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Aplicación de WDM (Multiplexación por División de Longitud de Onda Pasiva) en el Fronthaul 5G

Date: 2022-09-08 10:44:59

 Se ha diseñado una multiplexación por división de longitud de onda (WDM) pasiva para resolver el problema de la falta de recursos de fibra para la transmisión de larga distancia entre la unidad distribuida (DU) y la unidad de antena activa (AAU) en la arquitectura de fronthaul 5G de la red de acceso de radio centralizada (C-RAN). Además, la WDM pasiva se utiliza para ahorrar recursos de fibra. En la WDM pasiva, el módulo de luz de color se despliega directamente en la AAU y la DU. Varias AAU comparten una fibra para la transmisión a través de WDM pasiva, sin necesidad de suministro de energía en el extremo remoto. La WDM pasiva es la solución más adecuada para el fronthaul y el backhaul 5G.  Según las diferentes longitudes de onda, la WDM pasiva 5G puede dividirse en CWDM (multiplexación por división de longitud de onda gruesa), DWDM (multiplexación por división de longitud de onda densa), MWDM (multiplexación por división de longitud de onda media) y LWDN (multiplexación por división de longitud de onda de red).

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Aplicación de la topología de red WDM pasiva en la transmisión 5G
La topología de red WDM pasiva en la transmisión 5G se compone de fronthaul y backhaul. El fronthaul 5G interconecta la AAU/RRH (unidad de antena activa/cabeza de radio remota) con la CU/BBU (unidad central/unidad de banda base). El backhaul 5G interconecta la CU/BBU con la red central.

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Ilustración del esquema:

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Beneficios
La solución para transportar WDM pasivo en el fronthaul/backhaul 5G tiene las siguientes ventajas: gran ancho de banda, alta fiabilidad, rentabilidad para tasas CPRI bajas, baja latencia, baja pérdida de inserción, bajo coste, ahorro significativo de fibras con canales opcionales de 4/6/8/12/18/24/48, plug and play, fácil de instalar y desplegar, y mantenimiento sencillo.
 
Escenarios de aplicación
La WDM pasiva se aplica al escenario de red C-RAN punto a punto, y en la zona donde la fibra óptica es escasa, no hay recursos de canalización. Además, los posibles escenarios de aplicación para la WDM pasiva incluyen: 5G fronthaul/backhaul, petróleo y gas, industria, energía, minería, CATV, FTTX, PON, etc.

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Diferentes soluciones WDM pasivas
Las soluciones WDM pasivas incluyen CWDM, DWDM, MWDM y LWDM.
(1)CWDM
CWDM utiliza tecnología de multiplexación de longitud de onda, con las ventajas de un gran ancho de banda, un alto aislamiento de los canales, una baja sensibilidad a la temperatura y un bajo coste. Permite a los operadores transmitir hasta 18 canales por un par de fibras.
(2)DWDM
DWDM es una solución rentable equipada con el láser modulado por electro-absorción (EML). Ofrece una gran fiabilidad y estabilidad, un elevado aislamiento de los canales, un gran ancho de banda, una baja pérdida de inserción y una menor complejidad.
 
3MWDM
MWDM hace hincapié en las 6 primeras longitudes de onda de CWDM, comprime el intervalo de longitud de onda de 20 nm de CWDM a 7 nm y utiliza la tecnología de control de temperatura del refrigerador termoeléctrico (TEC) para ampliar una onda en 2 ondas. De este modo, se consigue un aumento de la capacidad al tiempo que se ahorran recursos de fibra.
 
4LWDM
LWDM se basa en la multiplexación por división de longitud de onda del canal Ethernet (LAN WDM). Su intervalo de canales es de 200~800 GHz, este rango está entre DWDM (100 GHz, 50 GHz) y CWDM (unos 3 THz).  LWDM ofrece una gran fiabilidad y estabilidad, un elevado aislamiento de los canales y una baja pérdida de inserción. Además, LWDM puede soportar 12 ondas de 25G para aumentar la capacidad y ahorrar fibra.
 
Otra solución WDM pasiva aplicada en el fronthaul 5G es la WDM-PON.
La red óptica pasiva de multiplexación por división de longitud de onda (WDM-PON) utiliza múltiples longitudes de onda diferentes en una infraestructura física de fibra punto a multipunto. WDM-PON puede ampliar la capacidad de una sola fibra logrando una comunicación bidireccional de 1310/1490/1550 nm a través de una sola fibra, para ahorrar recursos de fibra. Ofrece una alta fiabilidad, gran ancho de banda, gran aislamiento de los canales, baja latencia, baja pérdida de inserción, plug-and-play ONU (unidad de red óptica) y operación y mantenimiento sencillos (O&M).
 
Conclusión
La tecnología WDM pasiva puede ayudar significativamente a resolver el problema del fronthaul/backhaul de 5G, ahorrando recursos de fibra y reduciendo costes. Soporta todas las velocidades de 10G, 25G, 40G y 100G. Además, ofrece grandes ventajas, como un gran ancho de banda, un elevado aislamiento de los canales, una baja latencia, una baja pérdida de inserción, un mantenimiento sencillo y un fácil despliegue, entre otras.

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