Wat is 5G-backhaul en waarom is het belangrijk

5G-backhaul verbindt 5G-cellsites met het hoofdnetwerk. Deze verbinding verplaatst grote hoeveelheden gegevens snel en probleemloos. Als de backhaul zwak is, kan 5G niet snel zijn of lage vertraging bieden. Elk jaar gebruiken meer mensen 5G en IoT-apparaten. Daarom blijft de behoefte aan 5G-backhaul groeien.

De onderstaande tabel toont hoe de behoeften aan 5G-backhaul stijgen naarmate 2025 dichterbij komt:

Meetwaarde	Value	Jaar/Periode
5G-abonnementen	~850 miljoen	2025
IoT-apparaten (LTE-M en NB-IoT)	376 miljoen tot 4,2 miljard	2017 tot 2025
Groei mobiel dataverkeer (CAGR)	28.9%	Tot 2025
Volume mobiel dataverkeer	>1300 exabyte	2025
Aandeel verkeer van 4G- en 5G-abonnees	91% van het totale verkeer	2025
Implementatie van small cells	0,71 miljoen tot 4,3 miljoen	2017 tot 2025

♦ Belangrijkste conclusies

• 5G-backhaul verbindt cellsites met het hoofdnetwerk. Het verplaatst grote hoeveelheden gegevens snel en veilig. Dit draagt bij aan snelle internetverbindingen en lage vertraging.

• Glasvezelkabels En draadloze verbindingen zijn belangrijk voor 5G-backhaul. Microgolf en millimetergolf zijn soorten draadloze verbindingen. Elk heeft verschillende voordelen op het gebied van snelheid, prijs en dekking.

• Sterke 5G-backhaul is nodig voor toenemend dataverkeer. Het ondersteunt slimme steden, IoT-apparaten en nieuwe toepassingen zoals telemedicijn en verbonden auto’s.

• Operators moeten kosten, veiligheid en schaalbaarheid in overweging nemen bij het ontwikkelen van 5G-backhaulnetwerken. Zij gebruiken gemengde oplossingen om aan diverse behoeften in stedelijke en landelijke gebieden te voldoen.

• Tegen 2025 en daarna zal goede 5G-backhaul snellere snelheden en betere dekking opleveren. Ook zal het toekomstige digitale innovaties ondersteunen.

♦ Basisbegrippen rond 5G-backhaul

Definitie

5G-backhaul is het deel van het netwerk dat masten verbindt met het hoofdnetwerk. Het verplaatst spraak, video en gegevens tussen de rand en grote datacentra. Experts beschouwen 5G-backhaul als zeer belangrijk voor het gehele systeem. Het zorgt ervoor dat 5G-netwerken sneller werken en minder vertraging hebben.

• 5G-backhaul maakt gebruik van glasvezelkabels, draadloze backhaul zoals microgolf of millimetergolf, of koperen verbindingen.

• Steden gebruiken vaak glasvezel, maar plattelandsgebieden maken vaker gebruik van draadloze backhaul.

• Backhaul helpt bij het toevoegen van meer cellsites, zodat meer mensen en apparaten kunnen verbinden.

• Dit systeem is nodig om meer mensen toegang te geven tot internet en openbare veiligheidsnetwerken te ondersteunen.

• Glasvezelringen verbinden vaak vele masten, zodat het netwerk sterk en betrouwbaar is.

Oude technologieën zoals koper en sommige draadloze systemen worden vervangen om aan de eisen van 5G te voldoen. Draadloze backhaul gebruikt speciale spectrumgebieden, zoals millimetergolf, wanneer glasvezel niet mogelijk is. Het backhaul-netwerk verbindt het hoofdnetwerk met kleinere netwerken aan de rand. Het is een essentieel onderdeel van telecommunicatiesystemen.

