Inquiry Cartسبد استعلام
پرس و جو گاریسبد استعلام
صفحه اصلی - اپلیکیشن‌ها

شبکه های بی سیم

ارتباطات سیار الگوی توسعه یک نسل از فناوری در هر دهه را ادامه می‌دهد و توسعه 1G، 2G، 3G و 4G را طی کرده است. هر جهش نسلی، هر پیشرفت تکنولوژیک، کمک زیادی به ارتقای صنعتی و توسعه اقتصادی و اجتماعی کرده است. از 1G به 2G، انتقال از ارتباطات آنالوگ به دیجیتال محقق شد و ارتباطات سیار وارد هزاران خانوار شد. از 2G به 3G و 4G، تبدیل از خدمات صوتی به داده محقق شد و نرخ انتقال صدها برابر افزایش یافت و باعث محبوبیت و رونق برنامه های کاربردی اینترنت تلفن همراه شد. در حال حاضر، شبکه های تلفن همراه در تمام جنبه های زندگی اجتماعی ادغام شده اند و عمیقاً ارتباطات، ارتباطات و حتی کل شیوه زندگی افراد را تغییر داده اند. شبکه های 4G اقتصاد اینترنتی پررونقی را ایجاد کرده اند و مشکل ارتباط افراد با یکدیگر را در هر زمان و هر مکان حل می کنند. با توسعه سریع اینترنت موبایل، خدمات و خدمات جدید در حال ظهور هستند و ترافیک داده های تلفن همراه در حال انفجار است.
به عنوان یک نوع جدید از شبکه های ارتباطی سیار، 5G نه تنها مشکل ارتباط انسان با انسان را حل می کند، بلکه تجربه تجاری فراگیرتر و شدیدتری مانند واقعیت افزوده، واقعیت مجازی و ویدئو با کیفیت فوق العاده (3 بعدی) را در اختیار کاربران قرار می دهد. ، بلکه مشکل ارتباط انسان به چیز و چیز به چیز، رفع نیازهای پزشکی موبایل، شبکه خودرو، خانه هوشمند، کنترل صنعتی، نظارت بر محیط زیست و سایر برنامه های کاربردی اینترنت اشیا را حل خواهد کرد. در نهایت، 5G به تمام بخش‌های اقتصاد و جامعه نفوذ خواهد کرد و به زیرساخت جدید کلیدی برای حمایت از تحول دیجیتال، شبکه‌ای و هوشمند اقتصاد و جامعه تبدیل خواهد شد.

نسل پنجم فناوری ارتباطات سیار (5G) نسل جدیدی از فناوری ارتباطات سیار پهن باند با سرعت بالا، تاخیر کم و اتصال زیاد است. امکانات ارتباطی 5G زیرساخت شبکه برای اتصال افراد، ماشین‌ها و اشیا است.
اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU) سه سناریوی کاربردی اصلی را برای 5G تعریف کرده است که عبارتند از: افزایش پهنای باند تلفن همراه (eMBB)، ارتباطات با تأخیر کم با قابلیت اطمینان فوق‌العاده بالا (uRLLC) و ارتباطات عظیم کلاس ماشین (mMTC). پهنای باند تلفن همراه پیشرفته (eMBB) بر رشد انفجاری ترافیک اینترنت تلفن همراه تمرکز می کند و به کاربران اینترنت تلفن همراه تجربه کاربردی شدیدتری را ارائه می دهد. ارتباطات با تأخیر کم بسیار قابل اعتماد (uRLLC) بر کنترل صنعتی، پزشکی از راه دور، رانندگی خودکار و سایر کاربردهای صنعت عمودی با الزامات بالا برای تأخیر و قابلیت اطمینان تمرکز دارد. Massive Machine Type Communication (mMTC) بر شهرهای هوشمند، خانه های هوشمند، نظارت بر محیط زیست و سایر برنامه هایی که به انتقال متکی هستند تمرکز دارد. mMTC عمدتاً برای شهرهای هوشمند، خانه های هوشمند، نظارت بر محیط زیست و سایر برنامه هایی است که سنجش و جمع آوری داده ها را هدف قرار می دهند.
ITU هشت شاخص عملکرد کلیدی را برای 5G تعریف کرده است که از میان آنها سرعت بالا، تاخیر کم و اتصال زیاد برجسته ترین ویژگی ها هستند، با نرخ تجربه کاربر تا 1 گیگابیت در ثانیه، تاخیر تا 1 میلی ثانیه و اتصال کاربر تا 1 میلیون اتصال در مربع. کیلومتر

