Le società di telecomunicazioni come la vostra si stanno preparando per l’imminente arrivo e il lancio del 5G. Una parte vitale della vostra moderna rete 5G sarà l’implementazione di una infrastruttura di rete di accesso radio centralizzata (C-RAN) stabile ed economica.

La progettazione, la costruzione e l’implementazione di una rete C-RAN è un’impresa di rilievo e costituirà una parte importante dei vostri investimenti CAPEX. Questo è particolarmente vero per il “Fronthaul”, una parte dell’architettura di telecomunicazione C-RAN che collega tra loro le stazioni di controllo radio centralizzate e le antenne radio ai bordi della vostra rete cellulare.

Il nuovo “Fronthaul” sta cambiando il funzionamento delle reti di telecomunicazione e spingendo verso la necessità di aggiornare o sostituire le infrastrutture esistenti.

La necessità di aggiornare i transceiver per le telecomunicazioni

I transceiver tradizionali non sono ottimizzati per i requisiti del “Fronthaul” C-RAN. A mano a mano che la tecnologia DWDM sta diventando più popolare, i transceiver più vecchi non hanno abbastanza potenza ottica o efficienza per funzionare bene. Questo si traduce in un significativo spreco di risorse e aumento dei costi OPEX.

Invece, gli operatori di rete di telecomunicazione hanno bisogno di nuovi transceiver ibridi che hanno le giuste caratteristiche, capacità ed efficienza per affrontare i cambiamenti causati dall’aggiornamento della tecnologia C-RAN e “Fronthaul”.

Nelle vecchie configurazioni di rete, la principale fonte di attenuazione e di perdita di segnale era dovuta alla distanza. L’efficienza e i parametri di funzionamento dei transceiver consideravano soltanto l’attenuazione dovuta alla distanza per calcolare il modo di ottimizzare i collegamenti.

Il “Fronthaul” 5G dipende fortemente dalle tecniche di multiplazione DWDM. Questa tecnologia migliora l’efficienza della fibra ma aumenta la perdita di segnale. I transceiver che funzionavano su tratte di oltre 40 km in una rete di vecchia generazione è improbabile che abbiano il link budget necessario per operare correttamente sulla stessa distanza in una rete 5G C-RAN.

Problemi di dispersione cromatica

Oltre alla perdita di segnale, gli operatori delle reti di telecomunicazione devono anche monitorare e gestire i livelli di dispersione cromatica. In precedenza, la dispersione cromatica era una preoccupazione solo sulle grandi distanze.  Con l’aumento della domanda e della velocità della rete, la tolleranza alla dispersione cromatica diminuisce molto rapidamente.

Le maggiori larghezze di banda richieste dal 5G rendono la dispersione cromatica un problema significativo.

La necessità di sostituire o aggiornare i transceiver ottici

La combinazione di perdita di segnale e dispersione cromatica implica che i transceiver ottici devono essere aggiornati per supportare il lancio del “Fronthaul “ C-RAN per il 5G. Una politica di aggiornamento intelligente vi aiuterà a ridurre i costi CAPEX e OPEX, fornendo al contempo la capacità e la velocità di rete richiesta dai vostri clienti.

Soluzioni “Fronthaul” per Transceiver Ottici

Come esempio, analizzeremo l’uso di:

• Un transceiver tradizionale DWDM.
• Una tipica rete di accesso “Fronthaul”
• Una distanza di 20 km.

Per il DWDM, i transceiver con minor budget dichiarano 40 km come distanza operativa massima. Il transceiver ha un “link budget” di circa 14 dB e una tolleranza alla dispersione cromatica di circa 800ps/nm.

Ci aspettiamo che un transceiver commercializzato per 40 km abbia una potenza più che sufficiente per alimentare un collegamento a 20 km. Purtroppo, data l’alta perdita di segnale che ci si aspetta dai moderni “Fronthaul”, questo non è avviene, come mostra la tabella sottostante:

Figura 1: Perdite su collegamento “Fronthaul”

In sintesi, i transceiver da 40 km non hanno problemi di dispersione cromatica su distanze fino a 20 km a 10 Gbps. Tuttavia, la perdita di segnale introdotta dai WDM Mux/Demux è troppo elevata per il budget ottico del transceiver, generando problemi significativi.

Aggiunta di un transceiver con maggiore potenza e budget ottico

Per superare questo problema, una soluzione potrebbe essere quella di utilizzare transceiver con un budget ottico più elevato, come i transceiver da 80 km con un budget di 24dB.

Di seguito i risultati:

In sintesi, il transceiver da 80 km con un link budget di 24dB funzionerà senza problemi. Tuttavia, ci sarà anche un eccesso di dispersione cromatica. L’installazione di questo tipo di transceiver significa che si pagherebbe un extra costo per la tolleranza di elevati livelli di dispersione che sarebbe sprecato.

Le reti di accesso DWDM per “Fronthaul” hanno fino a 40 connessioni per ogni sito di macro celle, fino a 80 transceiver DWDM. Il prezzo di un transceiver ha un impatto significativo sia sulle CAPEX che sulle OPEX quando se ne acquistano 80.

Opzioni alternative per transceiver “Fronthaul-Ready” a un costo ragionevole

Il giusto dimensionamento dei vostri transceiver è vitale per bilanciare l’efficacia della rete con i requisiti di bilancio e le richieste dei clienti. La vostra infrastruttura dovrebbe essere sufficientemente flessibile per adattarsi alle nuove esigenze della vostra rete.

Un’opzione è rappresentata dai transceiver “ibridi”. Questi operano in un intervallo tra i moduli tradizionali da 40km e 80km, hanno un budget ottico di 24dB e una tolleranza alla dispersione cromatica di 800ps/nm. Sono progettati per la moderna installazione di “Fronthaul” C-RAN. Offrono notevoli risparmi CAPEX agli operatori perché hanno le dimensioni corrette per soddisfare perfettamente le esigenze delle moderne reti DWDM.

Anche i filtri moderni possono fornire un vantaggio significativo. I filtri passivi WDM AAWG Gaussiani di ultima generazione hanno un valore di perdita di inserzione così basso che i transceiver esistenti da 14dB avranno potenza sufficiente per operare su collegamenti di 20 km. Nonostante i modelli Gaussiani siano più costosi dei modelli normali, consentono di risparmiare sul TCO evitando spese maggiori per l’aggiornamento o la sostituzione dei transceiver.

Noi di LambdaGain, siamo esperti nella progettazione, implementazione, fornitura e consulenza per le reti di telecomunicazione. Rimanete aggiornati sui WDM AAWG Gaussiani, “Fronthaul”, C-RAN e transceiver attraverso il nostro blog.

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