Kernfunctie

De hoofdtaak van 5G-backhaul is om grote hoeveelheden gegevens snel en veilig te verplaatsen tussen celstations en het hoofdnetwerk. Dit maakt het mogelijk dat 5G hoge snelheden en lage vertraging biedt. Goede backhaul laat gebruikers video’s streamen, snel downloaden en real-time apps gebruiken.

Het SPEED-5G-project testte nieuwe backhaul in de praktijk. Ze gebruikten een 28 GHz RF-testomgeving en constateerden betere snelheid en lagere vertraging dan bij oude systemen. Het project toonde ook aan dat het netwerk het verkeer kon verdelen door gebruikers naar minder drukbezette stations te sturen. Hierdoor bleef de werking optimaal. Bij een storing schakelde het netwerk automatisch over naar reserve-stations. Hierdoor duurde de onderbreking slechts één minuut. Cijfers voor MTBF en MTTR toonden aan dat de nieuwe backhaul zeer betrouwbaar is.

Fronthaul versus backhaul

Fronthaul en backhaul vervullen verschillende functies in 5G-netwerken. Fronthaul verbindt basebandunits (BBU’s) met afstandsradiohoofden (RRH’s). Deze verbinding maakt vaak gebruik van optische technologieën zoals TWDM-PON of point-to-point glasvezel. Fronthaul moet zeer snel zijn en grote hoeveelheden gegevens verwerken, omdat het het voorste gedeelte van het netwerk is.

Backhaul verbindt BBU’s met het hoofdnetwerk. Het maakt vaak gebruik van microgolf of glasvezel en vervoert verkeer van vele gebruikers. Backhaul heeft andere eisen op het gebied van snelheid en vertraging dan fronthaul. Backhaul gaat over het verplaatsen van grote hoeveelheden gegevens naar het hoofdnetwerk.

Onderzoeken tonen aan dat fronthaul zorgvuldige planning vereist voor de plaatsing van apparatuur en glasvezel om kosten te besparen en vertraging laag te houden. Glasvezel-fronthaul is goedkoper in drukbevolkte gebieden. Backhaul is afhankelijk van wat al gebouwd is. Fronthaul kan honderden Gbps vereisen, terwijl backhaul meestal minder verwerkt, hoewel het wel robuust en uitbreidbaar moet zijn.

Samenvattend verbinden fronthaul-links radiomateriaal aan de rand met centrale eenheden, terwijl backhaul-links deze eenheden met het hoofdnetwerk verbinden. Beide zijn nodig, maar elk heeft zijn eigen technische en installatieproblemen.

♦ 5G-backhaulinfrastructuur

Glasvezel

Glasvezeltechnologie is een belangrijk onderdeel van 5G-backhaul. Glasvezelkabels gebruiken licht om gegevens zeer snel en over grote afstanden te verzenden. Dit helpt bij het verbinden van de vele kleine cellen die nodig zijn voor 5G. Glasvezelbackhaul heeft talloze voordelen:

• Het verzendt gegevens snel en zonder verlies, zelfs over stedelijke gebieden heen.

• Het heeft een lage latentie, wat bijvoorbeeld helpt bij zelfrijdende auto’s.

• Het biedt bijna onbeperkte bandbreedte, zodat het geschikt is voor nieuwe technologieën.

• Het bespaart energie en heeft een lange levensduur, waardoor minder onderhoud nodig is.

• Het biedt sterke en veilige verbindingen voor thuiswerken en cloudgebruik.

Veel steden en veiligheidsorganisaties gebruiken nu glasvezelbackhaul. Bijvoorbeeld: Rockford bespaarde veel geld door glasvezel te gebruiken. De brandweerorganisaties van San Mateo County maakten hun netwerk sterker en uitgebreider. Glasvezel helpt vertragingen te voorkomen en ondersteunt een groot aantal gebruikers. Dit maakt het uiterst belangrijk voor 5G-backhaul.

