IMT 5G推進組：5G承載光模塊白皮書（22頁）.pdf

1、 目錄 IMT-2020(5G)推進組于2013年2月由中國工業和信息化部、國家發展和改革委員會、科學技術部聯合推動成立，組織架 構基于原IMT-Advanced推進組，成員包括中國主要的運營商、制造商、高校和研究機構。推進組是聚合中國產學研用力 量、推動中國第五代移動通信技術研究和開展國際交流與合作的主要平臺。 引言 5G承載光模塊應用場景及發展現狀 前傳光模塊關鍵技術方案 中回傳光模塊關鍵技術方案 5G承載光模塊產業發展分析 總結和展望 主要貢獻單位 P1 P2 P6 P10 P11 P18 P19 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 1 IMT-202

2、0(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 引言 第五代移動通信（5G）技術相比4G具有更高速率、更大帶寬、更高可靠性、更低時延等特征，能 夠滿足未來虛擬現實、超高清視頻、智能制造、自動駕駛等用戶和行業的新型應用需求。隨著5G技術 路線與標準日趨明確，美國、瑞士、英國、西班牙、韓國、日本等國家相繼開啟5G商用進程。2019年6 月，我國工業和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯通和中國廣電網絡四家運營企業發放5G商用 牌照，標志我國5G商用正式啟動。2020年3月，5G網絡被確定為新型基礎設施建設重點之一，進一步 促進5G相關產業加速發展。 5G承載網絡為5G無線接入網和核心網提

3、供基礎的網絡連接，光模塊是5G承載網絡的基礎構成單 元，主要完成光電/電光轉換功能，近年來隨著速率提升在系統設備中的成本占比不斷攀升，已成為 5G低成本、廣覆蓋的關鍵要素之一。相比于4G，5G承載在速率容量、傳輸距離、工作環境、光纖資 源和同步特性等方面對光模塊提出了新型差異化要求。目前業界針對5G承載光模塊提出了多種解決方 案，部分方案已逐步成熟并走向規模應用。同時，隨著5G建設的分階段持續推進和5G承載光模塊產業 鏈的蓬勃發展，涌現出一些新型光模塊需求，業界正針對這些新需求開展研究。 2019年1月，IMT-2020(5G)推進組5G承載工作組發布了第一版5G承載光模塊白皮書，本白皮 書在

4、第一版基礎上，結合5G承載光模塊新型需求，重點研究解決方案和產業發展基礎共性問題，對5G 承載光模塊及核心光電子芯片的產業化能力延續評估并提出后續發展建議，進一步推動5G承載光模塊 產業鏈逐漸成熟和產業化應用，為5G部署提供有力支撐。 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 2 5G承載光模塊應用場景及發展現狀 1 5G承載光模塊需求分析 目前，5G頻譜的中低頻段（6GHz以下）與高頻段（6GHz以上）正協同推進。全球在3400- 3800MHz中低頻段共識度較高，多國已開展該頻段全部或部分頻譜的許可準備或首批許可。在高 頻段方面，美國、韓國進展較快，其他多個國

5、家也正在積極論證或公開征求意見。我國三大運營 商和中國廣電已獲得全國范圍5G中低頻段頻率使用許可，中國廣電與中國移動將共建共享703- 743 MHz、758-798MHz共80MHz頻譜帶寬，中國移動獲得2515-2675MHz、4800-4900MHz 共260MHz頻譜帶寬，中國電信獲得3400-3500MHz共100MHz頻譜帶寬，中國聯通獲得3500- 3600MHz共100MHz頻譜帶寬，中國電信與中國聯通將共建共享200MHz頻譜帶寬。5G時代面臨更高 的建網投資和更快的建網挑戰，我國運營商正加強合作，開展5G網絡的共建共享工作。在高頻段方 面，2017年6月我國發布了關于在毫米

