טכנולוגיות סיבים אופטיים התומכים ב-6g Backhaul Infrastructure

הקרן של 6G: סיבים-אופטיים Backhaul Infrastructure

בעוד ש- 6G טכנולוגיה אלחוטית מבטיחה התקדמות מהפכנית - תדרי טרהרץ, עצלות תת-מילי השני, ותזמורת רשת AI-native Networkation - הביצועים של העולם האמיתי שלהם תלויים באופן ביקורתי על התשתית הבסיסית של תשתיות חוטים.ה backhaul ו Fronthaul קישורים המקשרים תחנות בסיס, קבוצות מבוזרות, ומרכזי נתונים ליבה חייבים להתמודד עם תנועה אקספוננציאלית גדולה יותר עם טכנולוגיות אופטיות כמעט אפס, כבר 5G לאחור, הן אסטרטגיות חדשות, אשר עברו את סיבי תחבורה מרובות של רשתות אלה.

קידום חומרים סיבים ועיצוב כבלים

סיבים מסורתיים חד-פעמיים עם גידול נמוך (~0.15 dB / ק"מ ב 1550 nm) שירתו רשתות טלקום היטב, אבל דרישות היכולת של 6G דוחפות מדע חומרי לגבולות חדשים. חוקרים מפתחים סיבים אשר מפחיתים את אובדן האות, תומכים בלהקות ספקטרליות רחבות יותר, ומאפשרים מספר עצום של מרחבי.

Ultra-Low-Los ו-Hol-Core סיבים

סיבים אולטרה-נמוך, עם התגברות נמוכה כמו 0.14 dB / ק"מ, זמינים כעת מסחרית ויכולים להרחיב מרחקי קישורים ללא חזרות - קריטי עבור אזורים כפריים או מרוחקים 6G. אפילו יותר מבטיח הם סיבים דמויי ליבות צלולים של לוגפ, שבו ציפוי אור בליבת אוויר מאשר סיבים אלה יכול להפחית את הגמישות על ידי 30% לעומת סיבים מהירים כגון פריסת זמן נמוכה יותר של תרופות אלקטרוניות (למשל פריסה) עבור פריסת זמן נסיעה חלקית נמוכה יותר של פריסה של תרופות אחורית מים מגנטיות אווירית (Fic) כמו פריסה) עבור פריסה אחורית פחמימות נמוכה יותר מאשר פריסה) עבור פריסה של פריסה מוגבלת של פריסה מוגבלת של פריסה אחורית פחמימות נמוכה יותר מאשר פריסה אחורית שתן (Fic) עבור סיבי מים) עבור סיבי מים חשמליים (Fic) עבור פריסה) מאשר זכוכית חשמלית נמוכה יותר מאשר פריסה מהירה יותר מאשר פריסה) מאשר פריסה אחורית של פריסה אחורית נמוכה יותר מאשר פריסה אחורית של חברות אלקטרו-חשמלית נסיעה נמוכה יותר מאשר פריסה אחורית של תרופות אחורית זמן נמוכה יותר מאשר פריסה של פריסה מוגבלת של אנרגיה אחורית של פריסה אחורית של מיקרוסופט (FD 6G

Crystal Fibers and Specialty Doping

סיבי גביש פוטוני (PCFs) משתמשים במערך מחזורי של חורים אוויריים לאור מוגבל, ומאפשר למהנדסים להפיץ פרופילים ונכסים לא לינאריים.ב 6G Backhaul, PCFs יכול לתמוך בחלוקה רוחבית גל צפופה (DWDM) על פני להקות רבות על ידי שמירה על פיזור נמוך על פני ספקטרום רחב. בנוסף, סיבים עושים עם erium, thulium, או bimuths יכול להגדיל את אותות אופטיים ספציפיים לקיבולת גל.

Multi-Core ו- Few-Mode סיבים

(SDM) מסתמך על סיבים הנושאים ערוצי שטח מרובים בו זמנית.סיבים רב-core (MCF) מכילים מספר ליבות עצמאיות בתוך קליטה אחת, כל אחד מסוגל לשדר זרם נתונים משלו.מעט סיבים בעלי ערך (FMF) משתמשים במספר מצבי הדבקה בתוך ליבה אחת.

