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5G技術(shù)已經(jīng)邁入商用化進(jìn)程，其新型業(yè)務(wù)特性和更高指標(biāo)要求對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及各層技術(shù)方案均提出了新的挑戰(zhàn)。光模塊是5G網(wǎng)絡(luò)高速互連的基礎(chǔ)組件，在部分設(shè)備中的成本占比甚至超過50%~70%，是5G低成本、廣覆蓋的關(guān)鍵要素之一。由于速率容量、傳輸距離、工作環(huán)境、光纖資源和同步特性等需求的不同，5G前傳、中回傳對(duì)光模塊提出差異化要求。光模塊應(yīng)滿足更高速率、更長距離、更寬溫度范圍以及更低成本，目前已出現(xiàn)多種解決方案，種類紛繁復(fù)雜，需要業(yè)界合力推動(dòng)進(jìn)一步收斂聚焦。

5G前傳的典型應(yīng)用場景包括光纖直連、無源WDM、半有源WDM以及有源WDM等，如圖1所示。光纖直連網(wǎng)絡(luò)簡潔、易于維護(hù)、時(shí)延較低但消耗大量光纖，WDM方案減少光纖占用但面臨其他問題如成本增加、有源時(shí)需要額外供電等。

5G承載光模塊典型應(yīng)用場景以及發(fā)展現(xiàn)狀介紹


圖1  (a)光纖直連 (b)無源WDM (c)半有源WDM (d)有源WDM

光纖直連場景一般采用25Gbit/s灰光模塊，支持雙纖雙向和單纖雙向兩種類型，在5G部署短期內(nèi)為主導(dǎo)方案。隨著高頻組網(wǎng)以及低頻增點(diǎn)等深度覆蓋，為充分利用已有光纖資源或解決光纖資源緊張問題，WDM部署將逐漸增加。無源WDM場景主要包括點(diǎn)到點(diǎn)無源WDM和WDM-PON等，采用一對(duì)或一根光纖實(shí)現(xiàn)多個(gè)AAU到DU間的連接，典型需要10Gbit/s或25Gbit/s彩光模塊。有源WDM場景在AAU/DU至WDM/OTN/SPN設(shè)備間一般需要10Gbit/s或25Gbit/s短距灰光模塊，在WDM/OTN/SPN設(shè)備間需要N×10/25/50/100Gbit/s等速率的雙纖雙向或單纖雙向彩光模塊。半有源場景綜合上面兩種場景的特點(diǎn)，在DU側(cè)使用有源WDM/OTN/SPN設(shè)備，在AAU側(cè)使用無源波分復(fù)用器。

針對(duì)AAU全室外應(yīng)用環(huán)境，5G前傳應(yīng)用場景對(duì)光模塊的典型要求首先是需滿足-40℃~+85℃的工業(yè)級(jí)溫度范圍以及防塵等環(huán)境可靠性要求。另外，5G光模塊總需求量預(yù)計(jì)超過4G，尤其前傳光模塊可能存在數(shù)千萬量級(jí)的需求，對(duì)應(yīng)的光纖資源的需求也會(huì)大大增加，低成本是產(chǎn)業(yè)對(duì)光模塊的主要訴求之一。

5G中回傳覆蓋城域接入層、匯聚層與核心層，所需光模塊與現(xiàn)有傳送網(wǎng)及數(shù)據(jù)中心使用的光模塊技術(shù)差異不大，可以通過提升模塊速率或WDM的方式來提升承載容量。接入層將主要采用25Gbit/s、50Gbit/s、100Gbit/s等速率的灰光或彩光模塊，匯聚層及以上將較多采用100Gbit/s、200Gbit/s、400Gbit/s等速率的DWDM彩光模塊。