7. Oktober 2022

Erfüllen Sie die 5G-Erwartungen mit einer vollständigen Layer-1-Lösung

Erfüllen Sie die 5G-Erwartungen mit einer vollständigen Layer-1-Lösung

Die 5Th Das Mobilfunknetz der Generation (z. B. 5G) verspricht viel: höhere Datenraten, extrem niedrige Latenz, höhere Zuverlässigkeit, enorme Netzwerkkapazität, dichte Verbindungen und die Liste geht weiter. Aber wie erreicht man praktisch das höchste Potenzial von 5G? Welche Vorbereitungs-, Design-, Hardware- und Engineering-Due-Diligence-Prüfungen müssen im Vorfeld durchgeführt werden, um ein 5G-Netzwerk zu ermöglichen, das tatsächlich die versprochene Leistung erbringt?

Die Fronthaul/Backhaul-Überholung

Der Übergang von 4G zu 5G bringt notwendige und willkommene Veränderungen mit sich, wenn es um die traditionelle Denkweise über Fronthaul- und Backhaul-Architekturen geht. Die Mitglieder der Open Radio Access Network (O-RAN) Alliance, die Transport nun mehr als Dienstleistung (xHaul) betrachten, haben uns einem einen Schritt näher gebracht „Wirklich offenes, intelligentes, virtualisiertes und vollständig interoperables RAN.“ Beim O-RAN Alliance Plugfest 2021 beteiligte sich Precision OT an der Entwicklung eines getestete und verifizierte 5G xHaul-Transportlösung. Anpassbare xHaul-Konfigurationen sind entscheidend für den Ausgleich der Latenz-, Zuverlässigkeits- und Durchsatzanforderungen der Vielzahl fortschrittlicher Anwendungen in 5G-Netzwerken.

Eine weitere Schlüsselkomponente des traditionellen Fronthaul, die aktualisiert wurde, ist CPRI (Gemeinsame öffentliche Radioschnittstelle). CPRI ist eine Schnittstelle, die Daten von Remote Radio Units (RRU) an Basisstationseinheiten sendet. Beim Übergang von 4G- zu 5G-Netzwerken verfügen wir über viel größere Spektralbänder und massive MIMO-Systeme (Multiple Input, Multiple Output). Enhanced CPRI (eCPRI) ist eine Möglichkeit zur Aufteilung der Basisbandfunktionen, um die Verkehrsbelastung der Glasfaser zu reduzieren. eCPRI wird zur Unterstützung von 5G verwendet, indem es eine höhere Effizienz ermöglicht und O-RAN unterstützt. Es ermöglicht eine flexible Funkdatenübertragung über ein paketbasiertes Fronthaul-Netzwerk, beispielsweise IP oder Ethernet. Weitere Informationen zum Übergang von CPRI zu eCPRI finden Sie hier hier.

Wie sieht Layer 1 eines 5G-Netzwerks aus?

5G-Netzwerke nutzen einige Funkfrequenzen in einem Band namens Sub 6 (600 MHz – 6 GHz, von dem ein Teil auch vom aktuellen 4G LTE genutzt wird), und 5G wird auch ein höheres Frequenzband (24 GHz – 86 GHz) nutzen. Diese viel höheren Frequenzen bringen viel höhere Datenraten mit sich. Während einige 5G-Frequenzen im höheren Band mehr Daten mit höherer Leistung übertragen können, können sie diese nicht so weit übertragen. 5G wird also viele sogenannte „Small Cells“ nutzen. Dies sind kleinere Versionen der großen Mobilfunkmasten, die wir alle kennen. Das schätzt die Thales Group 5G muss 1 Million Geräte pro 0,386 Quadratmeilen unterstützen, was bedeutet, dass in Gebieten mit hoher Dichte ein enormer Bedarf an Bandbreite bestehen wird. Und wenn Sie Bandbreite benötigen, benötigen Sie eine vollständige Layer-1-Lösung. Schicht 1 eines Netzwerks bezieht sich auf die physischen Hardwarekomponenten dieses Netzwerks, die digitale Daten verarbeiten und von Ort zu Ort übertragen. Wie Sie sich vorstellen können, fließt in Layer 1 eine große Menge und Vielfalt an Hardware, Software und technischem Know-how ein Die Einzelheiten können je nach den jeweiligen Installationsanforderungen variieren.

