基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)

夏托托 孟麗娟

【摘要】? ? 伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代技術(shù)的支持，我國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和技術(shù)研究也較傳統(tǒng)的3G、4G有了重大突破和發(fā)展，5G作為一種更先進(jìn)的新技術(shù)，在我國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和技術(shù)研究中的應(yīng)用越來越廣泛，取得了很好的效果。光纖傳送網(wǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵和核心。在5G移動(dòng)通信通信技術(shù)概述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了介光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)，為相關(guān)的實(shí)踐和研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 光纖傳送網(wǎng)? ? 5G移動(dòng)通信? ? 前傳系統(tǒng)? ? 關(guān)鍵技術(shù)

據(jù)悉，未來5G技術(shù)趨勢委員會(huì)的無線接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也在不斷完善。將新技術(shù)引入智能制造以滿足技術(shù)援助需要。5G移動(dòng)通信技術(shù)作為一種形式，其基于光纖傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建是整個(gè)技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的核心。目前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，前向傳輸網(wǎng)絡(luò)大多采用CPRI網(wǎng)絡(luò)，不能滿足5G移動(dòng)通信網(wǎng)的要求，因此，基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)可以使用戶的體驗(yàn)更好，RRU端的光-射頻信號檢測、接收和傳輸相對容易，且延時(shí)可大大降低，5G移動(dòng)電話前向光纖傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究為5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)計(jì)和合理選擇提供了有效的參考依據(jù)，推動(dòng)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

一、5G移動(dòng)通信技術(shù)概述

1.1技術(shù)內(nèi)容分析

5G移動(dòng)通信技術(shù)是移動(dòng)通訊領(lǐng)域的新一代技術(shù)。隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，5G時(shí)代已經(jīng)到來。值得注意的是，5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，是推進(jìn)5G通信時(shí)代，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代社會(huì)全面信息化的最重要技術(shù)環(huán)節(jié)，是在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，在當(dāng)前移動(dòng)通信快速發(fā)展、廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展BBU移動(dòng)通信組織的實(shí)施，也是BBU技術(shù)發(fā)展的重要方向和發(fā)展方向。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展中，這種技術(shù)模式不僅可以實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)資源的有效整合，而且可以提高網(wǎng)絡(luò)通信資源的使用頻率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。

5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，確保通信方式符合要求5G移動(dòng)通信技術(shù)滿足要求。5G技術(shù)能夠有效的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)連接。為了達(dá)到5G通信技術(shù)的目標(biāo)，加上相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)告，我們必須掌握在通信傳輸階段適應(yīng)速度的基本要求，總體而言，頻率設(shè)置大約是10倍，而能源效率必須提高10倍以上。比起4G，5G不僅速度更快，而且用戶體驗(yàn)更好。為了保證5G技術(shù)的應(yīng)用效率，合理利用資源，確定具體趨勢，從而達(dá)到技術(shù)的有效應(yīng)用。

1.2 5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

在當(dāng)今的技術(shù)設(shè)計(jì)中，結(jié)合全球化的設(shè)計(jì)要求，以及新的異構(gòu)模式的技術(shù)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析是非常必要的。lte-b-技術(shù)形式的設(shè)計(jì)符合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的要求。以下是5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析：

1.接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)計(jì)時(shí)，務(wù)必注意所有的設(shè)計(jì)說明。多維性設(shè)計(jì)，2G，3G，4G技術(shù)也在不斷的更新。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的跟蹤可以采用獨(dú)立無線控制模式。SDR技術(shù)通過對基站的虛擬分配，集中應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)，形成基帶處理與控制，逐步向?qū)崟r(shí)云架構(gòu)過渡，內(nèi)容邊緣緩存設(shè)計(jì)具有重要意義。

2.核心網(wǎng)設(shè)計(jì)

在5G設(shè)計(jì)中，nfv和SDN模式是核心網(wǎng)絡(luò)的最大改變。在驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的控制分離系統(tǒng)與控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。在SDN中，網(wǎng)絡(luò)中心控制器可以完成網(wǎng)絡(luò)分離后的數(shù)據(jù)流分配，實(shí)現(xiàn)不同的功能。