חידושים מרובים מעבר לאורכי הגל

חטיבת הגל באורך מספרxing (WDM) הייתה עבודת ההמרות של יכולת סיבים הגדלה במשך עשרות שנים.עבור 6G, התעשייה נעה מעבר ל- WDM הרגיל לחבק חלל, מצב, ומומנטום זוויתי (OAM) מספרxing, להגדיל באופן דרמטי את מספר הערוצים המקבילים לסיבים.

מספר עצום של תפוצה עם Multi-Core ו- Multi-Mode Systems

כאמור, רב-core ומעט סיבים מהווים את השכבה הפיזית של SDM. אבל מערכות SDM מעשיות דורשות גם אזורי מאוורר מיוחדים / פנטזיה, מגברות, ואלגוריתם עיבוד אותות לניהול צלב בין ליבות או מודים. מתקדם דיגיטלי קוהרנטים עם מספר רב של קידוד (MI) עיבוד יכול לבצע ליקויים לינאריים, מה שהופך את SDMir קיימא עבור פרוטוקולים מוקדמים של 5GFDS) עבור פרוטוקולים מוקדמים של 2GR.

Orbital Angular Momentum (OAM) Multiplexing

מצבי OAM נושאים אור עם חזית שלב הלייקאלי, והאשמות טופולוגיות שונות ניתן להשתמש כערוצי נתונים עצמאיים. בעוד OAM הוא יותר נפוץ על קישורים אופטיים מרחביים ללא תשלום, מחקרים אחרונים הראו OAM מרובותxing סיבים מתקדמים במיוחד טבעתיים בעיצוב טבעת סיביר.טכניקה זו יכולה להגדיל את מספר הערוצים המרחביים מעבר למה MCF או FMF מציעים לבד.שלב OAM עם WD ו-Mizing תשואה ענקית של סיבים קטנים של מחזור חשמלי של יעילות של 64 סיביות של מחזורית של מחזורית של מחזור חיצוני של מחזור 6 סיביות עם יכולת מחזורית עצמאית של CAM.

טכניקות של סוב-באנד וסופר-צ'נל

מעבר לממדי מרחבי, מהנדסים אופטיים מזרים ספקטרום של ספקטרום (sub-band מרובותxing) מחלק את ה- C+L להקות קנס יותר, בעוד שקבוצות טכנולוגיה סופר-ערוצית מרובות מובילים אופטיים לתוך ערוץ אחד באורך גלי שניתן להחליף כיחידה. גישות אלה להפחית עיבוד אלקטרוני מעל פני ראש ולשפר את השימוש ספקטרלי.

מערכת ההשתלה של 6G

מערכות שידור אופטיות סיבים עבור 6G חייבות לספק לא רק יכולת גלם אלא גם עצלות נמוכה, אמינות גבוהה, וחוסן להפרעות.התפתחויות האחרונות בזיהוי קוהרנטי, עיבוד אותות דיגיטליים, והגברה מתייחסות לדרישות אלה.

שינויים מתקדמים ו-DSP

מודרני 6G backhaul ישתמש בקונסטלציה amplitude (QAM) פורמטים כגון 64-QAM ו 256-QAM, בשילוב עם קבוצת כוכבים פרוביביליסטית בעיצוב הגישה למגבלת שאנון. המקלט קוהרנטי עם עיבוד אותות דיגיטליים משולב (DSP) תיקון לפיזור chromaticion, מודוניזציה, ורעש לא לינארי בזמן אמתי של תהליכי תחבורה 5KL.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

כדי לתמוך יותר קישורים ודמויות רעש נמוכות יותר, מגבר היברידי משלבים סיבים erbium-doped סיבים (EDFA) עם הדגימה מבוזרת Raman הופכת סטנדרטית ברשתות אחוריות. Raman amplification ניתן לפרוס על פני כל סיבי השידור, צמצום יחס האות-to-noise על פני טווחי ארוך.

