光纖通信在5G通信系統中的應用

王靖

摘要：隨著信息時代的到來，高速率大容量成為了通信系統的必然要求，光纖以其優良特性成為了當代通信系統的重要選擇。本文主要探討了光纖通信在5G通信系統中的應用。

關鍵詞：5G;光纖通信;技術應用

引言

通過光纖作為傳輸介質的信息傳輸稱為光纖通信。該技術是20世紀70年代發明的一種新型通信方式，光纖通信技術不僅具有較大的通信容量，而且具有傳輸質量高、保密性好等優點。該技術也廣泛應用于當前的快速發展過程中，包括5G通信系統。

1、光纖通信概述

1.1光纖通信原理

光纖通信是指將需要傳輸的數據信息調制到光載波上，經過光纖信道進行傳輸。因此，為了實現光纖通信，首先要將電信號在發送端轉換為光信號，經過光纖信道傳輸后，在接收端要進行相反的轉換，即將光信號轉換為電信號。

1.2光纖通信系統

光纖通信系統可以大致分為三部分：發送端、光纖信道和接收端。在發送端，主要包括光源和調制器，通過調制器將電信號調制到光載波上，使光載波攜帶所需要發送的數據信息。光纖信道主要由光纖和放大器等組成，以傳輸和放大光信號。接收端主要包括光探測器和放大器等裝置，用來檢測經信道傳輸來的光信號，并將其恢復成電信號。

2、5G 通信系統的含義與其發展趨勢

在當前社會中，為了使移動通信系統能夠更好地使人們的需求達到滿足，全球的有關部門都在全力對此進行研究與開發。5G 通信系統能夠使頻譜得到更好的利用，這如果和4G 通信系統來作比較的話，它的網絡傳輸速度相對較快，對于不同的資源而言，也能夠發揮其較大的作用。同時，5G通信系統的無線功率會得到加強，覆蓋率更廣，對于此系統自身的安全性能也會更好的加以提升。5G 通信系統與其它的無線通信系統很好的結合在一起，以至在現代社會中，可以創造出效率更高的移動信息網絡，從而使人們的需求能夠得到滿足。并且，5G通信系統也會因此得到更為長久的發展，同時，這個系統也將會在現代信息社會中，將其更大的作用發揮出來。當前，移動通信技術的產業也在逐漸增多，比如，一些虛擬的社交平臺或是手游等多種產業先后涌現。5G 通信系統的發展一定要與目前已有的產業需求相符，還需要使未來產業的發展趨勢得到滿足。同時，5G 通信系統還能夠在同一時間之內，使多個點的網絡組建得到滿足。其在網絡平臺的整體結構上，也可以更好地將 5G 通信系統的整體性與科學性體現出來。

3、光纖通信在5G通信系統中的應用分析

目前，在社會科學技術逐步發展的過程中，互聯網行業也發展得非常迅速。在日常生活中，即使人們不需要每天出門，就可以通過互聯網了解社會中發生的各種事情。不僅如此，人們還可以利用互聯網進行網上購物、學習或打車出行，使人們在日常生活中可以享受到極大的便利。人們可以很好地享受這些不同的功能，主要是因為光纖通信技術在互聯網上的應用。中國對光纖通信技術的研究始于20世紀70年代初，其起步時間還相對較早。

目前，對5G通信系統的進一步研究也是全球關注的焦點。5G通信系統承載諸如物聯網、汽車聯網和語音等不同級別的服務，在高頻200Mbit/s下傳單路GPRI未壓縮帶寬可以達到200Mbit/s。同時，對于各種不同的行業，它也提供了很多不同的服務、網絡節點和業務處理機制不能是相同的，因此必須對它們進行不同的處理。

對于不同的服務，需要提供不同的網絡段，需要不同的處理機制，同樣對管道和QoS等級也有不一樣的要求。目前，世界上大多數電子公司正在對5G通信系統進行進一步的研究。通過光纖通信技術的應用，相信在很短的時間內，人們就可以使5G通信系統在社會生活中得到廣泛的應用。

