تأخیر شبکه ۵G: فیبر یا لینک مایکروویو؟
فیبر یا لینک مایکروویو؟ کدامیک در تاخیر ۵G نقش بیشتری دارد؟ با ما همراه باشید تا به بررسی این موضوع بپردازیم.
با توجه به اینکه فناوری ۵G در آستانه گسترش زیادی است، اپراتورهای تلفن همراه در حال حاضر در حال ارزیابی استراتژی های شبکه ۵G خود هستند.
طبق توصیه ITU-R M.2083 برای IMT2020 و فراتر از آن، سناریوهای استفاده از ۵G بر روی سه منطقه حیاتی متمرکز شده‌اند. خدمات پهنای باند موبایلی پیشرفته (eMBB) نرخ داده بسیار سریع و سرعت پهنای باند تا ۱۰ برابر بیشتر از شبکه‌های ۴G موجود را ارائه می‌دهد و برای پشتیبانی از برنامه‌های مبتنی بر داده مانند ویدیوهای ۳D/UHD، ویدیوهای درخواستی، دانلود سریع مورد نیاز است. برای ارتباطات نوع ماشین عظیم (mMTC)، به سرعت داده کمتری نیاز نیست، با این حال، یک شبکه با پوشش بالا باید برای اتصال بسیاری از دستگاه ها و خدمات پشتیبانی مانند اینترنت اشیا (IoT) و شهرهای هوشمند مستقر شود.
در نهایت، منطقه ۵G که خدماتی را با سخت‌ترین نیازهای شبکه پشتیبانی می‌کند، ارتباطات بسیار مطمئن و کم تأخیر (URLLC) است. این نوع خدمات دارای الزامات سختگیرانه ای در رابطه با تاخیر و قابلیت اطمینان شبکه هستند. سیستم‌های ۵G باید بتوانند تأخیر سرتاسری تا ۱ میلی‌ثانیه را برای برنامه‌هایی که به زمان پاسخ بسیار کم نیاز دارند، مانند سلامت الکترونیک، جراحی از راه دور، اینترنت لمسی، و رانندگی خودکار، ارائه دهند.
رادیو مایکروویو در ۵G
باندهای بک هال لینک مایکروویو قدیمی در محدوده ۶ تا ۴۲ گیگاهرتز هستند، در حالی که تجهیزات جدید در ناحیه موج میلیمتری در ۶۰ گیگاهرتز (باند V) و عمدتا ۸۰ گیگاهرتز (باند E) توسعه یافته است. در نواحی موج میلی متری جدید، مقادیر زیادی طیف در دسترس است، بنابراین، نرخ داده های بالاتری مانند سیستم های E-Band که حداکثر ۱۰ گیگابیت بر ثانیه در هر پیوند را پشتیبانی می کنند، ارائه می شود. عوامل مختلفی مانند نرخ داده و پهنای باند کانال، تأخیر شبکه را تعریف می کنند. نرخ داده های بزرگتر و پهنای باند کانال بیشتر منجر به تاخیر انتها به انتها می شود. با پهنای باند و نرخ داده موجود در ناحیه میلیمتری، بدیهی است که اپراتورها برای پشتیبانی از برنامه‌های URLLC 5G باید به فرکانس‌های موج میلیمتری بروند.
فیبر یا لینک مایکروویو؟
اتصال لینک مایکروویو سال هاست که در شبکه های مخابراتی استفاده می شود. اگرچه نفوذ فیبر اولویت شماره یک برای اکثر اپراتورها است، اتصال مایکروویو بهترین جایگزین در مواردی است که فیبر بسیار گران یا دشوار است. با توجه به زمان عرضه سریع به بازار و نصب آسان، لینک مایکروویو راه حلی کم هزینه است. آنها همچنین می توانند به صورت مکمل در راه اندازی ۵G استفاده شوند تا زمانی که فیبر به طور گسترده مستقر شود. باندهای موج میلی متری جدید در منطقه E-Band سرعت چند گیگابیتی را ارائه می دهند. در همین حال، تجهیزات جدید نزدیک یا بیش از ۱۰۰ گیگاهرتز در حال حاضر در W (90GHz) و D-Band (140-171 GHz) در دست توسعه هستند. این تجهیزات از طیف موجود در آن منطقه فرکانس بهره می‌برد و همراه با تکنیک‌های دیگری مانند MIMO، XPIC و Channel Aggregation اتصال فوق‌العاده سریع تا ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر پیوند رادیویی را فراهم می‌کند.
