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C114讯 6月13日特稿(李明)光通讯早已成为电信网开展的速率和本钱的瓶颈,因此在全民谈5G的今日,光通讯关于5G的商用布置至关重要。

那么,在5G年代,光通讯面对哪些新的机会?将出现哪些新的开展趋势?对此,在本周举办的“2019我国光网络研讨会”上,工信部通讯科技委常务副主任、我国电信科技委主任、我国光网络研讨会主席韦乐平为咱们进行了具体解读。

全球5G已进入商用要害期

当时,全球5G已进入商用要害期。规范状况方面,2018年6月,3GPP已完结根底版5G(R15)规范,首要面向增强型移动宽带(eMBB)商用场景;到2019年9月,完整版5G(R16)规范也将完结,首要面向高牢靠低时延(uRLLC)商用场景。

商用状况方面,2019年5月底,现已有韩国、美国、芬兰、英国等国家12个运营商开端5G商用,其间韩国宏站规划年末达8万。选用非独立组网NSA形式和敞开eMBB运用,但网络不稳定,基站和手机的功耗及价格均很高,估计2020年全球将进入5G规划商用阶段。

在国内,我国5G现已敞开商用化进程。韦乐平指出,2019年6月6日,工信部现已正式公布4张5G商用车牌:我国移动(2.6/4.9G)、我国电信(3.5G)、我国联通(3.5G)、我国广电(700M/4.9G)分获车牌。

“2019年原本应该是预商用,现在变成商用了,等于提早半年商用化。”韦乐平对三大运营商5G商用布置进行了猜测:2019年三大运营商将在超越40个城市商用布置5G,布置8-10万个宏站,已有NSA单模芯片手机,但功耗和价格都较高,年末有双模芯片手机,下一年唯有双模手机能够入网;2020年规划商用:数百个城市,60-80万宏站,多来历NSA/SA和TDD/FDD双模手机规划商用;2021年-2027年大规划商用:聚集城市和县城及兴旺城镇,数百万量级的宏站和千万级小基站。

全光网是5G的起点和最理想承载技能

如此巨大的5G网络怎么承载?“全光网是5G的起点!”韦乐平以为,全光网是5G最理想的承载技能。“光纤网络的巨大可用频谱(10THz)、超大容量(100Tbps)、超高速率(1Tbps)是5G网络的最理想的承载技能。”

韦乐平指出,向全光网演进首要分为三步:第一步,传输链路光纤化,传输都现已完成光纤化,正在向200-400Gbps演进;第二步,接入网光纤化,正在推动配线段和引进线甚至桌面的光化,进入攻坚战,光进铜全退仍然路长;第三步,传输节点引进光交流CTC主干网将在年末前全面布置ROADM,构成主干全光网,并持续向巨细城域网甚至接入网延伸。

全光网2.0年代现已全面敞开:我国首张主干ROADM网运营一年,作用显着,节省本钱30-50%、能耗和空间约50%,事务装备功率大幅进步,时延最低,波长一跳直达。省际干线和省内干线将规划运用,大城域网将随需启用,城域和接入网需进一步下降WSS本钱。这些都标志着全光网从1.0(全光纤网,已掩盖91%家庭)开端迈向全光网2.0(全光主动调度)新年代。2019年我国开建主干ROADM节点高达466个;2019年我国电信主干网最大节点容量可达370Tbps,现已有需求32维WSS(可达300Tbps)。根据ROADM全光网将向根据OXC全光网演进。此外,全光网还需求走向SDN操控。

下降光器材本钱是下降5G本钱的重要途径

需求特别重视的是,5G的高本钱将影响运营商的布置进程,即使按保存的容量站方法布置,5G也需求比4G添加出资约50%,绝大多数运营商难以承受。其间前传本钱最灵敏、分管本钱的用户数最少、对保护功率影响最大。

在韦乐平看来,下降前传本钱的思路包含:1.架构重构:接口敞开、硬件白盒化、软件开源化;2.选用eCPRI接口:速率降4倍,从100G降至25Gbps;3.光器材本钱是瓶颈,光器材规划小、手工操作多、温度严苛、传输间隔长、技能创新慢,是下降前传本钱的要害。

