信通院專(zhuān)家：產(chǎn)業(yè)界應共同探討光模塊低成本實(shí)現路徑

  ICCSZ訊 日前，備受關(guān)注的“中國信通院第12屆ICT深度觀(guān)察大會(huì )”在北京國家會(huì )議中心隆重召開(kāi)。在“泰爾實(shí)驗室檢測評估分論壇”上，中國信通院技術(shù)與標準研究所寬帶網(wǎng)絡(luò )研究部吳冰冰介紹了5G承載光模塊技術(shù)進(jìn)展與測評。

  吳冰冰指出，5G三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景的更大帶寬、超低時(shí)延、更高精度時(shí)鐘同步對承載網(wǎng)的關(guān)鍵性能提出更高的要求。而光模塊是5G網(wǎng)絡(luò )的基礎構成單元，部分設備中成本占比>50%~70%。目前就5G前傳、中回傳由于速率容量、傳輸距離、工作環(huán)境、光纖資源和同步特性等需求的不同，對光模塊提出新型差異化要求，業(yè)界提出多種5G光模塊解決方案。

  5G前傳方面，吳冰冰表示，無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的組網(wǎng)架構影響5G前傳網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)方案和部署策略，目前存在光纖直連、無(wú)源WDM、有源WDM/OTN/SPN以及半有源WDM等多種組網(wǎng)方案和應用場(chǎng)景。

  5G網(wǎng)絡(luò )建設初期，在光纖資源充裕的場(chǎng)景下，前傳以光纖直連方式為主。光纖直連場(chǎng)景一般采用25Gb/s灰光模塊，基站的塔上塔下互連一般采用Duplex光模塊，另外用于傳輸距離更遠或鏈路損耗更大的AAU與接入機房(站點(diǎn))之間的光纖直連場(chǎng)景可以采用Duplex光模塊和BiDi光模塊。

  5G網(wǎng)絡(luò )建設中后期，隨著(zhù)高頻組網(wǎng)及低頻增點(diǎn)等深度覆蓋，為充分利用已有光纖資源，基于波分的部署規模將逐步加大，25G WDM方案是當前研究熱點(diǎn)，初步建議部署至少6波(100M頻譜帶寬S111站)或12波(雙?；蚬步ü蚕淼葓?chǎng)景)。吳冰冰指出，考慮到色散、成本等因素，波長(cháng)選擇以O波段為主，另外如果考慮到大容量因素，C波段具備優(yōu)勢。目前存在包括CWDM、MWDM、LAN-WDM以及DWDM等多種彩光模塊方案。

  具體來(lái)看，CWDM前4波可共用成熟的100G CWDM4產(chǎn)業(yè)鏈和DML激光器；5、6波DML激光器小批量供應、性能略差，接收端需使用APD探測器；其他波受色散限制需使用EML激光器，成本高；另外滿(mǎn)足工溫需求需增加TEC等控溫措施。LWDM后四波可共用100G LR4產(chǎn)業(yè)鏈，DML激光器成熟;前4波可共用400G LR8產(chǎn)業(yè)鏈，需使用EML激光器，目前只能小批量供應，價(jià)格缺乏競爭力，后續需演進(jìn)為DML方案;另外滿(mǎn)足工溫需求同樣需增加TEC等控溫措施。吳冰冰指出，目前LWDM+CWDM共同構成6波和12波方案。

  MWDM可在重用25G CWDM前6波產(chǎn)業(yè)鏈基礎上，通過(guò)偏移波長(cháng)形成12波，不過(guò)滿(mǎn)足工溫需求需增加TEC等控溫措施。具體來(lái)說(shuō)，前8波可共用100G CWDM4產(chǎn)業(yè)鏈，使用低成本DML+PIN方案，后4波激光器使用DML，探測器需使用APD。吳冰冰指出，在中國移動(dòng)的推動(dòng)下，雖然目前處于樣品階段，但是研發(fā)速度較快。

  DWDM采用C波段工作波長(cháng)，可支持40+波，顯著(zhù)節約光纖資源，可分為固定波長(cháng)方案和可調波長(cháng)方案。當前主要采用其中24波用于5G前傳，受色散限制，激光器需使用EML，成本高，部分波長(cháng)能做小批量供應，供應鏈開(kāi)始成熟。另外，DWDM采用O波段工作波長(cháng)可調光模塊，可支持12波。不過(guò)需要指出的是波長(cháng)可調諧技術(shù)難度大，國內處于研發(fā)及樣品階段。

  另外，在5G中回傳光模塊方面，吳冰冰指出，由于5G中回傳覆蓋城域接入、匯聚與核心層，對光纜纖芯需求不大，主要采用提升模塊速率或WDM方式提升承載容量。

  需要指出的是，目前5G中回傳光模塊技術(shù)面臨非相干和相干路線(xiàn)選擇。吳冰冰表示，非相干路線(xiàn)傳輸性能受限于色散等因素，單波速率較低，而相干路線(xiàn)可解決色散問(wèn)題、單波速率高。吳冰冰指出，現有相干光模塊面向長(cháng)距傳輸，雖然性能好，但是成本高，低成本相干光模塊標準和產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善，需明確關(guān)鍵指標。

  據吳冰冰介紹，為了評估5G承載光模塊發(fā)展水平、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)方合作交流，IMT-2020(5G)推進(jìn)組5G承載工作組先后兩次組織5G承載光模塊測評工作，測試項目增多、參測規模擴大，從第1次組織測試的5家擴展到第二次組織測試的12家。后續推進(jìn)組將更新《5G承載光模塊》白皮書(shū)。與此同時(shí)，吳冰冰指出，參測光模塊樣品整體上滿(mǎn)足已發(fā)布或在研的IEEE 802.3標準及草案、CCSA行業(yè)標準及草案、多源協(xié)議MSA等要求，但是在光電接口、長(cháng)期穩定性、互通能力、設備和儀表兼容性方面個(gè)別模塊仍存在一些尚需完善的問(wèn)題。

  吳冰冰表示，5G對光模塊“低成本、高性能”的需求持續存在，技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)鏈聚集是兩大有效手段。同時(shí)5G前傳、中回傳對光模塊提出差異化需求，存在多種技術(shù)方案，建議收斂聚焦，通過(guò)規模效應實(shí)現成本降低，同時(shí)便于運營(yíng)商使用維護。另外，光模塊及芯片的自主創(chuàng )新發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的改善，測評與標準化進(jìn)展加速推進(jìn)，為避免4G時(shí)代無(wú)需競爭，5G時(shí)代可建立完善評價(jià)機制，促進(jìn)良性競爭和健康發(fā)展。

  最后，吳冰冰建言，運營(yíng)商、系統設備商、模塊芯片商以及研究機構等產(chǎn)業(yè)界各方應該共同探索光模塊低成本實(shí)現路徑。

      作者：水易