6、波頻段規劃5G系統使用頻率的公開征求意見函；2020年4月， 工業和信息化部部分關于推動5G加快發展的通知，將適時發布部分5G毫米波頻段頻率使用規劃。 5G承載網絡是為5G無線接入網和核心網提供網絡連接的基礎網絡，具備靈活調度、組網保護和 管理控制等功能，以及帶寬、時延、同步和可靠性等方面的性能保障。5G承載網絡架構可以劃分為 城域接入層、城域匯聚和核心層，以實現5G前傳、中傳和回傳功能，如圖1所示。 圖1 5G承載網絡架構 3 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 4G基站基帶處理單元（BBU）與遠端射頻單元（RRU）之間主要基于10Gb/s及以下速率的通用

7、 公共無線接口（CPRI）接口，5G基站由于頻譜帶寬顯著增加、基站處理功能重新分割等因素，將采用 基于25Gb/s速率的演進型CPRI（eCPRI）接口來滿足分布單元（DU）與有源天線處理單元（AAU） 之間的前傳需求，25Gb/s成為5G前傳光模塊的典型速率。對于100MHz頻譜寬度、S111、64T64R站 型，通常需要3個25Gb/s eCPRI接口，160MHz頻譜寬度和共建共享模式下的200MHz頻譜寬度通常需 要6個25Gb/s eCPRI接口。5G建設初期，無線接入網通常采用分布式無線接入網（DRAN）和集中式 無線接入網（CRAN）小集中模式；5G建設中后期，無線接入網將以CR

8、AN為主，從小集中向大集中 演進。 截止2020年6月底，全國范圍內已建設開通5G基站超過40萬個，未來5G建設將持續投入，為達到 與4G相同的覆蓋能力，預計5G基站整體建設規模將達到數百萬站，帶來千萬量級的前傳光模塊需求。 2 5G承載光模塊應用場景 5G前傳的典型應用場景包括光纖直連、波分復用和其他有源傳輸技術。小規模集中場景可采用 光纖直連方案，包括雙纖雙向和單纖雙向，如圖2 a)所示，無需額外的傳輸設備，具備低延時、低成 本優勢，但對光纖資源消耗較大。在密集城區等中等以上規模集中場景，需引入波分復用方案來解決 CRAN模式下的AAU拉遠。波分復用技術可以在單根光纖復用多個波長，整體優勢

9、是容量大、節省光 纖資源，缺點是成本高、鏈路預算大，又可細分為無源WDM、半有源WDM和有源WDM。無源WDM 方案中，光模塊位于AAU和DU設備，通過無源波分復用/解復用器件進行合分波，如圖2 b）所示， 該方案無需額外供電，但管理維護能力較弱。有源WDM方案在AAU側和DU側均采用有源設備進行業 務接入和傳輸，如圖2c)所示，該方案傳輸設備與無線設備管理界面清晰，支持完善的管理維護能力， 但考慮到AAU側的工作環境、室外設備供電等情況，成本較高，并存在時延和同步方面的QoS風險。 半有源WDM方案在AAU側使用無源波分復用器以簡化部署難度并降低成本，DU側使用有源設備通過 光模塊調頂等方式

10、實現運維管理，如圖2 d)所示，該方案綜合了無源和有源方案的特點，是當前業界 研究重點，產品研發和標準化工作正在積極推進。 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 4 圖2 5G前傳光模塊應用場景 5G部署初期，前傳將以光纖直連和無源WDM方案為主，后續隨著網絡部署規模逐步擴大，尤其 是CRAN小集中和大集中部署模式的規模應用，基于半有源WDM的部署占比將會顯著提升。 5G中回傳覆蓋城域接入層、匯聚層與核心層，接入層和匯聚層將主要采用25Gb/s、50Gb/s、 100Gb/s等速率的灰光或彩光模塊，核心層及以上將較多采用100Gb/s、200Gb/s、400G

11、b/s等速率的 彩光模塊。 3 5G承載光模塊發展現狀 5G前傳光模塊涉及室外應用，需滿足工業級溫度范圍和高可靠性要求，同時，由于基站數量龐 大，還需滿足運維管理簡單和低成本。業界正在廣泛開展5G前傳光模塊的技術研究與標準制定，涉及 5 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 表1 5G前傳光模塊技術現狀 的模塊類型和接口特性各不相同，除雙纖雙向方案外，出現了單纖雙向（BiDi）和WDM技術方案。 5G前傳光模塊的典型技術方案如表1所示。 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 6 5G中回傳光模塊的典型技術方案如表2所示。 表2

