5G mobil iletişimin 2020 civarında kullanılabilir hale gelmesiyle, sektör, içerdiği ana zorluklar, fırsatlar ve temel teknoloji bileşenlerine ilişkin oldukça net bir görüş geliştirmeye başladı. 5G, kablosuz erişim ağlarının performansını ve yeteneklerini birçok boyutta artıracak; örneğin, 10 ms'lik gecikmelerle 1 Gbps'nin üzerinde veri hızları sağlamak için mobil geniş bant hizmetlerini geliştirmek.

Mikrodalga, mevcut ana taşıyıcı ağların önemli bir unsurudur ve gelecekteki 5G ekosisteminin bir parçası olarak gelişmeye devam edecektir. 5G'deki bir seçenek, spektrum kaynaklarının dinamik paylaşımıyla hem erişim hem de ana taşıyıcı bağlantıları için aynı radyo erişim teknolojisini kullanmaktır. Bu, özellikle çok sayıda küçük radyo düğümü ile çok yoğun konuşlandırmalarda mikrodalga ana taşıyıcı için bir tamamlayıcı sağlayabilir.

Bugün, mikrodalga iletimi, tüm makro baz istasyonlarının yaklaşık yüzde 60'ını bağladığı mobil ana taşıyıcıya hakimdir. Toplam bağlantı sayısı arttıkça bile, mikrodalganın pazardaki payı oldukça sabit kalacaktır. 2019 yılına kadar, tüm baz istasyonlarının (makro ve dış mekan küçük hücreleri (bkz. Şekil 50) yaklaşık yüzde 3'sini oluşturmaya devam edecek. Son mil erişiminde önemli bir rol oynayacak ve ağın birleştirme kısmında tamamlayıcı bir rol oynayacak. Aynı zamanda, fiber iletim, mobil ana taşıyıcı pazarındaki payını artırmaya devam edecek ve 2019 yılına kadar tüm tesislerin yaklaşık yüzde 40'ını birbirine bağlayacak.Fiber, ağların toplama / metro bölümlerinde ve son mil erişimi için giderek daha fazla kullanılacaktır. Ayrıca, hem kısa mesafeli hem de uzun mesafeli bağlantılarda mikrodalganın hakim olacağı, daha az nüfuslu banliyö ve kırsal alanlara göre daha yüksek fiber penetrasyonuna sahip yoğun nüfuslu kentsel alanlarla coğrafi farklılıklar olacaktır.

Spektral verimlilik

CableFree 5G Mobile Backhaul Kablosuz Tower

Spektrum verimliliği (yani, Hz başına daha fazla bit elde etmek), daha yüksek dereceli modülasyon ve uyarlanabilir modülasyon, iyi tasarlanmış bir çözümün üstün sistem kazancı ve Çoklu Giriş, Çoklu Çıkış (MIMO) gibi tekniklerle elde edilebilir.

Modülasyon

Bir mikrodalga taşıyıcı üzerinde saniyede iletilen maksimum simge sayısı, kanal bant genişliği ile sınırlıdır. Quadrature Amplitude Modulation (QAM), her bir sembole bit kodlayarak potansiyel kapasiteyi artırır. Sembol başına iki bitten (4 QAM) sembol başına 10 bit'e (1024 QAM) geçmek, beş kattan fazla kapasite artışı sağlar.

Ekipmandan kaynaklanan gürültü ve sinyal bozulmasını azaltan bileşen teknolojilerindeki ilerlemeler sayesinde daha yüksek seviyeli modülasyon seviyeleri mümkün hale getirilmiştir. Gelecekte 4096 QAM (sembol başına 12 bit) için destek olacak, ancak teorik ve pratik sınırlara yaklaşıyoruz. Daha yüksek sıralı modülasyon, gürültüye ve sinyal bozulmasına karşı artan hassasiyet anlamına gelir. Alıcı hassasiyeti, modülasyondaki her artan adım için 3 dB azaltılırken, ilgili kapasite kazancı küçülür (yüzde cinsinden). Örnek olarak, kapasite kazancı 11 QAM'den (sembol başına 512 bit) 9 QAM'a (sembol başına 1024 bit) geçildiğinde yüzde 10'dir.

Uyarlamalı modülasyon

Bir telekom kulesine kurulmuş CableFree Mikrodalga Bağlantısı

Artan modülasyon, telsizi yağmur ve çok yollu solma gibi yayılma anormalliklerine daha duyarlı hale getirir. Mikrodalga sıçrama uzunluğunu korumak için, artan hassasiyet, daha yüksek çıkış gücü ve daha büyük antenler ile telafi edilebilir. Uyarlanabilir modülasyon, tüm yayılma koşullarında verimi en üst düzeye çıkarmak için çok uygun maliyetli bir çözümdür. Uygulamada, uyarlanabilir modülasyon, aşırı yüksek sıralı modülasyon ile dağıtım için bir ön koşuldur.

