《5G承载光模块》白皮书.pdf

5G承载光模块白皮书.pdf 5G承载光模块是fifth-generation-mobile-communication（5G）网络物理层的基础构成单元，广泛应用于无线及传输设备。随着5G技术的商用化，光模块的成本在系统设备中的占比不断增高，部分设备中甚至超过50~70%，是5G低成本、广覆盖的关键要素。IMT-2020（5G）推进组5G承载工作组2018年9月发布的《5G承载网络架构和技术方案白皮书》，对光模块提出了差异化要求，更高速率、更长距离、更宽温度范围和更低成本的新型光模块需求迫切。光模块的功能是实现电-光和光-电信号的转换。在发送端，一定速率的电信号经驱动芯片处理后驱动激光器（LD）发射出相应速率的调制光信号，通过光功率自动控制电路，输出功率稳定的光信号。在接收端，一定速率的光信号输入模块后由光探测器（PD）转换为电信号，经前置放大器后输出相应速率的电信号。光模块有多种分类方式，典型如依据封装方式、速率、传输距离、调制格式、是否支持波分复用（WDM）应用、光接口工作模式、工作温度范围等进行分类。按封装方式分类有SFP+、SFP28、QSFP28、CFP2、QSFP-DD、OSFP等；按速率分类有10Gb/s、25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、400Gb/s等；按传输距离分类有100m、10km、20km、40km、80km及以上等；按调制格式分类有NRZ、PAM4、DP-QPSK/n-QAM等；按是否支持波分复用（WDM）应用分类有灰光模块（不支持WDM）和彩光模块（支持WDM）；按光接口工作模式分类有双纤双向（Duplex）、单纤双向（BiDi）等。 5G承载光模块应用场景包括城域接入层、城域汇聚层、城域核心层/省内干线，实现5G业务的前传和中回传功能。光模块内部的激光器可分为垂直腔面发射激光器（VCSEL）、法布里-珀罗激光器（FP）、分布式反馈激光器（DFB）、电吸收调制激光器（EML）等；光探测器可分为PIN结二极管（PIN）、雪崩光电二极管（APD）等。不同类型的激光器和光探测器在性能和成本等方面存在差异，光模块可根据具体规格要求选择不同的芯片方案。光模块在5G承载网络中的应用场景包括： *城域接入层：光纤直连、无源WDM和有源WDM/光传送网（OTN）/切片分组网（SPN）等。 *城域汇聚层：无源WDM和有源WDM/OTN/SPN等。 *城域核心层/省内干线：有源WDM/OTN/SPN等。光模块在5G承载网络中的典型要求包括： *满足工业级温度范围，高可靠性。 *低成本，满足大规模应用的需求。 5G承载光模块是5G网络物理层的关键组成部分，需要满足高速率、长距离、宽温度范围和低成本等要求。