شاخص های کلیدی عملکرد ارتباطات تلفن همراه 5G
1. حداکثر نرخ 10-20 گیگابیت بر ثانیه برای پاسخگویی به انتقال حجم داده های بزرگ مانند ویدئو HD و واقعیت مجازی مورد نیاز است.
2. تأخیر رابط هوا تا 1 میلی‌ثانیه برای پاسخگویی به برنامه‌های بلادرنگ مانند رانندگی مستقل و پزشکی از راه دور.
3. با قابلیت اتصال میلیون ها اتصال/کیلومتر مربع دستگاه برای برقراری ارتباط با اینترنت اشیا.
4. راندمان طیف باید بیش از 3 برابر در مقایسه با LTE بهبود یابد.
5. پوشش مستمر منطقه گسترده و تحرک بالا با نرخ تجربه کاربر 100Mbit/s.
6. تراکم ترافیک 10Mbps/m2 یا بیشتر.
7. تحرک از حرکت با سرعت بالای 500 کیلومتر در ساعت پشتیبانی می کند

ماژول های نوری بلوک های اصلی لایه فیزیکی شبکه های 5G هستند که به طور گسترده در تجهیزات بی سیم و انتقال استفاده می شوند و هزینه آنها در تجهیزات سیستم در حال افزایش است، حتی بیش از 50-70٪ در برخی تجهیزات، که یک عنصر کلیدی است. 5G کم هزینه و پوشش گسترده.
سناریوهای کاربردی معمولی و تحلیل تقاضا در جدول 1 نشان داده شده است.

شبکه های بی سیم

جدول 1 سناریوهای کاربرد ماژول نوری بلبرینگ 5G و تحلیل تقاضا

سناریوی کاربردی معمولی انتقال جلوی 5G در شکل 1 نشان داده شده است، از جمله اتصال مستقیم فیبر، WDM غیرفعال و WDM / شبکه حمل و نقل نوری فعال (OTN) / شبکه بسته برش (SPN) و غیره. سناریوی فیبر مستقیم معمولاً از ماژول‌های نوری خاکستری 25 گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌کند که از هر دو نوع فیبر دو طرفه و تک فیبر دو طرفه پشتیبانی می‌کند که عمدتاً شامل فاصله انتقال 300 متر و 10 کیلومتر است. سناریوهای غیرفعال WDM عمدتاً شامل WDM غیرفعال نقطه به نقطه و WDM-PON هستند که از یک جفت یا یک فیبر برای دستیابی به چندین اتصال AAU به DU استفاده می کنند که معمولاً به ماژول های نوری رنگی 10 گیگابیت بر ثانیه یا 25 گیگابیت بر ثانیه نیاز دارند. برای سناریوهای WDM/OTN فعال، ماژول‌های خاکستری با مسافت کوتاه 10 گیگابیت بر ثانیه یا 25 گیگابیت بر ثانیه معمولاً بین دستگاه‌های AAU/DU و WDM/OTN/SPN و N x 10/25/50/100Gb/s با فیبر دوگانه مورد نیاز است. - ماژول‌های رنگی دو جهته یا تک فیبر بین دستگاه‌های WDM/OTN/SPN مورد نیاز است.

