با در دسترس بودن ارتباطات تلفن همراه 5G در حدود سال 2020 ، این صنعت در حال حاضر شروع به ایجاد دیدگاهی کاملاً واضح از چالش های اصلی ، فرصت ها و م componentsلفه های اصلی فناوری شامل آن کرده است. 5G عملکرد و قابلیت های شبکه های دسترسی بی سیم را در ابعاد مختلف گسترش می دهد ، به عنوان مثال خدمات پهن باند موبایل را افزایش می دهد تا نرخ داده بیش از 10 گیگابیت بر ثانیه را با تأخیر 1 میلی ثانیه فراهم کند.

مایکروویو یکی از عناصر اصلی شبکه های فعلی است و به عنوان بخشی از اکوسیستم آینده 5G به تکامل خود ادامه می دهد. یک گزینه در 5G استفاده از فن آوری دسترسی رادیویی یکسان برای هر دو لینک دسترسی و بک هول ، با اشتراک پویا از منابع طیف است. این می تواند مکملی برای بک هال مایکروویو به ویژه در استقرارهای بسیار متراکم با تعداد بیشتری گره رادیویی کوچک باشد.

امروزه ، انتقال مایکروویو بر پس زمینه متحرک حاکم است ، جایی که حدود 60 درصد از کل ایستگاه های پایه ماکرو را به هم متصل می کند. حتی با افزایش تعداد کل اتصالات ، سهم مایکروویو از بازار کاملاً ثابت خواهد ماند. تا سال 2019 ، حدود 50 درصد از کل ایستگاههای پایه (سلولهای کوچک ماکرو و فضای باز) را تشکیل می دهد (شکل 3 را ببینید). این یک نقش اساسی در دسترسی به مایل آخر و یک نقش مکمل بخش تجمیع شبکه خواهد داشت. در همین زمان ، انتقال فیبر همچنان به افزایش سهم خود در بازار پس انداز تلفن همراه ادامه می دهد و تا سال 2019 حدود 40 درصد از کل سایت ها را به هم متصل می کند. فیبر به طور گسترده ای در تجمیع / مترو شبکه ها و به طور فزاینده برای دسترسی به مایل آخر استفاده می شود همچنین اختلافات جغرافیایی وجود خواهد داشت ، در حالیکه مناطق شهری پرجمعیت نفوذ فیبر بیشتری نسبت به مناطق حومه ای و روستایی کم جمعیت دارند ، جایی که مایکروویو برای هر دو اتصال کوتاه و مسافت طولانی حاکم خواهد بود.

کارایی طیفی

برج بی سیم CableFree 5G Mobile Backhaul

بهره وری از طیف (یعنی گرفتن بیت های بیشتر در هر هرتز) را می توان از طریق تکنیک هایی مانند مدولاسیون مرتبه بالاتر و مدولاسیون انطباقی ، بهره سیستم برتر از یک راه حل خوب طراحی شده و ورودی چندگانه ، خروجی چندگانه (MIMO) به دست آورد.

تلفیق

حداکثر تعداد نمادها در ثانیه منتقل شده روی حامل مایکروویو توسط پهنای باند کانال محدود می شود. مدولاسیون دامنه Quadrature (QAM) با کدگذاری بیت های هر نماد ، ظرفیت بالقوه را افزایش می دهد. حرکت از دو بیت در هر نماد (4 QAM) به 10 بیت در هر نماد (1024 QAM) بیش از XNUMX برابر افزایش ظرفیت ایجاد می کند.

