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5G部署:雙速率光學器件和可調收發器是實現成本效益的關鍵

摘要:前傳網絡對5G服務提供商來說意味著“巨額成本”。在許多情況下,網絡運營商可能希望使用成本較低的10G收發器,直到對5G服務的需求使得25G數據速率成為必需。Precision OT的首席技術官Chris Page表示,將雙速率光學器件與可調收發器結合使用可以創建具有成本效益的方案,從而使網絡運營商能夠快速且不浪費資金地實施5G架構。

  ICC訊(編譯:Nina)2020年10月13日,蘋果發布了新的5G iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max??紤]到三星已經發布了Galaxy S20 5G型號以及更多其他選擇,運營商和其他網絡運營商有理由想知道消費者對這些新產品的興趣會如何影響現有和未來5G網絡的需求。當然,競爭正在升溫。

  許多運營商一直在利用現有的4G LTE基礎架構提供5G的首批迭代,美國T-Mobile則于2020年8月宣布,它是全球首家部署5G SA網絡的運營商。隨著其他運營商也開始部署5G SA網絡,如何及時部署可靠的5G基礎設施同時將新光網絡設備(包括收發器)的支出降至最低,成為運營商最關心的問題。

  打造一個網絡來處理5G時代成倍增長的物聯網設備和數據吞吐量耗資巨大。然而,雙速率收發器和可調諧光學可以幫助運營商和其他網絡運營商將成本降到最低,同時支持他們的網絡以適應日益增長的5G需求。雖然關于5G網絡回程方面的文獻并不缺乏,但在本文中,我們將重點討論小蜂窩前傳。在小蜂窩前傳中,服務提供商需要敏捷性和靈活性,以立即滿足不斷變化的消費者需求。

  再談小蜂窩(Small Cell)

  根據IEEE的說法,小蜂窩是便攜式基站或蜂窩無線接入節點,“運行時需要最少的功耗,并且可以在城市中每隔250米左右安裝一個?!笔褂煤撩撞?、波束形成和MIMO,它們可以在許可和非許可頻譜中工作。

  小蜂窩對5G來說是必要的,因為現有的4G LTE基礎設施的較低頻率不能支持5G所需的帶寬。另一方面,5G小蜂窩沒有4G的覆蓋范圍。普華永道(Price Waterhouse Cooper)指出,根據FCC的說法,美國需要超過800,000個小蜂窩才能使5G工作。此密度對于克服其較短的覆蓋范圍至關重要。但是,密度也意味著運營商和其他服務提供商的巨額資本支出,尤其是考慮到美國的全國性4G網絡僅具有約20萬個蜂窩塔。

  5G將依賴于不同類型的小蜂窩,包括Femtocell、Picocell和Microcell。每種提供的覆蓋范圍、功率利用率和用戶數量都不同。Femtocell支持最少的用戶,通常用于極短距離的室內應用。Picocell支持較大范圍的用戶群,最大覆蓋范圍為250米,主要用于辦公樓、醫院、購物中心或火車站等室內公共區域。Microcell的覆蓋范圍最大(可達2.5公里),主要支持戶外應用,可支持多達200個用戶。許多小蜂窩位于工程技術人員稱為“硬化”的環境中,這意味著派人去現場修復一個小蜂窩,比解決典型接入網絡中心局的問題要復雜得多。

  部署后,可靠地運行小蜂窩對于降低5G架構的總擁有成本(TCO)至關重要。正如RCR Wireless所指出的,小蜂窩設備出現故障需要更換,這可能會延遲現場的運轉,并需要技術人員到現場進行維修。即使是2%的故障率也會讓網絡運營商每年花費近100萬美元的現場訪問成本。但是,這種對話所缺少的想法是,小蜂窩性能僅與將其連接到BBU(集中式基帶單元)的前傳網絡一樣好。

  前傳發展:網絡運營商真的準備好迎接25G了嗎?

