La fibra óptica en la infraestructura móvil se introdujo por primera vez en la década de 1980, más o menos al mismo tiempo que la fibra se introducía en las redes fijas. El principal motor para la implantación de la fibra fue la necesidad de banda ancha, que poco después dio un gran salto al comenzar el 5G a sustituir a las antiguas generaciones de tecnología móvil. Lo que se propone en el proyecto 5G es una plataforma móvil que pueda soportar 10 Gbps para los dispositivos móviles (necesarios para el vídeo 4K y 8K) y un aumento significativo de los dispositivos conectados a la red móvil (necesarios para el Internet de las "cosas").
Vinculado a esta visión de la 5G de mayor capacidad (especialmente en las aplicaciones de vídeo) están los requisitos de latencia, que no superan 1 ms (milisegundo). Además, se espera que las redes 5G sean considerablemente más eficientes desde el punto de vista energético que la generación anterior.
Soluciones ópticas para backhaul y midhaul 5G: sin sorpresas
Por sentido común, este tipo de mejora de la red sólo puede lograrse con una amplia fibra. En el pasado, la fibra en la infraestructura móvil se utilizaba sólo ocasionalmente y, sobre todo, para conectar los emplazamientos con los centros de conmutación móvil (MSC) a través de una red de retorno móvil. De hecho, antes de la 3G, la fibra no se utilizaba de forma generalizada: el múltiplex por división de tiempo (TDM) basado en el cobre era suficiente en el estándar de backhaul.
Con la tecnología 5G, la red de backhaul se transformará estratégicamente porque los operadores de telefonía móvil utilizarán cada vez más el transporte basado en la conmutación de paquetes sobre fibra, aunque se siga utilizando el cable de cobre y el sistema de radio. Y lo que es más importante, la fibra está avanzando a gran velocidad en los segmentos fronthaul (se define como la conexión basada en fibra en la infraestructura RAN entre la banda base- BBU y las unidades de radio remotas) y midhaul (parte de la infraestructura móvil que conecta las cabezas de radio remotas directamente con la red backhaul) de la infraestructura móvil.
El backhaul y el midhaul ópticos utilizan invariablemente el transporte de fibra monomodal (SMF) y, por lo general, la infraestructura de backhaul se limita a reflejar la tecnología utilizada en las redes metropolitanas y regionales fijas, que son bastante similares a las redes de backhaul:
Algunas infraestructuras de backhaul pueden extenderse a lo largo de muchos kilómetros y, en la actualidad, la mayoría de los enlaces de backhaul de larga distancia utilizan enlaces de 100 Gb en módulos con transceptores ópticos sin amplificadores intermedios. Es habitual que el backhaul 5G se extienda a lo largo de unas decenas de kilómetros, por lo que hay más opciones de tecnología de transceptores.
Con ello, los transceptores ópticos QSFP28 de 100Gb se han convertido en algo muy común debido a la enorme diferencia en el consumo de energía: los transceptores QSFP consumen menos de 4w, mientras que los modelos CFP, casi 30w.
Las redes ópticas ya están dando los primeros pasos hacia la próxima generación, con módulos QSFP56 de 200 Gb utilizados específicamente para aplicaciones de backhaul/media distancia. Sin duda, los 400Gb han seguido a los 200Gb en este mercado.
El fronthaul suele ser el enlace entre el controlador central y la unidad de radio y la célula. También necesita una red óptica para cumplir su misión funcional. Aquí, la fibra conecta las unidades de radio remotas (RRU) y las unidades de banda base (BBU). El creciente interés por el fronthaul se debe también, en parte, al uso de las relativamente nuevas arquitecturas C-RAN para las infraestructuras 5G, que tienen requisitos de banda ancha pesados y costosos que están creando importantes oportunidades para los despliegues de fibra óptica. Estas oportunidades no sólo están en 10Gb y 100Gb, sino también en la relativamente nueva velocidad de datos de 25Gb. La red fronthaul, por supuesto, representa costes significativos para los operadores de servicios 5G, pero estos costes de transceptores/redes ópticas pueden justificarse porque las C-RAN pueden reducir los costes de infraestructura, el consumo de energía y el mantenimiento de las estaciones base.
