Backhaul microdon ar gyfer Rhwydweithiau Symudol 5G

 

Rhwydweithiau symudol 5G, Backhaul Microdon a thueddiadau'r dyfodol mewn Rhwydweithiau Symudol

 

Rhwydwaith Di-wifr Symudol CableFree 5G

Gyda chyfathrebu symudol 5G ar gael tua 2020, mae'r diwydiant eisoes wedi dechrau datblygu golwg eithaf clir o'r prif heriau, cyfleoedd a'r cydrannau technoleg allweddol y mae'n eu cynnwys. Bydd 5G yn ymestyn perfformiad a galluoedd rhwydweithiau mynediad diwifr mewn sawl dimensiwn, er enghraifft gwella gwasanaethau band eang symudol i ddarparu cyfraddau data y tu hwnt i 10 Gbps gyda hwyrni o 1 ms.

Mae microdon yn elfen allweddol o rwydweithiau ôl-gefn cyfredol a bydd yn parhau i esblygu fel rhan o ecosystem 5G yn y dyfodol. Opsiwn yn 5G yw defnyddio'r un dechnoleg mynediad radio ar gyfer y cysylltiadau mynediad a'r backhaul, gan rannu'r adnoddau sbectrwm yn ddeinamig. Gall hyn ategu at ôl-osod microdon yn enwedig mewn lleoliadau trwchus iawn gyda nifer fwy o nodau radio bach.

Heddiw, mae trosglwyddiad microdon yn dominyddu ôl-gefn symudol, lle mae'n cysylltu tua 60 y cant o'r holl orsafoedd macro-sylfaen. Hyd yn oed wrth i gyfanswm nifer y cysylltiadau dyfu, bydd cyfran microdon o'r farchnad yn aros yn weddol gyson. Erbyn 2019, bydd yn dal i gyfrif am oddeutu 50 y cant o'r holl orsafoedd sylfaen (macro a chelloedd bach awyr agored (gweler Ffigur 3). Bydd yn chwarae rhan allweddol mewn mynediad milltir olaf a rôl ategol rhan rhan agregu'r rhwydwaith. ar yr un pryd, bydd trosglwyddo ffibr yn parhau i gynyddu ei gyfran o'r farchnad ôl-symudol symudol, ac erbyn 2019 bydd yn cysylltu tua 40 y cant o'r holl safleoedd. Defnyddir ffibr yn helaeth yn rhannau agregu / metro'r rhwydweithiau ac yn gynyddol ar gyfer mynediad y filltir olaf. Bydd gwahaniaethau daearyddol hefyd, gydag ardaloedd trefol dwys eu poblogaeth â threiddiad ffibr uwch nag ardaloedd maestrefol a gwledig llai poblog, lle bydd microdon yn drech na chysylltiadau pellter byr a chysylltiadau hir.

Effeithlonrwydd sbectrol
 

Tŵr Di-wifr Backhaul Symudol CableFree 5G

Gellir cyflawni effeithlonrwydd sbectrwm (hynny yw, cael mwy o ddarnau fesul Hz) trwy dechnegau fel modiwleiddio trefn uwch a modiwleiddio addasol, enillion system uwch datrysiad wedi'i ddylunio'n dda, a Mewnbwn Lluosog, Allbwn Lluosog (MIMO).

modiwleiddio

Mae'r nifer uchaf o symbolau yr eiliad a drosglwyddir ar gludwr microdon wedi'i gyfyngu gan led band y sianel. Mae Modylu Osgled Quadrature (QAM) yn cynyddu'r capasiti posibl trwy godio darnau ar bob symbol. Mae symud o ddau ddarn i bob symbol (4 QAM) i 10 darn y symbol (1024 QAM) yn sicrhau cynnydd capasiti mwy na phum gwaith.