לא ליניאריות מיגציה ולמידה

(SPM) Nonlinearities כגון Modulation עצמי (SPM), cross-phase Modulation (XPM), ו- 4 גלי תערובת (FWM) הופכים חמורים ככל שהופצו אלגוריתמים מתקדמים ללא לינארי, לעתים קרובות תוך שימוש בלמידה של מכונה (ML), יכולים לחזות ולבטל עיוותים אלה. ML מודלים מאומנת על נתוני הקישור יכולים להתאים פורמט, כוח, ופיזור בזמן אמתי, תוך כדי שמירה על רמות ניהול של 20GFGFGFacti.

שילוב של אופטיקה עם 6G Network Architectures

6G מבטיח רשת גישה רדיו גמישה, מפורקת (RAN) עם יחידות מרכזי ומופצות המקושרות על ידי תחבורה אופטית.סיבים ממלא תפקיד מכריע לא רק כמו צינור בעלות יכולת גבוהה, אלא גם מרכיב אינטגרלי של רשת סליקה, סינכרוניזציה ומחשוב קצה.

Fronthaul/Backhaul Coקיום ו- 25G/100G Interfaces

ב-6G, הפיצול הפונקציונלי בין יחידות מרכזיות (CU), יחידות מבוזרות (DU), ויחידות רדיו (RU) ישתנה על בסיס מקרה שימוש. ממשקים אופטיים ב 25G, 50G ו -100G כבר סטנדרטיים עבור iCPRI-based Fronthaul (השלב הבא הוא סימטרי 100G ו -400G ממשקים עבור אתרי קיבולת גבוהה, עם זרם חשמלי עבור רשתות אופטיות (N) מבוססות TS) כמו CMV.

המונחים: deep and Fronthaul Evolution

כדי להפחית את השקיפות, התעשייה דוחפת סיבים עמוק יותר לתוך רשת הגישה - קרוב יותר לאנטנה - המוביל לרעיון של "מב לאנטנה" (FTTA) באזורים עירוניים צפופים, תאים קטנים יהיו מחוברים באמצעות טיפות סיבים ייעודיים.האדריכלות 6G הקרובה עשויה לקדם את עיבוד בסיס מרכזי נתונים רב עוצמה, הדורשים אפילו קישורים קיבולת גבוהה יותר למגמות אלה לכונן עבור טכנולוגיות מתקדמות כגון קשתות רדיו-מולנטן-מול-מול-מול-מול-מול-מול-מול-מול-מקודש-מולנט יכולות רבות יכולות להפיץ ערוצי רדיו רבים.

סינכרון ותזמון מעל סיבים

מערכות תזמון של URL ו- TDD-based 6G דורשות סינכרוניזציה של תזמון תת-מיקרו-שנית על פני אזורים גיאוגרפיים גדולים.רשתות אופטיות יכולות לחלק זמן מדויק באמצעות פרוטוקול הארנב הלבן (אבולוציה של IEEE 1588) על קישורים Ethernet סטנדרטיים של ג'יגהביט Ethernet על סיבים.התפתחויות חדשות כוללות קומפלקסים משולבים שיכולים להעביר את ההכפלה בזמן עם יציבות העוברית.

רשתות סיבים היברידיים ללא תשלום עבור כיסוי ללא ים

רשתות 6G לא יהיו סיבים טהורים או אלחוטי טהור; הם יהיו אדריכלות היברידית משולבת עמוק. טכנולוגיות סיבים אופטיות מתקדמות מאפשרות תחבורה של מילימטר-גל (mmWave) ו teratz (THz) אותות ישירות מעל סיבים, פשט עיצוב תחנת בסיס וצמצום הגינות.

רדיו-Over-Fiber (RoF) ו- Analog/Digital Hybrid Systems

טכניקות רדיו-Over-fiber מאפשרות לדור מרכזי והפצה של אותות RF.ב- 6G, RoF יכול לשאת גבוה ⁇ מ"מ ו- אפילו חברות משנה (100 GHz ומעלה) ליחידות אנטנה מרחוק, הימנעות מהצורך של אוסטרטורים מורכבים בכל אתר.D-RoF (D-Rof) ו- RoF אנלוגיהכל מחקר יש רוחב פסים וסימן.