5G-draadloze backhaul

5G-draadloze backhaul gebruikt radiogolven, zoals microgolven en millimetergolven, om basisstations te verbinden wanneer glasvezel niet beschikbaar is. Deze vorm van backhaul is flexibel en snel te installeren. 5G-draadloze backhaul wordt gebruikt op het platteland of in gebieden waar het lastig is om glasvezel aan te leggen. Het helpt netwerken snel uit te breiden en bedrijven meer gegevens te verwerken.

Hybride oplossingen

Hybride oplossingen combineren glasvezelbackhaul en 5G-draadloze backhaul om een robuust en flexibel netwerk te creëren. Deze systemen gebruiken glasvezel waar mogelijk en draadloos voor moeilijk bereikbare locaties.

♦ Prestatie en vereisten

Capaciteit

5G-netwerken hebben een krachtige backhaul nodig om snelle gegevensoverdracht en veel gebruikers te kunnen verwerken. LINK-PP‘De expert van ‘s zegt dat middenband- en hoogbandfrequenties deze behoefte vergroten. Middenband neemt in veel gebieden toe, waardoor de backhaulvraag stijgt. Hoogband wordt vaker gebruikt in stedelijke gebieden, waar mensen meer gegevens gebruiken. De benodigde capaciteit hangt af van het gebied, het bedrijf en de beschikbare frequenties. LINK-PP De groep verwacht dat de omzet van 5G-backhaulapparatuur jaarlijks met 12% zal stijgen van 2024 tot 2028. Vezelverbindingen zullen vaker worden gebruikt, maar draadloze backhaul blijft belangrijk waar microgolf nodig is. E/V-band-systemen groeien eveneens snel om te voldoen aan de toenemende gegevensbehoeften. Deze veranderingen betekenen dat 5G-backhaul jaarlijks meer gegevens moet verplaatsen.

Belangrijke aspecten om te controleren bij 5G-backhaul zijn doorvoersnelheid in Gbps, pakketverlies en signaal-ruisverhouding. Operators maken gebruik van real-timecontroles en intelligente tools om te plannen voor groei en vertragingen te voorkomen.

Latentie

Lage latentie is zeer belangrijk voor 5G-backhaul. Nieuwe toepassingen zoals zelfrijdende auto’s en fabrieksrobots vereisen snelle reactietijden. De onderstaande tabel toont de latentiedoelstellingen voor verschillende toepassingen:

Toepassingsgebied / Technologie	Latentievereiste / Doel
Autonome mobiele robots (AMR’s) / Geautomatiseerde geleide voertuigen (AGV’s)	Reactietijd onder de 20 ms
Procesregelkringen	10 ms of minder
Cisco ultra-betrouwbare draadloze backhaul (URWB)	Minder dan 5 ms
Voice over IP (VoIP)	Tot 150 ms
Samenwerkingsapps (Webex, Teams, AR/VR)	Reactietijd onder de 50 ms

De meest belangrijke 5G-toepassingen vereisen een latentie van minder dan 10 ms. Deze lage latentie ondersteunt real-time besturing en een soepele gebruikerservaring.

Betrouwbaarheid

Betrouwbaarheid is eveneens een cruciaal aspect van 5G-backhaul. Vezeloptische backhaul is zeer betrouwbaar en onderhevig aan weinig interferentie. Draadloze backhaul, zoals microgolf of millimetergolf, kan problemen ondervinden door weeromstandigheden of stroomuitval. Operators maken gebruik van technieken zoals adaptieve codering, reserveverbindingen en multi-padverbindingen om netwerkbetrouwbaarheid te waarborgen. Real-timecontroles helpen problemen vroegtijdig op te sporen. De onderstaande tabel vergelijkt vezeloptische en draadloze backhaul:

Aspect	Vezeloptische backhaul	Draadloze backhaul (microgolf, mmWave)
Capaciteit	Zeer hoge bandbreedte	Lagere bandbreedte
Betrouwbaarheid	Zeer betrouwbaar	Gevoelig voor weeromstandigheden
Implementatiekosten	Hoog	Lager
Schaalbaarheid	Uitstekend	Beperkt
Implementatiesnelheid	Langzamer	Sneller
Geschiktheid	Stedelijke, dichtbevolkte gebieden	Landelijke, afgelegen gebieden

Een betrouwbare 5G-backhaul biedt gebruikers snelle en stabiele verbindingen voor alle diensten.

