工業(yè)級(jí)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(mén)的話(huà)題，從去年開(kāi)始，全球運(yùn)營(yíng)商就已經(jīng)在自己的網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試5G技術(shù)；截至2018年11月，全球182家運(yùn)營(yíng)商已在78個(gè)國(guó)家進(jìn)行了5G試運(yùn)營(yíng)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(jí)波分產(chǎn)品帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。由于工業(yè)波分模塊在5G市場(chǎng)的重要地位，易飛揚(yáng)(Gigalight)開(kāi)始著手對(duì)高速率工業(yè)級(jí)波分模塊的研制，并取得了一些成果。

在過(guò)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(wú)線(xiàn)前傳市場(chǎng)的空前激增, 25G光模塊的需求也在不斷增加。下圖是來(lái)自某市場(chǎng)調(diào)研公司的趨勢(shì)預(yù)測(cè)。

25G光模塊的增長(zhǎng)來(lái)源分為數(shù)通市場(chǎng)和電信市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)單個(gè)數(shù)據(jù)中心規(guī)模一般比美國(guó)數(shù)據(jù)中心體量小, Hyperscale型數(shù)據(jù)中心較少，比起國(guó)外數(shù)據(jù)中心從10G-40G到25G-100G的升級(jí)需求，國(guó)內(nèi)未來(lái)的25G光模塊需求主要來(lái)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(lái)源于5G承載網(wǎng)建設(shè)。數(shù)據(jù)中心場(chǎng)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(huì)用到少量基于PAM4調(diào)制的50G光模塊。

?易飛揚(yáng)(Gigalight)無(wú)線(xiàn)前傳網(wǎng)WDM解決方案

總的來(lái)說(shuō), 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(guò)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(huì)引起材料折射率及腔長(zhǎng)發(fā)生變化，從而引起波長(zhǎng)變化，也就是溫漂問(wèn)題，國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)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(zhǎng)的光信號(hào)匯集在一根光纖中發(fā)射傳輸、然后在接收端將它們分開(kāi)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(zhǎng)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(lèi)。

集成式波分復(fù)用系統(tǒng)

SDH終端具有滿(mǎn)足G.692的光接口；光源滿(mǎn)足長(zhǎng)距離傳輸。

整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)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(kāi)放式波分復(fù)用系統(tǒng)

在波分復(fù)用器前端加入波長(zhǎng)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(zhǎng)光接口。

優(yōu)點(diǎn)在于可以接納過(guò)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(duì)系統(tǒng)性能帶來(lái)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(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商在現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的DWDM幾乎都是開(kāi)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(jiǎn)單等諸多原因在成本上具有很大優(yōu)勢(shì)。

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(duì)傳輸信號(hào)完全透明以及可擴(kuò)展性好等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前5G承載網(wǎng)運(yùn)行的主要方式。

先簡(jiǎn)單列出不同封裝光模塊的應(yīng)用。

? SFP各產(chǎn)品類(lèi)型，數(shù)據(jù)中心和電信市場(chǎng)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(zhǎng)距離的電信市場(chǎng)；在中短距離的電信場(chǎng)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(lái)的5G市場(chǎng)尤其是前傳市場(chǎng)，工業(yè)級(jí)波分復(fù)用模塊產(chǎn)品的封裝形式主要以SFP類(lèi)型(SFP+, SFP28, SFP56等)為主。

當(dāng)前的工業(yè)級(jí)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(jí)波分模塊。

以10G SFP+模塊為例，在整個(gè)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(chǎng)上已有成品，但是能夠做到工業(yè)級(jí)溫度的程度似乎還未見(jiàn)到。

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

工業(yè)級(jí)波分模塊是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，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(chǎng)銷(xiāo)售疲軟, DWDM系統(tǒng)的升級(jí)和FTTx的PON模塊需求在一定程度上拯救了市場(chǎng)。

在可預(yù)計(jì)的未來(lái)，工業(yè)級(jí)DWDM模塊將迎來(lái)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(chǎng)的工業(yè)級(jí)波分產(chǎn)品。了解更多工業(yè)級(jí)波分產(chǎn)品，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：https://www.gigalight.com/cn/gmklist.html?cat_id=83