5G „Fronthaul“ ir FTTA: Patikimo pluošto pagrindo kūrimas hiperjungtam pasauliui

1 dalis: Evoliucija – 5G fronthaul pereina į „giliųjų vandenų“ fazę

5G diegimas įžengė į naują etapą. Po pradinio diegimo didžiuosiuose miestuose operatoriai dabar daugiausia dėmesio skiria giliai aprėpčiai, pajėgumų tankinimui ir patirties kokybei. Dėl šio pakeitimo frontaliniai tinklai patenka į sudėtingesnę aplinką: gatvės lygio mažus elementus, kaimo makroobjektus, pramonines zonas ir net požeminius tunelius.

Šį augimą atspindi rinkos duomenys. Remiantis pramonės prognozėmis, tikimasi, kad 5G priekinio perdavimo optinių modulių rinka išaugs nuo maždaug 4,83 mlrd. USD 2025 m. iki daugiau nei 25 mlrd. Vien Kinijoje 2025 m. pabaigoje veikė daugiau nei 4,838 mln. 5G bazinių stočių, o tai sudaro 37,6 % visų mobiliųjų bazinių stočių. Aprėptis pasiekė visus miestelius ir daugiau nei 95% administracinių kaimų.

Tuo tarpu 5G vystosi į 5G-Advanced (5,5G) su tokiomis funkcijomis kaip 50G PON fiksuotojo ir mobiliojo ryšio konvergencijai ir 400G/800G magistralės atnaujinimus. Šios tendencijos kelia precedento neturinčius reikalavimus fiziniam sluoksniui: didesnis skaidulų skaičius, mažesnis delsos biudžetas ir poreikis modulinėms, atnaujinamoms sąsajoms, galinčioms palaikyti 25G, 50G ir galiausiai 100G eCPRI ryšius.

2 dalis: iššūkis – kodėl FTTA diegimas lauke reikalingas

Skirtingai nuo patalpų duomenų centrų, 5G priekinio perdavimo komponentai turi išgyventi ilgus metus saulės, lietaus, ledo, vibracijos ir mechaninio poveikio. Įprasta aplinka bokšto viršuje kelia keturias pagrindines grėsmes:

• Ekstremalios temperatūros:Nuo -40 laipsnių žiemą iki +70 laipsnių, esant tiesioginiams vasaros saulės spinduliams. Dėl šiluminio ciklo gali atsilaisvinti jungtis, sugesti sandariklis ir sulinkti pluoštas.

• Vandens ir dulkių patekimas:Lietus, kondensatas ir ore esančios kietosios dalelės yra pagrindinės signalo pablogėjimo priežastys. Priekinių vamzdžių gaubtai ir jungtys turi atitikti IP68 apsaugą (nelaidūs dulkėms ir gali būti nuolat panardinami).

• Mechaninis įtempis:Bokštai siūbuoja vėjyje. Montavimo metu kabeliai traukiami, lenkiami ir užlipami. Vibracija, kurią sukelia netoliese esanti įranga (ventiliatoriai, aušinimo įrenginiai), laikui bėgant gali nuvarginti jungtis.

• Diegimo greitis:Operatoriai turi įdiegti tūkstančius svetainių per metus. Lauko sujungimas yra lėtas, reikalauja kvalifikuotų technikų, todėl našumas skiriasi. Iš anksto prijungti „plug-and-play“ sprendimai nebėra prabanga,{2}}jie yra būtinybė.

Tradiciniai lauke galiojantys sprendimai taip pat sukelia ilgalaikės priežiūros galvos skausmą. Kiekvienas sujungimo taškas yra galimo gedimo mazgas. Įvykus gedimui lipti į bokštą, kad jį būtų galima sujungti šaltomis sąlygomis, yra brangu ir pavojinga.

