Microwave Backhaul para sa 5G Mobile Networks

 

5G Mga mobile network, Microwave Backhaul at mga uso sa hinaharap sa Mga Mobile Network

 

CableFree 5G Mobile Wireless Network

Gamit ang 5G mobile na komunikasyon na magagamit sa paligid ng 2020, ang industriya ay nagsimula upang bumuo ng isang medyo malinaw na pagtingin sa mga pangunahing hamon, mga pagkakataon at mga pangunahing bahagi ng teknolohiya na kasangkot dito. Ipapalawak ng 5G ang pagganap at mga kakayahan ng mga wireless access network sa maraming sukat, halimbawa ng pagpapahusay ng mga serbisyo ng mobile broadband upang magbigay ng mga rate ng data na lampas sa 10 Gbps na may mga latency na 1 ms.

Ang microwave ay isang pangunahing elemento ng kasalukuyang mga backhaul network at patuloy na magbabago bilang bahagi ng hinaharap na 5G ecosystem. Ang isang pagpipilian sa 5G ay ang paggamit ng parehong teknolohiya sa pag-access sa radyo para sa parehong pag-access at mga backhaul na link, na may pabagu-bagong pagbabahagi ng mga mapagkukunan ng spectrum. Maaari itong magbigay ng isang pandagdag sa backhaul ng microwave lalo na sa napaka-siksik na pag-deploy na may isang mas malaking bilang ng mga maliliit na radio node.

Ngayon, nangingibabaw ang paghahatid ng microwave sa mobile backhaul, kung saan kumokonekta ito ng ilang 60 porsyento ng lahat ng mga istasyon ng macro base. Kahit na bilang ng kabuuang bilang ng mga koneksyon ay lumalaki, ang bahagi ng microwave sa merkado ay mananatiling medyo pare-pareho. Sa pamamagitan ng 2019, magtutuos pa rin ito ng halos 50 porsyento ng lahat ng mga base station (macro at panlabas na maliit na mga cell (tingnan ang Larawan 3). Gaganap ito ng pangunahing papel sa pag-access ng huling milya at isang pantulong na papel na bahagi ng pagsasama-sama ng network. sa parehong oras, ang paghahatid ng hibla ay magpapatuloy na taasan ang bahagi nito ng mobile backhaul market, at sa pamamagitan ng 2019 ay kumokonekta sa halos 40 porsyento ng lahat ng mga site. Malawakang magagamit ang hibla sa mga pagsasama-sama / metro na mga bahagi ng mga network at lalong para sa huling milyang pag-access Magkakaroon din ng mga pagkakaiba-iba sa pangheograpiya, na may makapal na populasyon na mga lunsod na lugar na mayroong mas mataas na pagtagos ng hibla kaysa sa hindi gaanong populasyon na mga suburban at kanayunan na lugar, kung saan ang microwave ay mananaig para sa parehong mga maikli na byahe at mahabang link.

Kahusayan sa spectral
 

CableFree 5G Mobile Backhaul Wireless Tower

Ang kahusayan ng Spectrum (iyon ay, pagkuha ng mas maraming mga piraso bawat Hz) ay maaaring makamit sa pamamagitan ng mga diskarte tulad ng mas mataas na pagkakasunud-sunod na modulate at adaptive modulation, ang nakahihigit na system na nakuha ng isang mahusay na dinisenyo na solusyon, at Maramihang Input, Maramihang Output (MIMO).

modulasyon

Ang maximum na bilang ng mga simbolo bawat segundo na naililipat sa isang microwave carrier ay limitado ng bandwidth ng channel. Ang Quadrature Amplitude Modulation (QAM) ay nagdaragdag ng potensyal na kapasidad sa pamamagitan ng pag-cod ng mga piraso sa bawat simbolo. Ang paglipat mula sa dalawang piraso bawat simbolo (4 QAM) hanggang 10 bits bawat simbolo (1024 QAM) ay naghahatid ng higit sa limang beses na pagtaas ng kapasidad.

