Optične dostopovne povezave v mobilnem omrežju 5G in 6G

Kesić, Ivana (avtor), Batagelj, Boštjan (mentor)

Prihod novega omrežja pete generacije (5G) je s seboj prinesel nove izzive in težave s katerimi se soočajo operaterji javnega omrežja mobilnih uporabnikov. Tako od omrežja 5G, kot tudi od vseh prihodnjih mobilnih omrežij, se pričakuje širokopasovnost, visoka odzivnost oz. čim manjša zakasnitev prenosa, stalna razpoložljivost in seveda zaneslji prenos. Iz leta v leto je količina prenesenih podatkov po mobilnem omrežju vse večja, vendar hitrost prenosa podatkov ni edini razlog za razvoj novih generacij omrežij mobilnih uporabnikov. Prehod na spektralno bolj učinkovite tehnologije je neizogiben, saj je zanimanje za uporabo elektromagnetnega spektra v splošnem vse večje. Operaterji se zdaj soočajo z izzivom kako povezati rastoče število celičnih baznih postaj, ki bodo izpolnile vsa uporabniška pričakovanja, oziroma, treba je raziskati, razviti in implementirati tehnologijo, ki bo sposobna rešiti izziv konvergence optičnega dostopovnega omrežja (angl. Optical access network – OAN) in radijskega dostopovnega omrežja (angl. Radio access network – RAN). Prednosti, ki jih prinaša razvoj novih mobilnih omrežij so izjemnega značaja (gospodarskega, kulturnega, ipd). Njuna implementacija predstavlja dolgo in zapleteno pot, saj gre za tehnologijo ki bo preoblikovala globalne povezave. Zaenkrat so pri nameščanju tehnologije 5G v praksi najbolj uspešne Kitajska, ZDA in Južna Koreja. Evropa neokoliko zaostaja za vodečimi tehnološkimi silami, vendar je bil v zadnjih letih dosežen velik napredek. V Sloveniji imajo delujoča 5G omrežja Telekom Slovenije, A1, Telemach in T2. V diplomskem delu je narejen pregled in detajlna analiza vseh obstoječih in prihodnjih optičnihtehnologij, ki bodo sposobne rešiti omenjene težave konvergence in izpolniti pričakovanja. V sklopu dela so odgovorjena naslednja pomembna raziskovalna vprašanja: • Katere so osnovne veličine in zahteve mobilnega omrežja nove 5G generacije (KPI requirements)? • Katere so že obstoječe optične tehnologije ki so najbolj primerne / uporabne pri povezovanju posameznih del celičnega omrežja? • Kaj vse vemo o prihodnjih optičnih tehnologijah? • Primerjava vseh omenjenih tehnologij in ugotavljanje katera je najbolj primerna pri reševanju naštetih izzivov.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: mobilno omrežje, pasivno optično omrežje, 5G, optične tehnologije, dostopovne povezave
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo/naloga
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2023
• PID: 20.500.12556/RUL-149868
• COBISS.SI-ID: 164000003
• Datum objave v RUL: 11.09.2023

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Optical access links in the 5G and 6G mobile network

Izvleček

The advent of the new fifth generation (5G) network has brought with it new challenges and issues for public mobile network operators. The 5G network, as well as all future mobile networks, is expected to deliver high bandwidth, high responsiveness or minimum latency, continuous availability, and of course, reliable transmission. The amount of data transferred over mobile networks is increasing year by year, but data rates are not the only reason for the development of new generations of mobile user networks. The transition to more spectrally efficient technologies is inevitable as interest in the use of the electromagnetic spectrum in general grows. Operators are now faced with the challenge of how to connect a growing number of cellular base stations to meet all user expectations, or rather, to research, develop, and implement technology capable of addressing the challenge of convergence of the Optical Access Network (OAN) and the Radio Access Network (RAN). The benefits of the development of new mobile networks are immense (economic, cultural, etc.). Their implementation represents a long and complex journey, as this is a technology that will transform global connectivity. So far, China, the U.S. and South Korea have been the most successful in deploying 5G in practice. Europe is lagging behind the leading technological forces, but significant progress has been made in recent years. In Slovenia, Telekom Slovenije, A1, Telemach and T2 have operational 5G networks. The thesis provides an overview and detailed analysis of all existing and future optical technologies that will be able to solve these convergence problems and meet expectations. The thesis answers the following important research questions: • What are the basic quantities and requirements of the new 5G generation mobile network (KPI requirements)? • What are the existing optical technologies that are most suitable / useful for interconnecting the different parts of a cellular network? • What do we know about future optical technologies? • Compare all the mentioned technologies and identify which is the most suitable to address the listed challenges.

• Ključne besede: mobile network, passive optical network, 5G, optical technologies, access connections