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OPTiNET2019 | 中國聯通張賀:5G承載要減少光模塊種類 核心技術要國產化

摘要:在由訊石信息咨詢承辦的2019中國光網絡研討會(OPTiNET 2019)光器件專題會議上,中國聯通網絡技術研究院NGOF城域光模塊組長張賀發表《5G承載對光模塊的需求及應用建議》行業報告,他分析了5G承載對光模塊的需求,并對5G承載中光模塊的應用進行分析。他還對光模塊應用和發展給出了建議。

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

中國聯通網絡技術研究院NGOF城域光模塊組長 張賀

      5G承載對光模塊的需求

  張賀認為,當前行業大背景是,光模塊和光器件在信息通信網絡中的重要性日漸提升,它們的功能和性能決定著網絡整體性能,成本占比也越來越大,影響網絡總體成本。隨著5G牌照已發,運營商即將開始網絡的規模建設,尤其是前傳、中傳和回傳將產生海量的光器件光模塊需求。  另一方面,數據中心的發展使面向DC云化的網絡重構成為傳輸承載網絡必須考慮的問題,數據中心網絡需求更加明顯且巨大,張賀相信電信和數通共享光模塊生態鏈將是利大于弊的事情。

  他還提到高端光模塊的國產化率低的問題,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65%,電芯片IC也占到了20%,而根據中國光電子器件產業技術發展路線圖,中國25G及以上的光芯片自主率僅為3%,電芯片接近于0%。張賀表示行業下游有責任和義務去推動解決產業共性瓶頸。

  電信和數通是光模塊兩大應用,既有共同需求,也各有側重。光模塊投資在電信網絡和數據中心網絡在比重越來越大,成為研究及關注重點,都在增大投入開展相關技術研究,滿足自身應用需求,并引領行業應用。

      5G承載中光模塊的應用分析

  對于5G承載中光模塊的應用分析,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。而共站址建設是要利用現有網絡,會與LTE基站,甚至3G基站共站部署,充分利用現有基站和鐵塔資源。共站建設成為必需,基于共同的鐵塔、光纖光纜和集中化機房資源。中國聯通則會采用池組化模式,由于光纖資源受限,中國聯通集中化程度遠大于其它運營商。

  針對5G網絡前傳光模塊,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)和25G duplex接口,300m,FP/DFB激光器(DRAN)。張賀表示,前傳要求光模塊滿足大容量,會優先采用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,簡潔有效的維護管理能力以及通用性,共享產業鏈,讓成本更低。

  對于基于可調諧光模塊的G.698.4(前G.metro)技術,張賀表示DWDM技術下沉至城域網絡邊緣接入層,提升系統容量,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,得到業內廣泛認可。

  G.698.4(前G.metro), Port-Agnostic Bi-directional access WDM(PAB-WDM)是一種波長自適應接入型WDM。其波長自適應,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。 國內外主流運營商廣泛認可,已開始試用和部署。PAB-WDM的首先應用于 LTE/5G的移動前傳網絡;再推廣至城域接入層,打造WDM-CPE應用于專線接入,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, 業界普遍認為在光纖資源充裕的場景下,前傳優先選擇光纖直驅方式。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時采用Bidi光模塊。 bidi光模塊,可以基于NRZ實現,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,業界均在討論中。需要根據接入層組網配置需求,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,張賀建議優選100G CWDM4接口,2km,DFB激光器,SMF-LC。

  他認為核心匯聚層,以100G WDM來承載上層分組網絡,需要用到低成本的城域100G技術,工作距離在100km以內,也可細分為40km和100km兩種(視成本差異和對網絡維護的影響)。可與城域數據中心光互聯共享產業鏈。接入層則建議采用10G/25G WDM技術組網。

  城域100G光模塊的選擇,在100G城域接口技術,比如40km/30km ER4/ER4 Lite接口優先選擇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,業內還尚未達成一致,這個類型應優選1x100G PAM4;

  大于100km的100G 及超100G相干接口,最小封裝尺寸為CFP2,當前無法做到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(產業鏈不夠成熟),還是由80-120km的100G相干接口向下覆蓋(成本高),業內需要進一步討論和明確。

  100G短距接口,主要應用場景包括:同機房100G互聯,包括DC至出口傳輸設備,數據網設備至傳輸設備等,與DC網絡內部Leaf-spine,spine-border間的100G模塊類型一致,建議采用2km的CWDM4模塊。共享數據中心的100G光模塊生態鏈。

      5G承載光模塊應用和發展

  針對城域光模塊應用建議,張賀總結認為要盡可能減少光模塊的種類,特別是線路光接口的種類,減低網絡維護復雜度。 關于光接口的選擇應結合數據中心、PON接入等應用場景,綜合考慮,后續應進行持續跟蹤和研究,盡可能共用產業鏈,從而有更低成本。10Gb/s、25Gb/s可調諧激光器應用于移動前傳。他還呼吁國內產業鏈和應用單位,加大對光芯片模塊的研發和應用支撐力度,推進核心技術國產化。

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