新型光纖技術(shù)在5G技術(shù)中首次應(yīng)用

邁向5G新時(shí)代

電信行業(yè)正朝著激動(dòng)人心的新方向發(fā)展——5G。5G可以通過(guò)無(wú)線連接，讓你的設(shè)備數(shù)據(jù)的收發(fā)速度提高100倍，提供接近有線連接的速度，讓緩沖這個(gè)人討厭的標(biāo)識(shí)，成為過(guò)去。

幾乎無(wú)處不在的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)生了對(duì)帶寬的永無(wú)止境的需求，使目前的4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)法處理其全部容量。越來(lái)越多的在線視頻消費(fèi)和物聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)了5G的需求。自動(dòng)駕駛汽車(chē)、虛擬現(xiàn)實(shí)和大量的其它“智能”設(shè)備，都要求大量的帶寬。5G不僅是人與人的通信系統(tǒng)，更是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的高速公路。

主要的三類(lèi)典型應(yīng)用場(chǎng)景主要包括：

1

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）

2

大規(guī)模機(jī)器通信（mMTC）

3

高可靠低時(shí)延通信（uRLLC）

這三大應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的性能提出了嚴(yán)苛的要求，例如空口峰值速率：>10Gps， 端到端的時(shí)延：<1ms，10~100倍的終端連接數(shù)量。這些要求對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)提出了新的挑戰(zhàn)。

光纖技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)

我們認(rèn)為光纖是下個(gè)時(shí)代網(wǎng)絡(luò)的基石。

——Verizon首席執(zhí)行官Lowell McAdam

根據(jù)中國(guó)電信研究院發(fā)布的《5G時(shí)代光傳送網(wǎng)技術(shù)白皮書(shū)》，和4G網(wǎng)絡(luò)相比5G承載網(wǎng)有主要有三個(gè)特點(diǎn)：密集組網(wǎng)，云化網(wǎng)絡(luò)和C-RAN架構(gòu)的更廣泛應(yīng)用。

密集組網(wǎng)和CRAN架構(gòu)

考慮到5G使用更加高的無(wú)線頻譜，每個(gè)基站覆蓋的范圍更小，因此需要更多的基站來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。同時(shí)基站更多比例的采用集中部署（即CRAN架構(gòu)），BBU與RRU的距離拉大（10公里內(nèi)），絕大部分場(chǎng)景是通過(guò)光纖直連，無(wú)需光傳輸設(shè)備，是時(shí)延最低，成本最低的方案，但這種方案需要大量光纖資源和管道敷設(shè)資源。

國(guó)內(nèi)外的運(yùn)營(yíng)商都將光纖的迅速部署作為5G建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

例如

為支持5G和新的服務(wù)，Verizon將在未來(lái)三年，至少購(gòu)買(mǎi)10億美元的康寧光通信解決方案?？祵幟磕陮⑾騐erizon提供2000萬(wàn)公里的光纖。

為了應(yīng)對(duì)5G RAN帶來(lái)海量光纖需求和有限的管道資源內(nèi)布放大量光纖帶來(lái)光纖尺寸和彎曲性能的挑戰(zhàn)，康寧公司有兩款接入網(wǎng)應(yīng)用的新型光纖Corning? SMF-28? Ultra和SMF-28? Ultra 200，兼具低損耗，高抗彎等特性，其中SMF-28? Ultra 200采用外徑為200um的高質(zhì)量涂層，減少光纖截面積30%以上，在同樣尺寸的光纜內(nèi)允許容納更多的光纖數(shù)量，緩解對(duì)管道資源的占用

云化網(wǎng)絡(luò)

運(yùn)營(yíng)商正在積極采用SDN/NFV技術(shù)作為5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。通過(guò)全面云化，運(yùn)營(yíng)商與各大廠商正在為未來(lái)升級(jí)到5G探索一條提前布局、平滑過(guò)渡的升級(jí)路徑，加速推進(jìn)面向商業(yè)應(yīng)用以及云架構(gòu)的5G網(wǎng)絡(luò)。面對(duì)5G和全云化時(shí)代的到來(lái)，超大帶寬已成為運(yùn)營(yíng)商最基本的網(wǎng)絡(luò)需求。

城域和骨干網(wǎng)中采用400G比100G有更高的頻譜效率和單位比特成本和功耗的優(yōu)勢(shì)，也面臨更大技術(shù)挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)主要是來(lái)自于高階調(diào)制帶來(lái)的系統(tǒng)對(duì)OSNR更高的要求和非線性效應(yīng)損傷。兼具大有效面積和低損耗特性的G.654.E光纖被認(rèn)為是支撐下一代超高速、長(zhǎng)距離和大容量傳輸?shù)淖罴堰x擇。

Corning? TXF?是康寧公司最新開(kāi)發(fā)的G.654E光纖

該光纖的有效面積為120~130um2, 比常規(guī)652D光纖增大50%，可有效降低高階調(diào)制信號(hào)的非線性效應(yīng)。在1550nm窗口的典型衰減值為0.168dB/km，比常規(guī)G.652D光纖降低了20%，這兩種優(yōu)勢(shì)的疊加，該光纖比常規(guī)G.652D光纖的傳輸性能有大幅提升，可有效延長(zhǎng)400G系統(tǒng)傳輸距離。

低成本多模DRAN連接方案

5G的建設(shè)初期大部分基站是從4G基站升級(jí)而來(lái)，前傳根據(jù)DU布放的位置不同5G基站分成了CRAN集中方式和DRAN（<150米）的不集中方式。

目前4G基站中仍有很多采用DRAN的組網(wǎng)方式，這種方式在向5G升級(jí)時(shí)大部分仍然會(huì)繼續(xù)沿用。另外5G前傳一般通過(guò)eCPRI協(xié)議，采用25G光模塊來(lái)進(jìn)行DU和AAU間的鏈接。從造價(jià)上看，基于VCSEL的多模光模塊的成本不到基于DFB單模光模塊的三分之一。

因此多模光模塊配合多模光纖提供了DRAN場(chǎng)景下低成本，低功耗方案。連接DU和AAU的線纜也需要采用多模光纖。Corning? ClearCurve?多模光纖優(yōu)化的抗彎新能和高帶寬性能保證了嚴(yán)苛的室外環(huán)境下的可靠穩(wěn)定工作，為業(yè)界廣泛采用。