文 /《通信產業報》全媒體記者 高超
5G已來，產業鏈正在為建設一張高質量的5G網絡而通力合作，那麼作為信息通信的基礎設施，光網絡會在其中扮演什麼角色？
在通信網絡中，光網絡是信息基礎設施中的重要組成部分，也是在未找到更好替代品之前，信息通信最好的傳輸載體。與此同時，5G網絡需要滿足人與人、人與物、物與物等各種類型的海量連接，流量需求巨大。顯然，對於5G網絡而言，光纖光纜的需求量將是巨大的。
在此前召開的2019光網絡研討會上，工信部通信科技委常務副主任、中國電信科技委主任韋樂平預計，如果在當前中低頻譜下部署5G網絡，那麼各類基站至少需要幾億芯公里光纖，高速光模塊需求量也要達到數千萬級。若啟用更高頻段的毫米波，基站需求量還會大幅增加。
5G對光纖光纜有哪些新要求？
為了滿足更為豐富的5G應用，運營商都在對現有網絡進行重新規劃和設計。同樣，新的網絡架構也對光纖光纜提出了新的要求。
據長飛光纖光纜股份有限公司日前發佈的《5G時代光纖光纜應用白皮書》顯示，5G承載網對光纖光纜提出了三大新要求。
首先，光纖光纜產品既要符合當前應用要求，又要滿足未來技術升級或需求增長的需求。當前5G網絡架構以及技術方案的選擇仍然存在著一定的不確定性，如獨立組網和非獨立組網方案，在前傳段存在著不同的技術方案，而不斷增長的業務需求也將帶動相關技術不斷演進。光纖光纜作為基礎物理層，不僅要考慮滿足當前的應用要求，也要考慮兼容未來發展需要。
其次，需要適應複雜應用環境，實現高效靈活的部署開通。考慮到未來5G需要在複雜佈線環境中進行大規模的基站部署，以及在數據中心內部高密度佈線，抗彎曲性能將是5G承載網以及數據中心內光纖光纜最重要的特點之一；能夠進行光電同傳的光電覆合光纜以及拉遠光纜也會在5G前傳段發揮巨大的作用；而在管網資源緊張的城市熱點地區，小外徑光纜以及微簇光纜又可以協同5G網絡實現靈活高效的開通。
最後，技術方案要成熟可靠，以實現較低的運營維護成本。在接入和匯聚層，為了配合高效率網絡部署和開通要求，採用新型的小型化、高密度氣吹微管微纜敷設技術，可以有效提高承載網建設的效率，降低運營維護的成本。在特定場景下，使用生物防護光纜也可以增加5G承載網的可靠性。
哪些光纖光纜能夠滿足這些要求？
目前，運營商處於網絡部署階段，在這一階段，5G前傳通常是資源投入最多的地方。據悉，在當前的網絡部署規劃中，由於5G所使用頻率較高，信號穿越障礙物的能力弱於4G，因此除了需要部署室外宏站之外，還要通過小基站做好室內覆蓋。
其中，室外宏站的部署環境相對簡單，一般會以光纖直連為主，局部光纖資源不足的地區，可通過設備承載方案作為補充。其所使用的光纖一般為G.652.D光纖，光模塊則以25Gb/s灰光模塊為主，部分承載方案會使用不同速率的彩光模塊、雙纖雙向或單纖雙向彩光模塊。
如果是室內部署，需要考慮室內多邊角環境，對線纜的抗彎曲性能要求較高，因此需要使用G.657.A2/B3彎曲不敏感光纖進行佈線。
與此同時，若考慮以後5G供應鏈以及核心元器件的多樣性和開放性，未來使用有源以太網方案直接供電的方式可能會受到限制，光電覆合纜在未來可能會有更廣泛的應用。
5G中回傳涵蓋匯聚層和核心層兩部分，其中匯聚層的管道資源相對有限，特別是城市內主幹道的管線資源都比較緊張。而匯聚層的帶寬需求會隨著5G應用的增多逐漸增加，這時在有限的管道資源下，就需要考慮體積更小的小外徑光纜和氣吹微纜，以提高光纖的密度和管道空間的利用率。
5G網絡不僅要滿足人與人的連接，還要滿足人與物、物與物的連接，顯然連接是海量的，所需帶寬也比4G要大得多，因此在核心層需要引入更大帶寬的系統來滿足這些巨量的連接和流量，這也是400G系統出現的原因所在。從傳輸技術角度上分析，400G比100G有更高的頻譜效率、更低的單位比特成本和更低的功耗優勢，但也面臨高階調製系統帶來的更高OSNR以及更低非線性效應方面的要求。面對這些要求，G.654.E光纖較G.652.D光纖具有更大的性能優勢，因此在核心層和400G系統骨幹網中，前者需求會逐漸增多。
光模塊方面，城域匯聚層及核心層多采用100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s等速率的DWDM彩光模塊。其中50G和100G光模塊需求所佔比重較大，且部分運營商已開始部署此類光模塊。
不僅如此，在網絡雲化和企業上雲進程的加快，數據中心將是未來5G發展的熱點。而隨著數據中心對網絡帶寬需求的不斷增長，數據中心內部傳輸速率開始向25G/100G、200G/400G方向演進，而且還需要支持多波長複用技術的帶寬高帶寬性能以及有益的抗彎性能，此時彎曲不敏感OM4和OM5多模光纖就成為數據中心建設的熱點光纖。
光通信廠商準備好了嗎？
如果從應用角度上來講，國內大多數光通信廠商都有能力生產G.652.D、G.657系列單模光纖以及配套光纜，長飛、烽火、亨通光電等部分巨頭還能推出G.654.E單模光纖、OM4/OM5多模光纖產品和中低速率光模塊，而且隨著5G商用進程的加速，上述廠商也都加快了更低衰減、更高傳輸速率的光纖新品的研發。
但是，國內廠商並非沒有軟肋，特別是在光模塊上。據一位光通信廠商負責人介紹，目前國內大多數廠商能夠生產長距離傳輸的中低速率光模塊和配套光電芯片，而且在數據中心用光模塊方面，國內廠商也能生產400G高速光模塊產品，但是長距離高速光模塊產品的研發，國內企業還有一定的差距。
據悉，相比中低速率光模塊，400G高速、長距離傳輸光模塊技術含量更高，對OSNR、CD（色度色散）、PMD（偏振模色散）和非線性的要求越來越高，特別是需要一種高端電芯片支持，而這正是國內廠商不足的地方。
儘管如此，5G已來，國內光通信廠商通過努力業已能夠支持中國5G的建設，並且還將與國外廠商通力合作，共同賦能5G未來。
實習編輯 / 豆瑞星