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Radio Frequency components used in the Wi-Fi hotspot on the Fan Mile in Berlin

September saw the start of the pilot phase of a public gigabit Wi-Fi access point on the famous Fan Mile in Berlin, Germany. HUBER+SUHNER is providing Wi-Fi antennas and coaxial cables, thus playing its part in enabling users in the area to surf, chat and stream for free for 30 minutes.

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Small Satellite Conference 2019
Small Satellite Conference 2019

During the Small Satellites conference, the discussion will be around the technical issues, development considerations, and new opportunities that result from an ever-growing trend toward missions using tens, hundreds, or even thousands of small satellites.

3/8/2019 - 8/8/2019
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CWDM 缓解回程瓶颈

CWDM 缓解回程瓶颈
当然,网络运营商面临的最紧迫的问题之一是移动数据流量增长的急剧和持续加速。传统手机、尤其是智能手机、移动个人计算、移动商务和新 4G、Wi-Max 和 LTE 服务等需要更多带宽,并在各地吞没了现有无线回程链路的容量。因此,就从节点的分配/汇聚到蜂窝网点的连接而言,以地面为基础的基础设施的弱点以前主要表现在城市和城市地区,现在问题则继续加剧,并正在向工业站点和农村地区蔓延。

该问题归根结底是传统的移动回程瓶颈问题:光纤容量不足以处理带宽。此外,许多无线运营商希望或需要使用网络运营商网络连接的专用链路,然而传统上规定在第一英里的回程中实行逐个的限制,这样一来,困难变得更加复杂。

Cube Optics (CUBO) 已经开始解决了这一困扰电信、HFC、数据中心和无线回程和接入基础设施等的基带带宽耗尽问题。为了在空间、维护电源等方面不妨碍有源系统的情况下解决移动回程中的光纤容量耗尽问题、CUBO 已经协助许多网络运营商快速、有效地部署了粗波分复用器(CWDM)解决方案,并将其作为经过验证的、低成本的、可以快速安装的、与未来兼容的、最小延迟的和能够完全实现协议互操作的方法。

为什么使用 CWDM?

简单地说,在绝大多数情况下,CWDM 有效地而完美地缓解了回程带宽耗尽问题,并再次证明了奥古斯的原则 (Occ age old Principle):最简单的解决方案总是最好的。事实上,尽管有源光学设备的复杂、昂贵和大量维护可以轻松地解决无线回程问题,然而大多数情况下,就技术要求、CAPEX(资本支出)和 OPEX(运营成本)来看,其是典型的大材小用。CWDM 设备扩展了现有光纤基础设施的能力,使得单个光纤可以作为多个光学链路,并能够轻松满足10Gb /秒以上的速度,而距离则可达 80km。在无需电力的情况下,CUBO 的CWDM 方法充分利用无源光学技术来满足 Telcordia Outside Plant(网络外围)工作条件(-40C 至 + 85C),同时以非常紧凑的封装,允许 CWDM 容量中具有整个 18 通道 ITU CWDM 网格的优点。

为了适应需要补充或叠加光纤链路的应用环境,定制解决方案经常需要因地制宜,包括 RFOG 光纤通道(其有多达 80 个通道的 DWDM)、 WDM-LAN通道,甚至具有完全定制的功能,包括监视端口、安全通道或非标准波长等。在将 WDN 方法集成到解决方案中后,服务提供商塔式链路对专用通道波长(在某些情况下甚至是专用光纤链路)的要求会变得更加易于管理。

在规划和设计基站的容量时,重要的是要仔细考虑架构选择,以及所选择的架构如何支持长期的容量增长。对于银行和关键业务数据链路,在安全方面来看,使用的波长隔离也很重要。CWDM 提供了多种可能性来对回程链接进行升级、叠加、分区、隔离和/或以其他方式进行扩展和处理。避免对现有基础设施的更改、并最大限度地减少投资和运营成本,有效地解决旧网络中的问题,并及在预期出现新用户和容量增长时,实现对网络架构的修改。

升级回程架构

下面描述的是典型的设施外部(OSP)的回程网络。利用馈线电缆经常可以将中心办公室(CO)连接到距离几英里的无线发射塔或基站附近的远程终端(RT)。在现有的链接上,经常面临的问题是该链接通常只使用了 12 根光纤束中有限的几根,比如 6 根或者 8 根。

对于电源电缆,一般可以沿着相同的电缆沟槽布置光缆。移动电话、社区(警察,救护车,消防部门)微波中继服务的电路之外的过渡到铜线(双绞线/同轴电缆)的 连接。发射塔可能还有 WIMAX 和其他私人专用、工业和军事天线。基础设施和/或光纤可以由运营商拥有,而运营商可以从另外的第三方企业租用发射塔的基础设施。

如果老系统安装的光纤能充分提供较低带宽 2G 和一些 3G 业务的无线服务,那么,通过升级中心办公室和 远程终端中收发器的速度或通过添加 4 个波长的 CWDM 通道块,就可以相对轻松地对之进行扩展。然而,在大多数情况下,由于 4G 和 LTE 线路需要很多带宽,因此将需要扩展 中心办公室 / 远程终端链路的光纤带宽,并且很可能需要将远程终端 / 数据终端链路和同轴电缆塔线路转换为光纤链路。