Mae lefelau modiwleiddio lefel uwch wedi'u gwneud yn bosibl trwy ddatblygiadau mewn technolegau cydran sydd wedi lleihau sŵn a gynhyrchir gan offer ac ystumio signal. Yn y dyfodol bydd cefnogaeth ar gyfer hyd at 4096 QAM (12 darn y symbol), ond rydym yn agosáu at y terfynau damcaniaethol ac ymarferol. Mae modiwleiddio lefel uwch yn golygu mwy o sensitifrwydd i sŵn ac ystumio signal. Mae sensitifrwydd y derbynnydd yn cael ei leihau 3 dB ar gyfer pob cam cynyddol mewn modiwleiddio, tra bod yr enillion capasiti cysylltiedig yn mynd yn llai (yn nhermau canran). Er enghraifft, yr enillion capasiti yw 11 y cant wrth symud o 512 QAM (9 darn y symbol) i 1024 QAM (10 darn y symbol).

Modiwleiddio addasol
 

Cable Microdon CableFree wedi'i osod ar dwr telathrebu

Mae modiwleiddio cynyddol yn gwneud y radio yn fwy sensitif i anomaleddau lluosogi fel glaw a pylu aml-lwybr. Er mwyn cynnal hyd hop microdon, gellir gwneud iawn am y sensitifrwydd cynyddol gan bŵer allbwn uwch ac antenau mwy. Mae modiwleiddio addasol yn ddatrysiad cost-effeithiol iawn i gynyddu trwybwn i'r eithaf yn yr holl amodau lluosogi. Yn ymarferol, mae modiwleiddio addasol yn rhagofyniad ar gyfer ei ddefnyddio gyda modiwleiddio trefn uchel eithafol.

Mae modiwleiddio addasol yn galluogi uwchraddio hop microdon presennol o, er enghraifft, 114 Mbps i gymaint â 500 Mbps. Daw'r capasiti uwch gydag argaeledd is. Er enghraifft, mae argaeledd yn cael ei leihau o 99.999 y cant (toriad blynyddol 5 munud) ar 114 Mbps i 99.99 y cant o'r amser (toriad blynyddol 50 munud) ar 238 Mbps. Ennill system Mae enillion system Superior yn baramedr allweddol ar gyfer microdon. Gellir defnyddio enillion system 6 dB uwch, er enghraifft, i gynyddu dau gam modiwleiddio gyda'r un argaeledd, sy'n darparu hyd at 30 y cant yn fwy o gapasiti. Fel arall, gellid ei ddefnyddio i gynyddu hyd hop neu leihau maint yr antena, neu gyfuniad o'r cyfan. Ymhlith y cyfranwyr at enillion system uwch mae codio cywiro gwallau yn effeithlon, lefelau sŵn derbynnydd isel, rhagfynegiad digidol ar gyfer gweithredu pŵer allbwn uwch, a chwyddseinyddion pŵer-effeithlon, ymhlith eraill.

Mewnbwn Lluosog MIMO, Allbwn Lluosog (MIMO)
Mae MIMO yn dechnoleg aeddfed a ddefnyddir yn helaeth i gynyddu effeithlonrwydd sbectrol mewn mynediad radio 3GPP a Wi-Fi, lle mae'n cynnig ffordd gost-effeithiol i hybu capasiti a thrwybwn lle mae'r sbectrwm sydd ar gael yn gyfyngedig. Yn hanesyddol, mae'r sefyllfa sbectrwm ar gyfer cymwysiadau microdon wedi bod yn fwy hamddenol; mae bandiau amledd newydd ar gael ac mae'r dechnoleg wedi'i datblygu'n barhaus i fodloni'r gofynion capasiti. Fodd bynnag, mewn llawer o wledydd, mae'r adnoddau sbectrwm sy'n weddill ar gyfer cymwysiadau microdon yn dechrau disbyddu ac mae angen technolegau ychwanegol i fodloni gofynion y dyfodol. Ar gyfer Backhaul Symudol 5G, mae MIMO ar amleddau microdon yn dechnoleg sy'n dod i'r amlwg sy'n cynnig ffordd effeithiol i gynyddu effeithlonrwydd sbectrwm ymhellach ac felly'r gallu cludo sydd ar gael.

