просмотров: 525
запущенный в 2019 году, 5g быстро набрал обороты в азии, северной америке и европе. глобальная система мобильной связи (gsma) прогнозирует постоянный рост соединений 5g в следующие пять лет. в период с 1.1 по 2020 год мировые операторы вложат в мобильную связь около 2025 триллиона долларов сша, из которых примерно 80% составят 5g capex.
для беспроводной связи 5g требуется больше ресурсов спектра, чем для 4g, для расширенной мобильной широкополосной связи (embb), сверхнадежной связи с малой задержкой (urllc) и связи массового машинного типа (mmtc). в настоящее время 5g использует sub 6ghz спектр fr1, который поддерживает максимальную пропускную способность 100 мбит / с, что в пять раз больше, чем у 4g lte. когда есть 64 канала и полоса пропускания 100 мгц, общий интерфейс общественного радио (cpri) протокол требует не менее 100gb/s для проходных каналов. однако в 2017 году отрасль была не готова к 100gb/s оптические приемопередающие модули. следовательно, усиленный cpri (ecpri) протокол был разработан.
еcpri протокол определяет несколько режимов разделения. интерфейс более высокого уровня протокола требует меньшей полосы пропускания. в сценариях основного потока с разделением некоторые функции обработки сигналов физического уровня передаются из основной полосы частот на сторону антенны, для чего требуется всего 25gb/s из интерфейса fronthaul. в последние годы требования к основным модулям оптических приемопередатчиков увеличились с 10gb/s в эпоху 4g до 25gb/s в эпоху 5g.
учитывая, что полосы низких и средних частот в беспроводном спектре уже переполнены, 3gpp выделяет полосу более высоких частот для 5g. однако это приводит к более высоким потерям сигнала. следовательно, для обеспечения хорошего качества связи строительство базовых станций 5g требует более высокой плотности, чем 4g, а также более высоких требований к модулю оптического приемопередатчика. lightcounting прогнозирует, что из всех модулей оптических приемопередатчиков, проданных в ближайшие пять лет, более 50% будет составлять оптику 25g для фронтальной сети 5g.
модули оптических приемопередатчиков 25g в основном используются в беспроводных сетях. таким образом, повторное использование существующих ресурсов в отрасли 25g ethernet может помочь операторам связи значительно снизить затраты и повысить эффективность оптических сетей. solutions.
типичная архитектура для беспроводной сети - это распределенная ran (dran) или централизованная ran (cran). в режиме cran блоки bbu расположены в центральном офисе. это значительно уменьшает пространство и энергопотребление вспомогательного оборудования, особенно кондиционеров, тем самым снижая capex и opex. кроме того, централизованные bbu образуют пул основной полосы частот bbu, которым можно централизованно управлять и планировать для различных требований сети.
из-за добавления базовых станций стоимость строительства сети 5g намного выше, чем 4g, и приобретение площадки является сложной задачей. таким образом, cran предпочтительнее для крупномасштабного развертывания.
dran fronthaul - это простой сценарий, при котором aau и du размещаются на вышке и под ней соответственно на расстоянии 300 м или меньше. в сценарии cran максимальное расстояние между двумя устройствами составляет 10 км. учитывая экономичность и простоту обслуживания, прямое оптоволоконное соединение используется как для dran, так и для cran. в этом случае требуются серые модули оптических приемопередатчиков 25g.
прямые оптоволоконные соединения в сценариях cran требуют большого количества оптических волокон и кабелей. там, где ресурсов волокна недостаточно, используются 10-километровые серые двунаправленные (bidi) модули приемопередатчиков, так как они требуют вдвое меньше волокон и, следовательно, снижают затраты. при необходимости требуемые ресурсы волокна могут быть дополнительно сокращены за счет использования пассивного wdm и (полу) активный wdm устройств. в этом случае требуются цветные модули оптического приемопередатчика 25g.
для одной макробазовой станции 5g для диапазона 100 мгц требуется три 25gb/s ecpriс. в китае china mobile имеет 160 мгц спектра 5g, в то время как china telecom и china unicom используют в общей сложности 200 мгц 5g. если скорость интерфейса остается на уровне 25gb/sколичество интерфейсов увеличивается с 3 до 6.
для удовлетворения требований к передаче через интерфейс для каждой макробазовой станции требуется шесть пар модулей оптических приемопередатчиков 25g. в этом случае вы можете использовать один набор цветных модулей оптических приемопередатчиков с 12 длинами волн (одно волокно на участок) или два набора модулей цветных оптических приемопередатчиков с шестью длинами волн (два волокна на участок).
подводя итог, можно сказать, что в сценариях dran и cran резко возрастет спрос на модули оптических приемопередатчиков 5g.
5g был выпущен в 2019 году и быстро принят для коммерческого использования. к концу ноября 2020 года миллионы базовых станций 5g уже были развернуты по всему миру. чтобы справиться с быстрым и повсеместным строительством базовых станций, операторы выбирают цветные модули оптических приемопередатчиков, что позволяет сократить расходы и быстро получить коммерческую прибыль. кроме того, на основе существующих wdm стандартов, разные организации предлагали грубые wdm (cwdm), микрооптический wdm (mwdm), lan wdm (lwdm) и плотный wdm (dwdm) стандарты.
