面向5G承載網絡的光纖通信技術應用策略

呂邦國

（吉林吉大通信設計院股份有限公司，吉林 長春 130012）

0 引 言

在當今信息技術的飛速發展中，各種數據的傳輸效率也開始不斷提升，數據信息能夠實現實時的接收與共享，這對人們的工作和生活帶來了極大便利。尤其是5G通信技術的應用，更是讓信息的傳輸速度實現了顯著提升。而在5G承載網絡的應用中，借助于光纖通信技術，可以在數據傳輸容量和穩定性方面得以良好保障，以此來實現網絡信息的高效、穩定傳輸。

1 5G承載網絡和光纖通信技術概述

1.1 5G承載網絡

5G網絡是基于4G網絡所發展的新一代移動網絡，相比較4G網絡中的二級網絡架構而言，5G網絡技術所應用的網絡架構有3層。第一層是集中單元層（Central Unit，CU），第二層是分布單元層（Distribute Unit，DU），第三層是有源天線單元層（Active Antenna Unit，AAU）。其中，CU主要是將4G網絡架構內的BBU基帶處理單元進行分離所獲得的模塊，也是非實時模塊，DU是BBU中的剩余部分，AAU是將4G網絡架構內的射頻拉遠單元、BBU物理層以及輻射層組合在一起所形成的一個架構層[1]。

在5G承載網絡中，通常可以按照3個層面來進行劃分。其一是前傳，就是有源天線單元和分布單元的信息傳遞；其二是中傳，就是集中單元和分布單元的信息傳遞；其三是回傳，就是集中單元和核心網絡的信息傳遞。就目前來看，5G通信技術的通常為三大運營商所運營，而在具體的應用中，為有效保障自身的通用性，其CU單元及DU單元被設置為相對固定的形式，其中有很多的緩沖階段可以為運營商預留出相應的操控空間。就技術的施行而言，不論是之前3G技術到4G技術的發展，還是現在4G技術到5G技術的發展，都是將原有的網絡架構作為基礎來進行優化和升級，以此來為網絡運營范圍的進一步拓展提供技術支持。5G承載網絡的總體構成架構示意如圖1所示。

圖1 5G承載網絡的總體構成架構示意圖

1.2 光纖通信技術概述

光纖通信技術是當今網絡傳輸中的一項關鍵技術形式，就技術層面而言，光纖技術中的關鍵技術有3種，第一是色散補償技術，第二是信號放大技術，第三是復用技術。以下是對這3種主要光纖通信技術的概述。

1.2.1 色散補償技術

在通過光纖設備信道進行數據信息的傳輸過程中，如果傳輸效率超過了一定波段頻率，其信號脈沖也將會隨之增加，如果脈沖寬度超過了傳輸頻率的固定值，傳輸的信號就很容易變成亂碼，這樣的情況就給光纖通信造成了傳輸距離方面的約束。色散補償技術剛好可以有效解決這一弊端。該技術可以在線芯直徑非常小的情況下將基膜波導作為基礎來實現色散值的有效降低，進一步提升以色差為基礎的質量因數[2]。通過這樣的方式，便可以達到一種雙補償的效果，以此來有效提升數據信息在光纖信道中的傳輸效率，避免產生亂碼。

1.2.2 信號放大技術

光纖通信技術屬于寬帶通信技術的一種升級產物，在網絡框架的發展過程中，光纖設備的傳輸之所以更具優越性，一個主要原因是光纖信號放大器中的核心組件內部進行了不同形式傳輸介質的添加，進而使信號的傳輸路徑不僅僅局限在單一形式的傳輸信道內，而且也實現了傳輸距離的進一步提升。同時，隨著信號放大技術在光纖通信中的應用，信號的光弧子傳輸也得以實現。在這種傳輸模式下，不需要經過中繼器便可以對信號進行轉化，這在未來的光纖網絡架構中將會有著非常光明的發展前景。

1.2.3 復用技術

在光纖通信的網絡中，其結構的主要優勢包括同步傳輸及多信道傳輸。憑借著這些優勢，光纖通信已經在各種通信領域中得到了廣泛應用。在光纖網絡中，可以對多種的技術同時提供支持，包括空分技術、時分技術以及波分技術等，這樣便可以有效保障光纖通信網絡在應用過程中的數據傳輸容量，進而為光纖技術的應用提供出更高的技術及更好的性價比。