12、 5G中回傳光模塊技術現狀 整體來看，5G承載光模塊類型仍然較多，隨著光器件芯片技術、標準和應用需求的發展，光模塊 類型可能會進一步收斂。 前傳光模塊關鍵技術方案 1 25Gb/s灰光模塊 5G網絡建設初期，在光纖資源充裕的場景中，前傳將以光纖直連方式為主，主要采用25Gb/s灰光 模塊?；镜乃纤禄ミB可采用300m雙纖雙向灰光模塊，用于傳輸距離更遠或鏈路損耗更大的AAU 7 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 與接入機房之間的互連可采用10/15km雙纖雙向或單纖雙向灰光模塊。 25Gb/s雙纖雙向灰光模塊已基本成熟，參考標準包括IEEE802.3-2

13、018和YD/T 3125.2-2019。從 技術方案來看，可采用25GBaud或10GBaud兩種激光器芯片來實現，25GBaud工業級激光器芯片可靠 性與量產工藝要求較高，市場供應渠道有限；10GBaud工業級激光器芯片可充分利用成熟的供應鏈， 有效降低光模塊成本，目前業界主要有超頻、PAM4高階調制兩種實現方案。超頻方案根據不同傳輸距 離可采用FP（300m）或DFB（10km/15km）激光器芯片，目前均已成熟。PAM4方案采用的配套電 芯片已有相關樣品，目前處于光模塊關鍵參數測試驗證階段，使用效果和綜合成本有待進一步評估。 綜上，25Gb/s雙纖雙向灰光模塊將優先采用超頻方案，PAM

14、4方案取決于配套芯片性能和規模效應。 25Gb/s單纖雙向灰光模塊以波分復用1270/1330nm方案為主，基于NRZ調制碼型的光模塊產品 在10/15km距離規格已基本成熟，基于PAM4調制碼型的光模塊處于少量樣品階段，行業標準YD/T 2759.2-2020對NRZ 10/15km和PAM4 10km距離規格進行了規范。由于BiDi方案具有節省50%光纖 資源、時延對稱性等優勢，在5G前傳網絡光纖直驅場景中將發揮重要作用。 2 25Gb/s彩光模塊 5G網絡建設中后期，隨著高頻組網及低頻增點等深度覆蓋，為充分利用已有光纖資源，波分復用 的部署規模將逐步擴大，25Gb/s WDM方案成為業界

15、研究熱點，目前存在粗波分復用（CWDM）、中 等波分復用（MWDM）、細波分復用（LWDM）和密集波分復用（DWDM）四種25Gb/s彩光模塊方 案。針對100M頻譜帶寬的S111站型，單個基站通常需要6波25Gb/s；針對160M/200M頻譜帶寬的S111 站型，單個基站通常需要12波25Gb/s。同時，考慮與4G共站，還存在25Gb/s與10Gb/s不同速率的波 分復用需求，本白皮書重點關注6波和12波25Gb/s技術方案。 CWDM：CWDM彩光模塊使用ITU-T G.694.2規范的波長，從1271nm到1611nm，通道間隔 20nm，共18個波長。在25Gb/s CWDM光模塊實

16、際應用中，由于長波長色散代價較大，目前從短波長 開始前6波（1271nm1371nm）成熟可用，發送和接收端采用DML激光器和PIN探測器方案，其中前4 波可共用數據中心100GE CWDM4產業鏈，成本較低。中間6波（1391nm1491nm）由于早期受光纖水 峰效應的影響，激光器產業鏈相對空白。后6波（1511nm1611nm）受色散限制需使用EML激光器或 APD探測器來保證鏈路功率預算，成本較高。綜上，25Gb/s CWDM彩光模塊可很好地滿足6波需求， 國內已有規模應用，為滿足工業級應用，AAU側光模塊需采用帶制冷的DML激光器。國際標準方面， ITU-T SG15 Q6 已啟動是否

