Dengan komunikasi mudah alih 5G tersedia sekitar tahun 2020, industri telah mula mengembangkan pandangan yang cukup jelas mengenai cabaran, peluang dan komponen teknologi utama yang terlibat. 5G akan meningkatkan prestasi dan keupayaan rangkaian akses tanpa wayar dalam banyak dimensi, misalnya meningkatkan perkhidmatan jalur lebar mudah alih untuk memberikan kadar data melebihi 10 Gbps dengan latensi 1 ms.

Gelombang mikro adalah elemen utama rangkaian backhaul semasa dan akan terus berkembang sebagai sebahagian daripada ekosistem 5G masa depan. Pilihan dalam 5G adalah menggunakan teknologi akses radio yang sama untuk kedua-dua akses dan pautan backhaul, dengan perkongsian sumber spektrum yang dinamik. Ini dapat memberikan pelengkap kepada gelombang mikro terutama dalam penggunaan yang sangat padat dengan sebilangan besar nod radio kecil.

Hari ini, penghantaran gelombang mikro menguasai backhaul bergerak, di mana ia menghubungkan sekitar 60 peratus daripada semua stesen pangkalan makro. Walaupun jumlah sambungan bertambah, bahagian pasaran gelombang mikro akan tetap stabil. Menjelang 2019, ia masih menyumbang sekitar 50 peratus daripada semua stesen pangkalan (sel kecil makro dan luaran (lihat Gambar 3). Ia akan memainkan peranan penting dalam akses batu terakhir dan peranan pelengkap bahagian agregasi rangkaian. pada masa yang sama, penghantaran gentian akan terus meningkatkan bahagiannya dari pasaran backhaul mudah alih, dan pada tahun 2019 akan menghubungkan sekitar 40 peratus dari semua laman web. Fiber akan digunakan secara meluas di bahagian agregat / metro rangkaian dan semakin meningkat untuk akses jarak jauh Terdapat juga perbezaan geografi, dengan wilayah kota yang padat memiliki penembusan serat yang lebih tinggi daripada daerah pinggiran kota dan luar bandar yang kurang berpenduduk, di mana gelombang mikro akan berlaku untuk kedua-dua hubungan jarak pendek dan jarak jauh.

Kecekapan spektrum

Menara Tanpa Wayar Mudah Alih CableFree 5G Backhaul

Kecekapan spektrum (iaitu, mendapatkan lebih banyak bit per Hz) dapat dicapai melalui teknik seperti modulasi pesanan tinggi dan modulasi adaptif, keuntungan sistem yang unggul dari penyelesaian yang dirancang dengan baik, dan Multiple Input, Multiple Output (MIMO).

modulasi

Jumlah maksimum simbol per saat yang dihantar pada pembawa gelombang mikro dibatasi oleh lebar jalur saluran. Quadrature Amplitude Modulation (QAM) meningkatkan keupayaan keupayaan dengan mengekod bit ke setiap simbol. Beralih dari dua bit per simbol (4 QAM) ke 10 bit setiap simbol (1024 QAM) memberikan peningkatan kapasiti lebih dari lima kali ganda.

Tahap modulasi pesanan tinggi telah dimungkinkan melalui kemajuan teknologi komponen yang telah mengurangkan kebisingan dan gangguan isyarat yang dihasilkan oleh peralatan. Di masa depan akan ada dukungan hingga 4096 QAM (12 bit per simbol), tetapi kami menghampiri had teori dan praktikal. Modulasi pesanan tinggi bermaksud peningkatan kepekaan terhadap gangguan bunyi dan isyarat. Sensitiviti penerima dikurangkan sebanyak 3 dB untuk setiap peningkatan modulasi, sementara kenaikan kapasiti yang berkaitan semakin kecil (dari segi peratusan). Sebagai contoh, kenaikan kapasiti adalah 11 peratus ketika beralih dari 512 QAM (9 bit per simbol) ke 1024 QAM (10 bit setiap simbol).

Modulasi adaptif

CableFree Microwave Link dipasang di menara telekomunikasi

Peningkatan modulasi menjadikan radio lebih sensitif terhadap anomali penyebaran seperti hujan dan pudar pelbagai jalan. Untuk mengekalkan panjang gelombang mikro, peningkatan kepekaan dapat dikompensasi oleh daya output yang lebih tinggi dan antena yang lebih besar. Modulasi adaptif adalah penyelesaian yang sangat menjimatkan untuk memaksimumkan throughput dalam semua keadaan penyebaran. Dalam praktiknya, modulasi adaptif adalah prasyarat untuk penggunaan dengan modulasi pesanan tinggi yang ekstrem.

