สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม
5G จำเป็นหรือไม่ สายเคเบิลใยแก้วนำแสง ? คำตอบสั้นๆ ก็คือ ไม่เสมอไป แต่ไฟเบอร์เป็นที่ต้องการอย่างมากและมักจำเป็นสำหรับการมอบประสิทธิภาพ 5G เต็มรูปแบบ เครือข่าย 5G ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อแบบแบ็คฮอล — การเชื่อมโยงระหว่างหอเซลล์หรือเซลล์ขนาดเล็กกับเครือข่ายหลัก — และในขณะที่สายเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับแบ็คฮอลนั้น ผู้ปฏิบัติงานยังสามารถใช้ไมโครเวฟ ไร้สายคลื่นมิลลิเมตร หรือโซลูชั่นไฮบริดในสถานการณ์เฉพาะ อย่างไรก็ตาม ความหน่วงต่ำเป็นพิเศษและปริมาณงานหลายกิกะบิตที่กำหนด 5G ที่แท้จริงนั้นทำได้ยากมากหากไม่มีโครงสร้างพื้นฐานใยแก้วนำแสง ณ จุดใดจุดหนึ่งในเส้นทางสัญญาณ การทำความเข้าใจว่าไฟเบอร์เข้ากับสถาปัตยกรรม 5G ได้ที่ไหน เหตุใด และอย่างไรเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักวางแผนเครือข่าย เทศบาล ผู้พัฒนาอสังหาริมทรัพย์ และผู้บริโภคในการประเมินบริการ 5G
เหตุใด 5G จึงต้องการโครงสร้างพื้นฐาน Backhaul อันทรงพลังเช่นนี้
5G ต้องการความสามารถในการแบ็คฮอลที่มากกว่า 4G LTE ถึง 10 ถึง 100 เท่า ทำให้การเลือกเทคโนโลยีแบ็คฮอลเป็นปัจจัยกำหนดคุณภาพของเครือข่าย เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไม ลองพิจารณาการก้าวกระโดดของเจนเนอเรชั่นในด้านประสิทธิภาพดิบ: สถานีฐาน 5G เดียวที่ใช้สเปกตรัมย่านความถี่กลาง (3.5 GHz) สามารถส่งมอบปริมาณงานรวมของ 1–4 กิกะบิตต่อวินาที ในขณะที่โหนด 5G คลื่นมิลลิเมตร (mmWave) สามารถคงอยู่ต่อไปในทางทฤษฎีได้ 10 กิกะบิตต่อวินาที . เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว สถานีฐาน 4G LTE ทั่วไปต้องการเพียงสถานีฐานเท่านั้น 200–500 Mbps ของความจุแบ็คฮอล
เหนือกว่าความเร็วดิบ 5G นำเสนอข้อกำหนดด้านเวลาแฝงที่เข้มงวด . กรณีการใช้งานการสื่อสารที่มีความหน่วงต่ำ (URLLC) ที่เชื่อถือได้เป็นพิเศษ เช่น ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติ การผ่าตัดระยะไกล และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม จำเป็นต้องมีเวลาแฝงจากต้นทางถึงปลายทางของ 1 มิลลิวินาทีหรือน้อยกว่า . ทุกลิงก์แบ็คฮอลในเส้นทางสัญญาณจะเพิ่มเวลาแฝง การฮอปไมโครเวฟเพียงครั้งเดียวจะเพิ่มมากขึ้น 0.1–0.5 มิลลิวินาที ในขณะที่การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงที่ครอบคลุมระยะทางเท่ากันแทบไม่มีความล่าช้าในการแพร่กระจายที่วัดได้เกินกว่าค่าคงที่ความเร็วแสง สิ่งนี้ทำให้ไฟเบอร์เป็นสื่อแบ็คฮอลเพียงตัวเดียวที่สามารถบรรลุเป้าหมาย URLLC ในวงกว้างได้อย่างต่อเนื่อง
นอกจากนี้ เซลล์ขนาดเล็ก 5G ถูกใช้งานที่ความหนาแน่นมากกว่าหอคอยมาโคร 4G ถึง 10–50 เท่า โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมในเมือง เครือข่าย 5G ในเมืองที่มีความหนาแน่นสูงอาจต้องใช้เซลล์ขนาดเล็กหนึ่งเซลล์ทุกๆ 100–250 เมตร . แต่ละโหนดเหล่านั้นจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อแบบแบ็คฮอล การส่งสัญญาณไฟเบอร์ไปยังเซลล์ขนาดเล็กทุกเซลล์ถือเป็นงานวิศวกรรมโยธาขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเกิดคำถามว่า 5G ต้องใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสง มีความสำคัญในเชิงพาณิชย์และทางเทคนิคมาก
สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกเหมาะสมกับสถาปัตยกรรมเครือข่าย 5G อย่างไร
สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกมีบทบาทในหลายเลเยอร์ของเครือข่าย 5G ไม่ใช่แค่ในส่วนแบ็คฮอลเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทในส่วนส่วนหน้าและส่วนตรงกลางด้วยเช่นกัน การทำความเข้าใจสามส่วนนี้จะให้ความกระจ่างอย่างชัดเจนว่าเหตุใดและเหตุใดไฟเบอร์จึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้
Fronthaul: การเชื่อมต่อหน่วยวิทยุเข้ากับหน่วยแบบกระจาย
ส่วนส่วนหน้าเชื่อมต่อหน่วยวิทยุ (RU) — เสาอากาศที่ด้านบนของทาวเวอร์หรือเซลล์ขนาดเล็ก — กับหน่วยกระจาย (DU) ซึ่งจัดการการประมวลผลเบสแบนด์ที่มีความสำคัญต่อเวลา ลิงก์นี้มีความไวต่อเวลาในการตอบสนองอย่างมาก: มาตรฐาน 3GPP ระบุงบประมาณเวลาในการตอบสนองส่วนหน้าเพียง 100 ไมโครวินาที (0.1 มิลลิวินาที) . ข้อกำหนดนี้เข้มงวดมากจนมีเพียงสายเคเบิลใยแก้วนำแสงหรือลิงก์ไร้สายเฉพาะช่วงสั้นมากเท่านั้นที่สามารถตอบสนองได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยทั่วไปแล้วจะมีการเชื่อมต่อไฟเบอร์แบบ fronthaul 25 Gbps หรือมากกว่า ต่อหน่วยวิทยุในการปรับใช้ MIMO 5G ขนาดใหญ่
Midhaul: การเชื่อมต่อหน่วยแบบกระจายเข้ากับหน่วยส่วนกลาง
การเชื่อมต่อส่วนกลางจะเชื่อมต่อ DU กับหน่วยส่วนกลาง (CU) ซึ่งจะมีการประมวลผลโปรโตคอลในเลเยอร์ที่สูงกว่า และส่วนนี้มีงบประมาณเวลาในการตอบสนองที่ผ่อนคลายมากขึ้นประมาณ 10 ms ไฟเบอร์ยังคงเป็นสื่อที่ต้องการที่นี่ แต่การเชื่อมต่อไมโครเวฟความจุสูงสามารถใช้เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในพื้นที่ที่การปรับใช้ไฟเบอร์เป็นสิ่งที่ต้องห้ามด้านต้นทุน สำหรับการใช้งานในเมืองขนาดใหญ่ การใช้สายไฟเบอร์กลาง มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น (DWDM) อนุญาตให้ช่องลอจิคัลหลายสิบช่องแบ่งปันคู่ไฟเบอร์คู่เดียว ซึ่งช่วยลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานต่อโหนดได้อย่างมาก
Backhaul: การเชื่อมต่อไซต์เซลล์กับเครือข่ายหลัก
แบ็คฮอลเป็นส่วนที่มีการพูดคุยกันอย่างกว้างขวางที่สุด และดำเนินการรับส่งข้อมูลจากสถานีฐานหลายแห่งไปยังเครือข่ายหลักของผู้ให้บริการ และนอกเหนือจากอินเทอร์เน็ต นี่คือจุดที่การอภิปรายเรื่องไฟเบอร์กับไร้สายมีการใช้งานมากที่สุด Fiber backhaul มอบแบนด์วิดท์แบบสมมาตรพร้อมความสามารถในการปรับขนาดได้อย่างไม่จำกัด ความหน่วงต่ำกว่ามิลลิวินาที และไม่มีความไวต่อการรบกวนจากสภาพอากาศ แบ็คฮอลไร้สาย (ไมโครเวฟหรือ mmWave) นำเสนอการใช้งานที่รวดเร็วกว่าและต้นทุนทางแพ่งที่ต่ำกว่า แต่นำมาซึ่งความหน่วง ขีดจำกัดความจุ และปัญหาความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อ ซึ่งทั้งหมดนี้จำกัดประสิทธิภาพของ 5G
