IMT-2020-5G承载光模块白皮书-2020.8-22页_8mb

5G承载光模块白皮书总结

核心内容

5G承载光模块是5G网络建设的重要组成部分，承担着无线接入网与核心网之间的光电转换任务。随着5G技术的发展，光模块在系统设备中的成本占比显著上升，成为实现5G低成本、广覆盖的关键要素。5G对光模块提出了更高的速率、更远的传输距离、更优的同步特性、更强的可靠性等要求，推动了多种新型光模块技术方案的发展。

主要观点

• 5G网络需求驱动光模块发展：5G部署推动了光模块技术方案的多样化，包括光纤直连、波分复用（WDM）等。
• 应用场景差异：5G承载光模块根据网络部署阶段和场景不同，分为前传、中传和回传，不同场景对光模块的速率、距离、封装和波长需求不同。
• 技术方案多样：前传光模块主要采用25Gb/s灰光模块和彩光模块，包括BiDi、CWDM、MWDM、LWDM和DWDM等；中回传光模块则包括25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、200Gb/s和400Gb/s等速率，以灰光和相干彩光为主。
• 产业链与标准发展：光模块产业链正在快速发展，标准化工作持续推进，测试验证和评估机制对推动产业发展至关重要。
• 光模块性能与兼容性：当前光模块在光电接口、长期误码性能和异厂家互通等方面基本满足标准要求，但仍存在个别问题需要优化。

关键信息

前传光模块

• 典型速率：25Gb/s，用于满足eCPRI接口需求。
• 主要技术方案：
  • 25Gb/s灰光模块：采用双纤双向或单纤双向技术，如SFP28封装，传输距离包括300m、10km、15km等。
  • 25Gb/s彩光模块：包括CWDM、MWDM、LWDM和DWDM方案，其中：
    • CWDM：采用18个波长，前6波已成熟，后6波需EML或APD方案。
    • MWDM：基于CWDM前6波扩展，采用非均匀波长间隔，已进入测试和试商用阶段。
    • LWDM：基于IEEE 802.3规范扩展，适用于中等距离传输。
    • DWDM：支持C波段，通道间隔100GHz，可实现高容量传输，但成本较高。
• 调顶技术：采用幅度调制为主，频率调制为辅，用于实现光模块的在线管理维护。
• 产业发展：25Gb/s灰光模块已批量生产，彩光模块正在推进标准化和规模化应用。

中回传光模块

• 典型速率：25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、200Gb/s和400Gb/s。
• 主要技术方案：
  • 灰光模块：采用NRZ或PAM4调制，适用于接入层和汇聚层。
  • 彩光模块：包括WDM方案，如4WDM、LWDM等，支持更远距离传输。
  • 相干光模块：采用PAM4或DMT调制，适用于核心层，随着硅光和低成本DSP技术发展，成为新的研究热点。
• 测试验证：光模块在光电接口、长期误码性能、异厂家互通等方面表现良好，但部分模块在压力灵敏度、SSPRQ码型条件下的TDECQ等方面仍需优化。
• 产业链协同：建议统一管控模型及OAM机制，推动产业链协同发展。

产业发展建议

• 技术创新与产业链聚集：通过技术突破和产业链协同，实现5G光模块的高性能与低成本。
• 标准与测试验证：加快标准制定，建立统一的测试验证平台，推动光模块技术方案的评估和优化。
• 统一OAM机制：建议从标准层面统一操作维护管理机制，以提升光模块的互通性和兼容性。
• 推动国产化与规模化：鼓励国内产业链发展，实现光模块的自主可控和规模化应用。

5G承载光模块发展趋势

• 技术多样化：5G承载光模块技术方案多样化，但未来将逐步收敛，形成标准化和规模化。
• 标准化进程：国内外标准制定工作持续推进，如IEEE 802.3、MSA和CCSA标准。
• 测试验证推动产业化：多厂家、多类型光模块的测试验证为产业链成熟提供了基础支撑。
• 低成本与高性能并重：光模块需兼顾高性能和低成本，以满足5G网络的快速部署需求。

主要贡献单位

• Hisense Broadband
• 中国信息通信研究院（CAICT）
• 中国移动（China Mobile）
• 中国电信（CHINA TELECOM）
• 中国联通（Chinaunicom）
• 华为（HUWEI）
• 中兴（ZTE）
• NOKIA上海日乐
• Keysight Technologies
• HGTECH
• Finisar
• Lumentum
• VIAV
• EXFO

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