工業(yè)級波分復(fù)用模塊在5G部署中的應(yīng)用

5G是當(dāng)下最為熱門的話題，從去年開始，全球運(yùn)營商就已經(jīng)在自己的網(wǎng)絡(luò)上測試5G技術(shù)；截至2018年11月，全球182家運(yùn)營商已在78個國家進(jìn)行了5G試運(yùn)營和投資。

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，更高速率的光模塊將在更高密度的蜂窩基站上部署，而這給工業(yè)級波分產(chǎn)品帶來了新的發(fā)展機(jī)會。由于工業(yè)波分模塊在5G市場的重要地位，易飛揚(yáng)(Gigalight)開始著手對高速率工業(yè)級波分模塊的研制，并取得了一些成果。

在過去的3G/4G LTE部署中, 2.5G/10G光模塊占據(jù)了主流；而隨著5G商業(yè)服務(wù)和應(yīng)用的快節(jié)奏，尤其是無線前傳市場的空前激增, 25G光模塊的需求也在不斷增加。下圖是來自某市場調(diào)研公司的趨勢預(yù)測。

25G光模塊的增長來源分為數(shù)通市場和電信市場。國內(nèi)單個數(shù)據(jù)中心規(guī)模一般比美國數(shù)據(jù)中心體量小, Hyperscale型數(shù)據(jù)中心較少，比起國外數(shù)據(jù)中心從10G-40G到25G-100G的升級需求，國內(nèi)未來的25G光模塊需求主要來源于5G前傳領(lǐng)域。

從上圖我們還可以看到少量50G光模塊的需求——這主要還是來源于5G承載網(wǎng)建設(shè)。數(shù)據(jù)中心場景下, 50G光模塊集中在超大數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的NIC和ToR之間的連接。

而基于單模光纖傳輸?shù)?0G光模塊主要集中在電信領(lǐng)域：為節(jié)省5G部署成本，結(jié)合25Gbps的基礎(chǔ)速率, 5G中傳回傳的匯聚層會用到少量基于PAM4調(diào)制的50G光模塊。

?易飛揚(yáng)(Gigalight)無線前傳網(wǎng)WDM解決方案

總的來說, 5G前傳光模塊速率主要是Nx25Gb/s, 而中傳和回傳主要是Nx100Gb/s。在當(dāng)前光纖資源緊缺的情況下, 5G承載網(wǎng)基本上還是延續(xù)過去DWDM密集波分的思路，激光器的選擇尤為重要。

由于激光器管芯溫度變化會引起材料折射率及腔長發(fā)生變化，從而引起波長變化，也就是溫漂問題，國產(chǎn)工業(yè)級溫度25G DWDM激光器在當(dāng)前是比較困難的課題。

波分復(fù)用(WDM)技術(shù)指將不同波長的光信號匯集在一根光纖中發(fā)射傳輸、然后在接收端將它們分開的技術(shù)，可有效擴(kuò)展傳輸容量，節(jié)約大量光纖。

根據(jù)不同的波長間隔，又可細(xì)分為CWDM粗波分復(fù)用和DWDM密集波分復(fù)用技術(shù)，需要注意的是，波分復(fù)用技術(shù)和并行光纖傳輸是不同的，此處略而不表。

DWDM密集波分復(fù)用系統(tǒng)主要可以分為兩類。

集成式波分復(fù)用系統(tǒng)

SDH終端具有滿足G.692的光接口；光源滿足長距離傳輸。

整個系統(tǒng)構(gòu)造簡單，但是不能直接使用之前舊的SDH系統(tǒng)和不同廠家的系統(tǒng)。

開放式波分復(fù)用系統(tǒng)

在波分復(fù)用器前端加入波長轉(zhuǎn)移單元OTU, 將當(dāng)前SDH的G.957接口轉(zhuǎn)換為G.692的標(biāo)準(zhǔn)波長光接口。

優(yōu)點(diǎn)在于可以接納過去的舊SDH系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)不同廠家互聯(lián)，但OTU的引入可能對系統(tǒng)性能帶來一定的負(fù)面影響。

?典型的波分復(fù)用系統(tǒng)架構(gòu)

當(dāng)前國內(nèi)各大運(yùn)營商在現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的DWDM幾乎都是開放式DWDM系統(tǒng)，有部分廠商認(rèn)為集成式密集波分復(fù)用系統(tǒng)減少了OTU轉(zhuǎn)換設(shè)備、結(jié)構(gòu)簡單等諸多原因在成本上具有很大優(yōu)勢。

DWDM系統(tǒng)以其充分利用光纖帶寬、降低器件的速率要求、通道對傳輸信號完全透明以及可擴(kuò)展性好等優(yōu)勢，成為當(dāng)前5G承載網(wǎng)運(yùn)行的主要方式。

先簡單列出不同封裝光模塊的應(yīng)用。

? SFP各產(chǎn)品類型，數(shù)據(jù)中心和電信市場都有使用

? QSFP系列光模塊廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域

? CFP尺寸和功耗最大，主要應(yīng)用于中長距離的電信市場；在中短距離的電信場景逐漸被QSFP所取代

當(dāng)然還有另外的一些封裝，比如CXP, XFP等。未來的5G市場尤其是前傳市場，工業(yè)級波分復(fù)用模塊產(chǎn)品的封裝形式主要以SFP類型(SFP+, SFP28, SFP56等)為主。

當(dāng)前的工業(yè)級溫度(0~85℃)波分模塊主要集中在2.5G和10G速率，并且隨距離的不同，激光器調(diào)制方式也有所不同，下表部分列出易飛揚(yáng)(Gigalight)可提供的工業(yè)級波分模塊。

以10G SFP+模塊為例，在整個DWDM系統(tǒng)的使用如下圖所示。

應(yīng)用在5G前傳的25G DWDM光模塊市場上已有成品，但是能夠做到工業(yè)級溫度的程度似乎還未見到。

10G DWDM光模塊芯片已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)，而25G芯片尚處于研制之中，因此對于25G/50G工業(yè)級波分產(chǎn)品，市場仍處于等待和預(yù)部署狀態(tài)——當(dāng)前或者說5G部署的初期前傳領(lǐng)域仍然以10G工業(yè)級波分復(fù)用模塊為主。

工業(yè)級波分模塊是一個巨大的市場，尤其是在5G這樣的歷史機(jī)遇期。去年中興禁令導(dǎo)致了全球電信市場銷售疲軟, DWDM系統(tǒng)的升級和FTTx的PON模塊需求在一定程度上拯救了市場。

在可預(yù)計(jì)的未來，工業(yè)級DWDM模塊將迎來更加顯著的業(yè)務(wù)需求，易飛揚(yáng)(Gigalight)的工程師將在現(xiàn)有的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，推出更多面向市場的工業(yè)級波分產(chǎn)品。了解更多工業(yè)級波分產(chǎn)品，請?jiān)L問：https://www.gigalight.com/cn/gmklist.html?cat_id=83