شبکه های بی سیم

شکل 1 سناریوهای کاربردی معمولی برای انتقال رو به جلو 5G

الزامات معمول برای ماژول های نوری برای سناریوهای کاربردی انتقال جلو 5G به شرح زیر است.

(1) محدوده دمای درجه صنعتی و الزامات قابلیت اطمینان بالا را برآورده کنید: با توجه به محیط کاربردی AAU در فضای باز، ماژول نوری انتقال جلو باید محدوده دمای درجه صنعتی -40 ~ 85 درجه سانتیگراد و همچنین ضد گرد و غبار را برآورده کند. ملزومات دیگر.

(2) کم هزینه: انتظار می رود کل تقاضا برای ماژول های نوری در 5G از 4G فراتر رود، به ویژه ده ها میلیون ماژول نوری انتقال جلو، و هزینه پایین یکی از خواسته های اصلی صنعت برای ماژول های نوری است. لایه دسترسی عمدتاً از ماژول‌های نوری خاکستری یا رنگی با سرعت‌های 25 گیگابیت بر ثانیه، 50 گیگابیت بر ثانیه و 100 گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌کند، در حالی که لایه تجمیع و بالاتر از ماژول‌های نوری رنگی DWDM بیشتری با سرعت‌های 100 گیگابیت بر ثانیه، 200 گیگابیت بر ثانیه و 400 گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌کند.

ماژول نوری انتقال جلو بخش مهمی از یاتاقان فیزیکی پیوند CPRI است که واحد پردازش باند پایه (BBU) و واحد فرکانس رادیویی راه دور (RRU) / واحد پردازش آنتن فعال (AAU) را به هم متصل می‌کند. از دوران 2G با سرعت 1.25 گیگابیت بر ثانیه، تا دوره 3G با سرعت 2.5 گیگابیت بر ثانیه، تا دوره 4G با سرعت 6/10 گیگابیت بر ثانیه، نرخ ماژول نوری بلبرینگ همچنان در حال تکامل است، فاصله انتقال عمدتا شامل 300 متر، 1.4 کیلومتر و 10 کیلومتر و غیره است. با فرا رسیدن عصر 5G، تعداد آنتن های AAU برای رسیدن به 8T/8R به 64T/64R 8 برابر بیشتر، پهنای باند پورت پوچ از 20 مگاهرتز به 100 مگاهرتز، در صورت حفظ طرح قطع CPRI، تقاضای پهنای باند 10 گیگابیت ظاهر می شود / s تا 400Gb/s 40 برابر بیشتر. برای کاهش فشار پهنای باند، صنعت طرح قطع eCPRI را برای استقرار بخشی از پردازش باند پایه BBU در AAU اتخاذ کرده است، در نتیجه تقاضای پهنای باند بین BBU و AAU را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، با پهنای باند تهی 100 مگاهرتز و 64T/64R، نیاز پهنای باند تک رابط پیشرو 5G به ترتیب قدر 25 گیگابیت بر ثانیه کاهش می یابد که می تواند با استفاده مجدد از زنجیره صنعت اترنت بالغ به طور موثر پشتیبانی شود.
در مراحل اولیه استقرار 5G، سه اپراتور اصلی BBU ها را متمرکز می کنند تا نیاز به منابع اتاق سرور را کاهش دهند، بنابراین امکان استقرار سریع مقیاس را فراهم می کنند. با این حال، سناریوهای شبکه دسترسی رادیویی متمرکز (CRAN) مقادیر زیادی فیبر ستون فقرات مصرف می‌کنند، و صنعت بر این اساس راه‌حل‌های مالتی پلکسی تقسیم طول موج مبتنی بر 25Gb/s (WDM) مانند CWDM 6 موج، LWDM/MWDM 12 موج و 48- را پیشنهاد کرد. DWDM را برای همگرایی و صرفه جویی در منابع فیبر موج بزنید. با تکامل 5G، تمرکز نسخه بعدی (Rel 17/Rel 18) روی فرکانس‌های زیر 10 گیگاهرتز، موج میلی‌متری و سایر باندهای فرکانسی خواهد بود. اگر تعداد آنتن‌ها و پهنای باند فرودگاه‌ها بیشتر شود، ماژول‌های نوری 50 گیگابیت بر ثانیه و سرعت بالاتر برای برآورده کردن پهنای باند انتقال جلو مورد نیاز خواهند بود.