25g sfp28 серые модули оптических трансиверов используют существующие ресурсы от 10gb/s sfp технологии:
коммерческие микросхемы с такими длинами волн легко доступны. некоторые поставщики микросхем также могут предоставить промышленные микросхемы, подходящие для беспроводных передовых приложений.
по принципу повторного использования wdm стандартов, отрасль обсуждает различные solutions для цветных оптических приемопередатчиков 25g. в cwdm стандарт определен в itu-t g.694.2. имеется 18 длин волн с интервалом 20 нм. cwdm модули приемопередатчиков устанавливаются непосредственно на du и aau, а внешние cwdm используются мультиплексоры / демультиплексоры. в сценарии беспроводной связи с тремя каналами требуется шесть длин волн, предпочтительно cwdm6 из 1271нм, 1291нм, 1311нм, 1331нм, 1351нм и 1371нм. поскольку первые четыре длины волны такие же, как у cwdm4 dml в центрах обработки данных поставщикам микросхем необходимо разрабатывать только для промышленных температур и последних двух длин волн. в случае шести каналов требуется 12 длин волн. два cwdm6 и два волокна могут быть выбраны для передачи, или cwdm12 и одно волокно можно использовать, добавив последние шесть длин волн: 1471 нм, 1491 нм, 1511 нм, 1531 нм, 1551 нм и 1571 нм.
mwdm стандарт китайской ассоциации стандартов связи (ccsa), предложенный в конце 2019 года. mwdm, каждый из cwdm6 стандартных длин волн расширяется термоэлектрическим охладителем (тес) для получения 12 длин волн с неравным интервалом 7 нм. в mwdm12 длин волн: 1267.5 нм, 1274.5 нм, 1287.5 нм, 1294.5 нм, 1307.5 нм, 1314.5 нм, 1327.5 нм, 1334.5 нм, 1347.5 нм, 1354.5 нм, 1367.5 нм и 1374.5 нм.
по сравнению с cwdm6, то mwdm12 необходимо добавить tec к оптическому компоненту и драйвер tec к схеме модуля приемопередатчика.
расстояние между каналами lwdm технология 800ghz (примерно 4.4 нм). в о-диапазоне можно получить больше длин волн с небольшим штрафом за дисперсию. ieee 802.3 определяет 400gbase-lr8 интерфейс на основе lwdm8 из 1273.54 нм, 1277.89 нм, 1282.26 нм, 1286.66 нм, 1295.56 нм, 1300.05 нм, 1304.58 нм и 1309.14 нм. последние четыре длины волны используются для 100gbase-lr4. следовательно, промышленность может легко поддерживать последние четыре длины волны. при расширении до 12 длин волн ccsa добавляет четыре длины волны (1269.23 нм, 1291.10 нм, 1313.73 нм и 1318.35 нм) к lwdm8 длин волн для формирования lwdm12. единственная разница между lwdm12 и mwdm12 - оптический чип.
это dwdm технология основана на itu-t g.698.4 и широко используется в магистральных и городских сетях. длина волны колеблется от 1529 нм до 1567 нм с интервалом примерно 0.78 нм. количество длин волн может быть 6, 12, 20, 40, 48 или 96. однако dwdm модули приемопередатчиков дороги и обычно развертываются в районах с недостаточными ресурсами волокна.
из-за небольшого расстояния между длинами волн mwdm требуются контроллеры tec и, скорее всего, микросхемы с настраиваемой длиной волны. отраслевая цепочка лазеров с прямой модуляцией (dml) оптические чипы в нижнем слое lwdm незрелый, лазер с модуляцией электроабсорбции (eml) стоимость высока, и контроллеры тес требуются для lwdm. dwdm чипы дорогие, и dwdm требуются контроллеры tec. только cwdm6 не требует контроллеров тес и имеет множество dml ресурсы. следовательно, cwdm6 признан самым экономичным решением для операторов связи.
дальность передачи стандартного беспроводного переднего оптического приемопередатчика ограничена 10 км. с более широким внедрением cran может потребоваться большее расстояние передачи в агрегационных сетях переднего доступа. согласно lightcounting, в следующие 5 лет 3% всех оптических модулей приемопередатчиков серого цвета потребуют дальности передачи более 10 км. однако отраслевые поставщики продолжают уделять внимание модулям оптических трансиверов длиной 10 км.
по мере развития 5g необходимо будет постепенно увеличивать пропускную способность передовой связи. однако для беспроводной базовой станции порты панели платы основной полосы частот фиксированы. производители беспроводного оборудования должны найти способы улучшить приемную и передающую способность портов.