تأخیر انتشار
لینک مایکروویو یک سیستم ارتباط رادیویی است که از امواج الکترومغناطیسی (امواج رادیویی) برای انتقال اطلاعات از یک نقطه خاص به نقطه دیگر استفاده می کند. فیبرهای نوری برای انتقال نور از طریق فیبر شیشه ای نازک برای برقراری ارتباط از یک مکان به مکان دیگر استفاده می شود. امواج مایکروویو (RF)، فیبر و نور مرئی همگی بخشی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستند. همه امواج الکترومغناطیسی (EM) با سرعت نور حرکت می کنند. نور مرئی و غیر مرئی مانند امواج رادیویی و ارتباطات نوری از فوتون ساخته شده و با سرعت یکسانی حرکت می کند. در فیزیک، سرعت نور “c” در خلاء دقیقاً ۲۹۹.۷۹۲.۴۵۸ متر بر ثانیه است. این بدان معناست که برای مسافت ۱ کیلومتر، تأخیر در خلاء ≈ ۳.۳۴ میکرو ثانیه است. هنگامی که نور در یک ماده حرکت می کند، سرعت با استفاده از ضریب شکست n ماده، که نسبت بین c و سرعت v است، محاسبه می شود.
ضریب شکست شیشه معمولاً حدود ۱.۵ است، به این معنی که نور در شیشه با c / 1.5 ≈ ۱۹۹۸۶۱۶۳۹ متر بر ثانیه حرکت می کند که برابر با ۵ میکرو ثانیه در هر کیلومتر است. ضریب شکست هوا حدود ۱.۰۰۰۳ است، بنابراین سرعت نور در هوا کمی کمتر از خلاء است، که c/1.0003 ≈ ۲۹۹,۷۰۲,۵۴۷m/s است که برابر با ۳.۳۴μsec در هر کیلومتر است. این بدان معناست که سیگنال‌ها زمانی که رسانه حامل هوا باشد سریعتر از فیبر نوری واقعی منتشر می‌شوند.
تأخیر فیبر در مقابل لینک مایکروویو
اگرچه تأخیر نظری حامل در هر کیلومتر حدود ۳.۴μs برای رادیو و ۵μs برای فیبر است، عوامل دیگری نیز بر تأخیر کلی شبکه تأثیر می‌گذارند. واحدهای RF به دلیل نیاز به پردازش مودم، تاخیر کمی بیشتر از یک سوئیچ فیبر معمولی اضافه می کنند. با این حال، راه‌حل‌های چیپ‌ست جدید و تکنیک‌های ارسال داده توسعه یافته‌اند که تأخیر یک‌طرفه را به ۵۰ تا ۲۰ ما محدود می‌کند. به این ترتیب، عامل اصلی که تأخیر کلی را تعیین می کند، فاصله پیوند باقی می ماند. واضح است که اگر یک لینک چندین یا حتی ده ها کیلومتر طول داشته باشد، مایکروویوها نسبت به فیبر مزیت دارند. برای فواصل کوچکتر، این موضوع برعکس است.
البته توپولوژی شبکه نیز عامل مهمی است. با استقرار جدید ۵G و باندهای بالاتر برای ۵G NR، تراکم شبکه انتظار می رود. ایستگاه های پایه بیشتری (سلول های کوچک یا کوچک) برای پوشش مناطق جغرافیایی مشابه در مقایسه با شبکه های موجود مستقر خواهند شد. این بدان معنی است که فواصل پیوند کوتاه می شود و این برای نصب فیبر مفید خواهد بود. با این حال، امواج مایکروویو هنوز هم ممکن است راه حل ترجیحی برای اتصال حومه یا روستایی باشد، در حالی که در همان زمان یک جایگزین قابل اعتماد در مناطق شهری تا زمانی که نفوذ فیبر به ۱۰۰٪ برسد. علاوه بر این، با توجه به اینکه رادیوهای آینده در باندهای بیش از ۱۰۰ گیگاهرتز، نرخ داده و پهنای باند کانال را افزایش می‌دهند، راه‌حل‌های رادیویی موج میلیمتری جدید ممکن است در سال‌های آینده جذاب‌تر شوند.
ایران مایکروویو با بیش از ۱۰ سال سابقه کار تخصصی، گام به گام توسعه یافته تا به امروز و با داشتن کلیه مجوزهای لازم و تیم مشاوره، فنی و پشتیبانی کامل در خدمت شما باشد. در اولین قدم، امکان سنجی لینک مایکروویو را به ما بسپارید و توجه داشته باشید که ارزیابی‌های دقیقی پس از درخواست اولیه شما، توسط تیم اجرایی ما، انجام خواهد شد.