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    5G 無(wú)線(xiàn)傳輸

    5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )光傳輸解決方案
    5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )光傳輸解決方案

           5G已經(jīng)來(lái)了,作為光通信行業(yè)的一員,這里來(lái)聊聊5G網(wǎng)絡(luò )中將用到的光器件,它們都是千萬(wàn)級別的海量需求。 光通信器件屬于光傳輸網(wǎng)絡(luò )中的核心組成,承載著(zhù)光電轉換,光波長(cháng)的復用解復用,和光功率的分配等關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )物理層功能。相比于目前的3G 4G網(wǎng)絡(luò ),5G在無(wú)線(xiàn)承載網(wǎng)絡(luò )中改變最大的在于前傳及中傳領(lǐng)域,前傳是連接基站至DU(Distribute Unit,分布單元,負責處理物理層協(xié)議和實(shí)時(shí)服務(wù)),中傳是連接DU于 CU (Centralized Unit,集中單元,負責處理非實(shí)時(shí)協(xié)議和服務(wù))。

           無(wú)線(xiàn)基站通常安裝在通信鐵塔或建筑樓頂,風(fēng)吹日曬的,所以前傳中傳中用到的光器件,需要滿(mǎn)足戶(hù)外場(chǎng)景使用,最重要的就是器件工作溫度要達到工業(yè)級要求,-40℃~85℃。順便提下另一種室內場(chǎng)景,一般是商業(yè)級溫度的要求,0~70℃。

           在前傳場(chǎng)景中,絕大部分傳輸距離要求在10km LR以下,其中5km以下占比約80%,5~10km占比20%。當然,理論值與現網(wǎng)實(shí)際應用會(huì )有差距,肯定會(huì )出現光纖老化鏈路衰減增大,覆蓋區域的距離臨界等問(wèn)題,所以10km以上 的傳輸距離規格比如20km ER仍然是需要的。在中傳場(chǎng)景中,傳輸距離則要求在10~40km之間,存在工業(yè)級與商業(yè)級兩種工作溫度要求。武漢恒泰通技術(shù)有限公司針對前傳和中傳應用,已推出或正推出系列光模塊解決方案,包含前傳的25G LR/ER,25G LR/ER BIDI,25G CWDM/DWDM ER,25G SFP28 TUNABLE,中傳回傳的100G QSFP28 LR4/4WDM 40,200G QSFP56 LR4等工業(yè)級光模塊產(chǎn)品。 同時(shí)還提供工業(yè)級無(wú)源類(lèi)產(chǎn)品5G OMUX, CCWDM, AAWG,其中AAWG產(chǎn)品待工業(yè)級芯片成熟后推出。

    圖1, 5G前傳中傳的速率與距離

           光模塊是光電轉換,中間的傳輸介質(zhì)是光纖,在光網(wǎng)絡(luò )中投資最大的永遠是光纖資源,所以設備及器件的選擇首先要考慮的是光纖。由于政策及人口的因素,中國城市內及大部分區域的光纖資源比較豐富,但中國鄉村及國外大部分區域光纖資源是非常緊缺的。光纖資源寶貴,那光模塊來(lái)省,所以5G前傳有三種方案。

           一、光纖資源豐富的場(chǎng)景,采用光纖直連,一扇區一光纖(One Fiber One Cell),光模塊用25G LR/ER BIDI。一般一個(gè)基站有3扇區,BIDI方案只需要三根光纖即可滿(mǎn)足一個(gè)基站的流量前傳,同時(shí)有利于時(shí)鐘的高精度同步。其中下行的波長(cháng)標準是1310nm還是1330nm還未明確。

     

     

     

    圖2, 5G前傳光纖直連方案

           二、 光纖資源稀缺的場(chǎng)景,這就需要用到波分復用WDM方案了,將一個(gè)基站的所有業(yè)務(wù)波長(cháng)復用至一根或一對光纖進(jìn)行回傳,節省基站至DU的光纖資源,稱(chēng)為One Fiber One Site (Base-station)(一個(gè)基站一根光纖)。這里需要用到大量的彩光模塊,給安裝、備件和維護帶來(lái)一些不便,Tunable光模塊應用而生。所以這個(gè)場(chǎng)景主要用到光模塊25G CWDM/DWDM LR/ER,25G SFP28 TUNABLE LR/ER,波長(cháng)可以是O波段和C波段,以及工業(yè)級無(wú)源WDM類(lèi)產(chǎn)品5G OMUX,CCWDM。

    圖3, 5G前傳無(wú)源WDM方案

           當然,更高效回傳網(wǎng)絡(luò )的方式是波分設備直接下沉至基站與DU,即有源WDM方案,可兼容現網(wǎng)2G/3G/4G業(yè)務(wù),且可實(shí)現更多L3層業(yè)務(wù)管理和優(yōu)化功能,當然這會(huì )使得CAPEX增大。 

           三、 回傳主干光纖資源極度缺乏的情況下,需要將多個(gè)基站的流量匯聚至一個(gè)DU進(jìn)行回傳,稱(chēng)為One Fiber N Sites (Base-station)(N個(gè)基站一根主干光纖),這是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的WDM無(wú)源方案。比如常用的AAWG 40波長(cháng),可覆蓋6個(gè)基站(每個(gè)基站3扇區,共18個(gè)AAU,20波上行/20波下行)。此拓樸結構符合基于PON的光無(wú)源網(wǎng)絡(luò ),最大限度地利舊現網(wǎng)ODN網(wǎng)絡(luò )。 

           業(yè)內目前只有成熟的商業(yè)級AWG,工作溫度范圍為0℃~75℃,在未來(lái)WDM-PON網(wǎng)絡(luò )乃至5G前傳解決方案中,AWG工作溫度范圍需求進(jìn)一步提升至工業(yè)級的-40 ℃~85℃,對有熱、無(wú)熱封裝提出更苛刻要求,對芯片級無(wú)熱AWG要求也進(jìn)一步提高,仍需業(yè)內同仁努力攻破。如工業(yè)級AWG仍然不成熟,安裝環(huán)境又不便滿(mǎn)足商業(yè)級工作溫度,在鏈路光功率預算可滿(mǎn)足時(shí),可考慮使用分光器PLC splitter,Splitter產(chǎn)品目前都可完全滿(mǎn)足工業(yè)級工作溫度的要求。 

           P2MP場(chǎng)景主要用到光模塊25G CWDM/DWDM LR/ER,25G SFP28 TUNABLE LR/ER,波長(cháng)可以是O波段和C波段,以及工業(yè)級無(wú)源WDM類(lèi)產(chǎn)品5G OMUX,CCWDM,AWG或者PLC Splitter。

    圖4, 5G前傳點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源WDM方案

     

        5G是通信史上的關(guān)鍵里程碑,市場(chǎng)巨大,挑戰甚多,武漢恒泰通技術(shù)有限公司將一如既往,不斷為客戶(hù)提供設計創(chuàng )新和方案領(lǐng)先的光互連產(chǎn)品。

     

    · 10G SFP+

    · 10G SFP+ Bi-Di

    · 25G SFP28

    · 200G CFP2 PAM4(Coming)

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