เทคโนโลยี Backhaul ใดดีที่สุดสำหรับ 5G: ตัวเลือกไฟเบอร์ออปติกกับไร้สาย
สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกมีประสิทธิภาพเหนือกว่าทางเลือกแบ็คฮอลไร้สายทั้งหมดบนตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดสำหรับ 5G — ความจุ เวลาแฝง และความสามารถในการปรับขนาดในระยะยาว — แต่ตัวเลือกไร้สายยังคงใช้งานได้ในสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ ตารางด้านล่างนี้เป็นการเปรียบเทียบโดยตรง
| เทคโนโลยีแบ็คฮอล | ความจุสูงสุด | เวลาแฝงทั่วไป | ความไวต่อสภาพอากาศ | ค่าใช้จ่ายในการปรับใช้ | กรณีการใช้งานที่ดีที่สุด |
| สายไฟเบอร์ออปติก | 100 Gbps ต่อคู่ไฟเบอร์ | < 0.1 มิลลิวินาทีต่อกม | ไม่มี | สูง (งานโยธา) | 5G ที่หนาแน่นในเมือง, URLLC, แกนหลักระยะยาว |
| ไมโครเวฟ (6–42 GHz) | สูงสุด 10 Gbps | 0.1 – 1 ms ต่อการกระโดด | ต่ำ-ปานกลาง | ปานกลาง | ไซต์มหภาคในชนบท การส่งกลับชั่วคราว |
| mmWave ไร้สาย (60–80 GHz) | สูงสุด 40 Gbps | 0.05 – 0.5 มิลลิวินาที | สูง (ฝนจาง) | ต่ำ-ปานกลาง | เซลล์ขนาดเล็กในเมืองระยะสั้น การปรับใช้ชั่วคราว |
| ไร้สายต่ำกว่า 6 GHz | สูงสุด 1 กิกะบิตต่อวินาที | 1 – 5 มิลลิวินาที | ต่ำ | ต่ำ | พื้นที่ห่างไกล 5G NSA ความหนาแน่นต่ำ |
| ดาวเทียม (ลีโอ) | สูงสุด 500Mbps | 20 – 40 มิลลิวินาที | ปานกลาง | สูง (ต่อเนื่อง) | การกู้คืนความเสียหายจากระยะไกลอย่างยิ่งเท่านั้น |
| ทองแดง / DSL | สูงสุด 1 กิกะบิตต่อวินาที (G.fast) | 1 – 10 มิลลิวินาที | ไม่มี | ต่ำ (legacy) | ไม่เหมาะสำหรับแบ็คฮอล 5G แบบสแตนด์อโลน |
ตารางที่ 1: ตัวเลือกเทคโนโลยีแบ็คฮอล 5G เปรียบเทียบตามความจุ เวลาแฝง ความอ่อนไหวต่อสภาพอากาศ ค่าใช้จ่ายในการใช้งาน และกรณีการใช้งานที่เหมาะสม
ข้อมูลทำให้ชัดเจนว่า สายเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นสื่อแบ็คฮอลเพียงตัวเดียวที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความจุ เวลาแฝง และความน่าเชื่อถือของ 5G ไปพร้อมๆ กันโดยไม่มีการประนีประนอม ทางเลือกไร้สายเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในชุดเครื่องมือของผู้ปฏิบัติงาน แต่ทางเลือกเหล่านี้แสดงถึงข้อดีข้อเสียมากกว่าสิ่งที่เทียบเท่า และข้อดีข้อเสียเหล่านั้นจะลดประสบการณ์ 5G ที่ผู้ใช้ปลายทางได้รับโดยตรง
สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกประเภทใดที่ใช้ในเครือข่าย 5G
สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกบางประเภทอาจไม่เท่ากันสำหรับการใช้งาน 5G — การเลือกประเภทไฟเบอร์ จำนวนเส้นใย และวิธีการใช้งานมีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครือข่าย เส้นทางการอัพเกรด และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของตลอดวงจรชีวิตโครงสร้างพื้นฐาน 20-30 ปี
ไฟเบอร์โหมดเดียว (SMF)
ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นสำหรับ 5G backhaul และ midhaul เนื่องจากความสามารถในการส่งสัญญาณในระยะทาง 10 กม. ถึง 80 กม. โดยไม่ต้องขยายสัญญาณ SMF ใช้แกนที่แคบมาก (ประมาณ 9 ไมโครเมตร ) ที่อนุญาตให้ใช้โหมดแสงเพียงโหมดเดียวในการแพร่กระจาย ขจัดการกระจายตัวของกิริยาช่วย และเปิดใช้งานความเร็วของ 100 Gbps ถึง 400 Gbps ต่อความยาวคลื่นโดยใช้ตัวรับส่งสัญญาณแสงที่สอดคล้องกัน มาตรฐาน ITU-T G.652D (OS2 ในศัพท์เฉพาะของศูนย์ข้อมูล) เป็นตัวแปร SMF ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายที่สุดในโครงสร้างพื้นฐาน 5G ทั่วโลก
มัลติโหมดไฟเบอร์ (MMF)
ไฟเบอร์แบบมัลติโหมดใช้ในการเชื่อมต่อระยะสั้นภายในศูนย์ข้อมูล 5G และห้องอุปกรณ์ ซึ่งครอบคลุมระยะทางโดยทั่วไปไม่เกิน 500 เมตร รองรับเกรด OM4 และ OM5 100 Gbps เหนือ 150 เมตร ทำให้คุ้มค่าสำหรับการเชื่อมต่อภายในสถานที่ MMF ไม่ได้ใช้ในการวิ่งแบ็คฮอล 5G กลางแจ้ง เนื่องจากมีช่วงที่จำกัดและความไวต่อการกระจายตัวในระยะทางไกลที่สูงขึ้น
สายไฟเบอร์สูง (HFC) และสายแพ
สำหรับการปรับใช้ 5G ในเมืองที่มีความหนาแน่นสูง ผู้ให้บริการจะระบุสายเคเบิลแพดที่มีจำนวนไฟเบอร์สูงมากขึ้นซึ่งประกอบด้วยเส้นใยไฟเบอร์ 144, 288 หรือแม้แต่ 432 เส้นในสายเคเบิลเส้นเดียว เพื่อรองรับโครงสร้างพื้นฐานของท่อในอนาคต ต้นทุนทางแพ่งของการขุดร่องและติดตั้งท่อร้อยสายคิดเป็น 60–80% ของต้นทุนการติดตั้งไฟเบอร์ทั้งหมด การดึงสายแพ 432 ไฟเบอร์มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าสายไฟเบอร์ 12 เส้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ให้ความจุ 36 เท่าสำหรับการอัพเกรดเครือข่ายในอนาคต แนวทางนี้ ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าการจัดสรรมากเกินไปแบบ "ไฟเบอร์สีเข้ม" ถือเป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานสำหรับผู้สร้างโครงสร้างพื้นฐาน 5G ที่มองไปข้างหน้า
จริงๆ แล้วเครือข่าย 5G ต้องการสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกจำนวนเท่าใด
การวิเคราะห์อุตสาหกรรมแสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอว่าการติดตั้งเครือข่าย 5G ที่ครอบคลุมต้องใช้ไฟเบอร์ต่อตารางกิโลเมตรมากกว่าโทรศัพท์มือถือรุ่นก่อนๆ อย่างมาก การระบุปริมาณนี้ทำให้เข้าใจถึงการลงทุนด้านโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องได้อย่างเป็นรูปธรรม
| สถานการณ์การปรับใช้ | ความหนาแน่นของไซต์เซลล์ | ประมาณ ไฟเบอร์ที่ต้องการต่อกม. ² | ความต้องการไฟเบอร์กับ 4G | แนะนำประเภทแบ็คฮอล |
| เมืองหนาแน่น (mmWave 5G) | 40 – 100 เซลล์เล็ก/กม.² | ไฟเบอร์ 15 – 40 กม | เพิ่มขึ้น 10 เท่า – 20 เท่า | ไฟเบอร์ (จำเป็น) |
| ในเมือง (Mid-Band 5G) | 10 – 30 เซลล์เล็ก/กม.² | ไฟเบอร์ 5 – 15 กม | เพิ่มขึ้น 5x – 10 เท่า | ไฟเบอร์ (ที่ต้องการอย่างยิ่ง) |
| ชานเมือง | 2 – 10 เซลล์ขนาดเล็กมาโคร / กม. ² | ไฟเบอร์ 1 – 5 กม | เพิ่มขึ้น 3 เท่า – 5 เท่า | ไฟเบอร์ไมโครเวฟไฮบริด |
