Kable światłowodowe stały się jednym z kluczowych punktów w konkurencji 5G.Wiadomo, że sieci 5G będą oferować konsumentom usługi o dużej szybkości i niskim opóźnieniu z bardziej niezawodnymi i silniejszymi połączeniami.Ale aby tak się stało, trzeba zbudować więcej stacji bazowych 5G ze względu na wyższe pasmo częstotliwości 5G i ograniczony zasięg sieci.Szacuje się, że do 2025 r. łączna liczba globalnych stacji bazowych 5G osiągnie 6,5 miliona, co stawia wyższe wymagania dotyczące wydajności i produkcji kabli światłowodowych.
Obecnie wciąż istnieją pewne wątpliwości dotyczące architektur sieci 5G i doboru rozwiązań technicznych.Ale w podstawowej warstwie fizycznej kable światłowodowe 5G powinny spełniać zarówno obecne zastosowania, jak i przyszłe potrzeby rozwojowe.Poniżej przedstawiono pięć rodzajów kabli światłowodowych, które w pewnym stopniu rozwiązują problemy w sieciach 5G.
1. Niewrażliwe na zginanie światłowód dla łatwych wewnętrznych mikro stacji bazowych 5G
Gęste połączenia światłowodowe między ogromnymi nowymi makrostacjami bazowymi 5G a wewnętrznymi mikrostacjami bazowymi są głównym wyzwaniem w konstrukcjach sieci dostępowych 5G.Złożone środowiska okablowania, zwłaszcza wewnętrzne okablowanie światłowodowe, oraz ograniczona przestrzeń i zagięcia wymagają wysokich wymagań dotyczących wydajności zginania światłowodów.Zgodny ze światłowodami ITU G.657.A2/B2/B3 ma doskonałą wydajność zginania, która może być zszywana i zginana na rogach bez poświęcania wydajności.
Wielu producentów światłowodów ogłosiło kable światłowodowe niewrażliwe na zginanie (BIF) o niskich stratach, aby rozwiązać takie problemy w zastosowaniach wewnętrznych 5G.
| Firma | Nazwa produktu | Standardy ITU | Promień gięcia (1 obrót trzpienia) |
Tłumienie indukowane (dB) |
| Corning | Włókno ClearCurve LBL | G.652.D, G.657.A2/B2 | 7,5 mm | ≤ 0,4 |
| YOFC | EasyBand® Ultra BIF | G.652.D, G.657.B3 | 5 mm | ≤ 0,15 |
| Grupa Prysmian | Włókno BendBright XS | G.652.D, G.657.A2/B2 | 7,5 mm | ≤ 0,5 |
Uwaga: Indukowane tłumienie jest powodowane przez włókno owinięte wokół trzpienia o określonym promieniu.
2. Światłowód wielomodowy OM5 stosowany w sieciach rdzeniowych 5G
Dostawcy usług 5G muszą również skupić się na budowie sieci światłowodowej w centrach danych, w których przechowywane są treści.Obecnie prędkość transmisji w centrach danych ewoluuje od 10G/25G, 40G/I00G do 25G/I00G, 200G/400G, co stawia nowe wymagania dla światłowodów wielomodowych stosowanych do połączeń wewnątrz centrów danych.Światłowody wielomodowe muszą być kompatybilne z istniejącym standardem Ethernet, obejmować przyszłe aktualizacje do wyższych prędkości, takich jak 400G i 800G, obsługiwać technologie multipleksowania wielu długości fal, takie jak SWDM i BiDi, a także muszą zapewniać doskonałą odporność na zginanie, aby dostosować się do gęstego okablowania centrów danych scenariusze.
Rysunek 1: Światłowód OM5 w aplikacjach 100G BiDi i 100G SWDM
W takich warunkach nowe szerokopasmowe światłowód wielomodowy OM5 staje się opcją hotspot w konstrukcjach centrów danych.Światłowód OM5 pozwala na transmisję wielu długości fal jednocześnie w okolicach 850 nm do 950 nm.Dzięki zastosowaniu technologii modulacji PAM4 i WDM, światłowód OM5 jest w stanie obsłużyć 150 metrów w systemach transmisji 100Gb/s, 200Gb/s i 400Gb/s i zapewnić zdolność przyszłych sieci transmisyjnych na krótkich i dużych prędkościach, co czyni go optymalnym wyborem dla połączeń wewnątrz centrum danych w środowisku 5G.
| Typ włókna | Efektywna przepustowość (MHz.km) | Pełna przepustowość wtrysku (MHz.km) | |||
| Typ włókna | 850nm | 953nm | 850nm | 953nm | 1310nm |
| OM3 | >2000 | / | >1500 | / | >500 |
| OM4 | >4700 | / | >3500 | / | >500 |
| OM5 | >4700 | / | >3500 | 1850 | >500 |
Oto porównanie długości łącza OM5 i innych światłowodów wielomodowych o długości fali 850nm.
