工业级波分复用模块在5G部署中的应用

10G/25G光学器件在5G市场的预测在过去的3G/4G LTE部署中, 2.5G/10G光模块占据了主流；而随着5G商业服务和应用的快节奏，尤其是无线前传市场的空前激增, 25G光模块的需求也在不断增加。下图是来自某市场调研公司的趋势预测。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/71ed46d84ce947a39214418e6b14c489.jpg25G光模块的增长来源分为数通市场和电信市场。国内单个数据中心规模一般比美国数据中心体量小, Hyperscale型数据中心较少，比起国外数据中心从10G-40G到25G-100G的升级需求，国内未来的25G光模块需求主要来源于5G前传领域。从上图我们还可以看到少量50G光模块的需求——这主要还是来源于5G承载网建设。数据中心场景下, 50G光模块集中在超大数据中心内部的NIC和ToR之间的连接。而基于单模光纤传输的50G光模块主要集中在电信领域：为节省5G部署成本，结合25Gbps的基础速率, 5G中传回传的汇聚层会用到少量基于PAM4调制的50G光模块。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/9e4736b574fd4cd4bd2772ea75aee312.jpg◮易飞扬(Gigalight)无线前传网WDM解决方案总的来说, 5G前传光模块速率主要是Nx25Gb/s, 而中传和回传主要是Nx100Gb/s。在当前光纤资源紧缺的情况下, 5G承载网基本上还是延续过去DWDM密集波分的思路，激光器的选择尤为重要。由于激光器管芯温度变化会引起材料折射率及腔长发生变化，从而引起波长变化，也就是温漂问题，国产工业级温度25G DWDM激光器在当前是比较困难的课题。什么是波分复用系统？波分复用(WDM)技术指将不同波长的光信号汇集在一根光纤中发射传输、然后在接收端将它们分开的技术，可有效扩展传输容量，节约大量光纤。根据不同的波长间隔，又可细分为CWDM粗波分复用和DWDM密集波分复用技术，需要注意的是，波分复用技术和并行光纤传输是不同的，此处略而不表。DWDM密集波分复用系统主要可以分为两类。集成式波分复用系统SDH终端具有满足G.692的光接口；光源满足长距离传输。整个系统构造简单，但是不能直接使用之前旧的SDH系统和不同厂家的系统。开放式波分复用系统在波分复用器前端加入波长转移单元OTU, 将当前SDH的G.957接口转换为G.692的标准波长光接口。优点在于可以接纳过去的旧SDH系统，并实现不同厂家互联，但OTU的引入可能对系统性能带来一定的负面影响。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/04eb79776dde41b78ba2b2ae1b192359.jpg◮典型的波分复用系统架构当前国内各大运营商在现网运行的DWDM几乎都是开放式DWDM系统，有部分厂商认为集成式密集波分复用系统减少了OTU转换设备、结构简单等诸多原因在成本上具有很大优势。DWDM系统以其充分利用光纤带宽、降低器件的速率要求、通道对传输信号完全透明以及可扩展性好等优势，成为当前5G承载网运行的主要方式。工业级波分复用产品的现在和未来先简单列出不同封装光模块的应用。• SFP各产品类型，数据中心和电信市场都有使用http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/8f35070b643a4b719920eb7beb275301.jpg• QSFP系列光模块广泛应用于数据中心领域http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/fbb6b2a568774b35a9316108fc2324ba.jpg• CFP尺寸和功耗最大，主要应用于中长距离的电信市场；在中短距离的电信场景逐渐被QSFP所取代http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/86edb798625c4c458e7a30f6b33037a6.jpg当然还有另外的一些封装，比如CXP, XFP等。未来的5G市场尤其是前传市场，工业级波分复用模块产品的封装形式主要以SFP类型(SFP+, SFP28, SFP56等)为主。当前的工业级温度(0~85℃)波分模块主要集中在2.5G和10G速率，并且随距离的不同，激光器调制方式也有所不同，下表部分列出易飞扬(Gigalight)可提供的工业级波分模块。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/e11dd9bf3da3490dabc8c5ab7bbdf5b7.jpg以10G SFP+模块为例，在整个DWDM系统的使用如下图所示。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190328/32bd0091b82342f1adcae37ccf31c06b.jpg>应用在5G前传的25G DWDM光模块市场上已有成品，但是能够做到工业级温度的程度似乎还未见到。10G DWDM光模块芯片已实现国产，而25G芯片尚处于研制之中，因此对于25G/50G工业级波分产品，市场仍处于等待和预部署状态——当前或者说5G部署的初期前传领域仍然以10G工业级波分复用模块为主。总结工业级波分模块是一个巨大的市场，尤其是在5G这样的历史机遇期。去年中兴禁令导致了全球电信市场销售疲软, DWDM系统的升级和FTTx的PON模块需求在一定程度上拯救了市场。在可预计的未来，工业级DWDM模块将迎来更加显著的业务需求，易飞扬(Gigalight)的工程师将在现有的产品基础上，推出更多面向市场的工业级波分产品。了解更多工业级波分产品，请访问：https://www.gigalight.com/cn/gmklist.html?cat_id=83