| ชนบท (5G ย่านความถี่ต่ำ) | 1 – 3 จุดแมโคร/กม.² | ไฟเบอร์ 0.2 – 1 กม | 2x – 3x มากขึ้น | ไฟเบอร์ไมโครเวฟหากมี |
ตารางที่ 2: ข้อกำหนดสายเคเบิลใยแก้วนำแสงโดยประมาณต่อตารางกิโลเมตรในสถานการณ์การใช้งาน 5G ที่แตกต่างกัน
การประมาณการทั่วโลกจากการวิจัยโครงสร้างพื้นฐานชี้ให้เห็นว่าการเปิดตัว 5G ทั่วประเทศในประเทศขนาดกลางจำเป็นต้องมีการติดตั้งใช้งาน เส้นใยใหม่ระยะทางนับแสนกิโลเมตร . คาดว่าสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียวจะต้องการเพิ่มเติม เส้นใยยาว 1.4 ถึง 1.7 ล้านไมล์ (2.3–2.7 ล้านกิโลเมตร) เพื่อรองรับการครอบคลุม 5G ที่ครอบคลุม ซึ่งเป็นตัวเลขที่ตอกย้ำว่าเหตุใดความพร้อมใช้งานของไฟเบอร์จึงถูกระบุอย่างต่อเนื่องว่าเป็นคอขวดหลักในไทม์ไลน์การใช้งาน 5G ทั่วโลก
เหตุใดสายเคเบิลใยแก้วนำแสงจึงเป็นคอขวดในการใช้งาน 5G
ข้อจำกัดหลักเกี่ยวกับความเร็วในการเปิดตัว 5G ทั่วโลกไม่ใช่ความพร้อมใช้งานของคลื่นความถี่ ฮาร์ดแวร์วิทยุ หรือเงินทุน แต่เป็นความพร้อมใช้งานและการอนุญาตของโครงสร้างพื้นฐานเคเบิลใยแก้วนำแสง ปัจจัยสามประการที่เชื่อมโยงถึงกันทำให้เกิดปัญหาคอขวดนี้
ต้นทุนและระยะเวลางานโยธา
การขุดเจาะและติดตั้งท่อร้อยสายไฟเบอร์ใต้ดินมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 25,000 ถึง 100,000 เหรียญสหรัฐต่อไมล์ในสภาพแวดล้อมในเมือง ขึ้นอยู่กับสภาพดิน ประเภทของพื้นผิวถนน และอัตราค่าแรงในท้องถิ่น เส้นใยทางอากาศบนเสาไฟฟ้าที่มีอยู่จะเร็วกว่าและราคาถูกกว่า (10,000–30,000 เหรียญสหรัฐต่อไมล์) แต่ต้องมีข้อตกลงในการยึดเสา และเผชิญกับความเสี่ยงต่อสภาพอากาศและความเสียหายทางกายภาพที่มากขึ้น ในเมืองที่มีข้อกำหนดด้านสาธารณูปโภคใต้ดินที่เข้มงวด งานโยธาสามารถเป็นตัวแทนได้ มากถึง 80% ของต้นทุนการใช้งาน 5G ต่อโหนดทั้งหมด .
การอนุญาตและสิทธิในการใช้ทาง
การได้รับใบอนุญาตในการขุดหรือติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานบนสิทธิทางสาธารณะอาจใช้เวลา 6 ถึง 36 เดือนต่อเทศบาล ซึ่งสร้างความก้าวหน้าในการติดตั้งแบบปะติดปะต่อกันแม้อยู่ภายในเขตเมืองใหญ่เพียงแห่งเดียว หลายประเทศได้นำเสนอกรอบการทำงานการอนุญาตที่ได้รับการปรับปรุงโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาคอขวดในการติดตั้งไฟเบอร์ 5G แต่การดำเนินการจะแตกต่างกันอย่างมากตามเขตอำนาจศาล
ความพร้อมใช้งานของไฟเบอร์ในพื้นที่ชนบทและพื้นที่ด้อยโอกาส
พื้นที่ชนบทที่ต้องการการเชื่อมต่อที่ได้รับการปรับปรุงมากที่สุดมักเป็นพื้นที่ที่มีโครงสร้างพื้นฐานไฟเบอร์ที่มีอยู่น้อยที่สุด ทำให้เกิดความท้าทายแบบทบต้น หากไม่มีไฟเบอร์แบ็คฮอล การใช้งาน 5G ในชนบทจะถูกจำกัดให้ใช้คลื่นความถี่ต่ำด้วยไมโครเวฟแบ็คฮอลไร้สาย ซึ่งให้ความเร็วที่ดีกว่า 4G เพียงเล็กน้อยเท่านั้น และไม่สามารถรองรับแอปพลิเคชัน URLLC ได้ทั้งหมด การปิดช่องว่างไฟเบอร์ในชนบทได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเข้าถึง 5G อย่างเท่าเทียมกัน
อะไรคือความแตกต่างระหว่าง 5G NSA และ 5G SA ในแง่ของข้อกำหนดด้านไฟเบอร์?