无论是安双绞线、同轴电缆、电网还是安装光纤,与铺设/升级更多物理电缆相关的大部分成本主要是开沟和管道工程的费用。因此,当需要的时候,无论是考虑使用沟槽或管道基础设施,铺设灵活且面向未来的光缆将具有非常高的 ROI(投资回报率)。升级到 4G 和 LTE 塔式光纤链路。

在光纤线缆部署的地方,通常选择较大的电缆(48+ 线束),因为在整个项目中,电缆中光缆数量对成本的影响并不大。由于回程馈送链路现在成为瓶颈,因此对于数据终端来说,未来几乎没有容量限制的可能了。同样的道理,涉及沟槽改造时候,使用 CWDM 升级 OSP 的 中心办公室 / 远程终端 CWDM 部分的链路的商业方案可以优于任何其他的选项。很明显,沟槽跨度越长,部署 CWDM 的相对成本优势就越大。

让 CWDM 大放异彩

如果需要通过提高比特率来利用 WDM 将从中心办公室一直到数据终端的容量都加大, 或者增加现有数据终端 / WSPx 光纤的容量等,那么只需要在馈线电缆中使用 2 根光纤(该过程中甚至可以不需要远程终端)就可以了。

将中心办公室容量增加到数据终端的容量,但也可以将 WDM 通道一次性扩展到 WSP。新的光缆中有足够的光纤将 CWDM 机箱的光纤直接送到属于每个 WSP 的多路复用器。

CWDM 的另一种架构包括使用 CWDM 的添加/删除功能,沿着光纤(在这种情况下为 4)来搭建一系列基站。这里一个中心办公室为 4 个基站提供 4 对波长的信号。每个基站会添加/删除一对波长。基站与中心办公室的距离会有几十公里,因此将插入损耗降到最低,并选择适当光功率的收发器成为必不可少的优先选择。单个基站可以安装在基座小型机柜中,或者甚至采取悬挂形式或埋置式。

Cube Optics CWDM 添加/删除多路复用器(ADM)设备具有超紧凑封装,并已经在不受控制的环境中的远程节点进行了大量部署,其中使用了各种机箱和接线盒,包括 Tyco-FIST、ADC、Corning、3M、Multilink 和 PFP (仅仅列举一些供应商)提供的机箱和接线盒。熔接捻接通常是器件间连接的首选方法,尽管连接器安装的解决方案同样具有良好效果,其中只要连接损失的裕度允许就可以。

根据特定的监管情况或管辖权,并不是所有可用的 WDM 升级配置都可行。例如,首先电信规定禁止对特定用户(国家机构、安全和紧急服务、金融网络等)的数据或频道进行数字信号多路复用。

其他用户在传统上则更喜欢专用光纤线路以保证隐私和内部网络完整性。如果有使用专用光纤的规定,那么可以通过委托 WDM 容量升级或其他光纤束等简单方法实现。

由于系统通常会出现延迟,人们对网络可靠性和不可破坏性会有进一步考虑。如果网络要传输 SONET 信号开销或帧中继协议,那么,其会通过一切手段努力消除由供应,排队,缓冲,切换或其他电子处理引起的延迟。当然,WDM 技术肯定提供了最有效的方法来最大程度降低延迟,因为端到端延迟本质上降低到通过光链路的光信号的传播速度。在绝大多数部署中,通过波长分配的通道可以轻松地满足客户需求。

CWDM - 更广阔的视野

另一种架构是使用 CWDM 多路复用器来对单个光纤线束(或线对)进行分割,从而创建一个实际上的虚拟光纤。CWDM 多路复用器是放置在中心办公室和远程机箱中的。

CWDM 系统使用基于 ITU-T标准网格的 1 至 16 个波长(实际上,如果部署了低水峰值光纤,则为 18)。基站的传输设备(DS-1,SONET,以太网)可以使用 CWDM 小封装可插拔(SFP)收发器。否则,可以使用单独的 CWDM 应答器将低功率 1310nm 信号转换成所需的 CWDM 波长。

CWDM SFP 和转发器可以支持高达 28+ dB 的损耗预算,从而支持在至少 60km 范围内的光纤跨度上的传输(还取决于部署的传统光纤)。随着无线用户需求的增长,CWDM 系统可以从特征上扩展。可以在特定的无线站点准备好额外的波长,以便有备无患。通常来说,不管 WDM 设备情况如何,由于在每个波段传输速度上有一系列灵活性,因此无线供应商能够在特定基站增加带宽。或者,可以简单地通过添加或减少更多波长来增加链路容量。

在大多数情况下,使用 CWDM 技术提高外部设备(OSP)基础设施的容量可以充分减轻无线带宽的瓶颈。例如,将 DWDM 波长叠加到 CWDM 网格上可以大大扩展容量。如果采用 DWDM 连接,则需要有受控环境的外壳和部署适当的收发器,包括电源,因此,可能会在远程终端 DWDM 添加/删除位置中产生空间要求。

最后,在这些情况下,如果网络覆盖区域与蜂窝电话,WiMax 和专用无线设施有重叠,那么,现有的接入网络可能会被占用以增加无线容量,通常在增加无线站点的带宽的时候,必须维护老用户群的操作连续性和完整性。图 5 显示的就是这种情况。在图 5 中的网络通常在城市地区是环形网络,但是在农村或人口稀少的偏远区域为线性拓扑结构。两种配置都是可以的。在这种情况下,新的无线容量为现有的 10Gb / 秒的连接提供了补充,并将子部份、企业和机构链接到托管点/配线中心/终端前端。
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