♦ Uitdagingen en oplossingen

Beveiliging

5G-backhaul heeft vele beveiligingsrisico’s. Hackers kunnen zwakke plekken in draadloze backhaullinks aanvallen. Ze kunnen gegevens stelen of de dienstverlening stopzetten. Operators gebruiken sterke versleuteling en firewalls om gegevens veilig te houden. Deze tools beschermen gegevens tijdens het transport tussen celstations en het hoofdnetwerk. Operators werken ook systemen regelmatig bij en controleren vaak op nieuwe bedreigingen. Bedrijven geven werknemers opleidingen om problemen te herkennen en te melden. Al deze stappen helpen de backhaul veilig en goed functionerend te houden voor iedereen.

Schaalbaarheid

Schaalbaarheid is een groot probleem voor 5G-backhaul. Meer mensen en apparaten betekenen meer netwerkverkeer. Een onderzoek toonde aan dat SDN-gebaseerde netwerkslicing met Kubernetes helpt bij het uitbreiden van netwerken. Deze methode maakt gebruik van cloud-native netwerkfuncties als kleine services in containers. Kubernetes kan deze services indien nodig vergroten of verkleinen. Het onderzoek toonde aan dat CPU- en geheugengebruik stabiel blijft, zelfs bij meer verkeer. Het helpt ook bij het beheren van verschillende 5G-verkeerstypen, zoals IoT en mobiele breedband. Op deze manier kunnen operators meer gebruikers en apparaten verwerken zonder de netwerksnelheid te verlagen.

Opmerking: Schaalbare backhaul houdt netwerken snel en stabiel naarmate meer mensen ze gebruiken.

Kosten

Operators moeten kosten en prestaties van 5G-backhaul in overweging nemen. Verschillende technologieën hebben verschillende prijzen en voordelen:

• Backhaul op basis van glasvezel kost meer bij de installatie, maar biedt hoge capaciteit voor de toekomst.

• Draadloze backhaul, zoals microgolf, is goedkoper en sneller te implementeren, maar kan mogelijk niet voldoen aan toekomstige behoeften.

• Koperen backhaul is het goedkoopst, maar kan geen grote hoeveelheden gegevens verwerken.

• Het gebruik van bestaande koperen lijnen in gebouwen kan geld besparen voor indoor small cells.

• Glasvezel biedt meer waarde naarmate meer small cells worden toegevoegd, zelfs als de initiële kosten hoger zijn.

• Draadloze backhaul is goedkoper in eerste instantie, maar glasvezel is beter voor langdurige groei.

• Operators die eigen glasvezelnetwerken bezitten, besparen geld ten opzichte van diegenen die lijnen huren of nieuwe lijnen aanleggen.

• Modellen voor totale eigendomskosten (TCO) laten zien dat het kiezen van de juiste backhaultechnologie essentieel is voor het succes van 5G.

Zorgvuldige planning helpt exploitanten bij het kiezen van de beste combinatie van glasvezel- en draadloze backhaul om zowel budget- als prestatiebehoeften te vervullen.

♦ LINK-PP: Aandrijving van optische 5G-backhaul voor de volgende generatie

Het voldoen aan de strenge eisen van 5G-backhaul vereist oplossingen met hoge prestaties, betrouwbaarheid en kosten-effectiviteit. optische transceiver LINK-PP is gespecialiseerd in geavanceerde optische transceivers voor 5G-netwerken, specifiek ontworpen voor de uitdagingen van mobiele infrastructuur.

Waarom kiezen voor optische transceivers van LINK-PP voor uw 5G-backhaul?