17、開展基于25Gb/s CWDM技術標準修訂的討論。 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 8 圖3 CWDM/MWDM/LWDM波長及實現方案 MWDM：25Gb/s MWDM彩光模塊在CWDM前6波基礎上進行左右偏移擴展為12波，采用非 均勻的波長間隔，波長具體信息見圖3。MWDM方案可重用CWDM方案中DML激光器成熟的設計經驗 及工藝控制技術，通過調整光柵參數實現波長偏移，與CWDM共外延工藝和芯片制造產業鏈。中國移 動正在組織產業鏈上下游進行MWDM的行業標準制定，同時在ITU-T和O-RAN推動國際標準立項， 相應產品目前處于測試驗證和試商用階段。2

18、019年11月，華為、中興、中信科三家設備廠商在中國移 動全球合作伙伴大會上進行了Open-WDM/MWDM系統展示。2019年11月，中國移動啟動MWDM等 實驗室測試，預計將于2020年8月底完成十余家設備商、模塊商支持OAM的MWDM光模塊異廠家互通 測試。2020年5月至今，甘肅移動、云南移動、福建移動、湖南移動等十余個省份已開通基于半有源 MWDM的 5G 前傳商用網絡。 LWDM：25Gb/s LWDM彩光模塊以IEEE 802.3-2018規范中400GE LR8的8個波長為基礎， 按照800GHz通道間隔等距擴展的方式來實現12個波長，波長具體信息見圖3。LWDM波長位于O波

19、段，色散代價小，可采用DML激光器和PIN探測器解決10/15km距離傳輸，其中基礎的8個波長可重用 100GE LR4和400GE LR8產業鏈。中國電信正在組織產業鏈上下游進行LWDM的行業標準制定和測試 驗證，并在ITU-T推動國際標準立項，目前國內已有少量試點應用。 D W D M ： 2 5 G b / s D W D M 光 模 塊 基 于 I T U - T G . 6 9 8 . 4 標 準 ， 采 用 C 波 段 （1529.55nm1565.50nm），通道間隔為100GHz時可支持40個波長，大幅提升系統容量、節約光纖 資源，受色散限制主要采用EML激光器和APD探測器，

20、成本較高。技術方案方面，25Gb/s DWDM 9 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 圖4 DWDM波長及實現方案 光模塊包括兩種不同的實現手段，一是采用波長可調諧光模塊，該方案具有端口無關、波長自適應特 性等優點，一種光模塊可滿足不同應用場景需求，但成本較高、實現難度較大。目前全波段可調諧光 模塊處于量產階段，同時，業界正在積極研發低成本的窄帶可調光模塊，目前處于小批量樣品驗證階 段。二是采用固定波長光模塊，波長識別和管理繁瑣，整體運行維護較復雜。中國聯通正在組織產業 鏈上下游進行DWDM的行業標準制定，并將在已立項的ITU-T G.698.x系列（G.

21、698.1/G.698.2/ G.698.4）修訂標準中增加25Gb/s速率。 調頂技術用于實現光模塊的管理維護，主要有幅度調制和頻率調制兩種技術方案。幅度調制方案 實現相對簡單，典型調制深度小于5%、調頂代價小于0.5dB，采用曼徹斯特編碼，部分場景中還可以 結合不同的載頻來標識波長。頻率調制接收靈敏度相比幅度調制有顯著提升、調頂代價更低，但技術 難度較高?，F階段，為盡快在5G前傳光模塊中實現調頂功能、推進產業化應用，調頂技術將主要采用 幅度調制，并將頻率調制作為可選方案。 以上WDM彩光模塊技術方案各有優缺點，共性特性主要包括采用了25Gb/s傳輸速率、10km量級 IMT-2020(5G

22、)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 10 表3 50Gb/s BiDi的波長范圍要求（IEEE802.3 cp D2.1） 傳輸距離、優選單纖雙向和半有源工作方式、增加在線維護管理機制等，但在傳輸容量、光模塊及合 分波器件中心波長、波長是否可調、管控開銷實現機制等方面仍存在典型差異，呈現多種方案并行發 展、產業化能力同步推進的態勢。2019年底，中國通信標準化協會（CCSA）已對4種25Gb/s WDM系統 及彩光模塊進行了行業標準立項，2020-2021年將進行標準制定工作，預計2021年上半年整體制定完成。 中回傳光模塊關鍵技術方案 5G中回傳覆蓋城域接入、匯聚與核心層，主要