Uyarlanabilir modülasyon, mevcut bir mikrodalga atlamasının, örneğin 114 Mbps'den 500 Mbps'ye kadar yükseltilmesini sağlar. Daha yüksek kapasite, daha düşük kullanılabilirlikle birlikte gelir. Örneğin kullanılabilirlik, 99.999 Mbps'de yüzde 5'dan (yıllık 114 dakikalık kesinti) 99.99 Mbps'de zamanın yüzde 50'una (238 dakikalık kesinti) düşürüldü. Sistem kazancı Üstün sistem kazancı, mikrodalga için önemli bir parametredir. Örneğin, aynı kullanılabilirlik ile iki modülasyon adımını artırmak için 6 dB daha yüksek bir sistem kazancı kullanılabilir, bu da yüzde 30'a kadar daha fazla kapasite sağlar. Alternatif olarak sekme uzunluğunu artırmak veya anten boyutunu azaltmak veya hepsinin bir kombinasyonu için kullanılabilir. Üstün sistem kazanımına katkıda bulunanlar arasında, diğerleri arasında verimli hata düzeltme kodlaması, düşük alıcı gürültü seviyeleri, daha yüksek çıkış gücü çalışması için dijital ön bozulma ve güç verimli amplifikatörler bulunur.

MIMO Çoklu Giriş, Çoklu Çıkış (MIMO)
MIMO, 3GPP ve Wi-Fi radyo erişiminde spektral verimliliği artırmak için yaygın olarak kullanılan ve mevcut spektrumun sınırlı olduğu durumlarda kapasite ve verimi artırmak için uygun maliyetli bir yol sunan olgun bir teknolojidir. Tarihsel olarak, mikrodalga uygulamaları için spektrum durumu daha rahattı; yeni frekans bantları kullanıma sunulmuş ve kapasite gereksinimlerini karşılamak için teknoloji sürekli olarak geliştirilmiştir. Ancak birçok ülkede mikrodalga uygulamaları için kalan spektrum kaynakları tükenmeye başlıyor ve gelecekteki gereksinimleri karşılamak için ek teknolojilere ihtiyaç var. 5G Mobil Backhaul için, mikrodalga frekanslarında MIMO, spektrum verimliliğini ve dolayısıyla mevcut taşıma kapasitesini daha da artırmak için etkili bir yol sunan yeni bir teknolojidir.

5G Mobil Ana Taşıyıcı için ortamdaki yansımalara dayalı 'geleneksel' MIMO sistemlerinden farklı olarak, kanallar, optimum performans için noktadan noktaya mikrodalga MIMO sistemlerinde 'tasarlanır'. Bu, antenlerin atlama mesafesine ve frekansa bağlı bir uzamsal ayrımla kurulmasıyla elde edilir. Prensip olarak, verim ve kapasite anten sayısıyla doğrusal olarak artar (elbette ek donanım maliyeti pahasına). NxM MIMO sistemi, N verici ve M alıcı kullanılarak oluşturulmuştur. Teorik olarak N ve M değerleri için bir sınır yoktur, ancak antenlerin mekansal olarak ayrılması gerektiğinden kule yüksekliğine ve çevresine bağlı olarak pratik bir sınırlama vardır. Bu nedenle 2 × 2 antenler MIMO sisteminin en uygun türüdür. Bu antenler tek polarize (iki taşıyıcı sistem) veya çift polarize (dört taşıyıcı sistem) olabilir. MIMO, mikrodalga kapasitesini daha da ölçeklendirmek için yararlı bir araç olacaktır, ancak hala erken bir aşamadadır, örneğin, çoğu ülkede yasal statüsünün hala açıklığa kavuşturulması ve yayılma ve planlama modellerinin hala oluşturulması gerekmektedir. Anten ayrımı, özellikle daha düşük frekanslar ve daha uzun sekme uzunlukları için zor olabilir.

Daha Fazla Spektrum
5G Mobile Backhaul için mikrodalga kapasitesi araç kutusunun bir başka bölümü, daha fazla spektruma erişmeyi içerir. Burada, milimetre dalga bantları - lisanssız 60 GHz bantları ve lisanslı 70/80 GHz bandı - birçok pazarda yeni spektruma erişim sağlamanın bir yolu olarak popülerlik kazanmaktadır (daha fazla bilgi için Mikrodalga Frekansı Seçenekleri bölümüne bakın). Bu bantlar ayrıca, 5G Mobil Arka Taşıyıcıyı etkinleştiren uygun maliyetli, çok gigabitli sistemlerin dağıtımını kolaylaştıran çok daha geniş frekans kanalları sunar.

Verimlilik verimliliği
Verimlilik verimliliği (yani, bit başına daha fazla yük verisi), paket akışlarının davranışına odaklanan çok katmanlı başlık sıkıştırma ve radyo bağlantısı birleştirme / bağlama gibi özellikleri içerir.