  正如CIR指出的那樣,“(運營商)對前傳的興趣日益增長......部分原因是將相對較新的C-RAN架構用于5G基礎架構,該架構對帶寬的要求很高且成本很高,這為光學部署創造了重要的新機遇?!贝送?,ITU最近正式確定了5G傳輸的國際移動通信2020(IMT-2020)標準。該標準在過去幾年中得到了發展,使25G eCPRI成為5G前傳接口的首選。

  然而,根據CIR的說法,前傳網絡對5G服務提供商來說意味著“巨額成本”。在許多情況下,網絡運營商可能希望使用10G收發器,因為它們的成本較低,直到對5G服務的需求使得25G數據速率成為必需。但是,轉換的時機即將到來– Frost & Sullivan發現,全球5G測試設備市場將以11.5%的復合年增長率增長,到2024年將達到20億美元的總價值。對于網絡運營商來說,目前的關鍵是投資在短期和長期內都具有成本效益的解決方案,使他們能夠在保持盡可能低的采購和運營支出的同時,逐步提高前傳網絡的數據率。

  雙速率光學器件和可調收發器:實現成本效益的關鍵

  盡管雙速率光學和可調諧收發器技術已經存在一段時間了,但它們還沒有使5G光網絡設備市場飽和。當然,這是因為5G的前景仍然相當新,網絡運營商仍在接受25G數據速率標準的道路上。SDxCentral編輯Matt Kapko表示:“要實現5G部署并且用戶體驗達到[IMT-2020]標準還需要很多年……在5G交付之前,還有很多事情要做……許多公司依靠固定寬帶或WiFi進行連接,完全轉向5G的公司將是極少數,而不是常態?!坝捎?A href="http://www.335033.tw/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=5G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">5G尚未在全球消費者中廣泛擴散,因此許多網絡運營商仍依賴現有4G前傳網絡中普遍使用的10G SFP + CPRI光學器件。

  但是,5G前傳的時代正在改變。根據P&S Intelligence的預測,從2020年至2030年,5G收發器市場將以30.4%的速度增長。隨著個人購買更多的移動設備并越來越多地利用數據密集型應用,他們對5G前傳網絡也將提出更高的要求。隨著T-Mobile之外的網絡運營商開始部署自己的獨立5G網絡,高帶寬、超低延遲相關應用的用戶消耗將推動向25G模塊的升級。畢竟,根據ITU, IMT-2020 5G標準的網絡粒度從25G到100G不等?;诖?,對25G收發器的需求將隨著時間的推移而增加。向25G光學的轉移還支持5G回傳網絡中的400G收發器應用。正如大家多看到的,25G收發器支持運營商所需的整體網絡升級,從而完全實現5G承諾。

  遷移到25G給使用10G光學器件的運營商帶來了后勤挑戰。雙速率收發器提供了一種光網絡設備,可以將其配置為支持25G或10G數據速率,從而彌合這一差距,為網絡運營商節省了大量資金。根據當前的前傳需求,運營商通常必須購買10G或25G收發器,而雙速率技術可以僅需一種類型的光學器件,這也意味著運營商可以用更少的錢建立備用設備的庫存。隨著25G逐漸成為5G前傳網絡的規范,雙速率技術將使網絡運營商的必要升級變得更簡單,更具成本效益。

  同樣,可調收發器可以進一步降低5G的成本曲線??烧{諧收發器可以進行現場波長調整,超越了靜態模型的固定波長限制。使用靜態收發器時,需要進行多次備份,以減少由于設備問題或需要轉移到不同波長而導致的網絡停機風險??烧{諧光學器件使成本最小化,靈活性最大化。從5G的角度來看,它們讓網絡運營商可以輕松、幾乎即時地訪問任何C波段通道,而這些通道正迅速成為新蜂窩網絡標準的核心。加上調諧軟件和專用調諧盒,可調諧收發器消除了網絡運營商購買多個固定通道光學器件及其備件的需求。

  結論

  在推動5G部署的過程中,網絡運營商需要從光學設備的角度得到一切可能的幫助。前傳網絡對于支持重要小蜂窩的可靠運行至關重要。盡管IMT-2020標準促進了將25G eCPRI用作前傳協議,但并不是所有的網絡運營商,尤其是那些利用現有4G LTE基礎架構進行5G部署的網絡運營商,都準備好實施此協議。但是,越來越多的證據表明從10G到25G的前傳帶寬最終將成為必需。 因此,將雙速率光學器件與可調收發器結合使用可以創建具有成本效益的方案,從而使網絡運營商能夠快速且不浪費資金地實施5G架構。 反過來,這將有助于加速5G的普及,使最終用戶,包括消費者和企業,都可以從5G所提供的所有服務中受益。

  譯自:Saving Time and Money on 5G Rollouts,作者為Precision OT的首席技術官Chris Page。

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