光纤通信在5G通信系统中的应用

王靖

摘要：随着信息时代的到来，高速率大容量成为了通信系统的必然要求，光纤以其优良特性成为了当代通信系统的重要选择。本文主要探讨了光纤通信在5G通信系统中的应用。

关键词：5G;光纤通信;技术应用

引言

通过光纤作为传输介质的信息传输称为光纤通信。该技术是20世纪70年代发明的一种新型通信方式，光纤通信技术不仅具有较大的通信容量，而且具有传输质量高、保密性好等优点。该技术也广泛应用于当前的快速发展过程中，包括5G通信系统。

1、光纤通信概述

1.1光纤通信原理

光纤通信是指将需要传输的数据信息调制到光载波上，经过光纤信道进行传输。因此，为了实现光纤通信，首先要将电信号在发送端转换为光信号，经过光纤信道传输后，在接收端要进行相反的转换，即将光信号转换为电信号。

1.2光纤通信系统

光纤通信系统可以大致分为三部分：发送端、光纤信道和接收端。在发送端，主要包括光源和调制器，通过调制器将电信号调制到光载波上，使光载波携带所需要发送的数据信息。光纤信道主要由光纤和放大器等组成，以传输和放大光信号。接收端主要包括光探测器和放大器等装置，用来检测经信道传输来的光信号，并将其恢复成电信号。

2、5G 通信系统的含义与其发展趋势

在当前社会中，为了使移动通信系统能够更好地使人们的需求达到满足，全球的有关部门都在全力对此进行研究与开发。5G 通信系统能够使频谱得到更好的利用，这如果和4G 通信系统来作比较的话，它的网络传输速度相对较快，对于不同的资源而言，也能够发挥其较大的作用。同时，5G通信系统的无线功率会得到加强，覆盖率更广，对于此系统自身的安全性能也会更好的加以提升。5G 通信系统与其它的无线通信系统很好的结合在一起，以至在现代社会中，可以创造出效率更高的移动信息网络，从而使人们的需求能够得到满足。并且，5G通信系统也会因此得到更为长久的发展，同时，这个系统也将会在现代信息社会中，将其更大的作用发挥出来。当前，移动通信技术的产业也在逐渐增多，比如，一些虚拟的社交平台或是手游等多种产业先后涌现。5G 通信系统的发展一定要与目前已有的产业需求相符，还需要使未来产业的发展趋势得到满足。同时，5G 通信系统还能够在同一时间之内，使多个点的网络组建得到满足。其在网络平台的整体结构上，也可以更好地将 5G 通信系统的整体性与科学性体现出来。

3、光纤通信在5G通信系统中的应用分析

目前，在社会科学技术逐步发展的过程中，互联网行业也发展得非常迅速。在日常生活中，即使人们不需要每天出门，就可以通过互联网了解社会中发生的各种事情。不仅如此，人们还可以利用互联网进行网上购物、学习或打车出行，使人们在日常生活中可以享受到极大的便利。人们可以很好地享受这些不同的功能，主要是因为光纤通信技术在互联网上的应用。中国对光纤通信技术的研究始于20世纪70年代初，其起步时间还相对较早。

目前，对5G通信系统的进一步研究也是全球关注的焦点。5G通信系统承载诸如物联网、汽车联网和语音等不同级别的服务，在高频200Mbit/s下傳单路GPRI未压缩带宽可以达到200Mbit/s。同时，对于各种不同的行业，它也提供了很多不同的服务、网络节点和业务处理机制不能是相同的，因此必须对它们进行不同的处理。

对于不同的服务，需要提供不同的网络段，需要不同的处理机制，同样对管道和QoS等级也有不一样的要求。目前，世界上大多数电子公司正在对5G通信系统进行进一步的研究。通过光纤通信技术的应用，相信在很短的时间内，人们就可以使5G通信系统在社会生活中得到广泛的应用。