Çok katmanlı başlık sıkıştırma
Çok katmanlı başlık sıkıştırması, Şekil 7'de gösterildiği gibi, veri çerçevelerinin başlıklarından gereksiz bilgileri kaldırır ve trafik amaçları için kapasiteyi serbest bırakır. Sıkıştırmada, her benzersiz başlık, iletim tarafında benzersiz bir kimlik ile değiştirilir, bu işlem tersine çevrilir. alıcı tarafta. Başlık sıkıştırma, başlıkları toplam çerçeve boyutunun nispeten daha büyük bir bölümünü içerdiğinden, daha küçük çerçeve boyutlu paketler için nispeten daha yüksek kullanım kazancı sağlar. Bu, ortaya çıkan ekstra kapasitenin başlık sayısına ve çerçeve boyutuna göre değiştiği, ancak tipik olarak Ethernet, IPv5 ve WCDMA ile ortalama çerçeve boyutu 10-4 bayt ve yüzde 400-600 kazanç ile yüzde 15-20 kazanç anlamına gelir aynı ortalama çerçeve boyutuna sahip Ethernet, MPLS, IPv6 ve LTE ile.

Bu rakamlar, uygulanan sıkıştırmanın, iletilen benzersiz başlıkların toplam sayısını destekleyebileceğini varsayar. Ek olarak, başlık sıkıştırması sağlam ve kullanımı çok basit olmalıdır, örneğin kendi kendine öğrenme, minimum yapılandırma ve kapsamlı performans göstergeleri sunmalıdır.

Radyo Bağlantı Birleştirme (RLA, Bağlama)
Mikrodalgada radyo bağlantısı bağlanması, LTE'deki taşıyıcı kümelenmesine benzer ve Şekil 8'de gösterildiği gibi, mikrodalga atlamalarının daha yüksek bir payı birden çok taşıyıcıyla dağıtıldığından, sürekli trafik büyümesini desteklemek için önemli bir araçtır. sanal olan, böylece hem en yüksek kapasiteyi arttırır hem de istatistiksel çoğullama kazancı yoluyla etkin verimi artırır. Her bir veri paketi, trafik modellerinden bağımsız olarak protokol ek yükü için yalnızca küçük bir azalma ile toplam birleştirilmiş en yüksek kapasiteyi kullanabildiğinden, neredeyse yüzde 100 verimlilik elde edilir. Radyo bağlantı bağlantısı, ilgili mikrodalga taşıma çözümü için üstün performans sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Örneğin, uyarlamalı modülasyon kullanan her bir radyo taşıyıcısının bağımsız davranışının yanı sıra, bir veya daha fazla taşıyıcının arızalanması durumunda (N + 0 koruma) zarif bozulmayı destekleyebilir.

Tıpkı taşıyıcı kümelemede olduğu gibi, radyo bağlantı bağı, örneğin daha fazla taşıyıcının, farklı bant genişliğine sahip taşıyıcıların ve farklı frekans bantlarında taşıyıcıların toplanması için destek yoluyla daha yüksek kapasiteleri ve daha esnek taşıyıcı kombinasyonlarını desteklemek için geliştirilmeye devam edecektir.

Ağ optimizasyonu
Kapasite araç kutusunun sonraki bölümü ağ optimizasyonudur. Bu, süper yüksek performanslı (SHP) antenler ve otomatik iletim gücü kontrolü (ATPC) gibi parazit azaltma özellikleri aracılığıyla ekstra frekans kanallarına ihtiyaç duymadan ağların yoğunlaştırılmasını içerir. SHP antenleri, ETSI sınıf 4'ü karşılayarak, çok düşük yan loblu radyasyon kalıpları yoluyla paraziti etkili bir şekilde bastırır. ATPC, uygun yayılma koşulları sırasında (yani çoğu zaman) iletim gücünün otomatik olarak azaltılmasını sağlayarak ağdaki paraziti etkili bir şekilde azaltır. Bu özelliklerin kullanılması, ağda ihtiyaç duyulan frekans kanallarının sayısını azaltır ve kanal başına yüzde 70'e kadar daha fazla toplam ağ kapasitesi sağlayabilir. Yanlış hizalamadan veya yoğun konuşlandırmadan kaynaklanan girişim, birçok ağda ana taşıyıcı oluşumunu sınırlıyor. Dikkatli ağ planlaması, gelişmiş antenler, sinyal işleme ve ATPC özelliklerinin bir ağ düzeyinde kullanılması, parazitin etkisini azaltacaktır.

Geleceğe bakış, 5G ve Ötesi

CableFree 5G Mobil Kablosuz Teknolojisi

Önümüzdeki yıllarda, 5G Mobil Ağlar için mikrodalga kapasite araçları geliştirilecek ve geliştirilecek ve 10 Gb / sn ve üzeri kapasiteler sağlayan bir arada kullanılacaktır. Toplam sahip olma maliyeti, çoklu taşıyıcı çözümleri gibi yaygın olarak kullanılan yüksek kapasiteli yapılandırmalar için optimize edilecektir.

Önceki:1 + 0, 1 + 1, 2 + 0 Dağıtım

Sonraki:Mikrodalga Bağlantılarında Yağmur Sönmesi

Mesaj bırakın

İleti listesi

Yorumlar Yükleniyor ...