Abb. 1 Beispiel einer 5G-Netzwerkarchitektur der Schicht 1 – Makrozelle und kleine Zelle

Beispielhafte Layer-1-Lösung für ein 5G-Netzwerk

Abbildung 1 zeigt Beispiele einer Makrozelle und einer kleinen Zelle, wie Sie sie möglicherweise in einem 5G-Netzwerk finden. Macrocell-Netzwerke bieten kilometerlange Niederfrequenz-Funkabdeckung durch die Nutzung eines Hochleistungszellenstandorts (der sich wie abgebildet auf einem Turm oder auf einem Gebäude usw. befinden kann). Kleine Zellen nutzen kleinere, hochgerichtete Antennen, die häufig eine Technik namens Beamforming nutzen, um die Abdeckung auf einen bestimmten Standort zu richten. Kleine Zellen bieten eine Hochfrequenzabdeckung für kürzere Entfernungen. Beide Zelltypen können aus Outside Plant (OSP)- und Inside Plant (ISP)-Komponenten bestehen Für die Verbindung zum Netzwerk und den mobilen Kernelementen sind eine Stromquelle und ein Backhaul (z. B. Glasfaser, Kabel oder Mikrowelle) erforderlich.

Außenanlage (OSP)

OSP beschreibt eine außerhalb von Gebäuden installierte Netzwerkinfrastruktur, wobei einige Komponenten wie OSP-Kabel im Allgemeinen unter der Erde oder in der Luft verlegt sind.

a) Remote Radio Head (RRH) + Antenne

Der RRH, der sich direkt unter der Antenne befindet und/oder an dieser befestigt ist, enthält die Analog-Digital- (ADC) und Digital-Analog-Wandlung (DAC) und ist normalerweise dort, wo ein oder mehrere optische Transceiver angeschlossen werden. Da es sich um OSP-Komponenten handelt, Sie sollten eine Industrietemperatur (-40 °C bis +85 °C) oder sogar eine gehärtete Temperatur (-40 °C bis +92 °C) aufweisen, um rauen Umgebungen standzuhalten. Basierend auf den Netzwerkdesignanforderungen unterschiedlicher Datenraten, Entfernungen und Glasfaserverfügbarkeit sind die folgenden Beispiele für Transceiver, die typischerweise im mobilen Fronthaul verwendet werden:

- 10G SFP+ DWDM (Abstimmbar oder Fest)
- 25G DWDM (Abstimmbar oder Fest)
- 10G SFP+ Bidirektional (BIDI) oder 25G SFP28 BIDI

b) Außengehege

Gehäuse werden in OSP-Installationen zur Unterbringung von Komponenten wie Mux/Demux-Einheiten und Peripherieprodukten verwendet. Das Gehäuse ist ein physisches Gehäuse, das dazu beiträgt, die inneren Komponenten vor äußeren Einflüssen zu schützen, und könnte im Inneren, beispielsweise im Fall bestimmter 5G-Bereitstellungen, eine haben OSP DWDM Mux/Demux Einheit. Precision verfügt über eine große Auswahl an Mux/Demux-Einheiten mit anpassbaren Optionen wie:

- 4/8/10/12/20/24/40/48 DWDM-Kanäle
- AWG- und TFF-Filteroptionen
- Upgrade-/Express-/Test-Ports
- Mehrere Kassettengrößen/Pigtail-Längen
- UPC/APC-Anschlüsse

Im Werk (ISP)

ISP bezieht sich auf die Teile eines Kommunikationssystems, die innerhalb eines Gebäudes installiert sind. Dieses Gebäude könnte „Headend“ oder „Zentrale“ genannt werden oder es könnte sich in einem Haus oder Unternehmen befinden (Inside Premises). Eine 5G-ISP-Bereitstellung kann alles umfassen, von Mux/Demux-Einheiten, Transceivern, Racks, Patchpanels und Kabeln bis hin zu Glasfaserkabeln und -buchsen. ISP-Designs und -Installationen sollten zukünftige Anforderungen berücksichtigen Prüfung, Fehlerbehebung, Dokumentation und Wiederherstellung. Die Konfigurationen unterscheiden sich erheblich, sodass eine große Vielfalt an Komponententypen nützlich sein kann

c) Kopfstelle/Zentrale

Alles zusammenbinden

Die vielleicht wichtigste Komponente in einem 5G-System ist nicht ein bestimmtes Stück Hardware – es sind die systemtechnischen Kenntnisse, die dafür sorgen, dass alles zusammenpasst und effizient und zuverlässig zusammenarbeitet. Die System- und Feldanwendungstechnikteams von Precision OT verfügen über umfassende Netzwerkkenntnisse, Fachkenntnisse und Erfahrung in der direkten Zusammenarbeit mit Kunden, um sicherzustellen, dass die End-to-End-Lösung ihren Anforderungen und Spezifikationen entspricht. Ein einziger „Eigentümer“ für Layer-1-Konnektivität vereinfacht die Lieferkette und den technischen Support erheblich. Precision OT verfügt über ein flexibles und modulares Portfolio, das individuell angepasst werden kann, um Ihren 5G Layer 1-Anwendungsfall zuverlässig und kosteneffizient zu unterstützen. Für alle Ihre optischen Netzwerkanforderungen, von Transceivern über Mux/Demux bis hin zu Rackmounts, kommen Sie zu uns Rede mit uns!