Ang mga antas ng pagbago ng mas mataas na order ay ginawang posible sa pamamagitan ng mga pagsulong sa mga bahagi ng teknolohiya na nabawasan ang ingay na nabuo ng kagamitan at pagbaluktot ng signal. Sa hinaharap magkakaroon ng suporta hanggang sa 4096 QAM (12 bits bawat simbolo), ngunit papalapit kami sa teoretikal at praktikal na mga limitasyon. Ang pamamaraang mas mataas na order ay nangangahulugang nadagdagan ang pagiging sensitibo sa ingay at pagbaluktot ng signal. Ang pagiging sensitibo ng tatanggap ay nabawasan ng 3 dB para sa bawat tumaas na hakbang sa modulasyon, habang ang kaugnay na nakuha na kapasidad ay nakakakuha ng mas maliit (sa mga term na porsyento). Bilang isang halimbawa, ang nakuha na kapasidad ay 11 porsyento kapag lumilipat mula 512 QAM (9 bits bawat simbolo) hanggang 1024 QAM (10 bits bawat simbolo).

Adaptive modulasyon
 

Naka-install ang CableFree Micartz Link sa isang telecom tower

Ang pagdaragdag ng modulasyon ay ginagawang mas sensitibo ang radyo sa mga anomalya sa paglaganap tulad ng pag-ulan at pag-fade ng multi-path. Upang mapanatili ang haba ng hop hop, ang mas mataas na pagiging sensitibo ay maaaring mabayaran sa pamamagitan ng mas mataas na lakas ng output at mas malaking mga antena. Ang adaptive modulate ay isang napaka-epektibong solusyon upang ma-maximize ang throughput sa lahat ng mga kondisyon ng paglaganap. Sa pagsasagawa, ang adaptive modulation ay isang paunang kinakailangan para sa pag-deploy na may matinding modulate na mataas na order.

Nagbibigay-daan ang adaptive modulation ng isang mayroon nang microwave hop upang mai-upgrade mula, halimbawa, 114 Mbps hanggang sa 500 Mbps. Ang mas mataas na kapasidad ay may mas mababang kakayahang magamit. Halimbawa, ang kakayahang magamit ay nabawasan mula sa 99.999 porsyento (5 minutong taunang outage) sa 114 Mbps hanggang 99.99 porsyento ng oras (50 minuto taunang outage) sa 238 Mbps. Pagkuha ng system Ang superior gain ng system ay isang pangunahing parameter para sa microwave. Ang isang 6 dB mas mataas na makakuha ng system ay maaaring gamitin, halimbawa, upang madagdagan ang dalawang mga hakbang sa pagbago na may parehong kakayahang magamit, na nagbibigay ng hanggang sa 30 porsiyento na higit na kapasidad. Bilang kahalili maaari itong magamit upang madagdagan ang haba ng hop o mabawasan ang laki ng antena, o isang kumbinasyon ng lahat. Ang mga nag-ambag sa superior na nakuha ng system ay may kasamang mahusay na pag-coding ng error sa pag-coding, mababang antas ng ingay ng tatanggap, digital predistortion para sa mas mataas na operasyon ng power output, at mga power amplifier na mahusay, bukod sa iba pa.

MIMO Maramihang Pag-input, Maramihang Output (MIMO)
Ang MIMO ay isang mature na teknolohiya na malawakang ginagamit upang madagdagan ang kahusayan ng parang multo sa pag-access sa radyo ng 3GPP at Wi-Fi, kung saan nag-aalok ito ng isang mabisang paraan upang mapalakas ang kakayahan at throughput kung saan limitado ang magagamit na spectrum. Kasaysayan, ang sitwasyon ng spectrum para sa mga aplikasyon ng microwave ay naging mas lundo; bagong mga frequency band ay ginawang magagamit at ang teknolohiya ay patuloy na binuo upang matugunan ang mga kinakailangan sa kapasidad. Gayunpaman sa maraming mga bansa ang natitirang mga mapagkukunan ng spectrum para sa mga aplikasyon ng microwave ay nagsisimula nang maubos at kinakailangan ng mga karagdagang teknolohiya upang matugunan ang mga hinihiling sa hinaharap. Para sa 5G Mobile Backhaul, ang MIMO sa mga frequency ng microwave ay isang umuusbong na teknolohiya na nag-aalok ng isang mabisang paraan upang higit na madagdagan ang kahusayan ng spectrum at sa gayon ang magagamit na kapasidad sa transportasyon.