דינמי רוח ורשת Slicing Over סיבים

רשת מוגדרת תוכנה (SDN) ותפקוד רשת וירטואליזציה (NFV) מאפשרת מתן דינמי של נתיבים אופטיים.ב 6G, פרוסות תחבורה עם רוחב פס מובטח, שקיפות, וזמינות ניתן ליצור על הביקוש על פני סיבי אופטי בחזרה. Optical cross-sure קישורים ו מתגים אלקטיביים אלחוטיים (WSS) עם זמני מעבר מהירים (sub-ns) מתפתחים כדי לתמוך בסביבה דינמית זו, אלגוריתמים אופטיים, ו-Fording, בעוד פונקציות סטנדרטיות, IF סטנדרטיות, ו-F סטנדרטיות, ו- IP סטנדרטיות, ו-F סטנדרטיות, ו-Fording, כאשר פונקציות סטנדרטיות, הם פונקציות סטנדרטיות, ו-F סטנדרטיות, ו-F סטנדרטיות, כאשר משתמשים ב-F סטנדרטיות, ו-F סטנדרטיות, עם משאבים אופטיים (RM-in סטנדרטיים (WSS) עם זמני חילוף אופטיים, עם זמניים (החלטיביים, עם זמני חילוף אופטיים, עם זמני חילוף אופטיים, עם זמני חילוף אופטיים, עם מגבלות שירות סטנדרטיים סטנדרטיים (WSS) עם זמני חילוף (WSS) עם זמני חילוף אופטיים) עם זמני חילוף אופטיים, ו-Fording (ב-F

Free-Space Optics as a סיבים Extender

באזורים בהם פריסת סיבים היא לא מעשית (למשל, מסדרונות עירוניים צפופים, אירועים זמניים, או אי הצנרת), קישורים אופטיים חופשיים (FSO) יכולים לשמש הרחבה אלחוטית של כאבי סיבים אופטיים.התקדמות ב FSO כוללת אופטיקה אדפטיבית אדפטיבית, רכישה / מסלול, ולהוביל עם מראות מיקרו-אלקטרוניקה יקרים בשילוב עם סיבים Fhabone אחוריים, כלומר, כדי להשיג קיבולת היברידית של 10 ק"מפס, כדי להשיג בחזרה, 000.

אתגרים עתידיים של Outlook ו-Open Research Challenges

טכנולוגיות סיבים אופטיים שתוארו לעיל מתקדמות במהירות, אבל כמה אתגרים נשארים לפני 6G backhaul יכול להיות הבין לחלוטין.מחקר נדרש כדי להפחית את העלות של ייצור סיבים רב-core, לשפר סיבים חלולים סיביים ספירה ומחברים, ולפתח רכיבים אופטיים יעילים באנרגיה עבור צמתים קצה. בנוסף, התפלגות מפתח קוונטית (KD) על סיבים יהפכו חשובים עבור אבטחת 6G, הדורשים שילוב של רקמות וערוצי עיבוד נתונים קוונטיים.

בינה מלאכותית תמלא תפקיד גובר בזיהוי תקלות, חיזוי יכולת והתאמה ברשתות אופטיות.הסינרגיה בין בינה מלאכותית לפוטניקה צפויה לייצר שכבות תחבורה אופטיות-אופטיות של סיבים שיכולים להקצות משאבים בזמן אמת בהתבסס על דפוסי תנועה ודרישות שירות.

לסיכום, טכנולוגיות סיבים אופטיים לא רק תמיכה 6G Backhaul - הם מאפשרים את זה.מ סיבים אולטרה-נמוכים-ריקוליים טהורים-coreים ל- SDM ורשתות היברידיות חכמות ללא-חוט, כל חידוש מביא את התעשייה קרוב יותר לטרנספורמציה מחוברת לחלוטין, tera-per-per-per-per-per-capable, תת-מילות-קרקעיות.