| Długość łącza (M) przy długości fali 850nm | |||||||
| Typ włókna | 10GBASE-SR | 25GBASE-SR | 40GBASE-SR4 | 100GBASE-SR4 | 400GBASE-SR16 | 400GBASE-SR8 | 400GBASE-SR4.2 |
| OM3 | 300 | 70 | 100 | 70 | 100 | 70 | 70 |
| OM4 | 550 | 100 | 150 | 100 | 150 | 100 | 100 |
| OM5 | 550 | 100 | 150 | 100 | 150 | 100 | 150 |
3. Światłowody o średnicy mikronowej umożliwiają większą gęstość włókien
Ze względu na złożone środowiska wdrażania warstwy dostępu lub warstwy agregacji sieci nośnych 5G łatwo można napotkać problemy, takie jak ograniczone istniejące zasoby rurociągów kablowych.Aby zapewnić, że ograniczona przestrzeń może pomieścić więcej światłowodów, producenci kabli ciężko pracują nad zmniejszeniem rozmiaru i średnicy wiązek kablowych.Na przykład niedawno Grupa Prysmian wprowadziła światłowód jednomodowy BendBright XS 180 µm, aby sprostać wymaganiom technologii 5G.To innowacyjne światłowód umożliwia projektantom kabli oferowanie znacznie zmniejszonych wymiarów kabla przy jednoczesnym zachowaniu średnicy szkła 125 µm.
Rysunek 2: Włókno BendBright XS firmy Prysmian o grubości 180 µm
Podobnie, na tych samych zasadach, Corning wprowadził włókno SMF-28 Ultra 200, które pozwala producentom kabli światłowodowych na skrócenie o 45 mikronów poprzedniej grubości powłoki kabla, przechodząc od 245 mikronów do 200 mikronów, aby uzyskać mniejszą całkowitą średnicę zewnętrzną.A YOFC, inny producent światłowodów, dostarcza również EasyBand plus-Mini 200μm niewrażliwe na zginanie światłowód dla sieci 5G, który może zmniejszyć średnicę kabla o 50% i znacznie zwiększyć gęstość włókien w rurociągach w porównaniu ze zwykłymi światłowodami.
4. Włókno ULL o dużej powierzchni efektywnej może wydłużyć długość łącza 5G
Producenci światłowodów 5G aktywnie badają technologie światłowodowe o bardzo niskiej stratności (ULL), aby jak najdłużej rozszerzyć zasięg światłowodu.Światłowód G.654.E jest właśnie takim rodzajem innowacyjnego włókna 5G.W odróżnieniu od zwykłego światłowodu G.652.D często używanego w 10G, 25G i 100G, włókno G.652.E ma większy obszar efektywny i bardzo niskie straty, co może znacznie zmniejszyć nieliniowy efekt światłowodu i poprawić OSNR, na które łatwo wpływa wyższy format modulacji sygnału w połączeniach 200G i 400G.
| Prędkość (bps) | 40G | 100 GRAMÓW | 400G | 400G |
| Typ włókna | wspólne G.652 | niskostratny G.652 | niskostratny G.652 | innowacyjny G.654.E |
| Maksymalna pojemność (Tbs) | 3.2 | 8 | 20 | 20 |
| Limit odległości przekaźnika (km) | 6000 | 3200 | <800 | <2000 |
| Typowe tłumienie łącza (dB/km) | 0,21 | 0,20 | 0,20 | 0,18 |
| Efektywna powierzchnia włókna (µm²) | 80 | 80 | 80 | 130 |
Wraz z ciągłym wzrostem prędkości transmisji i przepustowości sieci rdzeniowej 5G i centrum danych w chmurze, takie kable światłowodowe będą potrzebne bardziej.Mówi się, że najnowsze światłowód TXF firmy Corning, typ światłowodu G.654.E, charakteryzuje się dużą przepustowością i wyjątkowym zasięgiem, dzięki czemu może pomóc operatorom sieci w radzeniu sobie z rosnącymi wymaganiami w zakresie przepustowości przy jednoczesnym obniżeniu całkowitych kosztów sieci.Niedawno Infinera i Corning osiągnęły 800G na 800 km przy użyciu tego włókna TXF, co pokazuje, że włókno to ma oferować doskonałe rozwiązania w zakresie transmisji długodystansowych dla wdrożenia sieci 5G.
5. Kabel światłowodowy do szybszej instalacji sieci 5G
Wdrożenie sieci 5G obejmuje zarówno scenariusze wewnętrzne, jak i zewnętrzne, szybkość instalacji jest czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę.W pełni suchy kabel optyczny wykorzystujący technologię suchego blokowania przed wodą jest w stanie poprawić prędkość łączenia włókien podczas instalacji kabla.Mikrokable dmuchane powietrzem są kompaktowe i lekkie oraz zawierają włókna o dużej gęstości, aby zmaksymalizować liczbę włókien.Ten typ kabla jest łatwy do zainstalowania w dłuższych kanałach z licznymi zagięciami i pofałdowaniami, a także pozwala zaoszczędzić siłę roboczą i czas instalacji oraz poprawić wydajność instalacji dzięki metodom instalacji wdmuchiwanej.W przypadku rozmieszczenia zewnętrznego kabla światłowodowego należy również użyć niektórych kabli optycznych przeciw gryzoniom i przeciw ptakom.