OPTiNET2019 | 中國聯(lián)通張賀：5G承載要減少光模塊種類 核心技術(shù)要國產(chǎn)化

  ICCSZ訊（編輯：Aiur） 6月13日上午，在由訊石信息咨詢承辦的2019中國光網(wǎng)絡(luò)研討會(OPTiNET 2019)光器件專題會議上，中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院NGOF城域光模塊組長張賀發(fā)表《5G承載對光模塊的需求及應(yīng)用建議》行業(yè)報告，他分析了5G承載對光模塊的需求，并對5G承載中光模塊的應(yīng)用進(jìn)行分析。他還對光模塊應(yīng)用和發(fā)展給出了建議。

中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院NGOF城域光模塊組長 張賀

      5G承載對光模塊的需求

  張賀認(rèn)為，當(dāng)前行業(yè)大背景是，光模塊和光器件在信息通信網(wǎng)絡(luò)中的重要性日漸提升，它們的功能和性能決定著網(wǎng)絡(luò)整體性能，成本占比也越來越大，影響網(wǎng)絡(luò)總體成本。隨著5G牌照已發(fā)，運營商即將開始網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模建設(shè)，尤其是前傳、中傳和回傳將產(chǎn)生海量的光器件光模塊需求。  另一方面，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展使面向DC云化的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)成為傳輸承載網(wǎng)絡(luò)必須考慮的問題，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需求更加明顯且巨大，張賀相信電信和數(shù)通共享光模塊生態(tài)鏈將是利大于弊的事情。

  他還提到高端光模塊的國產(chǎn)化率低的問題，主要是高端芯片的缺失。光模塊中的光芯片及組件成本占比達(dá)65%，電芯片IC也占到了20%，而根據(jù)中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖，中國25G及以上的光芯片自主率僅為3%，電芯片接近于0%。張賀表示行業(yè)下游有責(zé)任和義務(wù)去推動解決產(chǎn)業(yè)共性瓶頸。

  電信和數(shù)通是光模塊兩大應(yīng)用，既有共同需求，也各有側(cè)重。光模塊投資在電信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在比重越來越大，成為研究及關(guān)注重點，都在增大投入開展相關(guān)技術(shù)研究，滿足自身應(yīng)用需求，并引領(lǐng)行業(yè)應(yīng)用。

      5G承載中光模塊的應(yīng)用分析

  對于5G承載中光模塊的應(yīng)用分析，張賀表示5G基站會采用共站部署和池組化，因為要考慮光纖資源的巨量消耗。而共站址建設(shè)是要利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，會與LTE基站，甚至3G基站共站部署，充分利用現(xiàn)有基站和鐵塔資源。共站建設(shè)成為必需，基于共同的鐵塔、光纖光纜和集中化機房資源。中國聯(lián)通則會采用池組化模式，由于光纖資源受限，中國聯(lián)通集中化程度遠(yuǎn)大于其它運營商。

  針對5G網(wǎng)絡(luò)前傳光模塊，5G前傳接口，目前主要是25G eCPRI，接口類型包括：25G 可調(diào)諧DWDM接口(光纖不足，提高纖芯利用率) 、25G bidi接口，10km/15km(CRAN光纖直驅(qū))和25G duplex接口，300m，F(xiàn)P/DFB激光器(DRAN)。張賀表示，前傳要求光模塊滿足大容量，會優(yōu)先采用DWDM，波長需要零配置或少配置，需要更低的成本，主要是前傳用量大，是價格敏感的應(yīng)用場景。他還提到前傳光模塊要具有可管理性，簡潔有效的維護(hù)管理能力以及通用性，共享產(chǎn)業(yè)鏈，讓成本更低。

  對于基于可調(diào)諧光模塊的G.698.4(前G.metro)技術(shù)，張賀表示DWDM技術(shù)下沉至城域網(wǎng)絡(luò)邊緣接入層，提升系統(tǒng)容量，提高接入主干光纜纖芯利用率，解決接入主干纖芯巨量消耗和不足，得到業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可。

