Jak obniżyć koszty budowania sieci 5G?

Rozwiązanie ma ogromny potencjał rozwoju połączeń o najwyższych przepływnościach oraz sieci 5G i 6G. Nowe moduły optyczne i multipleksery działające w zakresie okna transmisyjnego „O” pozwalają obniżyć całkowity koszt budowania sieci nawet o 80 procent.

Długość sieci optycznej w Polsce wyniosła 421 tys. km na koniec 2021 roku – czytamy w najnowszym raporcie Urzędu Komunikacji Elektronicznej. A o 30 tys. w ciągu roku wzrosła liczba zainstalowanych węzłów sieci telekomunikacyjnych. Postęp na świecie widać wyraźnie w rosnącej wartości branży. Globalny rynek światłowodów w 2020 r. Emergen Research wyceniał na 4,54 mld USD. Dekadę później, jak szacuje Research and Markets, światowy rynek światłowodów osiągnie wartość blisko trzykrotnie wyższą, czyli około 11,18 mld USD.

Rozwój sieci to nie tylko nieustająco rosnąca liczba użytkowników, popularność streamingu czy pracy zdalnej, to także wynik rewolucji w przemyśle i zarządzaniu infrastrukturą miejską. Szybkie połączenia światłowodowe pomagają w przesyłaniu ogromnych ilości danych koniecznych na przykład do systemów monitorowania w celu zapobiegania przestępstwom, czy kontroli ruchu, ale też urządzeń IoT ułatwiających codzienne życie i dbających o zrównoważony styl życia.

Jednostajny rozwój hamują rosnące koszty instalacji nowej infrastruktury światłowodowej, problemy z łańcuchami dostaw, czy inne zawirowania społeczno-gospodarcze. Tym cenniejsze stają się innowacje, które mogą ograniczać koszty.

O-Band, czyli pasmo oryginalne

Dostawcy usług i operatorzy sieci poszukują rozwiązań, które pozwolą bezproblemowo zmodernizować istniejącą infrastrukturę sieci. W poszukiwaniu efektywnych i ekonomicznych rozwiązań transmisji danych branża telekomunikacyjna sięga więc na nowo po pasmo „O”. Rozwiązanie wywołuje entuzjazm na rynku ze względu na ogromny potencjał do obniżania kosztów budowania sieci.

Zacznijmy jednak od początku.

Pasmo transmisji światłowodowej jednomodowej zostało podzielone na pięć podpasm, oznaczonych literami „O” (oryginał), „E” (rozszerzony), „S” (krótki) „C” (konwencjonalny) i „L” (długi).

Pasmo „O” to fragment drugiego okna transmisyjnego w zakresie od 1260 nm do 1360 nm. W połowie lat 70-tych uważane było za główne pasmo długości fal telekomunikacyjnych i używane do komunikacji optycznej. Na jego bazie powstawały lasery i detektory. Siłą pasma „O” jest brak wrażliwości na dyspersję chromatyczną, czyli zniekształcenie sygnału.

Wadą jest wyższe tłumienie, dlatego z biegiem czasu pasmo „C” (w okolicach 1550 nm) stało się preferowanym wyborem na większe odległości, kosztem konieczności radzenia sobie z dyspersją chromatyczną.

Rosnące przepływności wymusiły kolejne zmiany. Transmisja 100G w pasmie „C” jest idealna na odległość 2-3 km. Aby wysłać dane dalej, musimy kompensować dyspersję chromatyczną. Potrzebujemy wzmacniaczy sygnału, które zwiększają koszty instalacji.

Tymczasem, dyspersja chromatyczna w pasmie „O” dla kabli G652, czyli tych najczęściej stosowanych w Polsce i generalnie w Europie, jest bliska 0. Dzięki temu transmisję 100G do 30-40 km możemy przesyłać praktycznie bez zakłóceń.

Salumanus w światowej czołówce

Salumanus jako jedna z pierwszych firm na świecie wprowadziła właśnie do sprzedaży kompletne rozwiązanie dla sieci optycznych bazujące na pasmie transmisyjnym „O”. To moduły optyczne QSFP28 oraz multipleksery marki GBC Photonics. Urządzenia pomyślnie przeszły badania w laboratorium sieciowym Salumanus oraz sprawdziły się w instalacjach testowych u klientów zewnętrznych.

Nowe rozwiązanie GBC Photonics pozwalające na przesłanie wielokrotności transmisji 100G na odległość nawet 30 km, wykorzystuje technologię zwielokrotnienia falowego (WDM) w oparciu o siatkę 200GHz. Do dyspozycji mamy już dzisiaj 8 kanałów, a w laboratorium Salumanus trwają badania nad tym, aby tę liczbę podwoić.

Moduły optyczne pracują z modulacją PAM4 i posiadają odbiornik szerokopasmowy. Dzięki temu mogą być zastosowane zarówno do aplikacji jedno i dwu-włóknowych. Ogromną zaletą technologii O-Band jest fakt, że nie wymaga ona stosowania wzmacniaczy optycznych. Rozwiązanie tworzą pasywne multipleksery oraz moduły optyczne w postaci interfejsu QSFP28, które możemy instalować bezpośrednio w urządzeniach sieciowych.

Oprócz przewag technologicznych ważne są oszczędności. Nowe moduły optyczne i multipleksery GBC Photonics działające w paśmie „O”, gwarantują obniżenie kosztów budowania sieci o około 50 proc., a TCO, czyli całkowity koszt wraz 5-letnim utrzymaniem obniżają o około 80 proc.

W kierunku sieci 5G / 6G i metaversum

United States Telecomm Association obliczyło, że globalny ruch w protokole internetowym w 2021 r. wynosił około 79 640 petabajtów miesięcznie. To trudna do wyobrażenia liczba, która ciągle rośnie. Analitycy Urzędu Komunikacji Elektronicznej szacują, że w Polsce w 2026 r. 81% mobilnych użytkowników Internetu będzie korzystać z technologii 5G.

Rozwiązania bazujące na pasmie „O” mogą odegrać istotną rolę w podłączaniu stacji bazowych sieci 5G i 6G. Obecnie ciągle budujemy je z wykorzystaniem połączeń 10G, a niekiedy 25G. Pewne jest, że niebawem będziemy potrzebować połączeń 100G w tzw. ostatniej mili. Moduły i multipleksery GBC Photonics to idealny kandydat do realizacji tego celu. Po pierwsze realizuje dystans nawet do 30 km, a po drugie umożliwia zachowanie pasywnej infrastruktury pomiędzy urządzeniem 5G/6G a urządzeniem agregacyjnym. Pasywna struktura zapewnia większą prostotę sieci, łatwiejsze zarządzanie i mniejsze zużycie energii.

Podobnie na O-Bandach skorzystają małe i średnie Data Center oraz operatorzy ISP, którzy dzisiaj bazują głównie na wielokrotności połączeń 10G. Rozwiązanie oparte o pasmo „O” to dla nich realna alternatywa i łatwa migracja.

Kolejny skok w zakresie zmiany przepustowości i opóźnień wymusi zapewne metaversum. Choć nawet Meta przyznaje, że nie wie jeszcze, jakie dokładnie wymagania stawiać będzie przed sieciami, to pewne jest, że stabilna i wysokoprzepustowa infrastruktura sieciowa to podstawa rozwoju. Inwestycje są niezbędne, warto jednak wybierać rozwiązania nie tylko efektywne, ale również ekonomiczne.

TAGI: #dwdm #O-Band #5G #6G #XWDM #sieci 5G