شبکه های بی سیم

شکل 2 تکامل تقاضای بلبرینگ انتقال 5G جلو

ماژول نوری انتقال جلو عمدتاً شامل 25 گیگابیت بر ثانیه و 100 گیگابیت بر ثانیه دو نرخی است، از فاصله انتقال معمولی از صدها متر تا 20 کیلومتر پشتیبانی می کند، وضعیت فناوری خاص همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است.

شبکه های بی سیم

جدول 2: وضعیت فناوری ماژول نوری جلویی 5G

در حال حاضر، صنعت به طور فعال در حال کاوش در نسل بعدی راه حل های ماژول جلویی نوری است که سرعت بالا، مقرون به صرفه هستند، نیازهای درجه حرارت پیشرفته صنعتی را برآورده می کنند و قابلیت اطمینان طولانی مدت را برای بیش از ده سال تضمین می کنند، با الزامات بالقوه نشان داده شده در جدول 3.

شبکه های بی سیم

جدول 3 تقاضای بالقوه برای ماژول های نوری جدید برای انتقال پیشروی 5G

ماژول های نوری بک هال 5G عمدتاً شامل 25 گیگابیت بر ثانیه، 50 گیگابیت بر ثانیه، 100 گیگابیت بر ثانیه، 200 گیگابیت بر ثانیه و 400 گیگابیت بر ثانیه هستند، با فواصل انتقال معمولی از چند کیلومتر تا صدها کیلومتر، از انواع پروتکل های رابط مانند CPRI پشتیبانی می کنند. eCPRI، Ethernet و OTN، و همچنین فرمت های مدولاسیون مانند NRZ، PAM4 و DMT. جدول 4

شبکه های بی سیم

جدول 4: وضعیت فناوری ماژول نوری Backhaul در 5G

با افزایش بلوغ فناوری ماژول نوری 400Gb/s 30/40km و تکامل ماژول نوری 800Gb/s، فاز بعدی ماژول نوری backhaul 5G با راه حل های جدید بیشتری مواجه خواهد شد. با افزایش بلوغ ماژول های نوری 400 گیگابیت بر ثانیه 30/40 کیلومتر و تکامل ماژول های نوری 800 گیگابیت بر ثانیه، فاز بعدی 5G شاهد گزینه های جدید بیشتری برای ماژول های نوری Backhaul خواهد بود.

شبکه های بی سیم

جدول 5 تقاضای بالقوه برای ماژول های نوری جدید برای backhaul 5G

در بلندمدت، با ادامه پیشرفت تحقیقات و اکتشافات فناوری 6G، ظرفیت انتقال رو به جلو 6G احتمالاً افزایش قابل توجهی خواهد داشت. طبق مقاله سفید تحقیقات فناوری 6G Hotspot Wireless (2020)، 6G بیشتر با محاسبات ابری، کلان داده و هوش مصنوعی ادغام خواهد شد و افزایش زیادی در ابعاد و وسعت اتصال بی سیم وجود خواهد داشت که می تواند از سناریوهای کاربردی مانند پشتیبانی کند. انتقال ویدئو با پهنای باند فوق العاده زیاد، اینترنت اشیاء صنعتی با تأخیر بسیار کم، و اتصال متقابل هوا-فضا-آسمان، و غیره در مقایسه با نرخ پیک 1G، ضریب 1 افزایش خواهد یافت و تقاضای جدید برای اتصال یکپارچه هوا-فضا-فضا به ضریب 6 از نظر ظرفیت انتقال پیشرو نیاز دارد.

محصولات تطبیق