Yn wahanol i systemau MIMO 'confensiynol', sy'n seiliedig ar fyfyrdodau yn yr amgylchedd, ar gyfer Backhaul Symudol 5G, mae sianeli yn cael eu 'peiriannu' mewn systemau MIMO microdon pwynt i bwynt ar gyfer y perfformiad gorau posibl. Cyflawnir hyn trwy osod yr antenâu â gwahaniad gofodol sy'n dibynnu ar bellter hop ac amledd. Mewn egwyddor, mae trwybwn a chynhwysedd yn cynyddu'n llinol â nifer yr antenâu (ar draul cost caledwedd ychwanegol, wrth gwrs). Mae system NxM MIMO yn cael ei hadeiladu gan ddefnyddio trosglwyddyddion N a derbynyddion M. Yn ddamcaniaethol nid oes terfyn ar gyfer y gwerthoedd N ac M, ond gan fod yn rhaid gwahanu'r antenâu yn ofodol mae cyfyngiad ymarferol yn dibynnu ar uchder y twr a'r ardal o'i amgylch. Am y rheswm hwn antenau 2 × 2 yw'r math mwyaf ymarferol o system MIMO. Gallai'r antenâu hyn naill ai fod yn un polariaidd (dwy system gludwr) neu'n polareiddio deuol (pedair system cludwr). Bydd MIMO yn offeryn defnyddiol ar gyfer cynyddu capasiti microdon ymhellach, ond mae'n dal i fod mewn cyfnod cynnar lle mae angen egluro ei statws rheoleiddio, er enghraifft, yn y mwyafrif o wledydd, ac mae angen sefydlu ei fodelau lluosogi a chynllunio o hyd. Gall y gwahanu antena hefyd fod yn heriol yn enwedig ar gyfer amleddau is a hyd hopiau hirach.

Mwy o Sbectrwm
Mae rhan arall o'r blwch offer capasiti microdon ar gyfer Backhaul Symudol 5G yn cynnwys cael mynediad at fwy o sbectrwm. Yma mae'r bandiau tonnau milimetr - y bandiau 60 GHz didrwydded a'r band 70/80 GHz trwyddedig - yn tyfu mewn poblogrwydd fel ffordd o gael mynediad at sbectrwm newydd mewn llawer o farchnadoedd (gweler yr adran Opsiynau Amledd Microdon am ragor o wybodaeth). Mae'r bandiau hyn hefyd yn cynnig sianeli amledd llawer ehangach, sy'n hwyluso defnyddio systemau aml-gigabit cost-effeithlon sy'n galluogi 5G Mobile Backhaul.

Effeithlonrwydd trwybwn
Mae effeithlonrwydd trwybwn (hynny yw, mwy o ddata llwyth tâl fesul darn), yn cynnwys nodweddion fel cywasgiad pennawd aml-haen ac agregu / bondio cyswllt radio, sy'n canolbwyntio ar ymddygiad ffrydiau pecyn.

Cywasgiad pennawd aml-haen
Mae cywasgiad pennawd aml-haen yn tynnu gwybodaeth ddiangen o benawdau'r fframiau data ac yn rhyddhau capasiti at ddibenion traffig, fel y dangosir yn Ffigur 7. Wrth gywasgu, mae hunaniaeth unigryw ar yr ochr drosglwyddo yn disodli pob pennawd unigryw, proses sy'n cael ei gwrthdroi. ar yr ochr dderbyn. Mae cywasgiad pennawd yn darparu enillion defnydd cymharol uwch ar gyfer pecynnau o faint ffrâm llai, gan fod eu penawdau'n cynnwys rhan gymharol fwy o gyfanswm maint y ffrâm. Mae hyn yn golygu bod y capasiti ychwanegol sy'n deillio o hyn yn amrywio yn ôl nifer y penawdau a maint y ffrâm, ond yn nodweddiadol mae'n ennill 5–10 y cant gydag Ethernet, IPv4 a WCDMA, gyda maint ffrâm ar gyfartaledd o 400-600 beit, ac enillion 15-20 y cant. gydag Ethernet, MPLS, IPv6 a LTE gyda'r un maint ffrâm ar gyfartaledd.