La primera tendencia para un operador de servicios 5G es utilizar transceptores de 10Gb para el transporte debido a su reducido coste. Normalmente, estos módulos de 10 Gb sirven para distancias de hasta 40 km en los modelos ER y de hasta 70 km en los modelos ZR. Cuando esta velocidad de datos no es suficiente, los transceptores de 25GB o 100Gb pueden ser una solución.
Hay varias razones por las que los transceptores de 25 Gb están en auge en 5G. Uno de ellos es que para algunas aplicaciones fronthaul, 100Gb es excesivo, mientras que 10Gb no ofrece suficiente ancho de banda. Las ventajas de los 25Gb en la infraestructura móvil son, sobre todo, el menor coste de los transceptores de 25Gb, ya que utilizan un formato SFP (SFP28), a diferencia de los transceptores QSFP28, intrínsecamente más caros, utilizados para los 100Gb. Los transceptores de 25 Gb incluyen los modelos SR, ER y LR. Sin embargo, existe otro potencial: un uso más adecuado de los transceptores de 25 Gb para la red móvil 5G.
Hace aproximadamente un año, el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) publicó la primera versión de la especificación Ethernet Common Public Radio Interface (eCPRI) utilizada para el fronthaul 5G. Según la bibliografía actual, los transceptores de 25 Gb pueden utilizarse en eCPRI. Es probable que este tipo de solución se utilice ampliamente porque ofrece importantes ventajas, como baja latencia, ahorro de fibra, unidades de red óptica (ONU) "plug and play" y operación y mantenimiento simplificados(C&M).
Aspectos del operador independiente
Aunque se puede hacer un comentario similar sobre otros tipos de operadores de servicios, creemos que los operadores de redes móviles 5G pueden sentirse especialmente atraídos por los proveedores de transceptores programables por varias razones, pero hay dos que parecen especialmente relevantes.
En primer lugar, a pesar de todas las expectativas, el 5G tiene unas perspectivas de crecimiento algo arriesgadas, lo que indica la necesidad de mantener los costes de la infraestructura, a lo que pueden ayudar los proveedores de transceptores programables. En concreto, con el riesgo de la 5G y la necesidad de los operadores de servicios de reducir costes, es posible aprovechar la infraestructura existente utilizando las soluciones WDM (posiblemente CWDM) que pueden ofrecer los proveedores de transceptores programables. Nadie sabe realmente si todos los servicios adicionales que promete la 5G son servicios que el cliente querrá realmente. Podemos, por ejemplo, obtener películas en alta definición en nuestros teléfonos móviles 4G. De este modo, ¿se justifica el coste de una gran actualización de la infraestructura sólo para obtener películas en ultra HD?
Además, dado que la 5G se encuentra en una fase tan temprana de implantación, nadie sabe con certeza cómo "debería" ser la infraestructura en cualquier zona geográfica. Esta es otra razón para mantener los costes bajos; algunos transceptores pueden acabar sin utilizarse si no se pueden reprogramar o reconfigurar para diferentes aplicaciones. Además, es posible que algunas partes de la infraestructura deban ampliarse rápidamente para satisfacer una demanda inesperada y, en estos casos, hay que fijarse en qué empresas de transceptores programables pueden atender a los clientes con agilidad.
Todos los transceptores mencionados están disponibles para todas las plataformas de equipos y son compatibles como los "originales" con la compatibilidad garantizada de Skylane. Los operadores de servicios 5G pueden sin duda beneficiarse de la utilización de esta tecnología abierta.
Póngase en contacto con nuestro equipo de ventas para obtener más información.
Fuente: Skylane Optics
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