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5G时代对承载网光模块提出的要求有哪些?

5G时代已经到来,网上关于它的炒作早就已经汗牛充栋、层出不穷,这里不再赘述——今天的主题是5G承载网的光模块。

5G承载网概述

据IMT-2020(5G)推进组的《5G承载光模块白皮书》描述,5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层/省内干线,主要实现5G的前传、中传和回传功能。
其中各层设备之间主要依赖光模块实现互连。主要应用场景和需求分析如下表所示。

5G承载网主要应用场景和需求分析表

网络分层 城域接入层  城域汇聚层 城域核心层/干线
5G前传 5G中回传 5G回传+DCI 5G 回传+DCI
传输距离 <10/20km <40km <40-80km<40-80km/几百 km
组网拓扑星型为主,环网为辅环网为主,少量为链型或星型链路环网或双上联链路 环网或双上联链路
客户接口 eCPRI:25GE
CPRI:Nx10G/25G 或1x100G
5G初期:10GE/25GE
规模商用:Nx25GE/50GE
5G初期:10GE/25GE
规模商用:Nx25GE/50GE/100GE
5G初期:25GE/50GE/100GE
规模商用:Nx100GE/400GE
线路接口 10/25/100Gb/s灰光
或Nx25G/50Gb/s WDM彩光
25G/50G/100Gb/s灰光
或Nx25G/50Gb/s WDM彩光
100G/200Gb/s灰光
或Nx100Gb/s WDM彩光
200G/400Gb/s灰光
或Nx100G/200G/400Gb/s WDM彩光

数据来源:《5G承载网络架构和技术方案白皮书》

1、前传

5G前传典型应用场景如下图所示,包括光纤直连、无源WDM和有源WDM/光传送网(OTN)/切片分组网(SPN)等。

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5G前传典型应用场景

  • 传输距离在10km以内甚至更短
  • 至少是工业级温度(-40℃~85℃)
  • 4G CPRI Option 7速率:9.83Gbps;5G CPRI Option 10速率:24.33Gbps;eCPRI with 25.78Gbps
  • BiDi方案可利用现有光纤资源将传输带宽翻倍,并节省50%光纤资源:比如25G单纤双向灰光模块
  • 25G可调谐彩光模块是前传场景下WDM方案的核心单元

2、中回传

5G中回传覆盖城域接入层、汇聚层和核心层,所需光模块与现有传送网及数据中心使用的光模块技术差异不大,接入层将主要采用25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s等速率的灰光或彩光模块,汇聚层及以上将较多采用100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s等速率的DWDM彩光模块。

  • 中传场景下的接入层,N*10GE方案光纤消耗大,100GE成本又太高;PAM4编码技术实现倍频,50G PAM4光模块单Bit成本节省30%,会是一个极具性价比的选择。
  • 以相干技术为基础的100G /200G CFP DCO、100G /200G CFP2 DCO以及400G ZR光模块和WDM技术将出现在回传场景。

未来光模块的演进思路

5G承载网光模块将朝更耐热、更省光纤、更便宜、更高速方向发展,如下图所示。

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由于低成本、高性能的因素驱动,5G推动着光器件技术的发展,其中模块中的关键组件部分如下图所示,PIN、APD探测器以及DML、EML激光调制方式相对技术成熟一些,而相干、可调谐等技术不仅成本高,技术实现难度也很大。

G时代对承载网光模块提出的要求有哪些?"

依托气密性封装、温度控制等技术,5G承载网光模块应保障激光器在各种环境下的稳定性能;考虑到不同量级的OpEx,电信光模块还需要考虑互联互通、高可靠性等,5G承载网对光模块的基本要求如下表所示。

5G 承载网对光模块的基本诉求

极简架构更少的lanes,更高集成度,更少器件
经济量产 封装简化,自动化生产
先进技术低功耗芯片工艺,优化DSP算法
环境适应性室外工业级温度,不同光纤的适应能力
标准化可插拔,互联互通

小结

5G承载网是建设5G的关键所在,市场巨大,技术难点众多。易飞扬(Gigalight)的工程师们持续攻关,不仅可以提供25G BiDi以及10G可调谐模块在内的5G前传解决方案,还可以为中回传提供相干模块的技术支持,这在国内并不多见。当然我们还可以为客户提供以100G QSFP28 ER4 Lite为代表的电信级模块,同样这些产品在国内市场是远远领先于其他器件商的。若有产品和解决方案上的需求,可联系我们的销售人员。

——部分内容引用自OFweek 2019(第三届)中国物联网产业大会演讲PPT

原创文章,作者:易飞扬,如若转载,请注明出处:https://www.gigalight.com/cn/bbs/market/5g-optical-transceiver-network.html

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