20、无线电系统和网络中的光子学应用

无线电系统和网络中的光子学应用

1. 引言

在 2018 年至 2024 年期间，移动数据总流量将增长多达五倍，到该时期结束时，25% 的移动流量将由 5G 网络承载。5G 网络为电信和网络运营商提供了推动新商业模式的机会，也将开启下一轮的演进。借助新的商业趋势，电信和数据通信网络通过创建专门的新生态系统不断发展，将不同的合作伙伴聚集在一起，每个合作伙伴都提供不同的技术服务，这些服务首次在信息通信技术（ICT）的创新增长过程中进行了整合。

5G 网络旨在实现比 4G 网络高 100 倍的能源效率，这对减少二氧化碳排放有着显著影响，有利于可持续性和绿色运营。由于处理信息的能耗已达到对环境有重大影响的水平，如果不采用能显著降低每处理和传输比特能耗的新技术，就无法应对信息流量的指数级增长。在 5G 演进中，由演进的 IP 交付平台支持的云基础设施发挥着重要作用，它带来了越来越多的电信和数据通信级服务。

对于利用新云基础设施的网络服务提供商来说，一个主要影响是流量回程的升级，由于高速数据服务的引入，流量回程正在迅速增长。因此，需要增加无线通信网络回程的传输容量，以并行处理不断增加的数据流量和语音等其他流量。一种被考虑的解决方案是在无线通信网络的低级无线接入网中同时使用微波和光纤回程。

然而，虽然光纤回程提供的流量传输容量比微波回程高得多，但实施光纤回程的成本却比微波回程高得多，主要成本影响在于挖掘工作。一个可能决定选择哪种技术的关键指标是整个传输系统的每比特传输成本，包括收发器、传播介质（如空气、光纤）以及物流成本，如通信许可证、系统基础设施（现有、需更新或从头构建）、电源系统成本等。

2. IP 核心网络的演进

在 5G