Réseaux optiques, Redéfini.
7 octobre 2022

Répondre aux attentes de la 5G avec une solution complète de couche 1

Répondre aux attentes de la 5G avec une solution complète de couche 1  

Le 5e Le réseau mobile de génération (c'est-à-dire la 5G) est très prometteur : des débits de données plus élevés, une latence ultra faible, une fiabilité accrue, une capacité de réseau massive, des connexions denses et la liste continue. Mais concrètement, comment atteindre le plus haut potentiel de la 5G ? Quelle diligence raisonnable de préparation, de conception, de matériel et d'ingénierie doit être mise en place pour permettre un réseau 5G qui fonctionne vraiment comme promis ? 

La refonte Fronthaul/Backhaul

Le passage de la 4G à la 5G apporte des changements nécessaires et bienvenus en ce qui concerne les façons traditionnelles de penser les architectures Fronthaul & Backhaul. Considérant désormais le transport davantage comme un service (xHaul), les membres de l'Open Radio Access Network (O-RAN) Alliance nous ont rapprochés d'un "RAN vraiment ouvert, intelligent, virtualisé et entièrement interopérable."  Lors de l'O-RAN Alliance Plugfest 2021, Precision OT a participé à la création d'un solution de transport 5G xHaul testée et vérifiée.  Des configurations xHaul adaptables sont essentielles pour équilibrer les exigences de latence, de fiabilité et de débit de la pléthore d'applications avancées sur les réseaux 5G. 

Un autre élément clé du Fronthaul traditionnel qui a été mis à jour est le CPRI (Interface radio publique commune). CPRI est une interface qui envoie des données à partir d'unités radio distantes (RRU) vers des unités de station de base. En passant des réseaux 4G aux réseaux 5G, nous avons des bandes spectrales beaucoup plus larges et des systèmes massifs MIMO (entrées multiples, sorties multiples). Enhanced CPRI (eCPRI) est un moyen de diviser les fonctions de bande de base pour réduire la pression du trafic sur la fibre. eCPRI sera utilisé pour prendre en charge la 5G en permettant une efficacité accrue et en prenant en charge O-RAN. Il fournira une transmission de données radio flexible via un type de réseau frontal basé sur des paquets, par exemple IP ou Ethernet. Pour plus d'informations sur la transition de CPRI à eCPRI, cliquez sur ici.  

À quoi ressemble la couche 1 d'un réseau 5G ?

Les réseaux 5G utilisent certaines fréquences radio dans une bande connue sous le nom de Sub 6 (600 MHz - 6 GHz, dont une partie est également utilisée par la 4G LTE actuelle) et la 5G utilisera également une bande de fréquences plus élevée (24 GHz - 86 GHz). Ces fréquences beaucoup plus élevées apportent avec elles des débits de données beaucoup plus élevés. Alors que certaines fréquences 5G à bande supérieure peuvent transporter plus de données avec des performances plus élevées, elles ne peuvent pas les transporter aussi loin. Ainsi, la 5G utilisera beaucoup de soi-disant « petites cellules ». Ce sont des versions plus petites des grandes tours cellulaires que nous connaissons tous. Le groupe Thales estime que La 5G devra prendre en charge 1 million d'appareils tous les 0,386 miles carrés, ce qui signifie qu'il y aura d'énormes demandes de bande passante dans les zones à haute densité. Et là où vous avez besoin de bande passante, vous avez besoin d'une solution complète de couche 1. La couche 1 d'un réseau fait référence aux composants matériels physiques de ce réseau qui traitent et transmettent des données numériques d'un endroit à l'autre. Comme vous pouvez l'imaginer, une grande quantité et variété de savoir-faire matériel, logiciel et technique entre dans la couche 1 et les spécificités peuvent varier en fonction des exigences d'installation particulières.

