無線的5G發(fā)展好，有線的光纖少不了!

  隨時在線已成為現(xiàn)代日常生活的必須。人們已經(jīng)習(xí)慣于隨時隨地接打電話、發(fā)送電子郵件或觀看視頻。人類社會正在進入更加先進、更加高速的網(wǎng)絡(luò)互連的5G時代，一切可能遠超我們的想象。如在人口密集的地區(qū)以更快的速率傳輸數(shù)據(jù)，實時連接到云端進行高清視頻的播放，利用高清VR和AR進行互動，仿佛千里之外的交流對象就在身邊。此外，5G還能支持大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，從家用電器、無人機，汽車到工業(yè)設(shè)備等都將連接至網(wǎng)絡(luò)。最具吸引力，也最具挑戰(zhàn)的5G應(yīng)用是支持類似遠程醫(yī)療和自動駕駛，這些應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)有超低延遲和高可靠性要求。

  實現(xiàn)5G的這些功能，對網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和性能要求更高。如果無線網(wǎng)絡(luò)性能不佳，將給用戶帶來很大的不便，比如說在高清視頻播放時出現(xiàn)緩沖和卡頓。而在另外一些應(yīng)用中，由網(wǎng)絡(luò)性能帶來的風(fēng)險將會變得更高。試想一下，自動駕駛汽車在行進過程中必須保持與網(wǎng)絡(luò)的隨時鏈接，在出現(xiàn)危險情況時要保證信號能最低時延的傳輸，才能避免事故發(fā)生;而當(dāng)醫(yī)生通過遠程操作醫(yī)療器械進行挽救生命的手術(shù)時，無線網(wǎng)絡(luò)更加沒有出錯的余地。

  實現(xiàn)5G的這些功能，對網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和性能要求更高。如果無線網(wǎng)絡(luò)性能不佳，將給用戶帶來很大的不便，比如說在高清視頻播放時出現(xiàn)緩沖和卡頓。而在另外一些應(yīng)用中，由網(wǎng)絡(luò)性能帶來的風(fēng)險將會變得更高。試想一下，自動駕駛汽車在行進過程中必須保持與網(wǎng)絡(luò)的隨時鏈接，在出現(xiàn)危險情況時要保證信號能最低時延的傳輸，才能避免事故發(fā)生;而當(dāng)醫(yī)生通過遠程操作醫(yī)療器械進行挽救生命的手術(shù)時，無線網(wǎng)絡(luò)更加沒有出錯的余地。

  目前，3/4G網(wǎng)絡(luò)需要每隔數(shù)公里設(shè)置一座宏基站，宏基站通常部署在高塔上或建筑物的屋頂。在宏基站網(wǎng)絡(luò)中，有些區(qū)域由于信號受到阻擋，網(wǎng)絡(luò)覆蓋往往存在盲點，因此需要額外部署小型基站，來填補或增強對用戶的覆蓋。

  5G比4G需要更大量光纖的支持

  為了實現(xiàn)比3/4G更高的帶寬和更快的網(wǎng)絡(luò)速率，5G網(wǎng)絡(luò)因為采用了更高頻率的電磁波，但隨之而來的缺點是單個基站覆蓋的面積會減小。在一個城市中，如果實現(xiàn)和4G同樣的覆蓋效果，需要更多數(shù)量的基站，可能需要每隔200~300米或更短的距離部署5G基站，在某些熱點地區(qū)，甚至不到100米就要部署小基站，因此5G是高密度組網(wǎng)以及更多的基站站型的立體網(wǎng)。實現(xiàn)這樣的組網(wǎng)功能，需要更多的光纜把基站接入到網(wǎng)絡(luò)中。

  另一方面， 5G采用的高頻段，更小蜂窩覆蓋，密集基站，為站址選擇和基站設(shè)備安裝條件帶來更大的困難，所以采用AUU拉遠，BBU(DU)集中模式更具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)優(yōu)勢，即CRAN模式。這將成為5G無線接入網(wǎng)的主要架構(gòu)。和傳統(tǒng)的分布式基站模式，即DRAN模式相比，AAU到BBU距離，即光纜的拉遠距離從上百米增加到幾公里，甚至十幾公里，單個基站需要的光纖數(shù)量將成倍的增加。

  綜合上面兩個因素，5G的基站密度比4G有大幅增加，采用CRAN為主的模式下，單基站的光纖需求也比傳統(tǒng)DRAN模式增加。因此5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，需要更多光纖的部署來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的更好覆蓋。

  高可靠的5G 網(wǎng)絡(luò)需要高性能的光纖

  5G的高帶寬低時延要求對光纖網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)提出挑戰(zhàn)，光纖基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、功能、拓撲和光纖類型都將發(fā)生變化。光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為核心層、匯聚層和接入層，其中，5G承載網(wǎng)絡(luò)的接入層由主干光纜、配線光纜和引入光纜構(gòu)成，方便快捷的接入層有利于低成本、高帶寬業(yè)務(wù)的快速接入和開通。

