Optische Netzwerke, Neu definiert.
24. Juni 2018

5G und seine Auswirkungen auf optische Netzwerke

Die drahtlose Kommunikation der fünften Generation, besser bekannt als 5G, ist auf dem Weg. Während frühere „Generationen“ erhebliche Verbesserungen der Datenkapazitäten und -geschwindigkeiten darstellten, stellt 5G eine noch größere Veränderung dar: einen Paradigmenwechsel in Bezug auf die Art und Weise, wie Daten übertragen werden und welche Arten von Geräten miteinander kommunizieren. Bei 5G geht es weniger um die Verbesserung der Smartphone-Fähigkeiten als vielmehr um die Interkonnektivität zwischen allen Arten von Geräten – Haushaltsgeräten, medizinischen Wearables, Fahrzeugen und mehr. 

Eines der Schlüsselelemente bei der 5G-Einführung wird die Kanalisierung von Daten entlang bisher ungenutzter Segmente des Hochfrequenzspektrums sein – insbesondere der Extremhochfrequenzbänder (EHF) zwischen 30 und 300 GHz, die als „Millimeterwellen“ bekannt sind. Diese Millimeterwellen können Datenübertragungsraten von bis zu 1 Gigabit pro Sekunde erreichen, sie übertragen sich jedoch nicht gut durch Hindernisse. Aus diesem Grund haben 5G-Architekten nach einer neuen Datenweiterleitungsstrategie gesucht: dicht verteilte „Kleinzellen“-Netzwerke, die mehrere Sende- und Empfangsantennen verwenden, um die Kapazität zu vervielfachen und gleichzeitig die Latenz zu reduzieren.  

Die Herausforderung, EHF-Bänder im elektrischen Bereich zu erzeugen, hat dieselben Architekten dazu veranlasst, nach der Alternative der photonischen Signalerzeugung zu suchen – und so eine klare Rolle für optische Netzwerke bei der Schaffung der 5G-Infrastruktur zu schaffen. 

Wie genau sich dies auswirken wird, bleibt jedoch abzuwarten. Eine Schlüsselfrage, die bei jedem Einsatz zu klären ist, ist die kostengünstigste Kombination aus Glasfaser- und Funktechnologien in verschiedenen Bereichen des Netzwerks. Passive optische Netzwerke (PONs) auf der letzten Meile, die stromlose Strahlteiler verwenden, damit eine einzelne Glasfaser mehrere Endpunkte bedienen kann, werden wahrscheinlich häufiger vorkommen. Im Vergleich zu aktiven optischen Netzwerken (AONs) erreichen PONs eine höhere Zuverlässigkeit bei geringeren Kosten.

Gleichzeitig könnten sich einige der Annahmen, die optische Netzwerkunternehmen bisher in ihre Produkt- und Marktstrategien integriert haben, als falsch erweisen, da die eingebildete Notwendigkeit einer „Fiber-to-the-Premises“-Einführung (FTTP) möglicherweise vorweggenommen wird durch die hohen Datenkapazitäten von Wireless innerhalb einer 5G-Landschaft.

Ein weiterer Bereich, in dem optische Netzwerke bei der Einführung von 5G wahrscheinlich eine wichtige Rolle spielen werden, ist der „Backhaul“-Teil des Netzwerks: die Zwischenverbindungen zwischen dem Kern- oder Backbone-Netzwerk und den vielen kleinen Subnetzwerken an den Rändern. Da die Reichweite der EHF-Bänder begrenzt ist, ist Hochgeschwindigkeits-Backhaul von entscheidender Bedeutung für die Bereitstellung der vom neuen Standard versprochenen höheren Bandbreite. Zahlreiche Studien haben sich auf die Chancen konzentriert, die sich daraus für optische Netzwerke ergeben.

Was einen tatsächlichen Standard betrifft, befindet er sich jedoch noch in der Entwicklung; Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) hat sich für die Fertigstellung das Jahr 2020 zum Ziel gesetzt und den Standard als International Mobile Telecommuncations-2020 (IMT-2020) bezeichnet. Dennoch haben sich die ITU-Mitglieder bereits auf wichtige Leistungsanforderungen geeinigt, und die Ergebnisse früher Tests und Einsätze werden bei der Entwicklung der endgültigen Spezifikationen hilfreich sein. Diejenigen, die an der Spitze optischer Netzwerktechnologien arbeiten, werden von der nahen Zukunft der drahtlosen Kommunikation profitieren. 

Precision Optical Technologies ist stolz auf seinen Beitrag zu bahnbrechenden Entwicklungen und Weiterentwicklungen in der 5G-Millimeterwellenbranche.