25G CWDM SFP28 Anwendung im 5G-Fronthaul-Netzwerk

Was ist 25G SFP28 CWDM?

Die 25G SFP28 CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing ) Transceiver-Designs für 5G-Fronthaul und unterstützt 25G Ethernet und CPRI (Common Public Radio Interface)  /eCPRI (Enhanced Common Public Radio Interface), Verbindungen erreichen bis zu 10km über Singlemode-Faser (SMF),  was vollständig dem SFP28 MSA-, CPRI- und eCPRI-Standard entspricht. Die Wellenlängen von 1270nm~1370nm und 1470nm~1570nm werden normalerweise verwendet.

Abb. 1 - QSFPTEK 25G SFP28 CWDM Transceiver

Was ist 5G-Fronthaul, Middlehaul und Backhaul?

5G-End-to-End-Netzwerk einschließlich Transportnetz, Kernnetz (CN) und Funkzugangsnetz (RAN). 5G ist die Ära der Vernetzung aller Dinge. Mobiltelefone, autonome Fahrzeuge, Internet-of-Things-Endgeräte usw. werden über die 5G-New-Radio-Schnittstelle mit dem drahtlosen 5G-Zugangsnetz verbunden, und anschließend werden die Signale über das Transportnetz an das 5G CN übertragen, wie in Fig. 2 zu sehen ist.

Um die Anforderungen an große Bandbreite und niedrige Latenz für 5G zu erfüllen, hat sich RAN von einer zweistufigen Struktur aus Baseband Unit (BBU) und Remote Radio Unit (RRU) im 4G-Netzwerk zu einer dreistufigen Struktur aus Centralized Unit (CU), Distributed Unit (DU) und Active Antenna Unit (AAU) entwickelt. Abb. 3 zeigt die Strukturentwicklung vom 4G- zum 5G-Netzwerk.

Je nach den verschiedenen Bereitstellungsmethoden kann das 5G-Transportnetz in Fronthaul (AAU zu DU), Middlehaul (DU zu CU) und Backhaul (CU zum Kernnetz) unterteilt werden, wie in Abb. 2 dargestellt. 25G CWDM SFP28-Transceiver sind nachweislich in der Lage, eine Übertragung über 10km zu unterstützen und decken damit nahezu alle Szenarien des 5G-Fronthauls ab.

Abb. 2 - 5G-Front-haul, Middle-haul und Back-haul

Abb. 3 - Strukturentwicklung vom 4G- zum 5G-Netzwerk

Wie wird 25G SFP28 CWDM im 5G-Fronthaul-Netzwerk eingesetzt?

Die 25G SFP28 CWDM-Lösung verwendet 6/12 Wellenlängen aus 18 Wellenlängen (von 1271nm bis 1611nm), die durch den ITU-T G.694.2-Standard definiert sind. Die 6-Wellenlängen-25G-CWDM-Lösung verwendet die ersten 6 kurzen Wellenlängen  (1271nm~1371nm), aufgrund der Reife der Industriekette und des geringeren Einflusses der Transmitter Dispersion Penalty (TDP).  Es ist zum Konsens geworden, dass die AAU-Seite die Wellenlängen 1271nm, 1291nm und 1311nm verwendet, während die DU-Seite 1331nm, 1351nm und 1371 nm verwendet, wie in Abb.4 dargestellt. Außerdem muss das optische Modul auf der AAU-Seite gekühlte direkt modulierte Laser (DMLs) verwenden, um Anwendungen in Industriequalität zu erfüllen.

Abb. 4 - 25G CWDM SFP28 6-Wavelength-Lösung für 5G Fronthaul

Die 12-Wellenlängen-25G-CWDM-Lösung kommt in einer gemischten Übertragungssituation von 4G und 5G zum Einsatz. Um die Zuverlässigkeit zu verbessern und die Komponentenkosten zu senken, arbeiten die ersten Wellenlängen von 1271nm~1371nm mit einer Datenrate von 25Gbit/s für das 5G-Fronthaul-Netzwerk, während die späteren Wellenlängen von 1471nm~1571nm mit einer Datenrate von 10Gbit/s für das 4G-Fronthaul-Netzwerk arbeiten, wie in Fig.5 gezeigt. Unter Berücksichtigung des reibungslosen Upgrades der 4G-Basisstation auf 5G hat der 25G SFP28-Steckverbinder Priorität; daher wird die 12-Wellenlängen-Lösung im tatsächlichen Szenario selten verwendet.

Abb. 5 - 25G CWDM SFP28 12-Wellenlängen-Lösung für 5G-Fronthaul

Die Vorteile von 25G SFP28 CWDM im 5G-Fronthaul-Netzwerk

Die optische Modullösung für 5G-Fronthaul umfasst direkte Glasfaserverbindungen, CWDM, MWDM, LWDM und DWDM usw. Im Vergleich zur direkten Glasfaserverbindungslösung kann die CWDM SFP28-Transceiver-Lösung den Verbrauch von Glasfaserressourcen effektiv reduzieren und die Kosten für den Netzwerkaufbau senken. MWDM- und LWDM-Lösungen bieten gegenüber der CWDM SFP28-Lösung Vorteile bei Wartung, Management und Zuverlässigkeit, jedoch ist ihre Industriekette derzeit noch nicht ausgereift, und die technischen Kosten sind mehr als doppelt so hoch wie bei CWDM. Folglich ist 25G CWDM von großer Bedeutung für die Abdeckung des 5G-Fronthaul-Netzwerks auf effiziente und wirtschaftliche Weise.

Fazit

Die 25G SFP28 CWDM-Lösung bietet deutliche Vorteile beim Aufbau von 5G-Fronthaul-Netzwerken, insbesondere in Situationen mit knappen Glasfaserressourcen, wodurch die Baukosten effizient gesenkt und der Bauzyklus verkürzt werden.

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