Hindi tulad ng 'maginoo' na mga sistema ng MIMO, na batay sa mga pagmuni-muni sa kapaligiran, para sa 5G Mobile Backhaul, ang mga channel ay 'ininhinyero' sa mga point-to-point na mga sistema ng microwave MIMO para sa pinakamainam na pagganap. Nakamit ito sa pamamagitan ng pag-install ng mga antennas na may spatial na paghihiwalay na umaasa sa distansya ng paglalakad-at dalas. Sa prinsipyo, ang throughput at kapasidad ay nagdaragdag nang linear sa bilang ng mga antennas (na gastos ng karagdagang gastos sa hardware, syempre). Ang isang NxM MIMO system ay itinayo gamit ang N transmitters at M receivers. Sa teoretikal walang limitasyon para sa mga halagang N at M, ngunit dahil ang mga antena ay dapat na spatially na pinaghiwalay mayroong isang praktikal na limitasyon depende sa taas ng tower at paligid. Para sa kadahilanang ito ang 2 × 2 antennas ay ang pinaka-magagawa na uri ng MIMO system. Ang mga antennas na ito ay maaaring maging solong naka-polarise (dalawang carrier system) o dual polarized (apat na carrier system). Ang MIMO ay magiging isang kapaki-pakinabang na tool para sa pag-scale ng karagdagang kapasidad ng microwave, ngunit nasa maagang yugto pa rin kung saan, halimbawa, ang katayuan sa pamamahala nito ay kailangang linawin pa rin sa karamihan ng mga bansa, at ang mga modelo ng pagpapalaganap at pagpaplano nito ay kailangan pa ring maitaguyod. Ang paghihiwalay ng antena ay maaari ding maging mahirap lalo na para sa mas mababang mga frequency at mas mahabang haba ng hop.

Mas Spectrum
Ang isa pang seksyon ng toolbox ng kapasidad ng microwave para sa 5G Mobile Backhaul ay nagsasangkot ng pagkuha ng access sa mas maraming spectrum. Dito ang mga millimeter-wave band - ang walang lisensyang 60 GHz band at ang lisensyadong 70/80 GHz band - ay lumalaki sa katanyagan bilang isang paraan ng pag-access sa bagong spectrum sa maraming mga merkado (tingnan ang seksyon ng Mga Pagpipilian ng Frequency ng Frekuensi para sa karagdagang impormasyon). Nag-aalok din ang mga banda na ito ng mas malawak na mga dalas ng dalas, na nagpapadali sa pag-deploy ng mga mahusay na gastos, multi-gigabit system na nagbibigay-daan sa 5G Mobile Backhaul.

Mahusay na throughput
Ang kahusayan ng throughput (iyon ay, mas maraming data ng payload bawat piraso), ay nagsasangkot ng mga tampok tulad ng multi-layer header compression at radio link aggregation / bonding, na nakatuon sa pag-uugali ng mga packet stream.

Multi-layer na compression ng header
Inaalis ng multi-layer header compression ang hindi kinakailangang impormasyon mula sa mga header ng mga frame ng data at naglalabas ng kapasidad para sa mga layunin ng trapiko, tulad ng ipinakita sa Larawan 7. Sa compression, ang bawat natatanging header ay pinalitan ng isang natatanging pagkakakilanlan sa bahagi ng paglilipat, isang proseso na nababaligtad sa panig na tumatanggap. Nagbibigay ang compression ng header ng medyo mas mataas na pakinabang sa paggamit para sa mga packet na mas maliit ang laki ng frame, dahil ang kanilang mga header ay binubuo ng isang medyo malaking bahagi ng kabuuang sukat ng frame. Nangangahulugan ito na ang nagreresultang labis na kapasidad ay nag-iiba sa bilang ng mga header at laki ng frame, ngunit karaniwang isang 5-10 porsyento na nakuha sa Ethernet, IPv4 at WCDMA, na may average na laki ng frame na 400-600 bytes, at isang 15-20 porsyento na nakuha na may Ethernet, MPLS, IPv6 at LTE na may parehong average na laki ng frame.

Ipinapalagay ng mga figure na ito na ang ipinatupad na compression ay maaaring suportahan ang kabuuang bilang ng mga natatanging header na naipadala. Bilang karagdagan, ang compression ng header ay dapat na matatag at napakasimpleng gamitin, halimbawa ng pag-aalok ng pag-aaral ng sarili, kaunting pagsasaayos at komprehensibong mga tagapagpahiwatig ng pagganap.