Modulasi adaptif membolehkan hop gelombang mikro yang ada ditingkatkan dari, misalnya, 114 Mbps hingga 500 Mbps. Kapasiti yang lebih tinggi dilengkapi dengan ketersediaan yang lebih rendah. Sebagai contoh, ketersediaan dikurangkan dari 99.999 peratus (gangguan tahunan 5 minit) pada 114 Mbps menjadi 99.99 peratus waktu (gangguan tahunan 50 minit) pada 238 Mbps. Keuntungan sistem Keuntungan sistem unggul adalah parameter utama untuk gelombang mikro. Keuntungan sistem yang lebih tinggi 6 dB dapat digunakan, misalnya, untuk meningkatkan dua langkah modulasi dengan ketersediaan yang sama, yang memberikan kapasitas hingga 30 persen lebih banyak. Sebagai alternatif, ini dapat digunakan untuk meningkatkan panjang hop atau mengurangi ukuran antena, atau kombinasi semua. Penyumbang untuk keuntungan sistem yang unggul termasuk pengekodan pembetulan ralat yang cekap, tahap kebisingan penerima yang rendah, ramalan digital untuk operasi kuasa output yang lebih tinggi, dan penguat yang cekap kuasa, antara lain.

MIMO Berbilang Input, Berbilang Output (MIMO)
MIMO adalah teknologi matang yang banyak digunakan untuk meningkatkan kecekapan spektrum dalam akses radio 3GPP dan Wi-Fi, di mana ia menawarkan cara yang menjimatkan untuk meningkatkan kapasiti dan throughput di mana spektrum yang ada terhad. Dari segi sejarah, keadaan spektrum untuk aplikasi gelombang mikro lebih santai; jalur frekuensi baru telah disediakan dan teknologi ini terus dikembangkan untuk memenuhi keperluan kapasiti. Namun di banyak negara, sumber spektrum yang tersisa untuk aplikasi gelombang mikro mulai habis dan teknologi tambahan diperlukan untuk memenuhi keperluan masa depan. Untuk 5G Mobile Backhaul, MIMO pada frekuensi gelombang mikro adalah teknologi baru yang menawarkan cara yang berkesan untuk meningkatkan lagi kecekapan spektrum dan kapasiti pengangkutan yang tersedia.

Tidak seperti sistem MIMO 'konvensional', yang didasarkan pada pantulan di persekitaran, untuk 5G Mobile Backhaul, saluran 'direkayasa' dalam sistem MIMO gelombang mikro titik-ke-titik untuk prestasi optimum. Ini dicapai dengan memasang antena dengan pemisahan spasial yang bergantung pada jarak hop dan frekuensi. Pada prinsipnya, throughput dan kapasiti meningkat secara linear dengan jumlah antena (tentu saja dengan perbelanjaan tambahan kos perkakasan). Sistem NxM MIMO dibina menggunakan pemancar N dan penerima M. Secara teorinya tidak ada batasan untuk nilai N dan M, tetapi kerana antena mesti dipisahkan secara spasial, terdapat batasan praktikal bergantung pada ketinggian menara dan sekitarnya. Atas sebab ini, antena 2 × 2 adalah jenis sistem MIMO yang paling sesuai. Antena ini boleh menjadi satu polarisasi tunggal (dua sistem pembawa) atau dua terpolarisasi (empat sistem pembawa). MIMO akan menjadi alat yang berguna untuk meningkatkan kapasitas gelombang mikro lebih jauh, tetapi masih pada tahap awal di mana, misalnya, status pengawalseliaannya masih perlu diperjelas di kebanyakan negara, dan model penyebaran dan perencanaannya masih perlu dibuat. Pemisahan antena juga boleh mencabar terutama untuk frekuensi yang lebih rendah dan panjang hop yang lebih panjang.

Lebih banyak Spektrum
Bahagian lain dari kotak alat berkapasiti gelombang mikro untuk 5G Mobile Backhaul melibatkan mendapatkan akses ke lebih banyak spektrum. Di sini jalur gelombang milimeter - jalur 60 GHz tidak berlesen dan jalur 70/80 GHz berlesen - semakin popular sebagai cara untuk mendapatkan akses ke spektrum baru di banyak pasaran (lihat bahagian Pilihan Frekuensi Gelombang Mikro untuk maklumat lebih lanjut). Jalur ini juga menawarkan saluran frekuensi yang jauh lebih luas, yang memudahkan penggunaan sistem multi-gigabit yang menjimatkan kos yang membolehkan 5G Mobile Backhaul.

Kecekapan throughput
Kecekapan throughput (iaitu lebih banyak data muatan per bit), melibatkan ciri seperti pemampatan header berbilang lapisan dan agregasi / ikatan pautan radio, yang memfokuskan pada tingkah laku aliran paket.