Fig. 1 Exemple d'architecture de réseau 5G de couche 1 - macrocellule et petite cellule

Exemple de solution de couche 1 pour un réseau 5G

La figure 1 montre des exemples d'une macrocellule et d'une petite cellule comme vous pourriez en trouver dans un réseau 5G. Les réseaux macrocellulaires fournissent une couverture radio basse fréquence sur des kilomètres en utilisant un site cellulaire à haute puissance (qui pourrait être au sommet d'une tour comme indiqué ou au sommet d'un bâtiment, etc.). Les petites cellules utilisent des antennes plus petites et hautement directionnelles qui exploitent souvent une technique appelée formation de faisceaux pour diriger la couverture vers un emplacement spécifique.  Les petites cellules fournissent une couverture haute fréquence pour des distances plus courtes.   Les deux types de cellules peuvent être composés de composants d'installation extérieure (OSP) et d'installation intérieure (ISP) et nécessitent une source d'alimentation et une liaison (c'est-à-dire fibre, fil ou micro-ondes…) pour se connecter au réseau et aux éléments centraux mobiles.

Usine extérieure (OSP) 

OSP décrit une infrastructure de réseau installée à l'extérieur des bâtiments avec certains composants tels que les câbles OSP généralement enterrés ou aériens.  

a) Tête radio à distance (RRH) + Antenne

Le RRH, situé juste en dessous et / ou attaché à l'antenne contient la conversion analogique-numérique (ADC) et numérique-analogique (DAC) et est généralement l'endroit où un ou plusieurs émetteurs-récepteurs optiques seraient branchés. Comme il s'agit de composants OSP, ils doivent être à température industrielle (-40C à +85C) ou même à température durcie (-40C à +92C) pour résister aux environnements difficiles. Sur la base des exigences de conception du réseau des différents débits de données, de la distance et de la disponibilité de la fibre, voici des exemples d'émetteurs-récepteurs qui sont généralement utilisés dans le transport mobile :

b) Enceinte extérieure

Les boîtiers sont utilisés dans les installations OSP pour héberger des composants tels que des unités Mux/Demux et des produits périphériques. Le boîtier est un châssis physique qui aide à protéger les composants internes des éléments extérieurs et pourrait avoir à l'intérieur, par exemple dans le cas de certains déploiements 5G, un OSP DWDM Mux/Demux unité. Precision propose une large gamme d'unités Mux/Demux avec des options personnalisables telles que :

    • 4/8/10/12/20/24/40/48 Canaux DWDM
    • Options de filtre AWG et TFF
    • Ports de mise à niveau/express/test 
    • Plusieurs tailles de cassette/longueurs de queue de cochon 
    • Connecteurs UPC/APC

Intérieur de l'usine (ISP)

ISP fait référence aux parties d'un système de communication installées à l'intérieur d'un bâtiment. Ce bâtiment peut être appelé la tête de réseau ou le bureau central ou il peut se trouver à l'intérieur d'une maison ou d'une entreprise (intérieur des locaux). Un déploiement de FAI 5G peut inclure tout, depuis les unités Mux/Demux, les émetteurs-récepteurs, les racks, les panneaux de brassage et les cordons, jusqu'aux câbles et prises à fibre. Les conceptions et les installations des FAI doivent tenir compte des besoins futurs en  test, dépannage, documentation et restauration. Les configurations diffèrent considérablement, de sorte qu'une grande variété de types de composants peut s'avérer utile

c) Tête de réseau/bureau central

    1. Multiplexeur/démultiplexeur DWDM
    2. Montage en rack, plateau de gestion de fibre et panneaux de dérivation
    3. Cavaliers en fibre
    4. Émetteurs-récepteurs de tous les débits de données de 1G à 400G   

Tout lier ensemble

Le composant le plus important d'un système 5G n'est peut-être pas un élément matériel particulier - c'est la connaissance de l'ingénierie des systèmes qui garantit que tout s'emboîte et fonctionne ensemble de manière efficace et fiable. Les équipes d'ingénierie des systèmes et des applications sur le terrain de Precision OT possèdent une connaissance, une expertise et une expérience complètes du réseau en travaillant directement avec les clients pour s'assurer que la solution de bout en bout répond à leurs exigences et spécifications. Avoir 1 « propriétaire » pour la connectivité de la couche 1 simplifie considérablement la chaîne d'approvisionnement et le support technique. Precision OT dispose d'un portefeuille flexible et modulaire qui peut être personnalisé pour prendre en charge votre cas d'utilisation 5G Layer 1 de manière fiable et économique. Pour tous vos besoins en matière de réseau optique, des émetteurs-récepteurs au multiplexeur/démultiplexeur et aux montages en rack, venez parle-nous

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