  G.698.4(前G.metro), Port-Agnostic Bi-directional access WDM(PAB-WDM)是一種波長自適應(yīng)接入型WDM。其波長自適應(yīng)，免配置，單纖雙向(對稱性好)，時延及抖動小，透明傳輸(無電層處理)，容量大(DWDM)，可管理，簡化運維。 國內(nèi)外主流運營商廣泛認(rèn)可，已開始試用和部署。PAB-WDM的首先應(yīng)用于 LTE/5G的移動前傳網(wǎng)絡(luò);再推廣至城域接入層，打造WDM-CPE應(yīng)用于專線接入，基于光波長的獨立工作、物理硬隔離的純剛性通道。

  張賀還提到前傳25G Duplex/Bidi光模塊， 業(yè)界普遍認(rèn)為在光纖資源充裕的場景下，前傳優(yōu)先選擇光纖直驅(qū)方式。單個S111站，duplex光模塊，DU和AAU間需6芯光纖，Bidi光模塊，需3芯光纖，施工和維護(hù)管理都比較簡單，可滿足前傳接口性能要求。而為了更好地保證CRAN拉遠(yuǎn)部署下的時延對稱性，且降低一半光纖消耗，張賀建議在光纖直驅(qū)時采用Bidi光模塊。 bidi光模塊，可以基于NRZ實現(xiàn)，采用1270nm/1330nm的雙波長Bidi方案，與10G Bidi波長方案一致。

  中回傳光模塊方面， 目前中回傳接入層，10G/25G/50G/100G接口，業(yè)界均在討論中。需要根據(jù)接入層組網(wǎng)配置需求，選擇合適的接口。張賀介紹100G城域可選擇的接口，包括10km 100G LR4接口、40km/30km 100G ER4/lite接口、20-60km 100G PAM4接口和>100km的100G 相干接口。另外，100G短距接口，張賀建議優(yōu)選100G CWDM4接口，2km，DFB激光器，SMF-LC。

  他認(rèn)為核心匯聚層，以100G WDM來承載上層分組網(wǎng)絡(luò)，需要用到低成本的城域100G技術(shù)，工作距離在100km以內(nèi)，也可細(xì)分為40km和100km兩種(視成本差異和對網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的影響)。可與城域數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)共享產(chǎn)業(yè)鏈。接入層則建議采用10G/25G WDM技術(shù)組網(wǎng)。

  城域100G光模塊的選擇，在100G城域接口技術(shù)，比如40km/30km ER4/ER4 Lite接口優(yōu)先選擇APD方案;100G非相干接口，支持DWDM，20-60km，需要配置OA+DCM，但是否可推廣，業(yè)內(nèi)還尚未達(dá)成一致，這個類型應(yīng)優(yōu)選1x100G PAM4;

  大于100km的100G 及超100G相干接口，最小封裝尺寸為CFP2，當(dāng)前無法做到QSFP28，未來要考慮QSFP-DD。80-120km，張賀推薦使用低成本100G相干接口，而20-60km(典型40km)帶寬需要較大時，是建議采用支持DWDM的非相干100G PAM4接口(產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟)，還是由80-120km的100G相干接口向下覆蓋(成本高)，業(yè)內(nèi)需要進(jìn)一步討論和明確。

  100G短距接口，主要應(yīng)用場景包括：同機房100G互聯(lián)，包括DC至出口傳輸設(shè)備，數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備至傳輸設(shè)備等，與DC網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部Leaf-spine，spine-border間的100G模塊類型一致，建議采用2km的CWDM4模塊。共享數(shù)據(jù)中心的100G光模塊生態(tài)鏈。

      5G承載光模塊應(yīng)用和發(fā)展

  針對城域光模塊應(yīng)用建議，張賀總結(jié)認(rèn)為要盡可能減少光模塊的種類，特別是線路光接口的種類，減低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)復(fù)雜度。 關(guān)于光接口的選擇應(yīng)結(jié)合數(shù)據(jù)中心、PON接入等應(yīng)用場景，綜合考慮，后續(xù)應(yīng)進(jìn)行持續(xù)跟蹤和研究，盡可能共用產(chǎn)業(yè)鏈，從而有更低成本。10Gb/s、25Gb/s可調(diào)諧激光器應(yīng)用于移動前傳。他還呼吁國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用單位，加大對光芯片模塊的研發(fā)和應(yīng)用支撐力度，推進(jìn)核心技術(shù)國產(chǎn)化。