OPTiNET2019 | 中国联通张贺：5G承载要减少光模块种类 核心技术要国产化

  ICCSZ讯（编辑：Aiur） 6月13日上午，在由讯石信息咨询承办的2019中国光网络研讨会(OPTiNET 2019)光器件专题会议上，中国联通网络技术研究院NGOF城域光模块组长张贺发表《5G承载对光模块的需求及应用建议》行业报告，他分析了5G承载对光模块的需求，并对5G承载中光模块的应用进行分析。他还对光模块应用和发展给出了建议。

中国联通网络技术研究院NGOF城域光模块组长 张贺

      5G承载对光模块的需求

  张贺认为，当前行业大背景是，光模块和光器件在信息通信网络中的重要性日渐提升，它们的功能和性能决定着网络整体性能，成本占比也越来越大，影响网络总体成本。随着5G牌照已发，运营商即将开始网络的规模建设，尤其是前传、中传和回传将产生海量的光器件光模块需求。  另一方面，数据中心的发展使面向DC云化的网络重构成为传输承载网络必须考虑的问题，数据中心网络需求更加明显且巨大，张贺相信电信和数通共享光模块生态链将是利大于弊的事情。

  他还提到高端光模块的国产化率低的问题，主要是高端芯片的缺失。光模块中的光芯片及组件成本占比达65%，电芯片IC也占到了20%，而根据中国光电子器件产业技术发展路线图，中国25G及以上的光芯片自主率仅为3%，电芯片接近于0%。张贺表示行业下游有责任和义务去推动解决产业共性瓶颈。

  电信和数通是光模块两大应用，既有共同需求，也各有侧重。光模块投资在电信网络和数据中心网络在比重越来越大，成为研究及关注重点，都在增大投入开展相关技术研究，满足自身应用需求，并引领行业应用。

      5G承载中光模块的应用分析

  对于5G承载中光模块的应用分析，张贺表示5G基站会采用共站部署和池组化，因为要考虑光纤资源的巨量消耗。而共站址建设是要利用现有网络，会与LTE基站，甚至3G基站共站部署，充分利用现有基站和铁塔资源。共站建设成为必需，基于共同的铁塔、光纤光缆和集中化机房资源。中国联通则会采用池组化模式，由于光纤资源受限，中国联通集中化程度远大于其它运营商。

  针对5G网络前传光模块，5G前传接口，目前主要是25G eCPRI，接口类型包括：25G 可调谐DWDM接口(光纤不足，提高纤芯利用率) 、25G bidi接口，10km/15km(CRAN光纤直驱)和25G duplex接口，300m，FP/DFB激光器(DRAN)。张贺表示，前传要求光模块满足大容量，会优先采用DWDM，波长需要零配置或少配置，需要更低的成本，主要是前传用量大，是价格敏感的应用场景。他还提到前传光模块要具有可管理性，简洁有效的维护管理能力以及通用性，共享产业链，让成本更低。

  对于基于可调谐光模块的G.698.4(前G.metro)技术，张贺表示DWDM技术下沉至城域网络边缘接入层，提升系统容量，提高接入主干光缆纤芯利用率，解决接入主干纤芯巨量消耗和不足，得到业内广泛认可。

  G.698.4(前G.metro), Port-Agnostic Bi-directional access WDM(PAB-WDM)是一种波长自适应接入型WDM。其波长自适应，免配置，单纤双向(对称性好)，时延及抖动小，透明传输(无电层处理)，容量大(DWDM)，可管理，简化运维。 国内外主流运营商广泛认可，已开始试用和部署。PAB-WDM的首先应用于 LTE/5G的移动前传网络;再推广至城域接入层，打造WDM-CPE应用于专线接入，基于光波长的独立工作、物理硬隔离的纯刚性通道。

  张贺还提到前传25G Duplex/Bidi光模块， 业界普遍认为在光纤资源充裕的场景下，前传优先选择光纤直驱方式。单个S111站，duplex光模块，DU和AAU间需6芯光纤，Bidi光模块，需3芯光纤，施工和维护管理都比较简单，可满足前传接口性能要求。而为了更好地保证CRAN拉远部署下的时延对称性，且降低一半光纤消耗，张贺建议在光纤直驱时采用Bidi光模块。 bidi光模块，可以基于NRZ实现，采用1270nm/1330nm的双波长Bidi方案，与10G Bidi波长方案一致。

  中回传光模块方面， 目前中回传接入层，10G/25G/50G/100G接口，业界均在讨论中。需要根据接入层组网配置需求，选择合适的接口。张贺介绍100G城域可选择的接口，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，张贺建议优选100G CWDM4接口，2km，DFB激光器，SMF-LC。

  他认为核心汇聚层，以100G WDM来承载上层分组网络，需要用到低成本的城域100G技术，工作距离在100km以内，也可细分为40km和100km两种(视成本差异和对网络维护的影响)。可与城域数据中心光互联共享产业链。接入层则建议采用10G/25G WDM技术组网。

  城域100G光模块的选择，在100G城域接口技术，比如40km/30km ER4/ER4 Lite接口优先选择APD方案;100G非相干接口，支持DWDM，20-60km，需要配置OA+DCM，但是否可推广，业内还尚未达成一致，这个类型应优选1x100G PAM4;

  大于100km的100G 及超100G相干接口，最小封装尺寸为CFP2，当前无法做到QSFP28，未来要考虑QSFP-DD。80-120km，张贺推荐使用低成本100G相干接口，而20-60km(典型40km)带宽需要较大时，是建议采用支持DWDM的非相干100G PAM4接口(产业链不够成熟)，还是由80-120km的100G相干接口向下覆盖(成本高)，业内需要进一步讨论和明确。

  100G短距接口，主要应用场景包括：同机房100G互联，包括DC至出口传输设备，数据网设备至传输设备等，与DC网络内部Leaf-spine，spine-border间的100G模块类型一致，建议采用2km的CWDM4模块。共享数据中心的100G光模块生态链。

      5G承载光模块应用和发展

  针对城域光模块应用建议，张贺总结认为要尽可能减少光模块的种类，特别是线路光接口的种类，减低网络维护复杂度。 关于光接口的选择应结合数据中心、PON接入等应用场景，综合考虑，后续应进行持续跟踪和研究，尽可能共用产业链，从而有更低成本。10Gb/s、25Gb/s可调谐激光器应用于移动前传。他还呼吁国内产业链和应用单位，加大对光芯片模块的研发和应用支撑力度，推进核心技术国产化。