  典型的接入層光纜拓撲包括點到點、接入主干鏈和主干環(huán)等。4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時接入主干光纜的典型纖芯數(shù)量為144/288芯，配線段光纜的典型纖芯數(shù)量為12 /24芯。在CRAN架構(gòu)下，由于BBU被拉遠集中放置到較遠的綜合接入機房，導(dǎo)致主干光纜的光纖芯數(shù)隨基站數(shù)量的增加而快速消耗，需要增加主干環(huán)的光纜數(shù)量，或一次性鋪設(shè)576芯甚至更大芯數(shù)的光纜。多根光纜或大芯數(shù)光纜在有限的管道資源內(nèi)布放，會帶來光纖尺寸和彎曲性能等挑戰(zhàn)。

  而且，5G的宏基站的建設(shè)數(shù)量將比4G翻倍，小站的數(shù)量又將是宏基站的數(shù)倍，其中絕大多會被安置于商務(wù)區(qū)及人口稠密的住宅區(qū)，火車站，機場，體育館，這些應(yīng)用場景常常需要在有限的空間完成對設(shè)備和光纜的部署。具有抗彎能力的光纖，為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的安裝部署提供良好的質(zhì)量保障，同時降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本及人工需求。

  抗彎與低損耗性能兼具的光纖

  MF-28 Ultra是康寧公司近年來推出的一款新型光纖，這種光纖完全符合ITU-T的G652.D和G657.A1規(guī)范要求，可全面兼容之前的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，能夠和前期敷設(shè)的Corning SMF-28e和SMF-28e+光纖可以完美互相熔接。

  SMF-28 Ultra具有三個優(yōu)勢：首先，SMF-28 Ultra光纖的衰減性能比G.652.D典型光纖低10%，給網(wǎng)絡(luò)帶來額外的冗余和維護空間;第二，SMF-28 Ultra光纖的宏彎彎曲損耗要低10倍，10mm半徑宏彎損耗表現(xiàn)也比G.657.A1標(biāo)準(zhǔn)提高50%，更好的彎曲性能有助于更靈活的光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計和更可靠的網(wǎng)絡(luò)性能。最后，該光纖滿足彎曲性能且模場直徑為9.2μm，這與當(dāng)前市場上大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的模場直徑一致，從而實現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的無縫兼容(通常情況下，為獲得 較好的抗彎性能，G.657系列光纖的模場直徑是8.6um左右，模場直徑和常規(guī)G.652D的差異會帶來熔接損耗的增加)

  SMF-28 Ultra光纖是優(yōu)于G.657.A1標(biāo)準(zhǔn)彎曲性能，使光纜的設(shè)計人員能設(shè)計出更小更輕的光纜，占用的管道空間更小，空中架設(shè)重量更輕，將安裝和維護中出現(xiàn)的彎曲導(dǎo)致的重復(fù)工作量降至最低，從而縮短架設(shè)時間，為5G的快速可靠部署提供支持。

  200微米小芯徑光纖

  為了實現(xiàn)更高密度的光纜，占用更小的管道資源，2015年初，康寧又發(fā)布了Ultra200光纖。SMF-28 Ultra200是業(yè)界第一款將小尺寸外徑，9.2微米模場直徑，低損耗，G.657A1抗彎性能融為一體的高性能光纖，完全兼容G.652D光纖。該光纖的玻璃部分(光纖纖芯和包層)和SMF-28 Ultra 一致，通過使用更先進的涂層技術(shù)，在保證產(chǎn)品性能的前提下實現(xiàn)了更小外徑(200um)。能夠提高管線利用率，更小的外徑實現(xiàn)最小的占用面積，為5G等新型網(wǎng)絡(luò)需要大量光纖的部署的場景提供了創(chuàng)新的解決方案。

  5G的未來和康寧的聯(lián)系

  5G移動通信提供的高帶寬和無所不在的海量鏈接將生成巨大的數(shù)據(jù)流量，而5G需要借助光纖來傳輸這些數(shù)據(jù)。盡管全球各地的運營商都將有自己的部署方法，但是它們都不約而同地將光纖作為首選介質(zhì)。康寧在光纖以及光連接領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者地位將有助于實現(xiàn)接入點的快速部署，更好地服務(wù)于全新的5G基站。通信網(wǎng)絡(luò)一直在不斷向前發(fā)展和演變，并且正在逐步改變我們的世界以及我們溝通的方式。

  1970年，康寧發(fā)明了世界上第一根低損耗光纖，由此確立起康寧在光纖領(lǐng)域的創(chuàng)新和市場領(lǐng)導(dǎo)者地位。如今，康寧已制造出超過十億芯公里的光纖，隨著5G技術(shù)的普及，康寧依靠創(chuàng)新的產(chǎn)品與服務(wù)，緊跟網(wǎng)絡(luò)不斷變遷的步伐，努力為下一波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)貢獻力量。