Les entreprises de télécommunications se préparent à l’arrivée et au déploiement imminent de la 5G. Une partie vitale des réseaux 5G modernes sera le déploiement d’une infrastructure C-RAN (Centralized Radio Access Network) stable et rentable.

La conception, la construction et le déploiement d’un C-RAN est une initiative importante qui représentera une grande partie de vos inventissement en capital. C’est particulièrement vrai pour le “Fronthaul”, la partie de l’architecture de télécom C-RAN qui relie vos contrôleurs radio centralisés et les têtes de radio à la périphérie de votre réseau cellulaire.

Le nouveau Fronthaul modifie le mode de fonctionnement des réseaux de télécommunications et rend nécessaire la mise à jour ou le remplacement des infrastructures existantes.

La nécessité de mettre à jour les émetteurs récepteurs de télécommunication

Les émetteurs-récepteurs traditionnels ne sont pas optimisés pour les besoins du C-RAN Fronthaul. La technologie DWDM devenant de plus en plus populaire, les anciens émetteurs-récepteurs n’ont plus assez de puissance optique ou d’efficacité pour fonctionner correctemen. Il en résulte un manque d’efficacité des ressources utilisées et une augmentation des coûts d’exploitation.

Les opérateurs de réseaux de télécommunication ont à prèsent besoin de nouveaux émetteurs-récepteurs hybrides dotés des caractéristiques, de la capacité et de l’efficacité nécessaires pour faire face aux changements provoqués par la mise à niveau des technologies C-RAN et Fronthaul.

Bilan de liaison et perte de liaison

Dans les anciennes configurations de réseau, la principale source de perte de liaison et de signal était l’atténuation de la distance. L’efficacité et les paramètres de fonctionnement des émetteurs-récepteurs ne tenaient compte que de l’atténuation de la distance pour calculer la manière d’optimiser les liaisons.

Le Fronthaul 5G s’appuie fortement sur les techniques de multiplexage DWDM. Cette technologie améliore l’efficacité de la fibre mais diminue la qualité de la liaison. Il est peu probable que les émetteurs-récepteurs exploités sur plus de 40 km dans un réseau plus ancien aient qualité de liaison nécessaire pour fonctionner sur la même distance dans un réseau C-RAN 5G…

Problèmes de dispersion chromatique

Outre la perte de liaison, les opérateurs de réseaux de télécommunication doivent également surveiller et gérer les niveaux de dispersion chromatique. Auparavant, la dispersion chromatique n’était préoccupante que sur de grandes distances.  La tolérance à la dispersion chromatique diminue au fur et à mesure que la demande et la vitesse du réseau augmentent.

Les largeurs de bande plus élevées exigées par la 5G font de la dispersion chromatique un problème important.

Nécessité de remplacer ou de mettre à jour les émetteurs récepteurs optiques

La combinaison de la perte de liaison et de la dispersion chromatique, nécessitent mis une mise à niveau des émetteurs-récepteurs optiques dans le cadre du déploiement du C-RAN Fronthaul 5G. Une politique de mise à jour intelligente vous aidera à réduire vos coûts d’investissement et d’exploitation, tout en offrant la capacité et la vitesse de réseau que vos clients exigent.

Les solutions Fronthaul pour les émetteurs-récepteurs optiques

A titre d’exemple, nous allons explorer l’utilisation:

• D’un émetteur-récepteur DWDM traditionnel.
• D’un réseau d’accès DWDM Fronthaul typique.
• D’un portée de 20 km.

Pour le DWDM, les émetteurs-récepteurs au budget le plus bas nécessitent 40 km comme distance maximale de fonctionnement. L’émetteur-récepteur a un bilan de liaison d’environ 14 dB et une tolérance de dispersion chromatique d’environ 800ps/nm.

Un émetteur-récepteur commercialisé à 40 km a une puissance plus que suffisante pour alimenter une connexion de 20 km. Malheureusement, avec la perte de liaisons attendue du Fronthaul moderne, ce n’est pas le cas, comme le montre le tableau ci-dessous :

Figure 1: Fronthaul Link loss

En résumé, les émetteurs-récepteurs de 40 km n’ont pas de problème avec des niveaux de dispersion chromatique de 20 km à 10 Gbps. Cependant, la perte de signal introduite par les WDM Mux/Demuxers est trop élevée pour la liaison de l’émetteur-récepteur.

L’ajout d’un émetteur-récepteur avec plus de puissance et de bilan de liaison

Pour surmonter ce défi, une solution pourrait être de mettre à jour les émetteur-récepteurs vers une option plus rentable, comme les émetteurs-récepteurs de 80 km avec un budget de liaison de 24dB.

Voici les résultats:

En résumé, l’émetteur-récepteur de 80 km avec un bilan de liaison de 24dB fonctionnera sans problème. Cependant, cela ne serait pas efficace, en termes de dispersion chromatique. Le déploiement de ce type d’émetteur-récepteur signifie que vous payez une prime pour des niveaux de tolérance de dispersion élevés.

Les réseaux d’accès DWDM de Fronthaul ont jusqu’à 40 connexions par site macrocellulaire, jusqu’à 80 émetteurs-récepteurs DWDM. Le prix d’un émetteur-récepteur a un impact significatif sur les CAPEX et les OPEX lorsque vous en achetez 80.

Options de rechange pour les émetteurs-récepteurs Fronthaul

Le dimensionnement de vos émetteurs-récepteurs est essentiel pour équilibrer l’efficacité du réseau avec les exigences budgétaires et les demandes des clients. Votre infrastructure doit être suffisamment flexible pour s’adapter aux nouveaux besoins de votre réseau.

Une option l’émetteur-récepteur “hybride”. Ils fonctionnent entre les modules traditionnels de 40 km et 80 km et a un bilan de liaison de 24 dB couplé à une tolérance de dispersion chromatique de 800ps/nm. Ils sont conçus pour le déploiement moderne de Fronthaul, C-RAN. Ils permettent aux opérateurs de réaliser des économies considérables en termes de dépenses d’investissement, car ils sont de taille adéquate et répond parfaitement aux exigences des réseaux DWDM modernes.

Les filtres modernes peuvent également offrir un avantage significatif. La dernière génération de filtres AAWG Gaussiens WDM passifs produit si peu de perte d’insertion, que les émetteurs-récepteurs 14dB existants auront assez de puissance pour fonctionner sur des liaisons de 20km. Bien que les modèles gaussiens soient plus chers que les modèles ordinaires, ils permettent d’économiser sur le coût total en évitant des dépenses plus importantes liées à la mise à jour ou au remplacement des émetteur-récepteurs.

Chez LamdaGain, nous sommes experts dans la conception, le déploiement, le sourcing et le conseil sur les réseaux de télécommunications. Soyez à jour sur AAWG Gaussian WDM, Fronthaul, C-RAN et les émetteurs-récepteurs à travers notre blog.

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