23、采用提升模塊速率或波分復用等方式提升承載容 量，典型速率包括25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、200Gb/s和400Gb/s，傳輸距離從十幾km到上百km， 近期將以非相干灰光模塊為主，同時積極推動低成本相干彩光模塊的研發進度。 接入和匯聚層將主要采用25Gb/s、50Gb/s和100Gb/s等速率的灰光模塊。目前，25Gb/s雙纖雙向 40km光模塊產業鏈已經成熟，國內外標準IEEE802.3-2018和YD/T 3125.2-2019已經發布。50Gb/ s雙纖雙向和單纖雙向光模塊主要采用25GBaud光芯片和PAM4調制格式，根據距離可采用DML或 EML激光器。50Gb/s雙

24、纖雙向光模塊有10km和40km兩種距離規格，國內外標準IEEE802.3-2018、 IEEE802.3cn-2019和YD/T 3713-2020已經發布。50Gb/s單纖雙向光模塊的國際標準處于在研階段， 有10km、20km、40km三種距離規格，IEEE802.3cp D2.1對上下行波長的建議如表3所示；國內行業 標準將于2020年下半年征求意見和送審，2021年上半年制定完成。 核心層的典型傳輸距離為40km80km，核心層將較多采用100Gb/s、200Gb/s和400Gb/s等速率的 相干光模塊，隨著硅光和低成本DSP技術的發展，低成本相干光模塊被視為新的發展熱點。中回傳光

25、模塊的技術方案細節，參見2019年發布的第一版5G承載光模塊白皮書。 11 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 表4 5G承載典型光模塊產品化能力 5G承載光模塊產業發展分析 1 光模塊及芯片產業化水平 國內外光模塊廠商圍繞5G應用積極開展5G承載光模塊研發，目前的產品化能力如表4所示。 5G承載光模塊所使用的核心光芯片及電芯片，業界領先廠商的產業化能力如表5所示，國內目前整 體上仍處于研發、樣品或小批量階段。 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 12 表5 核心光芯片及電芯片 2 光模塊產業化能力測評 考慮到5G部署應用

26、需求的緊迫性，為加速推動5G承載光模塊核心技術研發，驗證5G承載光模塊 技術方案設計，支撐國內外標準制定，推進5G承載光模塊產業發展，5G承載工作組于2019年組織開 展了第二次多廠家、多類型的5G承載光模塊測試驗證工作。光迅、海信、旭創、華工正源、新易盛、 Finisar、Lumentum、索爾思、易飛揚、優博創、易銳、臺達共12家國內外光模塊廠商參加了測試， 中國信息通信研究院承擔具體測評工作，運營商中國移動、中國電信、中國聯通，系統設備商華為、 中興、中信科，儀表商Keysight、VIAVI、VeEX對測試提供了大力支持。 本次參測的光模塊包括10Gb/s可調80km、25Gb/s B

27、iDi 15km、25Gb/s BiDi 20km、25Gb/ s LAN-WDM 10km、25Gb/s LWDM 20km、25Gb/s LWDM 40km、25Gb/s DWDM 10km、 25Gb/s可調10km、50Gb/s PAM4 10km、50Gb/s PAM4 40km、50Gb/s PAM4 BiDi 10km、單波 13 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 表6 參測光模塊類型 100Gb/s 10km等12種類型，如表6所示。 測評項目主要包括光接口關鍵參數、電接口關鍵參數、長期誤碼性能和丟包率、儀表環境下的異 廠家互通和傳輸性能、

28、系統設備兼容性、系統設備環境下的多廠家互通等，如圖5所示。 圖5 5G光模塊測評項目 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 14 從測評結果來看，參測光模塊樣品在光電接口關鍵參數方面基本滿足已發布或在研的IEEE802.3、 多源協議（MSA）和CCSA行業標準相關要求，個別樣品存在發送功率偏低、光調制幅度（OMA）偏 低、消光比低、發射機色散眼圖閉合（TDECQ）過大或在短壓力型隨機碼（SSPRQ）碼型條件下不可 測、接收光反射不達標、壓力靈敏度不達標、眼高偏低和儀表兼容性（激光器不可控制、儀表死機、 與儀表適配器尺寸不匹配、在部分端口高誤碼、需修改寄存器內