Mae'r ffigurau hyn yn tybio y gall y cywasgiad a weithredir gefnogi cyfanswm nifer y penawdau unigryw sy'n cael eu trosglwyddo. Yn ogystal, dylai'r cywasgiad pennawd fod yn gadarn ac yn syml iawn i'w ddefnyddio, er enghraifft cynnig hunan-ddysgu, cyfluniad lleiaf posibl a dangosyddion perfformiad cynhwysfawr.

Cydgasglu Cyswllt Radio (RLA, Bondio)
Mae bondio cyswllt radio mewn microdon yn debyg i agregu cludwyr yn LTE ac mae'n offeryn pwysig i gefnogi twf traffig parhaus, gan fod cyfran uwch o hopys microdon yn cael eu defnyddio gyda chludwyr lluosog, fel y dangosir yn Ffigur 8. Mae'r ddwy dechneg yn agregu cludwyr radio lluosog yn un rhithwir un, felly mae'r ddau yn gwella'r capasiti brig yn ogystal â chynyddu'r trwybwn effeithiol trwy enillion amlblecsio ystadegol. Cyflawnir effeithlonrwydd bron i 100 y cant, gan y gall pob pecyn data ddefnyddio cyfanswm y capasiti brig agregedig gyda dim ond gostyngiad bach ar gyfer protocol uwchben, yn annibynnol ar batrymau traffig. Mae bondio cyswllt radio wedi'i deilwra i ddarparu perfformiad uwch ar gyfer yr ateb cludo microdon penodol dan sylw. Er enghraifft, gallai gefnogi ymddygiad annibynnol pob cludwr radio gan ddefnyddio modiwleiddio addasol, yn ogystal â diraddiad gosgeiddig os bydd un cludwr neu fwy yn methu (amddiffyniad N + 0).

Yn union fel agregu cludwyr, bydd bondio cyswllt radio yn parhau i gael ei ddatblygu i gefnogi galluoedd uwch a chyfuniadau cludwyr mwy hyblyg, er enghraifft trwy gefnogaeth ar gyfer agregu mwy o gludwyr, cludwyr â lled band gwahanol a chludwyr mewn gwahanol fandiau amledd.

Optimeiddio'r rhwydwaith
Adran nesaf y blwch offer capasiti yw optimeiddio'r rhwydwaith. Mae hyn yn cynnwys dwysáu rhwydweithiau heb yr angen am sianeli amledd ychwanegol trwy nodweddion lliniaru ymyrraeth fel antenau perfformiad uchel iawn (SHP) a rheolaeth pŵer trosglwyddo awtomatig (ATPC). Mae antenau SHP i bob pwrpas yn atal ymyrraeth trwy batrymau ymbelydredd sidelobe isel iawn, gan gyflawni dosbarth 4. ETSI. Mae ATPC yn galluogi lleihau'r pŵer trosglwyddo yn awtomatig yn ystod amodau lluosogi ffafriol (hynny yw, y rhan fwyaf o'r amser), gan leihau'r ymyrraeth yn y rhwydwaith yn effeithiol. Mae defnyddio'r nodweddion hyn yn lleihau nifer y sianeli amledd sydd eu hangen yn y rhwydwaith a gallai ddarparu hyd at 70 y cant yn fwy o gapasiti rhwydwaith fesul sianel. Mae ymyrraeth oherwydd camlinio neu ddefnyddio trwchus yn cyfyngu ar adeiladu ôl-groniad mewn llawer o rwydweithiau. Bydd cynllunio rhwydwaith yn ofalus, antenau datblygedig, prosesu signal a defnyddio nodweddion ATPC ar lefel rhwydwaith yn lleihau'r effaith o ymyrraeth.

Edrych i'r dyfodol, 5G a Thu Hwnt
 

Technoleg Di-wifr Symudol CableFree 5G

Dros y blynyddoedd i ddod, bydd offer capasiti microdon ar gyfer Rhwydweithiau Symudol 5G yn cael eu datblygu a'u gwella, a'u defnyddio mewn cyfuniad gan alluogi galluoedd o 10 Gbps a thu hwnt. Bydd cyfanswm cost perchnogaeth yn cael ei optimeiddio ar gyfer cyfluniadau capasiti uchel cyffredin, megis datrysiadau aml-gludwr.

Gadewch neges 

Rhestr negeseuon