5G网络对光纤布线要求的影响

5G网络有望通过智能网络和应用连接人与物，所有这些都会产生大量数据。其寻求提供所有性能因素中的性能，同时连接更多设备。这些网络的进步将推动并激发新一轮的计算和技术创新浪潮，这些浪潮将改变我们的生活和工作方式。但是在5G成为现实之前，必须建立网络基础设施来支持数十亿个设备和数以万亿计的兆位数据，这些数据将淹没网络。

接下来，让我们看一下5G将如何影响光纤需求。

最初的蜂窝网络功能相当简单，但是随着每一代功能、应用和服务的扩展，支持它们的网络基础设施变得越来越复杂。为了实现5G的所有功能，将需要更密集的网络基础设施来提供关键的性能指标：更低的延迟、更长的电池寿命、更高的数据速率、超高的可靠性以及更多的连接设备。

蜂窝功能已经从每秒14.4 kbits的模拟语音，发展到每秒数千兆位的物联网连接。无线接入演进到5G的下一步将与之前的步骤有很大的不同。

为什么5G与众不同？

5G带来了一个真正连接的社会的愿景，其影响力几乎遍及每个行业。物联网（IoT）将改变经济和我们生活的方式，5G同样会改变并创造新的经济机会。

5G智能建筑/城市/社区将为公民提供更高效的服务，增加不同经济部门之间的合作，并鼓励私营和公共部门的创新商业模式。

在医疗保健领域，5G将使虚拟医学大大提高预防保健和机器人手术的有效性。

自动驾驶汽车将有助于使交通更安全、停车更容易，并改善交通流量和交通拥堵。

上述机会在很大程度上取决于实时数据，因此对更低延迟和更高带宽的需求变得更加重要。反过来，这推动了对边缘计算的需求，以使关键数据能够快速传输。

蜂窝网络的早期发展是利用低塔频谱使用宏塔，该低塔频谱能够覆盖广阔的物理区域，相距最多25英里（如果允许拓扑结构）。但是，无法将塔架放置在任何地方，并且越来越多地部署了小型蜂窝和无线电头，以使无线电更接近用户。随着小型蜂窝开始增加3G和4G部署的覆盖范围和容量，引入了“densification”一词。

对于5G，与之前的版本不同，将使用不同的频率集来实施新服务。6 GHz以下将在全球范围内用作城市范围内移动连接的基础，而频谱的较高部分（24 GHz及以上的毫米波频率）将用于高带宽覆盖。这种新的更高频段的频谱固有地具有更大的距离覆盖范围限制。因此，“densification”具有全新的含义。

目前使用的典型4G宏小区的范围理论上可以覆盖10平方英里（1英里＝1.609公里）。5G计划拥有多达60个小型蜂窝，覆盖一平方英里

“当前4G与未来5G网络”所示，当今典型的4G宏小区的范围理论上可以覆盖10平方英里。5G计划中有多达60个小型蜂窝小区，覆盖的面积仅为1平方英里。实际部署需求可能会有所不同，但是1：600的比例是要考虑的全新水平。

光纤是现有无线回传网络的介质，即使在不是这种情况的网络中，无线回传最终也需要连接到光纤回传中。对于连接5G小型蜂窝密集网络的所谓“前传”，光纤也将是。为什么是这样？光纤是正确选择的众多原因之一是提高了速度，同时具有较低的衰减、抗电磁干扰性，小巧的尺寸以及几乎的带宽潜力。问题变成：“支撑每个单元需要多少根光纤？”答案主要取决于将采用哪种技术协议。

以我们每平方英里60个单元的示例为例，一些估算表明，连接它们需要8英里的光缆。但是，等等，我们需要更多信息……

如今，许多运营商正在将通用公共无线电接口（CPRI）协议用于宏塔上的无线电头，以支持各种蜂窝服务（2G、3G和4G/LTE）。传统上，每个扇区和每个频带都接收专用的一对（每个用于传输和接收数据的一根光纤）。运营商可以将24或36根光纤投掷到一个蜂窝站点，并确信他们在该站点有增加容量的空间。

运营商将需要决定保留点对点专用网络和协议，还是选择采用波分复用（WDM）解决方案来降低光纤数量需求。

使用WDM解决方案，仅使用两根光纤即可为先前描述的同一宏塔提供服务。两种方法都需要权衡取舍，并且个别情况可能导致不同的决策。

随着小型小区的致密化发展（不仅用于未来的5G需求，而且还用于现有的3G和4G需求），沿着这些网络的光纤和连接点的扩散将迅速增长。

5G带来的机遇在很大程度上取决于实时数据，因此，比以往任何时候都更重要的是降低延迟和带宽。

如果运营商选择使用一、二或十二根光纤为小型蜂窝基站服务，这对成本有何影响？我们可以肯定的是，在网络基础设施的部署中，一开始就添加更多的物理容量比返回再添加覆盖要便宜得多。当每个单元的光纤数量增加时，成本的增量增加并没有您所预期的那么剧烈。从一根光纤跳到十二根光纤的成本增加幅度不到百分之十。