• Uitgebreid assortiment: Biedt een breed scala aan vormfactoren en snelheden (SFP28 25G, QSFP28 100G, QSFP-DD 400G), afgestemd op verschillende segmenten van het 5G-backhaulnetwerk, van small-cell-fronthaul tot hoogcapaciteitsaggregatie.

• Geoptimaliseerd voor extreme omgevingen: Onze modules ondergaan strenge tests om stabiele werking te garanderen binnen de extreme temperatuurbereiken (-40 °C tot +85 °C) die voorkomen in buitenlandse telecomkasten, een cruciale factor voor betrouwbare 5G-connectiviteit.

• Laag stroomverbruik: Ontworpen voor efficiëntie om operationele kosten te verlagen en stroombeperkingen op cell-sites te verminderen, wat ondersteuning biedt aan duurzame 5G-deployments.

• Carriergrade betrouwbaarheid: Gebouwd om strenge telecomstandaarden voor prestaties en levensduur te halen, waardoor downtime wordt geminimaliseerd en netwerkbeschikbaarheid gewaarborgd.

• Kosteneffectieve oplossingen: Levert hoge prestaties zonder afbreuk te doen aan waarde, essentieel voor grootschalige 5G-netwerkdeployments.

Belangrijke LINK-PP-transceivermodellen voor 5G-backhaul:

• Small Cell / Fronthaul (lagere capaciteit):

  • LS-SM3125-10C: Kostenbesparende 25G-oplossing voor afstanden tot 10 km, ideaal voor small-cell-aggregatie of kortere macro-cell-koppelingen. Maakt efficiënte small-cell-backhaul mogelijk.

• Macro Cell / Aggregatie (hoge capaciteit):

  • LQ-LW100-LR4C: De industrie-standaard voor 100G tot 10 km. Perfect voor drukbezochte macro-cell-sites en aggregatienodes. Een hoeksteen voor hoogcapaciteits-5G-transport.

  • LQ-LW100-ER4C: Verlengt het bereik van 100G tot 40 km, wat flexibiliteit biedt voor langere backhaul-koppelingen zonder regeneratie.

• Toekomstbestendigheid & core edge (ultrahoog capaciteit):

  • LQD-CW400-FR4C: Klaar voor de volgende golf, met 400G over 2 km. Ontworpen voor high-density aggregatie en core-netwerkedge-interfaces, essentieel voor schaalbare 5G-infrastructuur.

♦ Veelgestelde vragen

V1: Wat is de hoofdrol van 5G-backhaul?

A: 5G-backhaul verplaatst gegevens tussen cell-sites en het hoofdnetwerk. Het helpt gebruikers snelle internetverbindingen en soepele verbindingen te krijgen. Zonder sterke backhaul kunnen 5G-netwerken niet goed functioneren.

V2: Welke technologieën ondersteunen 5G-backhaul?

A: Glasvezelkabels, draadloze koppelingen zoals microgolf en millimetergolf, en hybride systemen ondersteunen 5G-backhaul. Elk type heeft zijn eigen sterke punten op het gebied van snelheid, kosten en dekkingsgebied.

V3: Wat maakt 5G-backhaul anders dan 4G-backhaul?

A: 5G-backhaul verwerkt veel meer gegevens dan 4G-backhaul. Het ondersteunt lagere latentie en hogere snelheden. Dit helpt nieuwe diensten zoals slimme steden en real-time-apps beter te laten werken.

V4: Welke uitdagingen staan operators tegenover bij 5G-backhaul?

A: Operatoren staan voor uitdagingen op het gebied van kosten, beveiliging en het schalen van het netwerk. Ze moeten de juiste mix van glasvezel en draadloos kiezen om aan de groeiende gegevensbehoeften te voldoen.

V5: Wat gebeurt er als 5G-backhaul zwak of defect is?

A: Een zwakke of defecte backhaul veroorzaakt langzame snelheden en verbroken verbindingen. Gebruikers kunnen mogelijk geen toegang krijgen tot belangrijke diensten. Betrouwbare backhaul houdt het netwerk sterk en stabiel.