無(wú)線(xiàn)的5G發(fā)展好，有線(xiàn)的光纖少不了!

  隨時(shí)在線(xiàn)已成為現代日常生活的必須。人們已經(jīng)習慣于隨時(shí)隨地接打電話(huà)、發(fā)送電子郵件或觀(guān)看視頻。人類(lèi)社會(huì )正在進(jìn)入更加先進(jìn)、更加高速的網(wǎng)絡(luò )互連的5G時(shí)代，一切可能遠超我們的想象。如在人口密集的地區以更快的速率傳輸數據，實(shí)時(shí)連接到云端進(jìn)行高清視頻的播放，利用高清VR和AR進(jìn)行互動(dòng)，仿佛千里之外的交流對象就在身邊。此外，5G還能支持大規模的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，從家用電器、無(wú)人機，汽車(chē)到工業(yè)設備等都將連接至網(wǎng)絡(luò )。最具吸引力，也最具挑戰的5G應用是支持類(lèi)似遠程醫療和自動(dòng)駕駛，這些應用場(chǎng)景對網(wǎng)絡(luò )有超低延遲和高可靠性要求。

  實(shí)現5G的這些功能，對網(wǎng)絡(luò )的覆蓋和性能要求更高。如果無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )性能不佳，將給用戶(hù)帶來(lái)很大的不便，比如說(shuō)在高清視頻播放時(shí)出現緩沖和卡頓。而在另外一些應用中，由網(wǎng)絡(luò )性能帶來(lái)的風(fēng)險將會(huì )變得更高。試想一下，自動(dòng)駕駛汽車(chē)在行進(jìn)過(guò)程中必須保持與網(wǎng)絡(luò )的隨時(shí)鏈接，在出現危險情況時(shí)要保證信號能最低時(shí)延的傳輸，才能避免事故發(fā)生;而當醫生通過(guò)遠程操作醫療器械進(jìn)行挽救生命的手術(shù)時(shí)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )更加沒(méi)有出錯的余地。

  實(shí)現5G的這些功能，對網(wǎng)絡(luò )的覆蓋和性能要求更高。如果無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )性能不佳，將給用戶(hù)帶來(lái)很大的不便，比如說(shuō)在高清視頻播放時(shí)出現緩沖和卡頓。而在另外一些應用中，由網(wǎng)絡(luò )性能帶來(lái)的風(fēng)險將會(huì )變得更高。試想一下，自動(dòng)駕駛汽車(chē)在行進(jìn)過(guò)程中必須保持與網(wǎng)絡(luò )的隨時(shí)鏈接，在出現危險情況時(shí)要保證信號能最低時(shí)延的傳輸，才能避免事故發(fā)生;而當醫生通過(guò)遠程操作醫療器械進(jìn)行挽救生命的手術(shù)時(shí)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )更加沒(méi)有出錯的余地。

  目前，3/4G網(wǎng)絡(luò )需要每隔數公里設置一座宏基站，宏基站通常部署在高塔上或建筑物的屋頂。在宏基站網(wǎng)絡(luò )中，有些區域由于信號受到阻擋，網(wǎng)絡(luò )覆蓋往往存在盲點(diǎn)，因此需要額外部署小型基站，來(lái)填補或增強對用戶(hù)的覆蓋。

  5G比4G需要更大量光纖的支持

  為了實(shí)現比3/4G更高的帶寬和更快的網(wǎng)絡(luò )速率，5G網(wǎng)絡(luò )因為采用了更高頻率的電磁波，但隨之而來(lái)的缺點(diǎn)是單個(gè)基站覆蓋的面積會(huì )減小。在一個(gè)城市中，如果實(shí)現和4G同樣的覆蓋效果，需要更多數量的基站，可能需要每隔200~300米或更短的距離部署5G基站，在某些熱點(diǎn)地區，甚至不到100米就要部署小基站，因此5G是高密度組網(wǎng)以及更多的基站站型的立體網(wǎng)。實(shí)現這樣的組網(wǎng)功能，需要更多的光纜把基站接入到網(wǎng)絡(luò )中。

  另一方面， 5G采用的高頻段，更小蜂窩覆蓋，密集基站，為站址選擇和基站設備安裝條件帶來(lái)更大的困難，所以采用AUU拉遠，BBU(DU)集中模式更具有網(wǎng)絡(luò )建設優(yōu)勢，即CRAN模式。這將成為5G無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的主要架構。和傳統的分布式基站模式，即DRAN模式相比，AAU到BBU距離，即光纜的拉遠距離從上百米增加到幾公里，甚至十幾公里，單個(gè)基站需要的光纖數量將成倍的增加。

  綜合上面兩個(gè)因素，5G的基站密度比4G有大幅增加，采用CRAN為主的模式下，單基站的光纖需求也比傳統DRAN模式增加。因此5G網(wǎng)絡(luò )的建設，需要更多光纖的部署來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的更好覆蓋。

  高可靠的5G 網(wǎng)絡(luò )需要高性能的光纖

  5G的高帶寬低時(shí)延要求對光纖網(wǎng)絡(luò )的結構提出挑戰，光纖基礎設施架構、功能、拓撲和光纖類(lèi)型都將發(fā)生變化。光纖基礎網(wǎng)絡(luò )架構分為核心層、匯聚層和接入層，其中，5G承載網(wǎng)絡(luò )的接入層由主干光纜、配線(xiàn)光纜和引入光纜構成，方便快捷的接入層有利于低成本、高帶寬業(yè)務(wù)的快速接入和開(kāi)通。