สถาปัตยกรรม 5G ที่ไม่ใช่แบบสแตนด์อโลน (NSA) ใช้โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายหลัก 4G LTE ที่มีอยู่ จึงมีความต้องการไฟเบอร์ทันทีที่ต่ำกว่า 5G สแตนด์อโลน (SA) ซึ่งต้องใช้คอร์ 5G แบบเนทีฟเต็มรูปแบบที่เชื่อมต่อด้วยไฟเบอร์ความจุสูงทั้งหมด
- 5G NSA (ไม่ใช่แบบสแตนด์อโลน): วิทยุ 5G เชื่อมต่อกับเครือข่ายหลัก 4G ข้อกำหนดของ Backhaul นั้นสูงกว่า 4G แต่สามารถใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานของไฟเบอร์และไมโครเวฟที่มีอยู่ได้บางส่วน นี่คือสถาปัตยกรรมที่ใช้ในการปรับใช้ 5G เชิงพาณิชย์ในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่ รองรับบรอดแบนด์มือถือที่ได้รับการปรับปรุง (eMBB) แต่ไม่สามารถส่งมอบความสามารถ URLLC หรือ Massive IoT ได้อย่างสมบูรณ์
- 5G SA (สแตนด์อโลน): วิทยุ 5G เชื่อมต่อกับคอร์ 5G แบบเนทีฟ (5GC) สถาปัตยกรรมนี้เปิดใช้งานชุดคุณสมบัติ 5G เต็มรูปแบบ รวมถึงการแบ่งส่วนเครือข่าย การประมวลผล Edge และเวลาแฝง URLLC ที่ต่ำกว่ามิลลิวินาที ต้องการไฟเบอร์แบ็คโบนความจุสูงที่สมบูรณ์จากยูนิตวิทยุไปยังคอร์ 5G โดยไม่มีการเชื่อมต่อแบบทองแดงหรือไร้สายความจุต่ำในเส้นทาง ข้อกำหนดด้านไฟเบอร์สำหรับ 5G SA นั้นสูงกว่า NSA อย่างมาก
การเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมจาก 5G NSA ไปเป็น 5G SA กำลังเร่งตัวขึ้น ซึ่งหมายถึงความต้องการ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงในเครือข่าย 5G จะยังคงเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในอีก 5-10 ปีข้างหน้า แม้ในตลาดที่ความครอบคลุมของ NSA 5G แพร่หลายอยู่แล้วก็ตาม
คำถามที่พบบ่อย: 5G ต้องใช้สายไฟเบอร์ออปติกหรือไม่?
คำถามที่ 1: 5G สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้สายไฟเบอร์ออปติกหรือไม่
ใช่ — ในทางเทคนิคแล้ว 5G สามารถทำงานด้วย backhaul ที่ไม่ใช่ไฟเบอร์ เช่น ลิงก์ไร้สายไมโครเวฟหรือความถี่ต่ำกว่า 6 GHz อย่างไรก็ตาม หากไม่มีไฟเบอร์ เครือข่ายจะไม่สามารถให้บริการความเร็ว 5G เต็มรูปแบบ ความหน่วงต่ำเป็นพิเศษ หรือการปรับใช้เซลล์ขนาดเล็กหนาแน่นที่จำเป็นสำหรับ mmWave 5G ในเมือง ในทางปฏิบัติ เครือข่าย 5G ที่ไม่มีไฟเบอร์แบ็คฮอลทำงานได้ดีกว่า 4G LTE ขั้นสูงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในสถานการณ์จริงส่วนใหญ่ และไม่สามารถรองรับแอปพลิเคชันที่มีเวลาแฝงสูงได้เลย
คำถามที่ 2: การมีอินเทอร์เน็ตแบบไฟเบอร์ที่บ้านหมายความว่าฉันเชื่อมต่อกับ 5G หรือไม่