двойной сменный модуль малого форм-фактора (dsfp) модуль оптического трансивера - хорошее решение. dsfp стандарт, выпущенный в 2018 году, поддерживает максимальную скорость 100gb/s и в основном используется для протоколов ethernet. он также подходит для беспроводной сетиcpri сценарии переднего ремонта. dsfp модуль приемопередатчика совместим с sfp структура модуля приемопередатчика. благодаря встроенной капсуле внутри dsfp модуль приемопередатчика, два канала сигнала могут быть переданы, удваивая пропускную способность передачи и приема. в настоящее время 25g sfp28 модули приемопередатчиков являются стандартными. однако с увеличением спроса на полосу пропускания и эволюцией чипов основной полосы частот на стороне bbu, больше dsfp могут потребоваться приемопередающие модули.
cran играет большую роль в развертывании инфраструктуры 5g. три основных оператора связи в китае ожидают, что к 80 году cran будут составлять 5% инфраструктуры 2020g, поэтому спрос на цветные оптические приемопередающие модули возрастет. сначала, cwdmшесть модулей приемопередатчиков широко используются, поскольку они дешевы и легко доступны. однако во время строительства и обслуживания базовой станции настройка длины волны требует много времени и усилий. следовательно, настраиваемый dwdm предлагается цветная оптическая технология.
настраиваемый dwdm система имеет диапазон длин волн и интервал как фиксированные dwdm система. единственная разница в том, что настраиваемый по длине волны dwdm модуль приемопередатчика поддерживает автоматическую настройку 12 или 48 длин волн. в настоящее время настраиваемый dwdm стандарт инициирован в ccsa, а стандарт itu-t g.698.x пересматривается. ранее dwdm к транспортной сети применялась настраиваемая технология, но она была намного дороже, чем cwdm6. таким образом, промышленность работает над снижением стоимости этого решения.
gigalight предлагает как 25g sfp28 модули оптического трансивера серого цвета и 25g sfp28 цветные модули оптических приемопередатчиков промышленного уровня. все модули оптических приемопередатчиков 25g соответствуют требованиям sfp28 протоколы sff-8419 и sff8472. электрические порты соответствуют cei-28g-vsr. модули приемопередатчиков соответствуют требованиям 5g fronthaul. cpri/ecpri спецификациям и ieee стандарты 802.3 ethernet для поддержки 24.33gb/s и 25.78gb/s скорости передачи данных. клиенты могут выбирать различные варианты в зависимости от своих требований к производительности и бюджета. полная серия 5g fronthaul 25g sfp28 модули оптических приемопередатчиков охватывают различные сценарии применения dran и cran.
25g sfp28 модули оптических приемопередатчиков серого цвета включают портфель двухволоконных и одноволоконных, которые могут удовлетворить потребности клиентов в прямом оптоволоконном соединении в широком диапазоне сценариев.
25g sfp28 цветные модули оптического приемопередатчика включают cwdm портфолио, lwdm портфель и dwdm портфолио. они могут удовлетворить потребности клиентов в wdm подключения в широком диапазоне сценариев.
чтобы обеспечить высокопроизводительные и недорогие модули оптических приемопередатчиков для сетей 5g, gigalight использует следующие ключевые технологии:
чип drv combo и tia обеспечивают экономию средств без ущерба для производительности. drv combo решает технические проблемы, такие как прием перекрестных помех и рассеивание тепла благодаря своей конструкции. он также объединяет функциональные модули приемопередатчика, такие как приемный cdr, передавая cdr, dml drv, la и apc в одном чипе.
однокристальная интеграция снижает энергопотребление и площадь разводки печатной платы, а также повышает надежность. по сравнению с процессом gesi, используемым другими поставщиками, gigalight использует процесс cmos для реализации сильноточного привода dfb и добиться массового производства. кроме того, процесс cmos дешевле и быстрее.
передающий конец использует dfb, специально для 25g sfp28 lr lite 300 м и 25 г sfp28 lr 10 км, 25g bidi sfp28 300m/10km/20km/40km, and 25g cwdm sfp28 модули приемопередатчиков 10 км / 15 км.
dfb лазеры обладают хорошими характеристиками и не требуют охлаждения, что снижает затраты.
pin-pd - это фотодиод с полупроводниковой структурой pin, которая сформирована путем добавления собственной (i) области между областями, легированными n и p. чувствительность pin pd имеет решающее значение для работы модуля оптического приемопередатчика. высокопроизводительный pin pd отличается низким уровнем шума и высокой чувствительностью. кроме того, он поддерживает передачу на 10 км.
еcpri стандарт разъясняет интерфейс 5g fronthaul. передние интерфейсы 25g соответствуют протоколам ethernet и предоставляют множество методов эксплуатации и техобслуживания. кроме того, можно повторно использовать существующие ресурсы модулей оптических приемопередатчиков 25g ethernet. фронтальные интерфейсы 25g стали отраслевым стандартом. по мере увеличения капитальных затрат на строительство базовых станций 5g операторы ищут более экономичные модули оптических приемопередатчиков для фронтальной сети 25g. в то же время ограниченные ресурсы волокна стимулируют спрос на цветные модули оптических приемопередатчиков. благодаря десятилетиям инвестиций и инноваций в области оптической связи, gigalight запустила комплексное решение 25g sfp28 серые и цветные модули оптических приемопередатчиков для создания различных каналов доступа для беспроводной связи 5g.
предложения, новости и многое другое.