运营商正在趋向于在外部网络中采用无线网络与有线部署重叠的外部工厂中的融合方法。我们已经在地铁中看到了很多年，现在，光纤到户的构建已与无线增密计划合并在一起。在消费者需求、新应用和坚实基础设施的循环推动下，光纤需求持续上升。

室内

5G不仅用于户外，在室内也能感受到它的影响。5G将“破坏”许多分布式天线系统（DAS）网络，因为与3G和4G部署相比，天线的位置需要更近。

此外，基于铜缆的传统基础设施将无法跟上5G带宽。为了跟上步伐，智能建筑将经历他们自己的水平光纤转换。

还记得电梯门关闭时失去所有信号吗？由于当今大多数的蜂窝通信都发生在室内，因此许多建筑物已经升级了其蜂窝覆盖范围，因此这些事件现在很少而且相差甚远。根据消费者对无缝连接的需求，DAS和小型蜂窝小区已经增强了蜂窝内的建筑物和大型公共场所的覆盖范围。实际上，无线通讯在行业中通常被称为第四实用程序，对水、电或HVAC的建筑物至关重要。这种趋势将仅随着对消费者连接性的需求持续存在而继续。

那不是。我们仅简要介绍了物联网，但再次设想了几乎所有使它们变得智能的“事物”上的传感器和设备：公用事业和照明、冰箱、垃圾桶、安全系统、停车场等。添加可穿戴设备和增强现实，您开始看到室内和室外的可能性。

5G无疑将是当今网络的演进，但其影响可能会更大。5G除了具有发展性之外，还具有潜在的革命性。可能性几乎是的，但是智能的、深层的光纤基础设施对于实现这一愿景至关重要。

信通院副院长何桂立：5G利好光纤光缆，具体需求有三方面

目前5G网络正在如火如荼的建设中，三大运营商纷纷制定了规模可观的5G建设投资计划，那么具体到光纤光缆行业，将从5G建设中受益多少？11月18-20日，由APC协会和亨通集团联合主办的2019年全球光纤光缆大会召开，中国信息通信研究院副院长何桂立出席大会并做主题演讲，他认为，5G网络建设将给光纤光缆市场带来利好影响，具体需求体现在3个方面。

首先，5G基站UDN(超密集组网)将催生光纤光缆规模需求。5G基站将使用“宏基站+小基站”UDN组网的方式实现基本覆盖。由于5G基站使用中频和高频资源，因此相比4G而言单站覆盖面积变小，基站数量增多。具体来看，何桂立预计5G宏基站数量为4G基站的2倍以上，小基站数量为4G宏基站的2-3倍。“基站数量的倍增将催生5G承载网对光纤光缆资源的大量需求。”何桂立判断。此外，5G的UDN组网还对配线光缆、拉远光缆和光电混合缆提出新需求，不同前传网的方案模式也对光缆用量产生不同需求。

其次，5G推动数据中心进一步发展。何桂立认为，5G高带宽、广连接的特点将带动数据处理量爆炸式增长，对数据中心建设提出更高需求，推动更大规模数据中心部署，使得数据连接从100G向400G迈进，目前800G的预研工作也已经启动。此外，5G低时延应用促使数据中心向边缘下沉，带动边缘数据中心发展。上述数据中心的发展，为光纤光缆提供了很好的发展机会：数据中心之间连接用高密度光缆已成趋势，高带宽和短波分复用多模光纤也将被广泛使用。

再次，5G将促进骨干网和海底光缆升级。在何桂立看来，5G时代承载带宽需求的大幅度上升、网络扁平化、大型中心机房和数据中心的互联，将给骨干网提出巨大挑战，目前100G骨干网已经捉襟见肘，正在向200G/400G/600G演进，预计2021年单波1T设备成熟。在海缆方面，我国互联网出口带宽以年均21%的速率增长，计划到2020年达到20Tbps；一带一路倡议将海底光缆网络定位为重要发展方向，相关国家纷纷出台政策吸引海底光缆登陆。“骨干网和海底光缆的建设和升级对超低损耗光纤、大有效面积的光纤提出需求，多芯光纤、少模光纤等支持空分复用技术的光纤是解决未来光纤带宽瓶颈问题的热点研究方向。”何桂立如是说。

目前，工信部和三大运营商正在大力推动双千兆网络建设。何桂立认为，固定宽带F5G和5G齐头并进将是未来长期趋势，固定宽带与移动通信将相辅相成，共同推动信息化和数字化进程。

来源：通信世界、千家智客

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