Միկրոալիքային վառելիքի հետընթաց 5G բջջային ցանցերի համար

 

5G բջջային ցանցեր, միկրոալիքային վառարանների փոխարկում և շարժական ցանցերի ապագա միտումները

 

CableFree 5G շարժական անլար ցանց

5G բջջային կապի հասանելի լինելը մոտավորապես 2020 թվականից սկսած ՝ արդյունաբերությունն արդեն սկսել է բավականին հստակ պատկերացում կազմել իր ներգրաված հիմնական մարտահրավերների, հնարավորությունների և հիմնական տեխնոլոգիական բաղադրիչների վերաբերյալ: 5G- ն ընդլայնելու է անլար մուտքի ցանցերի աշխատանքը և հնարավորությունները բազմաթիվ չափսերում, օրինակ `բարելավելով բջջային լայնաշերտ ծառայությունները` տվյալների տեմպերը 10 Գբիթ / վ-ից այն կողմ ապահովելու համար `1 մգ ուշացումով:

Միկրոալիքային վառարանը ընթացիկ հետադարձ ցանցերի հիմնական տարրն է և կշարունակի զարգանալ որպես ապագա 5G էկոհամակարգի մաս: 5G- ի տարբերակն է օգտագործել նույն ռադիոկապի տեխնոլոգիան ինչպես մուտքի, այնպես էլ հետադարձ կապի համար `սպեկտրի ռեսուրսների դինամիկ բաժանմամբ: Սա կարող է ապահովել միկրոալիքային վառարանի հետադարձ կապի լրացում, հատկապես շատ խիտ տեղակայումներում `ավելի մեծ թվով փոքր ռադիո հանգույցներով:

Այսօր միկրոալիքային փոխանցման տուփը գերակշռում է շարժական հետընթացում, որտեղ այն միացնում է բոլոր մակրո բազային կայանների մոտ 60 տոկոսը: Նույնիսկ եթե միացումների ընդհանուր թիվն աճի, միկրոալիքային վառարանի մասնաբաժինը շուկայում կմնա բավականին կայուն: Մինչև 2019 թվականը այն կկազմի բոլոր բազային կայանների (մակրո և արտաքին փոքր բջիջները) տե՛ս շուրջ 50 տոկոսը (տե՛ս Գծապատկեր 3): Այն առանցքային դեր կխաղա վերջին մղոն մուտքի և ցանցի միավորման մասի լրացման դերում: միևնույն ժամանակ, օպտիկամանրաթելային փոխանցումը կշարունակի մեծացնել բջջային կապի շուկայի իր մասնաբաժինը և մինչև 2019 թվականը կապելու է բոլոր կայքերի շուրջ 40 տոկոսը: Մանրաթելը լայնորեն կօգտագործվի ցանցերի հավաքագրման / մետրոյի մասերում և ավելի շատ ՝ վերջին մղոն մուտքի համար: Կլինեն նաև աշխարհագրական տարբերություններ. Խիտ բնակեցված քաղաքային շրջաններում մանրաթելերի ներթափանցումն ավելի բարձր է, քան պակաս բնակեցված արվարձանային և գյուղական բնակավայրերում, որտեղ միկրոալիքային վառարանը գերակշռելու է ինչպես կարճ, այնպես էլ երկարատև կապերի համար:

Սպեկտրալ արդյունավետություն
 

CableFree 5G Mobile Backhaul անլար աշտարակ

Սպեկտրի արդյունավետությունը (այսինքն ՝ ավելի հաճախություն է ստանում յուրաքանչյուր Հց-ի համար) կարելի է հասնել այնպիսի մեթոդների, ինչպիսիք են ավելի բարձր կարգի մոդուլյացիան և հարմարվողական մոդուլյացիան, լավ մշակված լուծույթի համակարգի գերագույն շահը և բազմակի մուտքագրումը, բազմակի ելքը (MIMO):