ไม่จำเป็น. อินเทอร์เน็ตไฟเบอร์ในบ้าน (FTTH — Fiber To The Home) และเครือข่ายมือถือ 5G เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่แยกจากกัน การเชื่อมต่อไฟเบอร์ภายในบ้านของคุณจะส่งบรอดแบนด์ผ่านลิงก์แบบมีสายไปยังสถานที่ของคุณโดยตรง 5G คือมาตรฐานไร้สาย ที่ใช้ไฟเบอร์ใน backhaul แต่การเชื่อมต่อจากหอ 5G ไปยังโทรศัพท์ของคุณจะเป็นวิทยุไร้สายเสมอ ผู้ให้บริการบางรายเสนอ การเข้าถึงไร้สายคงที่ 5G (FWA) ซึ่งใช้วิทยุ 5G แทนการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบใช้สายภายในบ้าน แต่แตกต่างจากบริการไฟเบอร์ FTTH มาตรฐาน
คำถามที่ 3: อินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมจะเข้ามาแทนที่ไฟเบอร์สำหรับ 5G backhaul ในที่สุดหรือไม่
บรอดแบนด์ผ่านดาวเทียม Low Earth Orbit (LEO) ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก โดยลดเวลาแฝงลง 20–40 มิลลิวินาที เมื่อเทียบกับ 600 ms ของระบบค้างฟ้าแบบเก่า อย่างไรก็ตาม แม้จะดีที่สุดแล้วก็ตาม เวลาแฝงของดาวเทียม LEO สูงกว่าไฟเบอร์ 200–400 เท่า สำหรับระยะทางที่เท่ากัน และความจุต่อลำแสงจะถูกแบ่งใช้ระหว่างขั้วต่อกราวด์หลายขั้ว สำหรับกรณีการใช้งาน URLLC 5G ดาวเทียมจะยังคงไม่เหมาะสมสำหรับการส่งกลับหลัก บทบาทของมันคือการให้บริการเชื่อมต่อกับไซต์ที่ห่างไกลมากซึ่งไฟเบอร์ไม่สามารถใช้งานได้ในเชิงเศรษฐกิจ
คำถามที่ 4: Open RAN (O-RAN) ส่งผลต่อข้อกำหนดไฟเบอร์ในเครือข่าย 5G อย่างไร
Open RAN จะแยกเครือข่ายการเข้าถึงวิทยุออกเป็นส่วนประกอบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่แยกจากกัน ซึ่งมักจะกระจายการประมวลผลไปยังสถานที่ทางกายภาพหลายแห่ง ซึ่งจริงๆ แล้วเพิ่มความต้องการไฟเบอร์แบบ fronthaul และ midhaul เมื่อเทียบกับสถานีฐานแบบรวมแบบดั้งเดิม พูล O-RAN Distributed Unit (DU) ที่เชื่อมต่อกับ Remote Units (RU) หลายตัวต้องการการเชื่อมโยงไฟเบอร์ที่มีแบนด์วิธสูงและมีความหน่วงต่ำระหว่างแต่ละเลเยอร์ O-RAN ไม่ได้ลดความต้องการไฟเบอร์ มันแจกจ่ายซ้ำและในสถาปัตยกรรมหลายๆ แบบก็ขยายพวกมันออกไป
คำถามที่ 5: ไฟเบอร์สีเข้มมีประโยชน์สำหรับการปรับใช้ 5G หรือไม่
ไฟเบอร์สีเข้ม — ติดตั้งแล้วแต่ไม่มีแสงสว่าง — มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับผู้ให้บริการ 5G เนื่องจากสามารถเช่าหรือซื้อและเปิดใช้งานด้วยตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคัลใหม่ได้ตามความต้องการด้านความจุที่เพิ่มขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องขุดร่องใหม่ ผู้ให้บริการ 5G จำนวนมากแสวงหาทรัพย์สินไฟเบอร์สีเข้มในเขตเมืองเพื่อเร่งระยะเวลาการใช้งานเซลล์ขนาดเล็กเป็นเดือนหรือปี เมื่อเทียบกับการสร้างไฟเบอร์ใหม่ ความพร้อมใช้งานของไฟเบอร์สีเข้มในพื้นที่ที่กำหนดเป็นหนึ่งในตัวทำนายที่แข็งแกร่งที่สุดว่าจะมีการปรับใช้ 5G เต็มรูปแบบในพื้นที่นั้นได้เร็วแค่ไหน
คำถามที่ 6: อินเทอร์เน็ตบ้าน 5G (Fixed Wireless Access) ต้องใช้ไฟเบอร์จึงจะทำงานได้ดีหรือไม่?