29、容才可兼容）等問題。 在長期誤碼性能和丟包率測試中，25Gb/s光模塊采用eCPRI業務分別在儀表前向糾錯（FEC）開 啟和關閉的條件下進行了24小時長期測試，模塊發送和接收端口間串連相應規格的光纖和可調光衰減 器。個別模塊出現高誤碼，其他大部分光模塊可實現24小時無丟包無誤碼傳輸。（1）25Gb/s BiDi 15/20km光模塊：收發端口間總衰減量（光纖+可調光衰）可達11.118.9dB（FEC開啟）和7.015.8 （FEC關閉）。（2）25Gb/s LWDM光模塊：具有10/20/40km不同規格，在標稱距離規格光纖和4 端口合分波器所帶來的衰減外，還具備9.215.2dB（FEC開

30、啟）和4.69.5dB（FEC關閉）的衰減余 量。（3）25Gb/s DWDM 10km光模塊：收發總衰減量（光纖+合分波器+可調光衰）為22.123.9dB （FEC開啟）和16.418.4（FEC關閉），色散代價為1.633.85dB。（4）25Gb/s 10km波長可調諧光 模塊：共兩只測試樣品，分別支持1328.28nm、1328.87nm、1329.46nm、1330.05nm、1330.64nm、 1331.23nm 6個波長通道可調諧和1331.82nm、1332.41nm、1333.00nm、1333.60nm、1334.19nm、 1334.78nm 6個波長通道可調諧，傳輸

31、性能與25Gb/s LWDM 10km規格光模塊接近。（5）50Gb/ s 10km光模塊：收發端口間總衰減量（光纖+可調光衰）為11.715.8dB（FEC開啟）。（6）50Gb/ s 40km光模塊：總衰減量（光纖+可調光衰）為20.925.0dB（FEC開啟）。（7）50Gb/s BiDi 10km 光模塊：總衰減量（光纖+可調光衰）為11.014.8dB（FEC開啟）。（8）100Gb/s 10km光模塊：收 發總衰減量（光纖+可調光衰）為11.6dB（模塊內部FEC開啟）。（9）10Gb/s 80km光模塊：收發總 衰減量（光纖+合分波器+可調光衰）為21.923.2dB（FEC關閉

32、）。 從儀表環境異廠家互通測試結果來看：（1）25Gb/s BiDi 15/20km光模塊：不同廠商的光模塊 波長方案統一，均為1330nm/1270nm，如圖6(a)所示配置，在儀表開啟FEC模式下，可實現總衰減量 （光纖+可調光衰）為10.819.4dB的異廠家光模塊互通傳輸；在儀表關閉FEC模式下，1對光模塊組 合無法互通，其他組合可實現總衰減量（光纖+可調光衰）為10.915.5dB的異廠家光模塊互通傳輸。 （2）50Gb/s 10/40km光模塊：如圖6(b)所示配置，在儀表開啟FEC模式下，50Gb/s 10km光模塊可 實現總衰減量（10km光纖+可調光衰）為10.515.9dB

33、的異廠家光模塊互通傳輸；50Gb/s 40km光模 15 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 圖6 儀表環境光模塊互通測試 塊在儀表開啟FEC模式下，可實現總衰減量（40km光纖+可調光衰）為20.124.3dB的異廠家光模塊互 通傳輸。（3）50Gb/s BiDi 10km光模塊：如圖6(c)所示配置，在儀表開啟FEC模式下，可實現總衰減 量（10km光纖+可調光衰）為12.015.8dB的異廠家光模塊互通傳輸，部分樣品需進行極性翻轉設置。 (a) 25Gb/s BiDi 15/20km光模塊異廠家互通(b) 50Gb/s 10/40km光模塊異廠家互通

34、(c) 50Gb/s BiDi 10km光模塊異廠家互通 在儀表環境WDM光模塊混合傳輸方面，不同波長和廠商的25Gb/s LWDM光模塊經過合分波 器（光迅，通道插損0.81.5dB）及20km光纖可進行混合傳輸，6小時內無誤碼。不同波長和廠商的 25Gb/s DWDM光模塊經過合分波器及10km光纖可進行混合傳輸，24小時內無誤碼。不同波長相同廠 商的10Gb/s DWDM可調光模塊經過合分波器及80km光纖可進行混合傳輸，24小時內無誤碼。 在設備環境的兼容性和互通測試方面，大部分參測樣品可被不同設備商的SPN設備識別、支持 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白