3.1 運用波分復用前傳技術

波分復用前傳技術在5G移動通信網絡的運用中較為簡便快捷，同時其成本也較低，在傳統5Gbit/s與的2.5bit/s運行的基礎之上構建CPRI，具有較強的運行效率，能夠有效適應室內的相關設置。在系統運用中建立了兩條鏈路，首先是信息傳輸，其次是信息傳輸監控。在具體的使用過程中能夠有效監控光纖的需求量，但是同時也需要對網絡運行管理進行有效維護。在具體的運用過程中需要利用放射式半導體放大器實現無色收發機的功能。在5G移動通信建設過程中需要設置比較多的光模塊類型以及數量，但是在中站點的建立上難以有效滿足系統的運行需要。在系統的傳輸設置上可能難以滿足波分復用前傳技術的運行需要，由此應當結合具體的實施情況采取相應的應對方案[2]。

3.2 運用時分復用的前傳技術

在目前5G移動通信的前傳上可以充分運用時分復用的前傳技術。與傳統的C-RAN技術不同，在C-RAN系統中可以運用時分復用無源光網絡，具有較強的適用性，同時由于其是在RRU中進行基帶處理，因此會在一定程度上延長數據的傳輸時間。要求在RRU基帶處理之前完成數據傳輸，同時在將無線調度充分完成之后再進行MAC 幀數據的傳輸工作。在數據傳輸至ONU的過程中可以有效發揮TDM-PON 的廣播特性，在充分進行各種有效的前期規劃工作之后，只需要將已經被ONU選中的數據及時傳送至RRU，這種數據傳輸方式有效拓展了前傳網絡的有效帶寬，同時也延長了數據傳輸的時間[3]。

3.3 光載中頻信號傳輸前傳技術的利用

在5G通信網絡的運行之下，增加了RRU結構的復雜性，在數據傳輸過程中需要充分運用到MIMO（多入多出）技術。

在RRU運行過程中如果存在M個扇區位置，分別存在N根天線們，由此在RoF即光載無線的鏈路之中就具有M×N個中頻載波。與傳統WDM運行模式相比，IFoF系統能夠同時進行多項中頻傳輸，采用的處理方式是將WDM復用至一根光纖之上。由此，IFoF系統的運用能夠對緊張的寬帶資源進行充分利用，同時建立了一種有效管理波長的方式，降低了經濟投入。但是在系統傳輸過程中，LD半導體激光器自身的性質會影響到傳輸容量。同時長期演進增強系統即LTE-A系統的使用在信號傳輸過程中容易受到非線性失真因素的影響，這是由于其自身比較高的峰均功率比即PAPR數值所決定的[4]。

3.4 PHY 功能重構前傳網絡的運用

在5G光纖傳輸網絡的建立過程中要求有效降低其經濟成本，在經濟投入與光纖傳輸之間達到最佳匹配。光傳輸帶寬應當不高與10 Gbit/s。IQ數據壓縮技術的運用一般能夠達到50%-30%的壓縮比值，難以有效適應目前快速發展的網絡對光纖傳輸的要求。基于5G移動通信網絡快速發展的需要，可以采取改變RRH 和BBU之間的功能分割點的策略，最終達到有效模擬與數字解決之間的充分結合。在具體的建設過程中可以采用分割物理層處理即SPP的解決方式，充分有效地構建COMP即協作多點傳輸，同時也有效降低光傳輸帶寬，具有較高的應用空間。

在具體的使用過程中，充分將SPP中的BS功能切分為了無線信道編碼以及其他相關的PHY結構類型。下行鏈路的無線數據帶寬的具體運行方式對移動前傳網絡的最大光傳輸帶寬具有極大的影響作用，能夠產生相似于MAC與PHY之間的分割形式。即使由于MIMO的處理功能在一定程度上被分散，但是其技術依然達到了相對比較完善的程度，能夠有效接受并傳輸一些額外信號。

結束語

在當前的社會經濟不斷發展的過程中，光纖通信技術是支持互聯網的關鍵系統之一。相信通過對光纖通信技術進行合理的應用，5G 通信系統也將會在很快的時間內出現于人們的生活當中，為人們的生活以及各個方面的大小事務帶來更大的便利。同時，這對于社會經濟的更好發展也是非常有利的。

參考文獻

[1]鄒富堅.通信工程中光纖技術的設計應用和發展趨勢[J].中國新通信，2016（23）：41.

[2]沙浩.光纖通信在5G通信系統中的應用[J].工程技術：文摘版，2016（11）：91-91.