其间,5G年代光器材的本钱现已构成整个5G网络本钱的重要部分,下降其本钱成为下降5G本钱的重要途径。韦乐平指出,完成低本钱光器材的思路首要包含:一是技能创新:网络架构、网络协议、光物理层;二是产品分级:不同间隔选用不同技能完成最低本钱,4G年代,别离选用VCSEL、FP、DFP技能来适配不同间隔,防止过度规划,下降本钱;三是量产规划:其一尽量削减选项,进步量产规划;其二是国产化;其三是不同范畴技能同享;四是收购形式:光器材独自收购添加数量,削减开支。

硅光子技能是根本性打破方向

可见,光通讯成为电信网开展的速率和本钱的瓶颈,光器材是瓶颈的瓶颈,而光芯片是瓶颈的立方,占设备本钱大头的光域本钱不受摩尔定律恩惠。

“硅光子技能是根本性打破方向,各种光子集成技能都能够带来不同程度的改善和打破,但只要硅光子技能能够享受到摩尔定律带来的巨大优点,然后可望在本钱、功耗、集成度上带来根本性打破。硅光子技能的思路:运用现有CMOS的出资、设备、经历和技能规划和制作光器材和光集成,然后到达CMOS水平。”韦乐平说。

硅光集成的运用场景包含:公网,远程和城域网用量不大(数千上万),间隔远(数十上百公里),器材本钱偏高;接入网用量大,间隔短,但运用环境严苛(-40°到85°)。数据中心:用量大、更新快、间隔短、本钱低、速率高、端口密度高、功耗大、环境好(0°-70°)。适用场景和演进途径:从环境好、本钱低的DC开端(100/400G互连),待温度和本钱处理后进入移动前传(25G,10公里)和回传(100/200/400G,几十公里),然后逐渐向城域网和远程网延伸(100/200/400G,几十上百公里)。

光纤、光模块、WDM器材等迎来新机会

当然,跟着5G敞开商用,光通讯在面对新的应战的一起,也面对新的机会。

谈及5G年代的光纤机会,韦乐平指出,依照上行边际速率3Mbps考虑,3.5GHz上行比1.8GHz差9dB。依照3.5G独立组网,所需室外宏站至少是4G的2倍;依照3.5G+1.8G/2.1G协同组网,所需室外宏站也至少是4G的1.2倍;室内掩盖若靠小基站,需数千万个。

“可见,5G仍需很多光纤衔接各种基站,至少需求几亿芯公里。启用毫米波后,则基站数还会大幅添加。5G云化网络需新建许多DC,带来光纤和模块需求。”关于5G对新式光纤的需求,韦乐平以为,主干高容量路由转向超低损G.654E光纤,4dB增益;室内站和DC带来抗曲折和新一代多模光纤需求。

光模块在5G年代也将迎来巨大机会。韦乐平指出,依照上行边际速率3Mbps和不同组网方法,所需5G室外宏站数至少是4G的1.2-2倍;若室内掩盖首要依托数千万个小基站,估计5G会带来数千万量级25/50/100Gbps光模块用量。进一步考虑我国数据中心的巨大开展空间(美国占IDC数45%,我国宽带用户是美国的3倍,但才占8%),高速光模块的开展空间愈加可观。一起,根据PAM4的4电平调幅是现在干流技能计划,波特率仅为速率50%,可望下降带宽需求和用低本钱光器材,增强色散容限,20公里400ps/nm。

5G年代WDM器材也迎来新的机会,韦乐平指出,WDM的驱动要素包含:大规划多天线技能对体系带宽的巨大驱动;光纤严重区域、光缆工程受限和本钱价值;5G无线接入新架构的影响,包含BBU集中化;城域网WDM/OTN的边际化趋势和5G承载需求。多样化的WDM体系包含:无源WDM彩光,无源WDM PON;有源WDM OTN和WDM /M-OTN彩光。要害器材的性价比应战包含:要害是可调激光器(传输间隔、温度、良品率、本钱)和WDM器材(首要是AWG器材)。

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