35、 皮 書 16 圖7 設備環境光模塊兼容性和互通測試 DDM光功率上報、激光器開啟和關閉等操作，個別樣品存在無法工作、光功率不上報等問題。如圖7 所示配置，在設備環境關閉或開啟FEC模式下，大部分光模塊可實現多廠家互通，少數光模塊存在互 通問題。由于廠家數量少或波長不一致等原因，無法進行異廠家互通測試的100Gb/s 10km、25Gb/s LWDM、25Gb/s DWDM、10Gb/s 80km光模塊，可在設備環境下實現同廠家光模塊互通傳輸。 a) 10/100Gb/s光模塊 b) 25/50Gb/s BiDi光模塊 c) 25Gb/s LWDM/DWDM光模塊 d) 50Gb/s 10/4

36、0km光模塊 17 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 綜上，參測光模塊樣品整體上滿足已發布或在研的IEEE 802.3標準及草案、CCSA行業標準及草 案、多源協議MSA等相關要求，在光電接口、長期穩定性、互通能力、設備和儀表兼容性方面個別模 塊仍存在一些尚待完善的問題。50Gb/s PAM4光模塊互通能力、與儀表和設備兼容性相對首次測試 已有較明顯提升，50Gb/s 40km壓力靈敏度、SSPRQ碼型條件下的TDECQ需進一步評估。通過本次 測試，多種5G承載光模塊的功能性能得到了充分驗證，相關結果將進一步推動5G承載光模塊產業鏈成 熟，為我國5G商用奠

37、定良好基礎。 3 光模塊產業發展建議 5G對光模塊高性能、低成本的需求持續存在，技術創新和產業鏈聚集是兩大有效手段，產業鏈上 下游、業界各方需形成合力，在評估實際應用場景與傳輸距離需求的基礎上，建立合理化、通用化和 國產化產業鏈，并從標準規范、測試驗證和評價機制等層面推動聚焦。 5G網絡建設的快速推進為光模塊市場帶來了機遇和活力，5G承載光模塊多樣化技術方案并存發展 的態勢預計短期內仍將持續，分支過多將帶來重復開發、資源浪費、市場碎片化等問題，在一定程度 上影響產業鏈的規模協調發展。為盡可能降低多樣化方案并行帶來的潛在影響，建議5G前傳相關業界 從部署需求、傳輸性能優化、低成本建設及便捷運維管

38、理、產業鏈良性發展等多方面綜合考慮，從標 準層面加強共性技術協同推動，統一管控模型及操作管理維護（OAM）機制，進一步優化和完善產業 發展格局，使業界資源得到有序配置，通過規模效應實現成本降低。 5G承載光模塊及芯片的自主創新發展需要產業生態的改善，建議業界進一步完善評價機制，通過 公平、公正、公開的測試驗證平臺，有效評估各類5G承載光模塊技術方案的可行性、可靠穩定性、互 通性和兼容性等關鍵問題，指導業界進行關鍵技術開發和產品性能的改進。 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 18 總結與展望 5G更高性能要求和無線側系統的更新換代對承載網提出新型挑戰，光模塊作為承載網絡的基礎構 成單元，已成為5G低成本、廣覆蓋的關鍵要素。技術創新和產業鏈聚集是5G承載光模塊實現高性能、 低成本的有效策略，面向5G承載多樣化應用場景，業界對5G光模塊技術方案進行了廣泛研究、提出了 多種規格和新型解決方案，為產業鏈提供了新的發展方向，但多樣化的光模塊解決方案同時也將導致 重復開發、資源浪費和市場碎片化等問題，產業鏈上下游和業界各方需加強合作、聚焦共識，從核心 技術突破、標準規范制訂、測試驗證評估等多方面協同推動5G承載光模塊的健康有序發展。 19 IMT-2020(5G)推進組 5 G 承 載 光 模 塊 白 皮 書 主要貢獻單位