淺談光纖通信在5G通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

張欣揚(yáng)

?

淺談光纖通信在5G通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

張欣揚(yáng)

中睿通信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510000

作為我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的核心支撐系統(tǒng)之一，光纖通信在我國(guó)當(dāng)下的應(yīng)用極為廣泛，而隨著我國(guó)民眾對(duì)于帶寬需求的快速增長(zhǎng)，這就使得光纖通信近年來(lái)的發(fā)展速度尤為迅速，為此本文就光纖通信在5G通信系統(tǒng)中的應(yīng)用展開(kāi)了具體研究。

光纖通信；5G通信系統(tǒng)；移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展，我國(guó)第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)速度不斷加快，而從當(dāng)下這一領(lǐng)域透露出的資料中我們不難發(fā)現(xiàn)，5G通信系統(tǒng)本身的射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）將較為復(fù)雜，而這一射頻拉遠(yuǎn)單元對(duì)于數(shù)據(jù)速率的需求也將達(dá)到上百G，這就使得低成本高效的前傳結(jié)構(gòu)成為了5G通信系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵，而這一關(guān)鍵本身能夠在光纖通信的支持下得以較好實(shí)現(xiàn)。

1 移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)（C-RNK）的基本結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，基帶單元（BBU）與射頻拉遠(yuǎn)單元是基站（BS）的具體組成，而二者的接口關(guān)系則在通用公共無(wú)線電接口（CPRI）中進(jìn)行定義，通用公共無(wú)線電接口本身包含物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，其本身在我國(guó)當(dāng)下的應(yīng)用極為廣泛。圖1為本文研究的5G通信系統(tǒng)中移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)，而結(jié)合該結(jié)構(gòu)我們不難發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)本身屬于分布式結(jié)構(gòu)的演進(jìn)版本，由于其本身結(jié)合了云計(jì)算、多功能環(huán)境等技術(shù)，這就使得移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)本身能夠較好滿足5G通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需求[1]。

圖1 5G通信系統(tǒng)中移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)

2 應(yīng)用光纖通信的5G通信系統(tǒng)前傳網(wǎng)絡(luò)解決方案

2.1 基于純數(shù)字信號(hào)的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于5G通信系統(tǒng)中移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，其本身需要得到光纖通信的支持，而這一支持在基于純數(shù)字信號(hào)的實(shí)現(xiàn)中就有著較好體現(xiàn)。受我國(guó)當(dāng)下科學(xué)技術(shù)發(fā)展制約，稀疏波分復(fù)用（CWDM）結(jié)構(gòu)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間較好滿足移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)的部署，而稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)本身具備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、適合外部署等特點(diǎn)也是這一應(yīng)用得以較好實(shí)現(xiàn)的原因所在。對(duì)于稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，國(guó)際電信聯(lián)盟為其定義了專用的稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)方案，而這一方案就需要得到光纖通信的支持才能夠得以較好實(shí)現(xiàn)，圖2就是這一稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)方案的具體展現(xiàn)，結(jié)合該圖我們就能夠較為直觀認(rèn)識(shí)到光纖通信在基于純數(shù)字信號(hào)的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)中所發(fā)揮的重要作用，也能夠較好認(rèn)識(shí)到5G圖2所示的WDM-PON結(jié)構(gòu)對(duì)于5G通信系統(tǒng)站點(diǎn)眾多、設(shè)備種類繁多、波長(zhǎng)管理復(fù)雜等實(shí)現(xiàn)的較好滿足[2]。

圖2 WDM-PON結(jié)構(gòu)