Pagsasama-sama ng Radio Link (RLA, Bonding)
Ang pagbubuklod ng link sa radyo sa microwave ay katulad ng pagsasama-sama ng carrier sa LTE at isang mahalagang tool upang suportahan ang patuloy na paglaki ng trapiko, dahil ang isang mas mataas na bahagi ng mga microwave hop ay na-deploy na may maraming mga carrier, tulad ng nakalarawan sa Larawan 8. Ang parehong mga diskarte ay pinagsama-sama ang maraming mga carrier ng radyo sa isa isa virtual, kaya kapwa pinahusay ang rurok na kakayahan pati na rin ang pagtaas ng mabisang throughput sa pamamagitan ng statistic multiplexing na nakuha. Halos 100 porsyento na kahusayan ay nakamit, dahil ang bawat packet ng data ay maaaring gumamit ng kabuuang pinagsamang kapasidad na rurok na may isang menor de edad lamang na pagbawas para sa overhead ng protocol, na independiyente sa mga pattern ng trapiko. Ang bonding ng link sa radyo ay pinasadya upang magbigay ng higit na mahusay na pagganap para sa partikular na solusyon sa transportasyong may kinalaman sa microwave. Halimbawa, maaari nitong suportahan ang independiyenteng pag-uugali ng bawat radio carrier gamit ang adaptive modulation, pati na rin ang kaaya-aya na pagkasira sa kaganapan ng pagkabigo ng isa o higit pang carrier (proteksyon ng N + 0).

Tulad ng pagsasama-sama ng carrier, ang link ng link sa radyo ay magpapatuloy na binuo upang suportahan ang mas mataas na mga kakayahan at mas may kakayahang umangkop na mga kumbinasyon ng carrier, halimbawa sa pamamagitan ng suporta para sa pagsasama-sama ng mas maraming mga carrier, carrier na may iba't ibang mga bandwidth at carrier sa iba't ibang mga frequency band.

Pag-optimize sa network
Ang susunod na seksyon ng toolbox ng kapasidad ay ang pag-optimize sa network. Nagsasangkot ito ng mga densifying network nang hindi nangangailangan ng mga karagdagang channel ng dalas sa pamamagitan ng mga tampok na pagpapagaan ng pagkagambala tulad ng mga super high performance (SHP) antennas at awtomatikong paghahatid ng control sa kuryente (ATPC). Ang mga antena ng SHP ay mabisang pinipigilan ang pagkagambala sa pamamagitan ng napakababang mga pattern ng radiation ng sidelobe, na tinutupad ang klase ng ETSI 4. Pinapayagan ng ATPC ang paghahatid ng lakas na awtomatikong mabawasan sa panahon ng kanais-nais na mga kondisyon ng paglaganap (iyon ay, halos lahat ng oras), na mabisang binabawasan ang pagkagambala sa network. Ang paggamit ng mga tampok na ito ay binabawasan ang bilang ng mga channel ng dalas na kinakailangan sa network at maaaring maghatid ng hanggang sa 70 porsyento ng higit na kabuuang kapasidad ng network bawat channel. Ang pagkagambala dahil sa hindi pagkakatugma o siksik na paglawak ay naglilimita sa backhaul build-out sa maraming mga network. Ang maingat na pagpaplano ng network, mga advanced na antena, pagpoproseso ng signal at paggamit ng mga tampok na ATPC sa antas ng network ay magbabawas ng epekto mula sa pagkagambala.

Naghahanap sa hinaharap, 5G at Higit pa
 

CableFree 5G Mobile Wireless Technology

Sa mga darating na taon, ang mga tool sa kapasidad ng microwave para sa 5G Mobile Networks ay mababago at mapapahusay, at gagamitin sa pagsasama-sama ng mga kakayahan sa 10 Gbps at higit pa. Ang kabuuang halaga ng pagmamay-ari ay ia-optimize para sa karaniwang mga pagsasaayos na may mataas na kapasidad, tulad ng mga solusyon sa multi-carrier.

Mag-iwan ng mensahe 

Listahan ng Mensahe