سطوح مدولاسیون با مرتبه بالاتر از طریق پیشرفت در فناوری های م componentلفه ای که باعث کاهش نویز و اعوجاج سیگنال تولیدی تجهیزات شده است ، امکان پذیر شده است. در آینده حداکثر 4096 QAM (12 بیت برای هر نماد) پشتیبانی خواهد شد ، اما ما به مرزهای نظری و عملی نزدیک می شویم. مدولاسیون مرتبه بالاتر به معنای افزایش حساسیت به نویز و اعوجاج سیگنال است. حساسیت گیرنده برای هر مرحله افزایش در مدولاسیون 3 دسی بل کاهش می یابد ، در حالی که افزایش ظرفیت مربوطه کوچکتر می شود (بر حسب درصد). به عنوان مثال ، افزایش ظرفیت در هنگام حرکت از 11 QAM (512 بیت برای هر نماد) به 9 QAM (1024 بیت برای هر نماد) ، 10 درصد است.

مدولاسیون انطباقی

اتصال مایکروویو CableFree روی یک برج مخابراتی نصب شده است

افزایش مدولاسیون رادیو را نسبت به ناهنجاری های انتشار مانند باران و محو شدن در چند مسیر حساس تر می کند. برای حفظ طول هاپ مایکروویو ، می توان حساسیت افزایش یافته را با توان خروجی بالاتر و آنتن های بزرگتر جبران کرد. مدولاسیون انطباقی یک راه حل بسیار مقرون به صرفه برای به حداکثر رساندن توان عملیاتی در تمام شرایط انتشار است. در عمل ، مدولاسیون تطبیقی پیش شرط استقرار با مدولاسیون فوق العاده مرتبه بالا است.

مدولاسیون انطباقی این امکان را فراهم می کند که یک هاپ مایکروویو موجود از 114 مگابیت بر ثانیه به 500 مگابیت بر ثانیه ارتقا یابد. ظرفیت بالاتر با دسترسی کمتری همراه است. به عنوان مثال ، در دسترس بودن از 99.999 درصد (5 دقیقه قطع سالانه) در 114 مگابیت بر ثانیه به 99.99 درصد از زمان (50 دقیقه قطع سالانه) در 238 مگابیت در ثانیه کاهش می یابد. افزایش سیستم Superior system یک پارامتر اصلی برای مایکروویو است. از افزایش 6 دسی بل سیستم می توان برای مثال ، برای افزایش دو مرحله مدولاسیون با در دسترس بودن یکسان استفاده کرد که تا 30 درصد ظرفیت بیشتر را فراهم می کند. روش دیگر می تواند برای افزایش طول هاپ یا کاهش اندازه آنتن یا ترکیبی از همه استفاده شود. مشارکت کنندگان در بهره مندی برتر سیستم شامل کدگذاری تصحیح خطای کارآمد ، سطح نویز گیرنده کم ، تغییر شکل دیجیتال برای کارکرد با قدرت خروجی بالاتر و تقویت کننده های کم مصرف هستند.

چند ورودی MIMO ، چند خروجی (MIMO)
MIMO یک فناوری بالغ است که به طور گسترده ای برای افزایش بهره وری طیفی در 3GPP و دسترسی رادیویی Wi-Fi مورد استفاده قرار می گیرد ، جایی که یک روش مقرون به صرفه برای افزایش ظرفیت و توان عملیاتی در صورت محدود بودن طیف موجود ارائه می دهد. از نظر تاریخی ، وضعیت طیف برای کاربردهای مایکروویو آرام تر بوده است. باندهای فرکانسی جدیدی در دسترس قرار گرفته و این فناوری بطور مداوم برای پاسخگویی به ظرفیت مورد نیاز توسعه یافته است. با این حال در بسیاری از کشورها منابع طیف باقیمانده برای کاربردهای مایکروویو در حال کم شدن هستند و برای تأمین نیازهای آینده به فن آوری های اضافی نیاز است. برای 5G Mobile Backhaul ، MIMO در فرکانس های مایکروویو یک فناوری نوظهور است که راهی موثر برای افزایش بیشتر کارایی طیف و بنابراین ظرفیت حمل و نقل موجود ارائه می دهد.

