《5G承载光模块》白皮书

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1、IMT-2020(5G)推进组5G承载光模块白皮书目录引言P15G承载光模块应用场景及发展现状P2前传关键光模块技术方案P7中回传关键光模块技术方案P125G承载光模块产业发展分析P15总结与展望P21主要贡献单位P22IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主

2、要平台。IMT-2020(5G)推进组5G承载光模块白皮书引言第五代移动通信（5G）技术即将迈入商用化模块技术方案已展开广泛研究，目前出现多种解进程，其新型业务特性和更高指标要求对承载网决方案，种类纷繁复杂，需要业界推动进一步收络架构及各层技术方案均提出了新的挑战。光模敛聚焦。块是5G网络物理层的基础构成单元，广泛应用于本白皮书基于5G承载网络对光模块的应用需无线及传输设备，其成本在系统设备中的占比不求，结合光模块技术发展现状，聚焦研究不同应断增高，部分设备中甚至超过50~70%，是5G低用场景下的关键5G承

3、载光模块技术方案，分析现成本、广覆盖的关键要素。根据IMT-2020（5G）有光模块及核心光电子芯片产业化能力并开展测推进组5G承载工作组2018年9月发布的《5G承载试评估，提出我国5G承载光模块技术与产业发展网络架构和技术方案白皮书》，5G前传、中回传建议。后续业界应进一步合力优化和收敛关键技对光模块提出了差异化要求，更高速率、更长距术方案，加速推动5G承载光模块逐步成熟并规模离、更宽温度范围和更低成本的新型光模块需求应用，有力支撑5G商用部署与应用。迫切。业界针对适用于5G承载不同应用场景的光1IMT-

4、2020(5G)推进组5G承载光模块白皮书5G承载光模块应用场景及发展现状1光模块功能及分类概述光模块通常由光发射组件（含激光器）、光发射出相应速率的调制光信号，通过光功率自接收组件（含光探测器）、驱动电路和光、电接动控制电路，输出功率稳定的光信号。在接收口等组成，结构示意如图1所示。光模块用于实端，一定速率的光信号输入模块后由光探测器现电-光和光-电信号的转换。在发送端，一定速（PD）转换为电信号，经前置放大器后输出相率的电信号经驱动芯片处理后驱动激光器（LD）应速率的电信号。图1光模块结构示意图（SFP+

5、封装）2IMT-2020(5G)推进组5G承载光模块白皮书光模块有多种分类方式，典型如依据封装方口工作模式分类有双纤双向（Duplex）、单纤式、速率、传输距离、调制格式、是否支持波分双向（BiDi）；按工作温度范围分类有商业级复用（WDM）应用、光接口工作模式、工作温（0~70℃）、工业级（-40~85℃）等。度范围等进行分类。按封装方式分类有SFP+、光模块内部的激光器可分为垂直腔面发SFP28、QSFP28、CFP2、QSFP-DD、OSFP等；射激光器（VCSEL）、法布里-珀罗激光器按速率分类有10

6、Gb/s、25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、（FP）、分布式反馈激光器（DFB）、电吸收400Gb/s等；按传输距离分类有100m、10km、调制激光器（EML）等；光探测器可分为PIN20km、40km、80km及以上等；按调制格式分类结二极管（PIN）、雪崩光电二极管（APD）有NRZ、PAM4、DP-QPSK/n-QAM等；按是否支等。不同类型的激光器和光探测器在性能和成持波分复用（WDM）应用分类有灰光模块（不本等方面存在差异，光模块可根据具体规格要支持WDM）和彩光模块（支持WDM）；按光

7、接求选择不同的芯片方案。25G承载光模块应用场景5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇模块实现互连，其典型应用场景及需求分析如表聚层、城域核心层/省内干线，实现5G业务的前1所示。传和中回传功能，其中各层设备之间主要依赖光表15G承载光模块应用场景及需求分析数据来源：《5G承载网络架构和技术方案白皮书》2018.93IMT-2020(5G)推进组5G承载光模块白皮书5G前传的典型应用场景如图2所示，包括AAU到DU间的连接，典型需要10Gb/s或25Gb/s光纤直连、无源WDM和有源WDM/光传送网彩光模块。

8、有源WDM/OTN场景，在AAU/DU至（OTN）/切片分组网（SPN）等。光纤直连场景WDM/OTN/SPN设备间一般需要10Gb/s或25Gb/s一般采用25Gb/s灰光模块，支持双纤双向和单纤短距灰光模块，在WDM/OTN/SPN设备间需要双向两种类型，主要包括300m和10km两种传输N×10/25/50/100Gb/s等速率的双纤双向或单纤双距离。无源WDM场景主要包括点到点无源WDM向彩