3.1 运用波分复用前传技术

波分复用前传技术在5G移动通信网络的运用中较为简便快捷，同时其成本也较低，在传统5Gbit/s与的2.5bit/s运行的基础之上构建CPRI，具有较强的运行效率，能够有效适应室内的相关设置。在系统运用中建立了两条链路，首先是信息传输，其次是信息传输监控。在具体的使用过程中能够有效监控光纤的需求量，但是同时也需要对网络运行管理进行有效维护。在具体的运用过程中需要利用放射式半导体放大器实现无色收发机的功能。在5G移动通信建设过程中需要设置比较多的光模块类型以及数量，但是在中站点的建立上难以有效满足系统的运行需要。在系统的传输设置上可能难以满足波分复用前传技术的运行需要，由此应当结合具体的实施情况采取相应的应对方案[2]。

3.2 运用时分复用的前传技术

在目前5G移动通信的前传上可以充分运用时分复用的前传技术。与传统的C-RAN技术不同，在C-RAN系统中可以运用时分复用无源光网络，具有较强的适用性，同时由于其是在RRU中进行基带处理，因此会在一定程度上延长数据的传输时间。要求在RRU基带处理之前完成数据传输，同时在将无线调度充分完成之后再进行MAC 帧数据的传输工作。在数据传输至ONU的过程中可以有效发挥TDM-PON 的广播特性，在充分进行各种有效的前期规划工作之后，只需要将已经被ONU选中的数据及时传送至RRU，这种数据传输方式有效拓展了前传网络的有效带宽，同时也延长了数据传输的时间[3]。

3.3 光载中频信号传输前传技术的利用

在5G通信网络的运行之下，增加了RRU结构的复杂性，在数据传输过程中需要充分运用到MIMO（多入多出）技术。

在RRU运行过程中如果存在M个扇区位置，分别存在N根天线们，由此在RoF即光载无线的链路之中就具有M×N个中频载波。与传统WDM运行模式相比，IFoF系统能够同时进行多项中频传输，采用的处理方式是将WDM复用至一根光纤之上。由此，IFoF系统的运用能够对紧张的宽带资源进行充分利用，同时建立了一种有效管理波长的方式，降低了经济投入。但是在系统传输过程中，LD半导体激光器自身的性质会影响到传输容量。同时长期演进增强系统即LTE-A系统的使用在信号传输过程中容易受到非线性失真因素的影响，这是由于其自身比较高的峰均功率比即PAPR数值所决定的[4]。

3.4 PHY 功能重构前传网络的运用

在5G光纤传输网络的建立过程中要求有效降低其经济成本，在经济投入与光纤传输之间达到最佳匹配。光传输带宽应当不高与10 Gbit/s。IQ数据压缩技术的运用一般能够达到50%-30%的压缩比值，难以有效适应目前快速发展的网络对光纤传输的要求。基于5G移动通信网络快速发展的需要，可以采取改变RRH 和BBU之间的功能分割点的策略，最终达到有效模拟与数字解决之间的充分结合。在具体的建设过程中可以采用分割物理层处理即SPP的解决方式，充分有效地构建COMP即协作多点传输，同时也有效降低光传输带宽，具有较高的应用空间。

在具体的使用过程中，充分将SPP中的BS功能切分为了无线信道编码以及其他相关的PHY结构类型。下行链路的无线数据带宽的具体运行方式对移动前传网络的最大光传输带宽具有极大的影响作用，能够产生相似于MAC与PHY之间的分割形式。即使由于MIMO的处理功能在一定程度上被分散，但是其技术依然达到了相对比较完善的程度，能够有效接受并传输一些额外信号。

结束语

在当前的社会经济不断发展的过程中，光纤通信技术是支持互联网的关键系统之一。相信通过对光纤通信技术进行合理的应用，5G 通信系统也将会在很快的时间内出现于人们的生活当中，为人们的生活以及各个方面的大小事务带来更大的便利。同时，这对于社会经济的更好发展也是非常有利的。

参考文献

[1]邹富坚.通信工程中光纤技术的设计应用和发展趋势[J].中国新通信，2016（23）：41.

[2]沙浩.光纤通信在5G通信系统中的应用[J].工程技术：文摘版，2016（11）：91-91.