Pemampatan header pelbagai lapisan
Kompresi header pelbagai lapisan menghilangkan maklumat yang tidak perlu dari tajuk bingkai data dan melepaskan kapasiti untuk tujuan lalu lintas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Pada pemampatan, setiap header unik diganti dengan identitas unik di sisi transmisi, suatu proses yang dibalikkan di pihak penerima. Mampatan header memberikan keuntungan penggunaan yang lebih tinggi untuk paket dengan ukuran bingkai yang lebih kecil, kerana header mereka terdiri dari bahagian yang relatif lebih besar dari jumlah ukuran bingkai. Ini bermaksud kapasiti tambahan yang dihasilkan bervariasi dengan jumlah header dan ukuran bingkai, tetapi biasanya adalah keuntungan 5-10 persen dengan Ethernet, IPv4 dan WCDMA, dengan ukuran bingkai rata-rata 400-600 byte, dan kenaikan 15-20 persen dengan Ethernet, MPLS, IPv6 dan LTE dengan ukuran bingkai rata-rata yang sama.

Angka-angka ini menganggap bahawa pemampatan yang dilaksanakan dapat menyokong jumlah header unik yang dihantar. Di samping itu, pemampatan header harus kuat dan sangat mudah digunakan, misalnya menawarkan pembelajaran kendiri, konfigurasi minimum dan petunjuk prestasi yang komprehensif.

Gabungan Pautan Radio (RLA, Ikatan)
Ikatan pautan radio dalam gelombang mikro mirip dengan agregasi pembawa di LTE dan merupakan alat penting untuk menyokong pertumbuhan lalu lintas yang berterusan, kerana bahagian gelombang gelombang mikro yang lebih tinggi digunakan dengan beberapa pembawa, seperti yang digambarkan dalam Rajah 8. Kedua-dua teknik ini menggabungkan beberapa pembawa radio menjadi satu maya, jadi kedua-duanya meningkatkan kapasiti puncak serta meningkatkan throughput berkesan melalui perolehan multiplexing statistik. Hampir 100 peratus kecekapan dicapai, kerana setiap paket data dapat menggunakan total kapasitas puncak gabungan dengan hanya pengurangan kecil untuk overhead protokol, tidak bergantung pada pola lalu lintas. Ikatan pautan radio disesuaikan untuk memberikan prestasi yang unggul untuk penyelesaian pengangkutan gelombang mikro tertentu yang berkenaan. Sebagai contoh, ia dapat menyokong tingkah laku bebas setiap pembawa radio menggunakan modulasi adaptif, serta penurunan yang anggun sekiranya berlaku kegagalan satu atau lebih pembawa (perlindungan N + 0).

Sama seperti agregasi pembawa, ikatan pautan radio akan terus dikembangkan untuk menyokong kapasiti yang lebih tinggi dan kombinasi pembawa yang lebih fleksibel, misalnya melalui sokongan untuk agregasi lebih banyak pembawa, pembawa dengan lebar jalur yang berbeza dan pembawa dalam jalur frekuensi yang berbeza.

Pengoptimuman rangkaian
Bahagian seterusnya dari kotak alat kapasiti adalah pengoptimuman rangkaian. Ini melibatkan pemadatan rangkaian tanpa memerlukan saluran frekuensi tambahan melalui ciri pengurangan gangguan seperti antena berprestasi tinggi (SHP) dan kawalan kuasa penghantaran automatik (ATPC). Antena SHP secara berkesan menekan gangguan melalui corak radiasi sidelobe yang sangat rendah, memenuhi kelas ETSI 4. ATPC membolehkan daya penghantaran dikurangkan secara automatik semasa keadaan penyebaran yang menguntungkan (iaitu, sebahagian besar masa), dengan berkesan mengurangkan gangguan dalam rangkaian. Menggunakan fitur ini akan mengurangkan jumlah saluran frekuensi yang diperlukan dalam rangkaian dan dapat memberikan hingga 70 persen lebih banyak kapasitas jaringan per saluran. Gangguan yang disebabkan oleh ketidaksejajaran atau penyebaran yang padat mengehadkan pembangunan backhaul di banyak rangkaian. Perancangan rangkaian yang teliti, antena canggih, pemprosesan isyarat dan penggunaan ciri ATPC pada tahap rangkaian akan mengurangkan kesan gangguan.

Melihat ke masa depan, 5G dan Beyond

Teknologi Tanpa Wayar Bergerak CableFree 5G

Selama bertahun-tahun mendatang, alat kapasiti gelombang mikro untuk Rangkaian Mudah Alih 5G akan dikembangkan dan ditingkatkan, dan digunakan dalam kombinasi yang memungkinkan kapasiti 10 Gbps dan seterusnya. Jumlah kos pemilikan akan dioptimumkan untuk konfigurasi berkapasiti tinggi biasa, seperti penyelesaian berbilang pembawa.

Prev:1 + 0, 1 + 1, 2 + 0 Penerapan

Next:Hujan Pudar pada Pautan Gelombang Mikro

Tinggalkan pesanan

Senarai mesej

Comments Loading ...