2 面向5G承載網絡的光纖通信技術具體應用分析

在對5G網絡結構進行構建的過程中，通常需要一個載體來實現數據的大量傳輸，因此該技術對于光纖設備的實際需求也上升到了一個全新的高度。就宏觀而言，5G通信技術更具有無線傳輸方面的傾向，借助于無線網絡和終端設備之間的對接，便可以有效縮短信號的傳輸時間。但是就其運行過程中的基本載體來看，5G承載網絡是建立在實體平臺基礎上的虛擬化運行網絡，要想讓信號可以在每一個傳輸階層中都實現基準參數的有效保障，就需要將與其相關聯的延時需求適當降低。而在面向5G的承載網絡中，光纖通信技術就相當于一個用來進行信號轉換的載體，其主要功能是實現電信號到光信號的轉換，然后再借助于光纖或載波來進行信號的傳輸，將帶有信號回轉的接收設備設置在接收終端，從而達到精準的信號傳輸效果[3]。

2.1 WDM系統擴展技術的應用

WDM系統屬于一種波分復用形式的光纖通信系統，可以將其叫做頻分復用系統，該系統指的是在通過光纖載體進行數據傳輸的過程中，信息借助于不同個發射器發出，并借助于同一個信道來輸出信號的一種技術。通過信號的多容量整合，可以讓固有光纖載體實現容量的顯著提升[4]。在通過5G承載網絡進行光纖信號的具體傳輸中，對寬帶有著比較高的技術要求，具體情況如表1所示。

表1 5G承載網絡形式光纖傳輸中的寬帶技術參數要求

在承載網絡中，波分復用技術可實現其荷載量的有效提升，借助于信號放大設備，可以在遠距離的信息傳輸過程中實現信號源損失情況的顯著降低。伴隨著復用技術的不斷更新和優化，密集波峰復用技術在距離傳輸及承載量方面的優勢也開始日益突出，通過應用該技術可以讓光纖中的波長自由進行排列與組合[5]。在5G這種虛擬形式的承載網絡中，一根光纖便可成為一個載體，以此來實現虛擬光纖的多信道運行，促進5G承載網絡數據信息傳輸質量的有效提升[6]。

2.2 光弧子通信擴展技術的應用

在光纖通信設備的應用中，光弧子通信屬于一種非常有效的數據傳輸形式，在通過該技術進行數據傳輸的過程中，可以有效避免畸變狀態的出現，讓光介質中的信號色散區域及相位區域都實現自動調節，進而將其脈沖寬度保持在一個合理的范圍內，防止產生信號冗余情況[7]。在此過程中，信號的傳輸距離也被間接放大。在面向5G的承載網絡中，通過信號傳輸穩定性的提升，可實現其服務范圍的進一步擴大[8]。尤其是在多個信道形式的網絡傳輸模式中，該技術的應用可以顯著提升5G承載網絡架構中的對點傳輸效率及多點傳輸效率，進而為5G網絡體系的有效實現提供出一個良好的載體[9]。

2.3 全光網絡拓展技術的應用

在光纖通信技術中，全光網絡技術指的是信號具體的傳輸狀態，可以將其理解成信號在網絡進出過程中所發生的形式改變。在對信號進行傳輸的過程中，其主要的狀態是光信號，而其余的狀態則是電信號。將該技術應用到具有大容量和高效率的5G承載網絡中，可以將透明光作為基礎來實現端與端的連接，而且在具體的信號傳輸過程中不需要對信號加以轉變[10]。另外，全光網絡也有著很強的兼容性，傳輸中并不會受到業務范疇所影響，因此在對5G承載網絡結構進行拓展的過程中，可以將虛擬形式的網絡結構作為依托來進行相應的混合連接，而且也并不會對當前正在運營的設備造成影響。通過這樣的方式，便可實現5G承載網絡運行質量的顯著提升。

3 結 論

5G技術將網絡運行企業作為依托，已經實現了自身的良好發展，并在社會生產生活中發揮出了顯著的作用與優勢。就科技的革新而言，5G技術的應用和發展所代表的是科學技術的進步及信息技術未來的發展方向。而面向5G技術的具體應用中，如果將光纖通信技術作為其承載技術，將會讓原本虛擬形式的5G網絡實現傳輸距離和傳輸質量的顯著提升。而將此類的網絡技術應用到當今的智慧交通和智慧城市等各個領域中，將會使其得到更好的應用與發展，以此來實現社會生產生活的信息化與智能化發展。基于此，在5G承載網絡的相關技術研究中，技術人員一定要充分重視到光纖技術在其中所發揮的價值，通過這兩項技術的良好融合來進一步提升網絡信息傳輸效果，滿足當今時代科技的實際發展需求。