1.3基于光載射頻技術(shù)的移動(dòng)通信前傳技術(shù)應(yīng)用

在4G向5G過渡的過程中，不僅網(wǎng)絡(luò)的速度和性能將得到提升，5G也將成為5G智能時(shí)代發(fā)展的重要特征，全球網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)技術(shù)人員也將進(jìn)入?yún)f(xié)同工作階段。同時(shí)，移動(dòng)頻譜必須得到管理，并與測試部門合作。行銷與服務(wù)行業(yè)在移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域形成了5G時(shí)代的綜合移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，智能手機(jī)下載速度可以達(dá)到1000兆位，速度更快。向世界各地的居民提供支持，讓他們從舒適生活中獲益。目前，各國對5G關(guān)鍵技術(shù)仍處于研究開發(fā)階段，尚需相關(guān)人員不斷探索研究。

1.光載射頻技術(shù)概述

光載射頻技術(shù)是一種射頻信號，它直接對光波充電，然后再通過玻璃纖維進(jìn)行傳輸。光載射頻技術(shù)包括基站和光纖連接BS與CS的連接;BS負(fù)責(zé)光電信號的轉(zhuǎn)換、射頻信號的傳輸和接收等;CS通過光纖連接連接基站與CS。

2.中心站調(diào)制方式

彈性光效應(yīng)是射頻信號直接調(diào)制技術(shù)，由晶體驅(qū)動(dòng)電壓、相位、振幅和頻率外調(diào)制器輸出光信號，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，原理簡單。但是，激光的頻率切換和弛豫特性限制了激光的數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制帶寬。在外調(diào)過程中，調(diào)制器與激光是相互獨(dú)立的，激光對高頻信號的調(diào)制影響很小，因此數(shù)據(jù)傳輸速度快，調(diào)制帶寬大。

3.光載射頻技術(shù)的優(yōu)勢

光載射頻技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)在：充分發(fā)揮了現(xiàn)有光纖通信網(wǎng)絡(luò)的低損耗、大帶寬、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，以及隨著頻率的提高和數(shù)據(jù)傳輸速度的加快，電子的擁塞效應(yīng)表現(xiàn)出在電場中處理高頻率信號的能力。它結(jié)構(gòu)簡單，主要由射頻接收機(jī)、放大電路、光電檢測器和底座等部分組成，可以有效地控制基座。能夠有效地控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)協(xié)同傳輸。利用光載射頻技術(shù)，可以同時(shí)將射頻信號和電纜接入的基帶信號在光波上充電，并通過光電探測器轉(zhuǎn)換為各種不同的業(yè)務(wù);光載射頻技術(shù)的應(yīng)用場景多種多樣，除了移動(dòng)通信之外，在軍事網(wǎng)絡(luò)中也可以應(yīng)用到現(xiàn)場施工、智能交通等領(lǐng)域。

1.4基于光載射頻系統(tǒng)的模擬前傳網(wǎng)絡(luò)

把光載射頻技術(shù)引入到c-ran網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)前向傳輸網(wǎng)絡(luò)中傳輸模擬信號。為使RRU結(jié)構(gòu)保持簡單，在BBU中集中了昂貴的a/D/a轉(zhuǎn)換器。通過cran網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠向用戶提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，而且能夠在基礎(chǔ)設(shè)施和資源方面進(jìn)行廣泛的合作，并且能夠顯著改善用戶體驗(yàn)。由于5G移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信的容量和速度要求也越來越高?；诠廨d射頻技術(shù)的模擬前向移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸速率、延時(shí)以及信號帶寬等方面具有明顯優(yōu)勢。同一傳輸速率下，模擬移動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)要求較低的帶寬和良好的信號。需求不斷更新。以光射頻系統(tǒng)為基礎(chǔ)的模擬移動(dòng)前向網(wǎng)，目前主要是在一個(gè)頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)，其核心是低頻段的毫米波或低于6GHz。在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)上，主要有子陣相乘法、低頻前向法和毫米波前向法三種形式。

1.基站探測方式

目前在光射頻系統(tǒng)中普遍使用的是光電探測器，它具有響應(yīng)帶寬高、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。檢測器的光學(xué)特性是和光電電流成比例的。如果一組光信號包含多個(gè)頻域成分，那么每一個(gè)頻域成分就代表一個(gè)光電流DC部分通過一個(gè)外差頻率接收一個(gè)光信號的平方和。無線電波的一部分電流來自光電流，通過天線傳送給用戶。

二、光纖傳送網(wǎng)在5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用

2.1純模擬信號傳輸前傳網(wǎng)絡(luò)IFOF

鑒于RRU結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通常需要集成多種輸入技術(shù)。為滿足上述要求，該技術(shù)在先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，基帶信息在載波時(shí)可以加倍傳輸。對每一種類型的光纖，不同波長的光纖能夠保持較高的傳輸速率，科學(xué)有效地控制波長。其缺點(diǎn)是傳輸能力受半導(dǎo)體激光本身非線性特性的制約。