برای 5G Mobile Backhaul ، برخلاف سیستم های "معمولی" MIMO که بر اساس بازتاب در محیط هستند ، کانال ها در سیستم های MIMO مایکروویو نقطه به نقطه برای عملکرد مطلوب "مهندسی" می شوند. این با نصب آنتن ها با یک تفکیک مکانی که به فاصله و فرکانس هاپ وابسته است ، حاصل می شود. در اصل ، توان عملیاتی و ظرفیت با تعداد آنتن ها به طور خطی افزایش می یابد (البته با هزینه سخت افزار اضافی). یک سیستم NxM MIMO با استفاده از فرستنده های N و گیرنده های M ساخته می شود. از نظر تئوری برای مقادیر N و M محدودیتی وجود ندارد ، اما از آنجا که آنتن ها باید از نظر فضایی از هم جدا شوند ، بسته به ارتفاع برج و محیط اطراف محدودیت عملی وجود دارد. به همین دلیل آنتن 2 × 2 عملی ترین نوع سیستم MIMO است. این آنتن ها می توانند تک قطبی (دو سیستم حامل) یا دو قطبی (چهار سیستم حامل) باشند. MIMO ابزاری مفید برای مقیاس گذاری بیشتر ظرفیت مایکروویو خواهد بود ، اما هنوز در مرحله اولیه است که به عنوان مثال ، هنوز در بسیاری از کشورها وضعیت نظارتی آن باید روشن شود و مدل های انتشار و برنامه ریزی آن هنوز باید ایجاد شود. جداسازی آنتن همچنین می تواند چالش برانگیز باشد به خصوص برای فرکانس های پایین تر و طول هایپ بیشتر.

طیف بیشتر
بخش دیگری از جعبه ابزار ظرفیت مایکروویو برای 5G Mobile Backhaul شامل دسترسی به طیف بیشتری است. در اینجا باندهای موج میلی متر - باند های 60 گیگاهرتز بدون مجوز و باند مجاز 70/80 گیگاهرتز - به عنوان راهی برای دسترسی به طیف جدید در بسیاری از بازارها ، در حال افزایش محبوبیت هستند (برای اطلاعات بیشتر به بخش گزینه های فرکانس مایکروویو مراجعه کنید). این باند ها همچنین کانالهای فرکانسی بسیار گسترده تری را ارائه می دهند ، که استقرار سیستمهای چند گیگابایتی مقرون به صرفه را که امکان 5G Mobile Backhaul را فراهم می کنند تسهیل می کند.

بازده توان
بازده توان عملیاتی (یعنی داده های بار بیشتر در هر بیت) ، شامل ویژگی هایی مانند فشرده سازی هدر چند لایه و تجمع / پیوند پیوند رادیویی است که بر رفتار جریان های بسته تمرکز دارند.

فشرده سازی هدر چند لایه
فشرده سازی سرصفحه چند لایه اطلاعات غیرضروری را از سرصفحه های فریم داده حذف می کند و ظرفیت را برای اهداف ترافیکی آزاد می کند ، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است. در فشرده سازی ، هر هدر منحصر به فرد با یک هویت منحصر به فرد از طرف انتقال دهنده جایگزین می شود ، این فرایند معکوس می شود در طرف دریافت کننده فشرده سازی سرصفحه بهره نسبتاً بالاتری را برای بسته های با اندازه فریم کوچکتر فراهم می کند ، زیرا هدرهای آنها قسمت نسبتاً بیشتری از کل اندازه قاب را تشکیل می دهند. این بدان معنی است که ظرفیت اضافی حاصل با تعداد هدرها و اندازه قاب متفاوت است ، اما به طور معمول 5-10 درصد سود با اترنت ، IPv4 و WCDMA است ، با اندازه قاب متوسط 400-600 بایت و سود 15-20 درصد با اترنت ، MPLS ، IPv6 و LTE با همان اندازه قاب متوسط.

