5 типов оптических волокон для сетей 5G

Оптоволоконные кабели стали одним из ключевых моментов в конкурсе 5G. Известно, что сети 5G будут предлагать потребителям высокоскоростные услуги с низкой латентностью и более надежными и надежными соединениями. Но чтобы это произошло, необходимо построить больше базовых станций 5G из-за более высокой полосы частот 5G и ограниченного покрытия сети. Предполагается, что к 2025 году общее число глобальных базовых станций 5G достигнет 6,5 млн, что предъявляет повышенные требования к производительности и производству оптоволоконных кабелей.

В настоящее время все еще существуют некоторые неопределенности в архитектуре сетей 5G и выборе технических решений. Но на основном физическом уровне, оптоволоконные кабели 5G должны соответствовать как текущему применению, так и будущим потребностям развития. Ниже приведены пять типов оптоволоконных кабелей, которые в определенной степени решают проблемы в сетях 5G.

1. Оптическое волокно нечувствительное к изгибу для простых наружных микро базовых станций 5G

Плотное оптическое соединение между крупными новыми макро базовыми станциями 5G и внутренними микро базовыми станциями являются основной проблемой при построении сетей доступа 5G. Сложная среда кабельной системы, особенно внутренняя оптическая кабельная система, а также ограниченное пространство и изгиб требуют высоких требований к производительностям изгиба волокна. Оптическое волокно в соответствие с ITU G.657.A2/B2/B3 обладает отличным производительностям с улучшенным изгибом, которые могут быть сшиты и согнуты по углам без ущерба для производительности.

Многие оптические производители объявили о кабелях нечувствительных к изгибу (BIF) с низкими потерями для решения таких проблем при использовании в внешних применениях 5G.

Примечание: индуцированное затухание вызвано волокном, намотанным на оправку определенного радиуса.

2. Многомодовое оптоволокно OM5 для ядра сетей 5G

Поставщики услуг 5G также должны сосредоточиться на построении оптоволоконной сети для ЦОД, где хранится контент. В настоящее время скорость передачи данных в ЦОД меняется с 10G/25G, 40G/I00G до 25G/I00G, 200G/400G, что выдвигает новые требования к многомодовым оптическим волокнам, используемым для соединения внутри дата-центра. Многомодовые оптические волокна должны быть совместимы с существующим стандартом Ethernet, покрывать будущие обновления до более высоких скоростей, таких как 400G и 800G, поддерживать технологии мультиволнового мультиплексирования, такие как SWDM и BiDi, а также должны предоставлять превосходное сопротивление изгибу для адаптации к сценарии плотной кабельной системы для ЦОД.

Рисунок 1: Волокно OM5 в прииенениях 100G BiDi и 100G SWDM

При таких условиях, новое широкополосное многомодовое волокно OM5 становится горячей точкой для строительства ЦОД. Волокно OM5 позволяет одновременно передавать несколько длин волн в диапазоне от 850 до 950 нм. Приняв модуляцию PAM4 и технологию WDM, оптоволокно OM5 способно поддерживать 150 метров в системах передачи 100 Гбит/с, 200 Гбит/с и 400 Гбит/с, а также обеспечить возможность будущих высокоскоростных сетей передачи на короткие расстояния, что делает его оптимальным выбором для соединений внутри центра обработки данных в среде 5G.

Вот сравнение длины линии связи OM5 и другого многомодового волокна на длине волны 850 нм

3. Оптические волокна микронного диаметра обеспечивают более высокую плотность волокна

Из-за сложных сред развертывания уровня доступа или уровня агрегации bearer сетей 5G легко столкнуться с такими проблемами, как ограниченные существующие ресурсы кабельного трубопровода. Чтобы обеспечить ограниченное пространство может вместить больше оптических волокон, кабельные производители прилагают все усилия, чтобы уменьшить размер и диаметр кабельных пучков. Например, недавно Prysmian Group представила одномодовое волокно BendBright XS 180 мкм для удовлетворения требований технологии 5G. Это инновационное оптическое волокно позволяет кабельным разработчикам предлагать значительно меньшие размеры кабелей, сохраняя при этом диаметр стекла 125 мкм.

Рисунок 2: Волокно Prysmian BendBright XS 180 мк

Точно так же, с теми же принципами, Corning представила оптоволокно SMF-28 Ultra 200, которое позволяет оптоволоконным производителям сбрасывать 45 микрон по сравнению с предыдущими толщинами покрытия кабеля, от 245 микрон до 200 микрон, чтобы добиться меньшего общего внешнего диаметра. И YOFC, другой производитель оптического волокна, также предоставляет EasyBand plus-Mini чувствительное к изгибу волокно с уменьшенным диаметром 200 мкм для сетей 5G, что может уменьшить диаметр кабеля на 50% и значительно увеличить плотность волокон в трубопроводах по сравнению с обычными оптическими волокнами.

4. Волокно ULL с большой эффективной площадью может увеличить длину линии связи 5G

Оптические производители 5G активно изучают технологии оптических волокон со сверхнизкими потерями (ULL), чтобы максимально увеличить досягаемость волокна. Оптическое волокно G.654.E - это тип инновационного волокна 5G. В отличие от обычного волокна G.652.D, часто используемого в 10G, 25G и 100G, волокно G.652.E имеет большую эффективную площадь и обладает сверхнизкими потерями, что может значительно снизить нелинейный эффект оптического волокна и улучшить OSNR, на который легко влияет более высокий формат модуляции сигнала в соединениях 200G и 400G.

С непрерывным увеличением скорости передачи и ёмкости ядра сети 5G и облачного центра обработки данных, такие оптоволоконные кабели будут нуждаться в большем количестве. Говорят, что новейшее волокно Corning TXF, тип волокна G.654.E, обладает высокой скоростью передачи данных и исключительной досягаемостью, что позволяет сетевым операторам справляться с растущими требованиями к пропускной способности, снижая при этом их общие сетевые затраты. Недавно Infinera и Corning достигли 800G на 800 км с использованием этого волокна TXF, что показывает это волокно, как ожидается, предложит отличные решения для передачи данных на большие расстояния для развертывания сети 5G.

5. Оптоволоконный кабель для быстрой установки сети 5G

Развертывание сети 5G охватывает как внутренние, так и наружные сценарии, скорость установки является фактором, который необходимо учитывать. Полностью сухой оптический кабель с использованием технологии сухой водоблокировки способен улучшить скорость сращивания волокон при прокладке кабеля. Воздух-выдувные микро кабели компактны и легки, и содержат высокую плотность волокна, чтобы максимизировать количество волокон. Кабели этого типа легко устанавливается в длинных каналах с несколькими изгибами и волнистостями, и они могут сэкономить трудозатраты & время установки, а также повысить эффективность установки через метод выдувной установки. Для развертывания наружного оптоволоконного кабеля также необходимо использовать анти-грызун и анти-птица оптические кабели.

Готова к сетям 5G

В настоящее время оптическое волокно является оптимальной средой, способной масштабироваться до требований 5G. Повышенная емкость пропускной способности сетей 5G, более низкие требования к латентности и сложное развертывание на открытом воздухе создают проблемы, а также неограниченные возможности для производителей оптического волокна, но наши оптические сети должны быстро адаптироваться к таким новым требованиям. За исключением упомянутого выше оптического волокна, еще неизвестно, выпустят ли оптические производители 5G другие инновационные волокна для рынка как можно быстрее.