3 dalis: Sprendimas – visas sutvirtintų FTTA komponentų portfelis

Siekdama išspręsti šiuos iššūkius, pramonė susivienijo su pasitvirtinusių technologijų rinkiniu: iš anksto sujungtų mazgų, grūdintų jungčių (IP68 reitingo SC/LC/MPO), šarvuotų nuleidžiamų kabelių ir lauke įvertintų sujungimų dėžučių bei sujungimo uždorių. Visi turi būti išbandyti, kad atitiktų CPRI / eCPRI specifikacijas 25G / 100G nuorodoms su įterpimo ir grąžinimo nuostolių maržomis, kurios garantuoja nuorodų biudžetą iki 10–20 km atstumu.

Čia pateikiama glausta pagrindinių produktų kategorijų, skirtų 5G priekiniam ryšiui ir FTTA, apžvalga:

• Šarvuotas lauko nuleidžiamas kabelis– Su G.657.B3 lenkimui nejautriu pluoštu, plieniniais arba FRP šarvais, užtikrinančiais atsparumą graužikams ir gniuždymui, ir nuo UV apsaugotu apvalkalu. Idealiai tinka AAU ir bokšto pagrindo jungtims, lauko antenoms ir tiesioginiam laidojimui.

• Iš anksto sujungtos FTTA agregatai– Gamyklinis, „plug-and-play“, apsaugotas IP68 ir pristatomas su atskiromis bandymų ataskaitomis. Puikiai tinka greitam makro ir mažų ląstelių diegimui, taip pat C-RAN priekiniam perkėlimui.

• Lauko kupolo sujungimo uždarymas– Kupolo formos, užtikrinantis aukštą gniuždymo stiprumą, IP68 įvertinimas ir pakartotinis įvedimas. Naudojamas magistralinio kabelio sujungimui, šakojimui ir ilgalaikei apsaugai lauke.

• Multi-Service Terminal (MST) dėžutė– Didelio tankio, dažnai su įmontuotu PLC skirstytuvu, moduline konstrukcija ir tvirtinimo prie stulpo / sienos / antenos galimybėmis. Tinka 5G svetainės šviesolaidžio paskirstymui ir FTTx paskirstymo taškams.

• Grūdinto pluošto pataiso laidas– IP68 reitingas, atsparus trinčiai / vandeniui / korozijai ir suderinamas su CPRI / eCPRI. Sukurtas tiesiogiai prijungti nuo AAU prie bokšto pagrindo skydelio.

• Grūdintos jungtys (SC/LC/MPO)– IP68, atsparus vėjui ir vibracijai, mažas įterpimo nuostolis. Jie tarnauja kaip lauko sąsaja tarp skirstomųjų dėžių ir bazinės stoties įrangos.

• Bokšte montuojamas pluoštinis korpusas– Tvirtas, antivibracinis, su keliais tvirtinimo laikikliais. Užtikrina pluošto paskirstymą ir apsaugą bokšto AAU pusėje.

• Hibridinis kabelis (pasirinktinai)– Sujungia pluoštą ir galią viename apvalkale, supaprastindamas montavimą ir taupydamas bokšto erdvę. Idealiai tinka atokioms svetainėms, kur reikia duomenų ir energijos.

4 dalis: Centrinio biuro viduje – skaidulų valdymas, skirtas kaupimui ir pagrindiniam elementui

Kai priekinio perdavimo signalai palieka bokštą, jie keliauja paskirstymo ir tiekimo tinklais, kad pasiektų centrinius biurus, duomenų centrus ar kaupimo centrus. Šioms patalpų aplinkoms reikia kitokio, bet vienodai disciplinuoto požiūrio į pluošto valdymą. Toliau pateiktoje diagramoje parodyta tipinė stelažų pluošto infrastruktūra centriniame biure arba duomenų centre:

• Paskirstymas ODF– Pagrindinis paskirstymo rėmas, kuris užbaigia tiekimo kabelius ir suteikia pataisymo sąsają su likusia įrenginio dalimi.

• MPO magistralinis kabelis– Didelio tankio stuburas, jungiantis skirtingus ODF arba jungiantis prie pagrindinių jungiklių, palaikantis 40G/100G/400G lygiagrečią optiką.