این ارقام فرض می کنند که فشرده سازی اجرا شده می تواند تعداد کل هدرهای منحصر به فرد انتقال یافته را پشتیبانی کند. علاوه بر این ، فشرده سازی هدر باید قوی و استفاده از آن بسیار ساده باشد ، به عنوان مثال ارائه خودآموزی ، حداقل تنظیمات و شاخص های عملکرد جامع.

تجمع پیوند رادیویی (RLA ، اتصال)
اتصال پیوند رادیویی در مایکروویو شبیه تجمع حامل در LTE است و یک ابزار مهم برای حمایت از ادامه رشد ترافیک است ، زیرا سهم بیشتری از هاپ مایکروویو با چندین حامل مستقر می شود ، همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است. یکی مجازی ، بنابراین هم افزایش ظرفیت اوج و هم افزایش توان عملیاتی از طریق افزایش مالتی پلکسینگ آماری. تقریباً 100 درصد کارایی حاصل می شود ، زیرا هر بسته داده می تواند از کل ظرفیت پیک جمع شده فقط با یک کاهش جزئی برای سربار پروتکل ، مستقل از الگوهای ترافیکی استفاده کند. اتصال پیوند رادیویی برای ارائه عملکرد برتر برای محلول خاص حمل و نقل مایکروویو طراحی شده است. به عنوان مثال ، ممکن است رفتار مستقل هر یک از رادیوها را با استفاده از مدولاسیون تطبیقی و همچنین تخریب ظریف در صورت خرابی یک یا چند حامل (حفاظت N + 0) پشتیبانی کند.

درست مانند تجمع حامل ، پیوند پیوند رادیویی برای پشتیبانی از ظرفیت های بالاتر و ترکیبات حامل انعطاف پذیرتر ، به عنوان مثال از طریق پشتیبانی از تجمع حامل های بیشتر ، حامل هایی با پهنای باند مختلف و حامل در باند های فرکانسی مختلف ، به توسعه ادامه خواهد داد.

بهینه سازی شبکه
بخش بعدی جعبه ابزار ظرفیت ، بهینه سازی شبکه است. این شامل تراکم شبکه ها بدون نیاز به کانال های فرکانس اضافی از طریق ویژگی های کاهش تداخل مانند آنتن های با کارایی فوق العاده (SHP) و کنترل قدرت انتقال خودکار (ATPC) است. آنتن های SHP به طور م interثر تداخل را از طریق الگوهای تابشی حاشیه ای بسیار کم ، و مطابق با کلاس ETSI 4 ، سرکوب می کنند. ATPC امکان انتقال قدرت انتقال را به طور خودکار در شرایط مطلوب انتشار (یعنی بیشتر اوقات) فراهم می کند و به طور موثر تداخل در شبکه را کاهش می دهد. استفاده از این ویژگی ها تعداد کانالهای فرکانسی مورد نیاز در شبکه را کاهش می دهد و می تواند تا 70 درصد ظرفیت کل شبکه در هر کانال را تحویل دهد. تداخل ناشی از عدم انطباق یا استقرار متراکم ، ایجاد ایجاد بکاهال در بسیاری از شبکه ها را محدود می کند. برنامه ریزی دقیق شبکه ، آنتن های پیشرفته ، پردازش سیگنال و استفاده از ویژگی های ATPC در سطح شبکه ، تأثیر ناشی از تداخل را کاهش می دهد.

نگاه به آینده ، 5G و فراتر از آن

فناوری بی سیم موبایل CableFree 5G

در طول سالهای آینده ، ابزارهای ظرفیت مایکروویو برای شبکه های موبایل 5G تکامل یافته و بهبود می یابند و در ترکیب ظرفیت های 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر استفاده می شوند. هزینه کل مالکیت برای تنظیمات متداول با ظرفیت بالا ، مانند راه حل های چند حامل ، بهینه خواهد شد.

قبلی:1 + 0 ، 1 + 1 ، 2 + 0 استقرار

بعد:محو شدن باران در پیوندهای مایکروویو

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...