Page 23 - 网络电信2019年5月刊下

5G光模块关键技术分析和展望

高建河 郭玲 蒋波 余向红 张军 徐红春
武汉光迅科技股份有限公司 430205

摘要：5G时代渐行渐近，终端模组和手机市场已
经硝烟四起，国内外5G相关的标准组织和产业都在
紧锣密鼓的布局，抢占市场先机。作为光通信产业
链的重要一环，光模块产业也在5G的推动下不断创
新，为5G和云网络提供高带宽低时延的全面连接。
本文主要分析5G光模块的关键技术方案，通过技
术和新产品的结合来深入理解5G光模块产业的新需
求，以及相关技术的未来趋势。
关键词：5G承载网络；光收发模块；低成本；工
业温度；硅光集成；单纤双向；可调谐激光器

一、5G相对4G的变革 图2 4G和5G无线前传带宽评估
移动通信在从1G发展到5G的过程中，5G使用的频率提高到
Sub6GHz和毫米波范围，在获得大带宽的同时面临基站覆盖范围
减小的困境。因此5G相对于4G的RAN（Radio Access Network）
架构也发生了新变化，5G前传、中传和回传对光接入和承载网
[4]
络提出高带宽低时延的新要求 。
图1 5G相对4G网络重构的变革
署成本，成为目前各光模块厂商投入的重点。低成本可调谐25G
光模块也在研发中。
中传：在对流量进行一定的收敛比情况下，规模采用25G，
50G的光模块，后期发展到100G/200G。50G及以上多采用PAM4高
阶调制技术。
回传：5G初期可采用100G光模块，采用PAM4技术的
200G/400G光模块也会逐步应用，未来将向600G/800G演进，部
[2]
分场景将引入低成本相干技术 。
表1 5G承载光模块应用场景及需求分析

CPRI(Common Public Radio Interface,通用公共无线电
接口)是一个通用的标准，将数字基带I / Q信号传输到传统BS
（基站）中的无线电处理单元，满足无线前传对带宽和时延的
严格要求。CPRI定义了多种接口速率，目前4G基站前传主要采
用10Gb/s以下的光模块。而高频段、更宽频谱和新空口技术使
得5G基站带宽需求大幅提升，新一代标准化的5G前传接口标准
eCPRI（enhanced-CPRI）采用分组化的以太网接口，可以借助
25G及以上的以太网产业链，成为5G前传的主流应用。
在5G前传采用eCPRI接口的基础上，5G光接入和承载网各节

点之间对光模块的典型需求如下：
二、5G光模块现状
前传：初期10G和25G混用，成熟期业界主流采用25G前传模
根据IMT-2020(5G)推进组发布的《5G承载光模块白皮书》
块。25G BiDi单纤双向光模块能够有效节省光纤资源并降低部 [1]
的汇总 ，前传光模块主要包括25Gb/s和100Gb/s两大速率类
网络电信 二零一九年五月 39