ելլէջում

Միկրոալիքային վառարանի կրիչի վրա փոխանցվող մեկ վայրկյանում նշանների առավելագույն քանակը սահմանափակվում է ալիքի թողունակությամբ: Քառակուսի ամպլիտուդի մոդուլյացիան (QAM) մեծացնում է պոտենցիալ հզորությունը ՝ յուրաքանչյուր խորհրդանիշի վրա բիտեր կոդավորելով: Երկու բիթից մեկ խորհրդանիշից (4 QAM) անցնելով 10 բիթ մեկ խորհրդանիշի (1024 QAM) տեղափոխվում է հզորության ավելի քան հինգ անգամ ավելացում:

Բարձր կարգի մոդուլյացիայի մակարդակները հնարավոր են դարձել բաղադրիչների տեխնոլոգիաների առաջընթացի միջոցով, որոնք նվազեցրել են սարքավորումների կողմից առաջացած աղմուկը և ազդանշանի աղավաղումը: Ապագայում աջակցություն կլինի մինչև 4096 QAM (12 բիթ մեկ խորհրդանիշի համար), բայց մենք մոտենում ենք տեսական և գործնական սահմաններին: Բարձր կարգի մոդուլյացիան նշանակում է բարձրացնել զգայունությունը աղմուկի և ազդանշանի աղավաղման նկատմամբ: Ստացողի զգայունությունը նվազեցվում է 3 դբ-ով `մոդուլյացիայի յուրաքանչյուր ավելացված քայլի համար, մինչդեռ դրա հետ կապված հզորության շահույթը փոքրանում է (տոկոսային արտահայտությամբ): Որպես օրինակ, կարողությունների շահույթը 11 տոկոս է, երբ 512 QAM- ից (9 բիթ մեկ խորհրդանիշի համար) դեպի 1024 QAM (10 բիթ մեկ խորհրդանիշի) տեղափոխվելիս:

Հարմարվողական մոդուլյացիա
 

CableFree միկրոալիքային վարդակի հղումը տեղադրված է հեռահաղորդակցային աշտարակի վրա

Մոդուլյացիայի ավելացումը ռադիոն ավելի զգայուն է դարձնում տարածման անոմալիաների նկատմամբ, ինչպիսիք են անձրևը և բազմուղի մարելը: Միկրոալիքային վառարանի երկարության պահպանման համար ավելացված զգայունությունը կարելի է փոխհատուցել ելքային հզորության և ավելի մեծ ալեհավաքների միջոցով: Հարմարվողական մոդուլյացիան շատ ծախսարդյունավետ լուծում է `տարածման բոլոր պայմաններում առավելագույնի հասցնելու համար: Գործնականում հարմարվողական մոդուլյացիան ծայրաստիճան բարձր կարգի մոդուլյացիայով տեղակայման նախապայման է:

Հարմարվող մոդուլյացիան հնարավորություն է տալիս առկա միկրոալիքային հոփը արդիականացնել, օրինակ, 114 Մբիթ / վ-ից մինչև 500 Մբիթ / վրկ: Ավելի բարձր հզորությունը գալիս է ավելի ցածր մատչելիությամբ: Օրինակ, մատչելիությունը 99.999 տոկոսից (5 րոպե տարեկան անջատում) 114 Մբիթ / վրկ արագությամբ կրճատվում է ժամանակի 99.99 տոկոսի վրա (50 րոպե տարեկան անջատում) 238 Մբիթ / վրկ: Համակարգի շահույթ Համակարգի գերազանց շահույթը միկրոալիքային վառարանի հիմնական պարամետրն է: 6 դբ-ով բարձր համակարգի շահույթը կարող է օգտագործվել, օրինակ, նույն մատչելիությամբ երկու մոդուլյացիայի քայլերի ավելացման համար, ինչը ապահովում է մինչև 30 տոկոս ավելի հզորություն: Այլընտրանքորեն այն կարող է օգտագործվել հոփի երկարությունը մեծացնելու կամ ալեհավաքի չափը նվազեցնելու կամ բոլորի համադրության համար: Համակարգի բարձրակարգ շահույթի մասնակիցները ներառում են սխալների շտկման արդյունավետ կոդավորում, ստացողի աղմուկի ցածր մակարդակ, թվային նախադաշտում `ավելի մեծ ելքային էներգիայի շահագործման համար և էներգաարդյունավետ ուժեղացուցիչներ:

MIMO բազմակի մուտք, բազմակի ելք (MIMO)
MIMO- ն հասուն տեխնոլոգիա է, որը լայնորեն օգտագործվում է 3GPP և Wi-Fi ռադիոընդունիչներում սպեկտրալ արդյունավետությունը բարձրացնելու համար, որտեղ այն առաջարկում է ծախսարդյունավետ միջոց `հզորության և թողունակության բարձրացման համար, երբ առկա սպեկտրը սահմանափակ է: Պատմականորեն միկրոալիքային վառելիքի կիրառման սպեկտրի իրավիճակն ավելի մեղմ է եղել. մատչելի են դարձել նոր հաճախականությունների տիրույթներ, և տեխնոլոգիան անընդհատ մշակվել է ՝ հզորության պահանջները բավարարելու համար: Այնուամենայնիվ, շատ երկրներում միկրոալիքային վառելիքի կիրառման սպեկտրի մնացած ռեսուրսները սկսում են սպառվել, և հետագա պահանջները բավարարելու համար անհրաժեշտ են լրացուցիչ տեխնոլոգիաներ: 5G Mobile Backhaul- ի համար միկրոալիքային հաճախականություններում MIMO- ն զարգացող տեխնոլոգիա է, որն առաջարկում է արդյունավետ միջոց `սպեկտրի արդյունավետությունն էլ ավելի բարձրացնելու և, այդպիսով, առկա տրանսպորտային կարողությունները:

Ի տարբերություն «սովորական» MIMO համակարգերի, որոնք հիմնված են շրջակա միջավայրի արտացոլումների վրա, 5G Mobile Backhaul- ի համար ալիքները «մշակվում» են կետ-կետ միկրոալիքային MIMO համակարգերում `օպտիմալ կատարման համար: Դա ձեռք է բերվում ալեհավաքների տեղադրմամբ տարածական տարանջատմամբ, որը կախված է հեռվից և հաճախությունից: Սկզբունքորեն, թողունակությունն ու հզորությունը գծայինորեն ավելանում են ալեհավաքների քանակով (իհարկե լրացուցիչ ապարատային ծախսերի հաշվին): NxM MIMO համակարգը կառուցվում է օգտագործելով N հաղորդիչներ և M ընդունիչներ: Տեսականորեն N և M արժեքների համար սահմանափակում չկա, բայց քանի որ ալեհավաքները պետք է տարածականորեն բաժանվեն, գործնական սահմանափակում կա ՝ կախված աշտարակի բարձրությունից և շրջապատից: Այդ պատճառով 2 × 2 ալեհավաքը MIMO համակարգի առավել իրագործելի տեսակն է: Այս ալեհավաքները կարող էին կամ լինել մեկ բևեռացված (երկու կրիչ համակարգ) կամ երկակի բևեռացված (չորս կրիչ համակարգ): MIMO- ն օգտակար գործիք կլինի միկրոալիքային վառելիքի հզորությունը հետագա մասշտաբավորելու համար, բայց դեռ գտնվում է վաղ փուլում, երբ, օրինակ, շատ երկրներում դրա կարգավորիչ կարգավիճակը դեռ պետք է հստակեցվի, և դրա տարածման և պլանավորման մոդելները դեռ պետք է հաստատվեն: Ալեհավաքի տարանջատումը կարող է նաև մարտահրավեր լինել հատկապես ցածր հաճախականությունների և հոփի երկարության համար:

