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Um olhar neutro sobre a otimização das redes 5G



A fibra óptica na infraestrutura móvel foi implementada pela primeira vez na década de 1980 – na mesma época em que a fibra também estava a ser implementada nas redes fixas. O principal fator para a implementação de fibra foi a necessidade de banda larga, que pouco tempo depois deu um grande salto à medida que o 5G começa a substituir as gerações mais antigas de tecnologia móvel. O que está a ser proposto no projeto 5G é uma plataforma móvel que pode suportar 10 Gbps para dispositivos móveis (necessário para vídeo 4K e 8K) e um aumento significativo de dispositivos conectados à rede móvel (necessário para a Internet das "Coisas").


Vinculados a esta visão 5G de maior capacidade (especialmente as aplicações de vídeo) estão os requisitos de latência – não excedendo 1 ms (milisegundo). Além disso, espera-se que as redes 5G sejam consideravelmente mais eficientes em termos de energia que a geração anterior.


Soluções ópticas para 5G Backhaul e Midhaul: sem surpresas


Pelo senso comum, este tipo de atualização de rede só pode ser alcançada com fibra extensiva. No passado, a fibra na infraestrutura móvel era usada apenas ocasionalmente e na maioria das vezes para ligar sites à Mobile Switching Centers (MSCs) por meio de um backhaul de rede móvel. De facto, antes do 3G, a fibra não era muito usada – o Time Division Multiplex (TDM) baseado em cobre era suficiente no padrão backhaul.


Com a tecnologia 5G, a rede backhaul será estrategicamente transformada porque as operadoras móveis vão usar cada vez mais o transporte baseado em comutação de pacotes sobre fibra, embora ainda haja uso de fios de cobre e sistema de rádio. Mais importante, a fibra está a avançar a um ritmo acelerado nos segmentos fronthaul (é definido como a conexão baseada em fibra na infraestrutura RAN entre a unidade de base band- BBU e as unidades de rádio remoto) e midhaul (parte da infraestrutura móvel que conecta cabeças de rádio remotas diretamente à rede backhaul) da infraestrutura móvel.


O backhaul óptico e o midhaul invariavelmente usam o transporte Single Mode Fiber (SMF) e geralmente a infraestrutura de backhaul apenas reflete a tecnologia usada nas redes fixas metropolitanas e regionais, que são bastante semelhantes às redes de backhaul:


  • Algumas infraestruturas de backhaul podem estender-se por muitos quilómetros e hoje a maioria dos links de backhaul de longa distância usa ligações de 100Gb em módulos com transceivers óticos sem amplificadores intermediários. É comum o backhaul 5G estender-se por algumas dezenas de quilômetros e por isso existem mais escolhas para a tecnologia dos transceivers.

  • Com isso, os transceivers ópticos 100Gb QSFP28 tornaram-se muito comuns devido à enorme diferença no consumo de energia – os tranceivers QSFP consomem menos de 4w, enquanto os modelos CFP, quase 30w.

  • As redes ópticas já estão a dar os primeiros passos para a próxima geração, com módulos 200Gb QSFP56 utilizados especificamente para aplicações de backhaul/midhaul. Sem dúvida, os 400Gb seguiram os 200Gb neste mercado.


O fronthaul é geralmente o link entre o controlador central e a unidade de rádio e a célula. Também precisa de rede óptica para cumprir sua missão funcional. Aqui, a fibra conecta as unidades de rádio remotas (RRUs) e as unidades de base band (BBUs). O crescente interesse no fronthaul também se deve em parte ao uso das arquiteturas C-RAN relativamente novas para infraestruturas 5G, que possuem requisitos de banda larga pesados ​​e caros, que estão a criar oportunidades significativas para implantações de fibra óptica. Essas oportunidades não estão apenas em 10Gb e 100Gb, mas também na taxa de dados relativamente nova de 25Gb. A rede fronthaul, é claro, representa custos significativos para os operadores de serviços 5G, mas esses custos de transceivers/rede óptica podem ser justificados, pois os C-RANs podem reduzir os custos da infraestrutura, consumo de energia e manutenção da estação rádio base.


A primeira tendência para um operador de serviços 5G é utilizar transceivers 10Gb para transporte devido ao seu custo reduzido. Normalmente, tais módulos 10Gb atendem distâncias até 40 km nos modelos ER e até 70 km nos modelos ZR. Quando essa taxa de dados não é suficiente, os transceivers de 25 GB ou de 100Gb podem ser uma solução.


Existem várias razões pelas quais os transceivers de 25Gb estão em ascensão no 5G. Uma é que, para algumas aplicações fronthaul, 100Gb é um exagero, enquanto 10Gb não oferece banda larga suficiente. As vantagens do 25Gb na infraestrutura móvel são notavelmente o menor custo dos transceivers de 25Gb porque usam um formato SFP (SFP28), ao contrário dos transceivers QSFP28 inerentemente mais caros usados ​​para 100Gb. Os transceivers 25Gb incluem os modelos SR, ER e LR. No entanto, há outro potencial – uso mais apropriado dos transceivers de 25Gb para a rede móvel 5G.

Há cerca de um ano, a 3ª Generation Partnership Project (3GPP) lançou a primeira versão da especificação da Ethernet Common Public Radio Interface (eCPRI) usada para fronthaul 5G. Com base na literatura atual, os transceivers de 25Gb podem ser utilizados no eCPRI. Esse tipo de solução provavelmente será amplamente utilizada porque oferece benefícios importantes, incluindo baixa latência, economia de fibra, Unidades de Rede Óptica (ONUs) plug-and-play e Operação e Manutenção (O&M) simplificadas.


Aspectos de Operadores Independentes


Embora se possa fazer um comentário semelhante sobre outros tipos de operadores de serviços, achamos que as operadoras de rede móvel 5G podem ser especialmente atraídas por fornecedores de transceivers programáveis por vários motivos, mas há dois motivos que parecem especialmente relevantes.


  • Primeiro, apesar de todas as expectativas, o 5G tem uma perspectiva de crescimento um pouco arriscada, indicando a necessidade de manter os custos de infraestrutura ao que os fornecedores de transceivers programáveis podem ajudar. Especificamente, com o risco do 5G e a necessidade de redução de custos dos operadores de serviços, é possível alavancar a infraestrutura existente usando soluções WDM (possivelmente CWDM) que fornecedores de transceivers programáveis podem oferecer. Ninguém sabe realmente se todos os serviços adicionais que o 5G promete são serviços que o cliente realmente irá desejar. Podemos, por exemplo, obter filmes em HD nos nossos telemóveis 4G. Dessa forma, será que justifica o custo de uma grande atualização da infraestrutura apenas para obter filmes em ultra-HD?


  • Além disso, com o 5G num estágio tão inicial de implementação, ninguém sabe ao certo como é que a infraestrutura “deveria” ser em qualquer geografia. Esta é outra razão para manter os custos baixos; alguns transceivers podem acabar por não ser utilizados se não for possível reprogramá-los ou reconfigurá-los para diferentes aplicações. Além disso, algumas partes da infraestrutura podem precisar de ser expandidas rapidamente a fim de atender a uma procura inesperada e, nestes casos, é preciso analisar quais são as empresas de transceivers programáveis que conseguem atender os clientes com agilidade.

Todos os transceivers mencionados estão disponíveis para todas as plataformas de equipamentos e são compatíveis como os "originais" com a compatibilidade garantida pela Skylane. Os operadores de serviços 5G certamente poderão beneficiar do uso desta tecnologia aberta.


Entre em contato com nossa equipa de vendas para obter mais informações.


Fonte: Skylane Optics

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