2.2波分復(fù)用前傳技術(shù)

在短期內(nèi)，前向傳輸技術(shù)主要基于最新的2.5b/s/CPRI技術(shù)，具有操作簡單、成本低、可靠性高、快速適應(yīng)外部環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。自適應(yīng)系統(tǒng)包括兩個(gè)部分，一個(gè)是信息傳輸部分，另一個(gè)是監(jiān)控部分。雖然這種設(shè)計(jì)可以完全滿足玻璃纖維的要求，但也會(huì)在一定程度上增加網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的壓力。WLAN采用前向傳輸密鑰技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無色收發(fā)器。對5G通信而言，由于基站和光模塊的數(shù)量眾多，使用WDM很難完全滿足傳輸要求。

2.3時(shí)分復(fù)用前傳技術(shù)

比較而言，多通道WDM技術(shù)更為全面、性價(jià)比更高、價(jià)格更實(shí)惠。但是，TDM制作工藝簡單，受數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間、光頻寬等因素影響很大。采用TDM、以太網(wǎng)等前向傳輸技術(shù)是解決這一問題的最佳方案。實(shí)際上，系統(tǒng)首先被傳送到管道終端，然后通過正向傳輸技術(shù)將管道插入光網(wǎng)絡(luò)單元。基于二層技術(shù)的無源光通信新技術(shù)，能通過正向傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送到二層，從而使無源光通信的應(yīng)用更為清晰。另外，這種傳輸方式在RRU上實(shí)現(xiàn)后，很容易影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間和效率。這是因?yàn)橹袠性跓o線中斷終止之前不會(huì)處理MAC框架的數(shù)據(jù)。針對以上問題，可以充分利用無源光網(wǎng)絡(luò)的特性。當(dāng)無線計(jì)劃完成時(shí)，數(shù)據(jù)將被傳送到聯(lián)合國，由聯(lián)合國將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到RRU，從而實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的傳送。以上方法雖然耗時(shí)較長，但能有效提高正向傳輸?shù)膸挕?/p>

2.4物理層功能重構(gòu)前傳網(wǎng)絡(luò)

為減少前向傳送網(wǎng)的成本，必須將傳送帶控制在10Gb/s以內(nèi)。現(xiàn)在無法覆蓋一半或三分之一的帶寬壓縮。為了解決傳輸帶寬問題，有效節(jié)省通信轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的投資，提高技術(shù)應(yīng)用的效率，一般需要保證光傳輸帶寬不超過10Gbifs，需要將RRH分區(qū)轉(zhuǎn)換為BBU點(diǎn)。基于物理層處理，建立了模擬與數(shù)字之間的有效平衡，既減少了光傳輸帶寬，又增加了發(fā)射臺的數(shù)量。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的不斷增大，對網(wǎng)絡(luò)速度的影響和制約越來越明顯。通過5G技術(shù)和非正交多址技術(shù)，提高了資源的整體利用率。移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋管理必須在縮小單元技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展，在未來的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展階段將繼續(xù)商業(yè)化管理。5G可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)信息，保證用戶體驗(yàn)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展而發(fā)展起來的。移動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)作為5G發(fā)展的焦點(diǎn)，越來越受到業(yè)界的關(guān)注。5G通信技術(shù)作為通信前傳的重要組成部分，移動(dòng)網(wǎng)對通信行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。隨著5G體系結(jié)構(gòu)的深入研究，各種前向網(wǎng)絡(luò)解決方案的研究力度都不大，在速度和效率上都有了長足進(jìn)步，完全能滿足通信技術(shù)發(fā)展的需要，給用戶帶來更多的舒適感。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]齊官文.以光纖傳送網(wǎng)為基礎(chǔ)的5G移動(dòng)通信前傳技術(shù)[J].數(shù)字通信世界，2020，（5）：58-59.

[2]蔣耀宇.基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)探討[J].通信電源技術(shù)，2020，37（6）：206-207，209.

[3]司廣莉.基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)[J].數(shù)字通信世界，2020，（7）：95-96.

[4]汪娟，鄧軍.光纖傳送網(wǎng)在5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2019，（50）：193.

[5]張建輝.試論基于光纖傳送網(wǎng)的5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)[J].數(shù)字通信世界，2019，（11）：109.

[6]張俞.光纖傳送網(wǎng)在5G移動(dòng)通信前傳關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2019，20（7）：47-48.