Ավելի շատ սպեկտր
5G Mobile Backhaul- ի միկրոալիքային վառարանների հզորության գործիքատուփի մեկ այլ հատված ներառում է ավելի մեծ սպեկտրի հասանելիություն: Այստեղ միլիմետրային ալիքների տիրույթները ՝ չլիցենզավորված 60 ԳՀց տիրույթները և արտոնագրված 70/80 ԳՀց գոտիները, մեծանում են ժողովրդականության մեջ ՝ որպես շատ շուկաներում նոր սպեկտր մուտք ունենալու միջոց (տե՛ս Միկրոալիքային վառարանի հաճախականության ընտրանքներ բաժինը ՝ ավելի շատ տեղեկատվության համար): Այս տիրույթները նաև առաջարկում են հաճախականության շատ ավելի լայն ալիքներ, որոնք նպաստում են ծախսարդյունավետ, բազմագիգաբիթանոց համակարգերի տեղակայմանը, որոնք հնարավորություն են տալիս 5G բջջային կապի վերականգնում:

Արդյունավետության արդյունավետություն
Արդյունավետության արդյունավետությունը (այսինքն ՝ բիտային բեռնվածքի ավելի մեծ տվյալներ) ներառում է այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են վերնագրի բազմաշերտ սեղմումը և ռադիոհաղորդակցման միավորումը / կապումը, որոնք կենտրոնանում են փաթեթային հոսքերի վարքի վրա:

Բազմաշերտ վերնագրի սեղմում
Բազմաշերտ վերնագրի սեղմումը հեռացնում է անհարկի տեղեկատվությունը տվյալների շրջանակների վերնագրերից և թողարկում թողունակությունը երթևեկի նպատակների համար, ինչպես ցույց է տրված նկար 7-ում: Սեղմման վրա յուրաքանչյուր յուրահատուկ վերնագիր փոխարինվում է փոխանցող կողմի եզակի ինքնությամբ, գործընթաց, որը շրջվում է: ստացող կողմում: Վերնագրի սեղմումը ապահովում է համեմատաբար ավելի բարձր շահույթ ավելի փոքր շրջանակի փաթեթների օգտագործման համար, քանի որ դրանց վերնագրերը կազմում են ընդհանուր շրջանակի չափի համեմատաբար ավելի մեծ մաս: Սա նշանակում է, որ արդյունքում ստացված լրացուցիչ հզորությունը տատանվում է վերնագրերի քանակի և շրջանակի չափի հետ, բայց դա սովորաբար 5-10 տոկոս շահույթ է Ethernet- ի, IPv4- ի և WCDMA- ի հետ, շրջանակի միջին չափը 400-600 բայթ և 15-20 տոկոս շահույթ: Ethernet- ի, MPLS- ի, IPv6- ի և LTE- ի հետ նույն միջին շրջանակի չափերով:

Այս թվերը ենթադրում են, որ իրականացված սեղմումը կարող է ապահովել փոխանցվող եզակի վերնագրերի ընդհանուր քանակը: Բացի այդ, վերնագրի սեղմումը պետք է լինի ամուր և օգտագործման շատ պարզ, օրինակ `առաջարկելով ինքնուսուցման, նվազագույն կազմաձևման և կատարողականի համապարփակ ցուցանիշներ:

Ռադիոհաղորդիչների հավաքում (RLA, Bonding)
Միկրոալիքային վառարանում ռադիոհաղորդակցման կապը նման է LTE- ի կրիչի ագրեգացմանը և կարևոր գործիք է երթևեկի շարունակական աճին աջակցելու համար, քանի որ միկրոալիքային վազքի ավելի մեծ մասն է տեղադրված բազմաթիվ կրիչներով, ինչպես ցույց է տրված Նկար 8-ում: Երկու մեթոդներն էլ միավորում են բազմաթիվ ռադիոհաղորդիչների վիրտուալ մեկը, այնպես որ և՛ բարձրացնելով գագաթնակետային հզորությունը, և՛ ավելացնելով արդյունավետ թողունակությունը վիճակագրական մուլտիպլեքսավորման շահույթի միջոցով: Գրեթե 100 տոկոսանոց արդյունավետություն է ձեռք բերվում, քանի որ տվյալների յուրաքանչյուր փաթեթ կարող է օգտագործել ընդհանուր գագաթնակետային հզորությունը `միայն փոքր-ինչ նվազեցմամբ արձանագրության վերին մասի համար` անկախ երթևեկության օրինաչափություններից: Ռադիոհաղորդակցման կապը հարմարեցված է ապահովելու համար, որ տվյալ միկրոալիքային տրանսպորտի որոշակի լուծումը գերազանցի: Օրինակ, այն կարող է ապահովել յուրաքանչյուր ռադիոհեռարձակողի անկախ վարքագիծը `օգտագործելով հարմարվողական մոդուլյացիա, ինչպես նաև նազելի դեգրադացիա մեկ կամ ավելի կրիչի ձախողման դեպքում (N + 0 պաշտպանություն):

Carrierիշտ այնպես, ինչպես կրիչների ագրեգացումը, ռադիոհաղորդակցման կապը կշարունակվի զարգանալ `ավելի բարձր կարողություններ և ավելի ճկուն կրիչների համակցություններ ապահովելու համար, օրինակ` ավելի շատ կրիչների, տարբեր թողունակությամբ կրիչների և տարբեր հաճախականությունների տիրույթների կրիչների աջակցության միջոցով:

Անցի օպտիմիզացում
Հզորության գործիքակազմի հաջորդ բաժինը ցանցի օպտիմիզացումն է: Սա ենթադրում է ցանցերի խտացում, առանց լրացուցիչ հաճախականության ալիքների միջամտության մեղմացման հատկությունների, ինչպիսիք են գերարդյունավետ (SHP) ալեհավաքները և ավտոմատ փոխանցման էներգիայի կառավարումը (ATPC): ՓՀԷԿ-ի ալեհավաքները արդյունավետորեն ճնշում են միջամտությունը շատ ցածր կողային ճառագայթման ձևերի միջոցով, կատարելով ETSI 4 դաս: ATPC- ն հնարավորություն է տալիս փոխանցման հզորությունը ավտոմատ կերպով նվազեցնել բարենպաստ տարածման պայմաններում (այսինքն ՝ ժամանակի մեծ մասը) ՝ արդյունավետորեն նվազեցնելով ցանցի միջամտությունը: Այս հատկությունների օգտագործումը նվազեցնում է ցանցում անհրաժեշտ հաճախականությունների ալիքների քանակը և մեկ ալիքի համար կարող է ապահովել մինչև 70 տոկոսով ավելի ցանցի ընդհանուր հզորություն: Անկանոն դասավորության կամ խիտ տեղակայման հետ կապված միջամտությունը սահմանափակում է հետադարձ կապի կառուցումը շատ ցանցերում: Networkանցի ուշադիր պլանավորումը, առաջադեմ ալեհավաքները, ազդանշանի մշակումը և ATPC հատկությունների օգտագործումը ցանցի մակարդակում կնվազեցնեն ազդեցությունը միջամտությունից:

Նայելով դեպի ապագա ՝ 5G և դրանից դուրս
 

CableFree 5G շարժական անլար տեխնոլոգիա

Առաջիկա տարիների ընթացքում 5G բջջային ցանցերի միկրոալիքային վառարանների հզորության գործիքները կզարգանան և կբարելավվեն, և դրանք կօգտագործվեն `համատեղելով հնարավորություն տալով 10 Գբիթ / վրկ և ավելի հզորություն: Սեփականության ընդհանուր գինը օպտիմիզացված կլինի ընդհանուր հզոր կոնֆիգուրացիաների համար, ինչպիսիք են բազմաբնույթ օպերատորների լուծումները:

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