5G丨5G承載網對於光纖光纜有什麼樣的要求?

5G網絡主要實現以下三類典型應用場景:

增強型移動寬帶eMMB(理論下載速度可達20Gb/s)
超高可靠低時延通信uRLLC(理論時延可達1ms)
大規模機器通信mMTC(每平方公里百萬級連接數)

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除了要滿足微秒級的端對端業務佈署,實現架構化和扁平化,減少光纜繞轉路由,引進MEC(移動邊緣計算)和微秒級的超低時延設備,此外還要降低成本。
5G網絡建設基站形態複雜,管道、光纜纖芯資源消耗大,不同場景下,網絡的特性是不同的,所以對光纖傳輸的性能提出了不同的要求,5G網絡對光纖光纜需要更加的多元化,例如需要高抗彎、小型化和高密度等。下面介紹一個各個網路層的光纖應用。

5G承載網絡結構

5G承載網包括局域網和省幹網兩個層面,其中城域網包括城域網接入層,城域網匯聚層和核心層,骨幹網包括省內/省際幹線。
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城域接入層光纖要求城域接入層分爲5G前傳和5G中傳/回傳兩個階段
5G前傳
前傳有D-RAN(分佈式無線接入網)和C-RAN(集中式無線接入網)兩種場景。
C-RAN可細分爲C-RAN小集中和C-RAN大集中兩種部署模式。
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前期的大部分5G分基站是由4G基站升級而來,由於4G基站中很多采用D-RAN組網方式,所以5G前期會繼續延用,在D-RAN 場景下,AAU(有源天線單元)一般部署在塔上和塔下,連接距離一般在150m以內,組網方式是1站1芯,爲保證兼容性,其擴容所需的光纖與4G基站原有光纖基本保持一致,採用 G.652.D光纖。
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5G使用的頻率更高,單基站覆蓋範圍更小,基站數量更多
在5G部署中後期,基站更多采用C-RAN模式部署,BBU(室內基帶處理單元)與RRU(遠端射頻模塊)的距離拉大,拉遠距離通常在1-2km,目前國內幾家運營商採用的四種方案分別是:有光纖直連/無源WDM/有源WDM/半有源WDM。因前傳網絡大量光纖資源需要管道資源敷設,在此場景下,高抗彎曲的G.657.A2是合適選擇。
5G中/回傳
5G中/回傳承載網絡方案的核心功能要滿足多層級承載網絡、靈活化連接調度、層次化網絡切片、4G/5G混合承載以及低成本高速組網等承載需求,支持L0~L3層的綜合傳送能力,可通過L0 層波長、L1層TDM通道、L2和L3層分組隧道來 實現層次化網絡切片。在這裏插入圖片描述

5G中/回傳傳輸距離一般不超過40km,組網方式以環網爲主,少量爲鏈型或星型鏈路,線路接口要求帶寬最高至100Gbps,通常採用100G灰光模塊或N50G彩光模塊,普通的G.652光纖就能滿足上述要求,與4G相同,儘可能地共享現有鋪設光纖資源。
城域匯聚和核心層光纖要求
匯聚層的主要作用在於連接接入層和核心層,是5G回傳的一部分
匯聚層
傳輸距離不超過80km,不過需要匯聚5G城域網接入層的所有數據流量,線路接口帶寬將達到200Gbps,通常採用200G灰光模塊或N
100G彩光模塊,可以採用G.652.D光纖或新鋪設光纖。
核心層
是城域網的最後一個層級,向上將直連省級幹線網和骨幹網,顯然是城域網各個層級中處理的流量最大的層級。5G城域網核心層一般採用環網或雙上聯鏈路的方式組網,線路接口帶寬峯值將提升至400Gbps,,通常使用400G灰光模塊或N400G彩光模塊,其傳輸距離亦不超過80km,仍然可利用低成本、大帶寬的G.652.D光纖。
省幹光纖要求 與城域網相比,省幹網的傳輸距離要長得多,一般會達到幾百公里,線路接口帶寬峯值將提升至400Gbps,採用400G灰光模塊或N
400G彩光模塊進行傳輸,這樣低衰減的G.654.E光纖是目前最好的選擇。 G.654.E光纖在光纖衰減係數有2類,一類是低損耗:0.190dB/km以下,與低損耗的G.654D光纖相接近,另一類是超低損耗,採用純硅纖芯或降低纖芯鍺參雜量,衰減係數可做到0.1700.190dB/Km以下。相比傳統的G.652光纖,G.654.E光纖無電中繼距離優勢明顯,可有效延長400G系統傳輸距離,減少中繼站設置,並具有抗微彎性能。