2.2 基于純模擬信號(hào)傳輸?shù)囊苿?dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于5G通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，基于純模擬信號(hào)傳輸?shù)囊苿?dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)也能夠更好滿足5G通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜要求，而這一要求的滿足本身需要得到光纖通信與多入多出（MIMO）技術(shù)的支持，這樣就能夠較好實(shí)現(xiàn)光載中頻（IFoF）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，圖3為光載中頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合該圖我們能夠較為直觀發(fā)現(xiàn)光載中頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備的有效利用緊張帶寬資源的作用，而這也使得光纖通信能夠更好滿足5G通信系統(tǒng)的需求，5G通信系統(tǒng)本身的運(yùn)營(yíng)成本也將由此實(shí)現(xiàn)較好降低。不過(guò)值得注意的是，對(duì)于應(yīng)用光纖通信與多入多出技術(shù)的純模擬信號(hào)傳輸移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其本身較為容易受到非線性失真的影響，這點(diǎn)需要我國(guó)5G相關(guān)研究人員予以高度重視[3]。

2.3 基于PHY功能重構(gòu)的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)

除了上述兩方面外，基于PHY功能重構(gòu)的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)同樣是光纖通信應(yīng)用的具體組成之一，而這一應(yīng)用就使得該5G通信系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性需求將得到更好滿足。對(duì)于具體基于PHY功能重構(gòu)的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，光纖通信在其中的應(yīng)用需要保證帶寬速度每秒需要大于10?Gbit，而想要同時(shí)保證光纖通信能夠較好滿足5G通信系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的無(wú)線傳輸要求，我們就需要應(yīng)用IQ數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并適當(dāng)進(jìn)行這一移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字解決方案之間的平衡，這樣就能夠有效實(shí)現(xiàn)移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)自身傳輸帶寬需求的減少、協(xié)作多點(diǎn)傳輸表現(xiàn)的增強(qiáng)。值得注意的是，對(duì)于本文研究的5G通信系統(tǒng)移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，光纖通信本身在其中發(fā)揮著舉足輕重的作用，而隨著烽火科技560?Tb/s超大容量波分復(fù)用及空分復(fù)用的光傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)，這就標(biāo)志著具備超大容量、超長(zhǎng)距離、超高速率的光纖通信將在不遠(yuǎn)的未來(lái)實(shí)現(xiàn)，而如果這一新研發(fā)的光纖通信能夠較好步入實(shí)際應(yīng)用階段，5G移動(dòng)通信的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)就將獲得較為有力的支持，從這種支持我們就能夠更為深入了光纖通信對(duì)于我國(guó)5G移動(dòng)通信研發(fā)與實(shí)現(xiàn)具備的重要意義[4]。

3 結(jié)論

在本文就光纖通信在5G通信系統(tǒng)中應(yīng)用展開(kāi)的研究中，筆者選擇了5G通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中較為重要的移動(dòng)前傳網(wǎng)絡(luò)作為研究對(duì)象，而這一研究對(duì)象的確立也使得我們能夠更為深入地了解，光纖通信自身不斷發(fā)展對(duì)于我國(guó)5G通信系統(tǒng)早日實(shí)現(xiàn)的重要意義。

[1]王東明，張余，魏浩，尤肖虎，高西奇，王江舟.面向5G的大規(guī)模天線無(wú)線傳輸理論與技術(shù)[J].中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)，2016（1）：3-21.

[2]崔秀國(guó)，劉翔，操時(shí)宜，周敏.光纖通信系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展、挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J].電信科學(xué)，2016（5）：34-43.

[3]王凱輝，張俊文，遲楠.基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)[OL].光通信研究，2016（4）：52-55.

[4]本報(bào)記者鄧聰.一根光纖可實(shí)現(xiàn)135億人同時(shí)通話為5G大容量通信鋪路[N].中國(guó)電子報(bào)，2017-02-14（7）.

Introduction to Optical Fiber Communication in the Application of the 5G Communication System

Zhang Xinyang

In Communications Planning and Design Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

As one of the core of the Internet age support system in our country, the application of optical fiber communication in our country now is very broad, and as the rapid growth of the Chinese people for the bandwidth requirements, this makes the optical fiber communication in recent years the pace of development is rapid, so in this paper, the optical fiber communication in 5G communication system, the application of the concrete research,.

optical fiber communication; 5G communication system; mobile prequel to network

TN929.5

A

1009-6434（2017）04-0018-02