การเข้าถึงไร้สายคงที่ 5G (FWA) performance is directly dependent on whether the serving 5G tower has fiber backhaul. บริการ 5G FWA ที่ส่งจากทาวเวอร์ที่มีระบบไฟเบอร์แบ็คฮอลสามารถให้บริการแก่ผู้ใช้ตามบ้านได้ 200 Mbps ถึง 1 Gbps หรือมากกว่านั้นโดยมีความหน่วงต่ำ ทาวเวอร์ 5G แบบเดียวกันที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ด้วยไมโครเวฟจะให้ความเร็วที่ต่ำกว่ามาก ซึ่งมักจะเป็นเพียงเท่านั้น 50–150 Mbps — และเวลาแฝงที่สูงขึ้น ทำให้ทดแทนบรอดแบนด์ไฟเบอร์ในบ้านได้ไม่ดี แทนที่จะเป็นคู่แข่งที่แท้จริง
คำถามที่ 7: 5G ใช้ไฟเบอร์แตกต่างจาก 4G LTE อย่างไร
ใน 4G LTE จำเป็นต้องใช้ไฟเบอร์เป็นหลักที่ไซต์สถานีฐานขนาดใหญ่เท่านั้น และไฟเบอร์ลิงก์ backhaul เส้นเดียว 1 Gbps ต่อไซต์โดยทั่วไปก็เพียงพอแล้ว ใน 5G จำเป็นต้องใช้ไฟเบอร์ในทุกเซลล์ขนาดเล็ก (ความหนาแน่นสูงถึง 100 ต่อกิโลเมตร² ในเขตเมือง) ในส่วนหน้าระหว่างหน่วยวิทยุและหน่วยแบบกระจาย ในกึ่งกลางระหว่างหน่วยแบบกระจายและแบบรวมศูนย์ และในแบ็คฮอลไปยังแกน 5G ความต้องการเส้นใยรวมต่อพื้นที่ครอบคลุมจึงเป็นเช่นนี้ มากกว่า 10 ถึง 50 เท่า สำหรับ 5G มากกว่า 4G LTE ซึ่งแสดงถึงขนาดการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน
สรุป: 5G และสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกแยกกันไม่ออกในขนาดที่ใหญ่
คำตอบของ 5G ต้องใช้สายไฟเบอร์ออปติกหรือไม่ มีความละเอียดอ่อนแต่มีทิศทางที่ชัดเจน: 5G ไม่ต้องการไฟเบอร์อย่างเคร่งครัดในทุกลิงก์ แต่ขึ้นอยู่กับไฟเบอร์ในการส่งมอบขีดความสามารถที่กำหนด ทางเลือกแบ็คฮอลไร้สายสามารถเชื่อมช่องว่างและให้บริการพื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำหรือพื้นที่ห่างไกลได้ แต่ทางเลือกเหล่านี้กำหนดเพดานความจุและบทลงโทษด้านความล่าช้าที่จำกัดสิ่งที่ 5G สามารถทำได้โดยพื้นฐาน
สำหรับผู้ให้บริการเครือข่าย เทศบาล ผู้พัฒนาอสังหาริมทรัพย์ และนักลงทุนด้านโครงสร้างพื้นฐาน ความหมายเชิงปฏิบัตินั้นตรงไปตรงมา: หากเป้าหมายคือความสามารถ 5G เต็มรูปแบบ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงจะต้องเป็นส่วนหนึ่งของแผน ค่าใช้จ่ายทางแพ่งสูงและระยะเวลาที่อนุญาตนั้นยาวนาน แต่ไฟเบอร์ที่ติดตั้งในปัจจุบันจะไม่เพียงให้บริการ 5G เท่านั้น แต่ยังรองรับเทคโนโลยีไร้สายรุ่นต่อ ๆ ไปในอีกหลายทศวรรษต่อ ๆ ไป สายเคเบิลจำนวนไฟเบอร์สูงที่ใช้งานโดยมีความจุสายสีเข้มช่วยให้มั่นใจได้ว่ากองทุนที่ลงทุนในปัจจุบันจะอัปเกรดเครือข่ายในวันพรุ่งนี้โดยไม่จำเป็นต้องเปิดภาคพื้นดินอีกครั้ง
ในขณะที่อุตสาหกรรมเร่งการเปลี่ยนผ่านจากสถาปัตยกรรม 5G NSA ไปเป็น 5G SA บทบาทของ สายเคเบิลใยแก้วนำแสงในเครือข่าย 5G จะลึกซึ้งยิ่งขึ้นเท่านั้น ผู้ประกอบการและเทศบาลที่ลงทุนเชิงรุกในโครงสร้างพื้นฐานไฟเบอร์ในปัจจุบันจะมีความได้เปรียบทางการแข่งขันและเศรษฐกิจที่ชัดเจนในยุค 5G และในยุค 6G ที่ตามมา