• ODF vienetas– Kompaktiškas, ant stovo montuojamas įrenginys, kuriame derinamas sujungimas, užbaigimas ir saugojimas konkrečiai zonai ar eilutei.

• MPO pataisų skydelis– MPO jungtims skirtas skydelis, leidžiantis sujungti daugiapluoščius kryžminius ryšius be ventiliatorių.

• Fiber Patch laidas– Standartiniai dvipusiai LC/SC trumpikliai galutiniams įrangos (serverių, maršrutizatorių, jungiklių) prijungimui.

• MPO Breakout kabelis– Konvertuoja didelio tankio MPO prievadą į kelias LC/SC jungtis, sujungdamas 40G/100G pagrindinį tinklą su 10G/25G serveriais.

5 dalis: Viską sujungti – vieningas fizinis 5G sluoksnis

Nuo bokšto viršuje esančio AAU iki centrinio biuro maršrutizatoriaus – visas 5G tinklas priklauso nuo nuoseklios aukštos kokybės šviesolaidžio infrastruktūros. Žemiau esančioje lentelėje aptariami produktai nurodomi pagal jų tinklo vietą:

Pasirinkę tinkamus komponentus kiekvienam segmentui, tinklo operatoriai gali:

• Diegti greičiau– Iš anksto sujungti mazgai pašalina lauko sujungimą.

• Veikia patikimai– IP68, šarvuoti ir UV spinduliuotę turintys gaminiai atlaiko ilgus metus veikiant lauke.

• Lengvai padidinkite mastelį– Moduliniai ODF ir MPO sistemos leidžia laipsniškai didinti pajėgumus.

• Sumažinkite bendrąsias nuosavybės išlaidas (TCO)– Mažiau gedimų, trumpesnis remonto laikas ir mažesnės darbo sąnaudos.

6 dalis: Ateitis – nuo ​​5G iki 6G ir ne tik

Žvelgiant į 6G, tiek priekinio ryšio, tiek pagrindinio pluošto infrastruktūros reikalavimai padidės. Numatomoms funkcijoms, tokioms kaip terabitų greitis, submilisekundžių delsa ir AI pagrįstas tinklo pjaustymas, reikės dar tankesnių skaidulinių tinklų. Fizinis sluoksnis turės palaikyti:

• Didesnis skaidulų kiekisvienai vietai ir stovui (pvz., 144–576 skaidulų).

• Mažesnės formos jungtys(pvz., 16 skaidulų MPO, SN arba VSFF).

• Protingas valdymas(RFID žymėti pataisų laidai, automatizuoti infrastruktūros įrašai).

• Ypatingas atsparumas aplinkai(pvz., darbas dideliame aukštyje, jūros ar dykumos sąlygomis).

Iš anksto sujungti, grūdinti FTTA komponentai ir didelio tankio patalpų ODF sistemos išliks pagrindas, tačiau jos bus tobulesnės ir bus mažesnės, išmanesnės ir labiau automatizuotos.

Išvada: sukurkite savo 5G tinklą ant „Rock-Solid Fiber“ pagrindo

5G tinklo kokybę lemia ne tik radijo technologijos. Tai taip pat priklauso nuo šviesolaidinių jungčių, jungiančių radijo imtuvus su pagrindiniu tinklu, ir nuo šviesolaidžio valdymo sistemų centriniuose biuruose. Operatoriams, sistemų integratoriams ir infrastruktūros tiekėjams labai svarbu suprasti unikalius FTTA ir centrinio biuro šviesolaidžio paskirstymo poreikius ir pasirinkti tinkamus sutvirtintus bei vidaus komponentus, kad būtų galima patikimai, ekonomiškai ir keičiamo dydžio 5G diegti.

Nuo šarvuotų nuleidžiamųjų kabelių ir iš anksto sujungtų FTTA agregatų iki kupolinių sujungimo uždorių, MST dėžučių, paskirstymo ODF, MPO magistralių ir pertraukimo kabelių – kiekvienas gaminys atlieka specifinį vaidmenį saugant signalą ir supaprastinant lauko bei įrenginių inžinierių darbą.