為5G準(zhǔn)備的傳輸網(wǎng)絡(luò)：光纖是5G的未來

發(fā)布時間2024-04-09 18:26

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來源： OFweek光通訊網(wǎng)

據(jù)悉，今年的MWC和OFC大會的一致主題即：為即將到來的5G準(zhǔn)備好傳輸網(wǎng)絡(luò)。目前的行業(yè)共識是2020年開始展開5G廣泛部署。但是由于5G NR仍處于標(biāo)準(zhǔn)化的早期階段，因此5G的準(zhǔn)備工作也是一個棘手的問題。

隨著5G無線標(biāo)準(zhǔn)的不斷變化，目前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商能采取哪些措施為5G傳輸網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)呢？好消息是，至少5G在物理層的道路是明確的：光纖將是5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，集中式RAN（C-RAN）將成為5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

C-RAN是通過4G（商業(yè)部署現(xiàn)在正在擴(kuò)大）引入的，并為移動網(wǎng)絡(luò)增加了一個新的傳輸網(wǎng)段：去程。使用C-RAN之后，無線電單元保留在基站塔內(nèi)，但是基帶處理單元（BBUs）卻從單元塔移動到中央辦公室，以便實現(xiàn)彼此之間以及和其他元件的通信。使用標(biāo)準(zhǔn)CPRI協(xié)議，基站塔和BBUs之間的距離可達(dá)20公里。

C-RAN有兩個要點：

1）C-RAN是5G所需的傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因為BBUs（Cloud RAN）的虛擬化將成為實現(xiàn)5G的關(guān)鍵組件。為了擴(kuò)展和實現(xiàn)虛擬化，需要立即實施C-RAN架構(gòu)；

2）由于容量和距離要求相結(jié)合，去程網(wǎng)絡(luò)將主要以光纖為基礎(chǔ)。

物理層的測試要求也非常簡單，重點是對任何光纖網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要的光纖特性的測試。也就是說，在準(zhǔn)備5G數(shù)據(jù)速率和架構(gòu)時，有一些差異。

衰減

衰減是光信號在光纖中傳播時的功率降低。衰減的常見原因包括連接器質(zhì)量差、致密光纖彎曲、故障光纖接頭以及由于傳輸距離增加而導(dǎo)致的光纖本身的缺陷等。與分布式RAN相比，C-RAN引入了兩個可能增加損耗的重要因素：1）更大的光纖傳輸距離-遠(yuǎn)程頭端和BBUs之間的物理隔離距離從分布式RAN的數(shù)十米增加到10公里到20公里；2）傳輸路線中更多數(shù)量的連接器。

光時域反射計（OTDR）是用于精確測量衰減的正確測試工具，應(yīng)在任何新的C-RAN光纖安裝上進(jìn)行。如果OTDR點連接器具有異常高的損耗，檢查探頭有助于確定光纖端面是否應(yīng)該進(jìn)行清潔。

色度色散&偏振模色散

色散是光脈沖的擴(kuò)展，并可能導(dǎo)致光傳輸中比特差錯率的增加。目前兩個最重要的形式是色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）。CD是由以不同速度運(yùn)行的光脈沖中的不同波長（顏色）引起，PMD是由不同偏振狀態(tài)的傳播速度差異引起的。

在sub-10G速率下，CD和PMD容差率非常高；但在10G及以上時，色散就成為一個問題。這是一個重要的考慮因素，因為移動回程網(wǎng)絡(luò)能達(dá)到10Gbps的數(shù)據(jù)速率（最終會更高）。

此外，距離也是一個因素。測試和測量供應(yīng)商EXFO建議對距離超過15公里至20公里的任何跨度進(jìn)行色散測試；在調(diào)試前進(jìn)行這些測試，以避免CD/PMD相關(guān)故障。

在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)以及在城域網(wǎng)中的相干100G傳輸?shù)倪w移，由于數(shù)字信號處理的功能，減少了許多關(guān)于色散減損的問題。

但是，相干檢測帶來了一些10G直接檢測系統(tǒng)中不存在的限制，例如對偏振態(tài)（SOP）和PMD的快速變化的敏感性等。由于SOP和PMD可以在幾微秒內(nèi)變化，相干接收機(jī)必須實時補(bǔ)償PMD和SOP；但是如果它們變化太快，有時則不能實現(xiàn)，就會導(dǎo)致信號丟失。

防止相干接收機(jī)中的SOP和PMD補(bǔ)償故障的最佳方法是避免使用具備較高PMD的光纖，因為在較高PMD光纖中，SOP和PMD的快速變化更頻繁。

總而言之，對于規(guī)劃5G未來的運(yùn)營商而言，現(xiàn)在可以在物理層采取措施，將光纖擴(kuò)展到其小區(qū)站點，以期待集中式RAN架構(gòu)在較高層的需求。從物理層測試的角度來看，該方法很簡單，即將重點放在光纖特性上。（文/Oscar譯）

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