  典型的接入層光纜拓撲包括點(diǎn)到點(diǎn)、接入主干鏈和主干環(huán)等。4G網(wǎng)絡(luò )建設時(shí)接入主干光纜的典型纖芯數量為144/288芯，配線(xiàn)段光纜的典型纖芯數量為12 /24芯。在CRAN架構下，由于BBU被拉遠集中放置到較遠的綜合接入機房，導致主干光纜的光纖芯數隨基站數量的增加而快速消耗，需要增加主干環(huán)的光纜數量，或一次性鋪設576芯甚至更大芯數的光纜。多根光纜或大芯數光纜在有限的管道資源內布放，會(huì )帶來(lái)光纖尺寸和彎曲性能等挑戰。

  而且，5G的宏基站的建設數量將比4G翻倍，小站的數量又將是宏基站的數倍，其中絕大多會(huì )被安置于商務(wù)區及人口稠密的住宅區，火車(chē)站，機場(chǎng)，體育館，這些應用場(chǎng)景常常需要在有限的空間完成對設備和光纜的部署。具有抗彎能力的光纖，為復雜網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的安裝部署提供良好的質(zhì)量保障，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò )建設成本及人工需求。

  抗彎與低損耗性能兼具的光纖

  MF-28 Ultra是康寧公司近年來(lái)推出的一款新型光纖，這種光纖完全符合ITU-T的G652.D和G657.A1規范要求，可全面兼容之前的標準單模光纖，能夠和前期敷設的Corning SMF-28e和SMF-28e+光纖可以完美互相熔接。

  SMF-28 Ultra具有三個(gè)優(yōu)勢：首先，SMF-28 Ultra光纖的衰減性能比G.652.D典型光纖低10%，給網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)額外的冗余和維護空間;第二，SMF-28 Ultra光纖的宏彎彎曲損耗要低10倍，10mm半徑宏彎損耗表現也比G.657.A1標準提高50%，更好的彎曲性能有助于更靈活的光纜結構設計和更可靠的網(wǎng)絡(luò )性能。最后，該光纖滿(mǎn)足彎曲性能且模場(chǎng)直徑為9.2μm，這與當前市場(chǎng)上大多數標準單模光纖的模場(chǎng)直徑一致，從而實(shí)現與現有網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫兼容(通常情況下，為獲得 較好的抗彎性能，G.657系列光纖的模場(chǎng)直徑是8.6um左右，模場(chǎng)直徑和常規G.652D的差異會(huì )帶來(lái)熔接損耗的增加)

  SMF-28 Ultra光纖是優(yōu)于G.657.A1標準彎曲性能，使光纜的設計人員能設計出更小更輕的光纜，占用的管道空間更小，空中架設重量更輕，將安裝和維護中出現的彎曲導致的重復工作量降至最低，從而縮短架設時(shí)間，為5G的快速可靠部署提供支持。

  200微米小芯徑光纖

  為了實(shí)現更高密度的光纜，占用更小的管道資源，2015年初，康寧又發(fā)布了Ultra200光纖。SMF-28 Ultra200是業(yè)界第一款將小尺寸外徑，9.2微米模場(chǎng)直徑，低損耗，G.657A1抗彎性能融為一體的高性能光纖，完全兼容G.652D光纖。該光纖的玻璃部分(光纖纖芯和包層)和SMF-28 Ultra 一致，通過(guò)使用更先進(jìn)的涂層技術(shù)，在保證產(chǎn)品性能的前提下實(shí)現了更小外徑(200um)。能夠提高管線(xiàn)利用率，更小的外徑實(shí)現最小的占用面積，為5G等新型網(wǎng)絡(luò )需要大量光纖的部署的場(chǎng)景提供了創(chuàng )新的解決方案。

  5G的未來(lái)和康寧的聯(lián)系

  5G移動(dòng)通信提供的高帶寬和無(wú)所不在的海量鏈接將生成巨大的數據流量，而5G需要借助光纖來(lái)傳輸這些數據。盡管全球各地的運營(yíng)商都將有自己的部署方法，但是它們都不約而同地將光纖作為首選介質(zhì)。康寧在光纖以及光連接領(lǐng)域的領(lǐng)導者地位將有助于實(shí)現接入點(diǎn)的快速部署，更好地服務(wù)于全新的5G基站。通信網(wǎng)絡(luò )一直在不斷向前發(fā)展和演變，并且正在逐步改變我們的世界以及我們溝通的方式。

  1970年，康寧發(fā)明了世界上第一根低損耗光纖，由此確立起康寧在光纖領(lǐng)域的創(chuàng )新和市場(chǎng)領(lǐng)導者地位。如今，康寧已制造出超過(guò)十億芯公里的光纖，隨著(zhù)5G技術(shù)的普及，康寧依靠創(chuàng )新的產(chǎn)品與服務(wù)，緊跟網(wǎng)絡(luò )不斷變遷的步伐，努力為下一波網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設貢獻力量。