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WDM-PON手艺—5G前传的主要填补妄图

宣布时间:2019年05月07日 17:05    宣布者:chaser12
要害词: 5G , WDM-PON

应用无源波分复用手艺(WDM-PON)是扩年夜光纤传输容量、前进速率的主要蹊径。

据相关单元数据显示,随着5G时代的来临,2018年全球光器件市场规模将到达100亿美元,2020年有望到达123亿美元,其中,波分装备市场规模约800到850亿,预计未来三年内的增速保持在30%到50%之间,所有家以后景很是辽阔。

2017年以来,国际上的运营商把WDM-PON手艺作为5G前传的重点妄图阻拦研究,那么WDM-PON是甚么手艺呢?应用于甚么样的场景呢?

5G前传的作育难点

WDM-PON手艺用于5G的前传领域,5G前传受限于光纤资源缺乏、基站数目宏年夜、资源敏感度高等因素,一直是令运营商们很是尴尬的话题。

由于不太宁愿花更多资金重新布设光纤,以后运营商处置赏罚赏罚效果的全体准绳是:光纤直驱为主,光纤缺乏的区域引入WDM波分复用手艺来填补。

◮图片来自《5G承载群集架构和手艺妄图白皮书》

光纤资源富厚的区域接纳25G单纤双向(BiDi)光模块,可节约50%的光纤资源;光纤稀缺区域接纳点到点有源WDM/OTN妄图;而光纤极端稀缺的场景接纳点到多点的WDM环形结构。

WDM手艺作为5G前传妄图的主要填补,其基本思绪是节约光纤,详细完成形状网罗无源WDM、有源WDM/M-OTN和WDM PON三种:

◮来自易飞扬通讯Gigalight

1. 无源WDM妄图将彩光模块装配在无线侧AAU和DU装备上,经由历程外置的无源合/分波板卡或装备完成WDM功效,资源较低,然则掩护治理功效弱;

2. 有源WDM/M-OTN妄图将AAU和DU毗连到WDM/M-OTN装备上,可调谐(Tunable)光模块应运而生;

3. WDM PON妄图延续FTTx点到多点组网拓扑,AAU接入ONU终端装备或模块化ONU(SFP+模块), DU毗连到局端OLT装备,从而可最年夜幅度地节俭接入主干层光纤资源。

甚么是WDM-PON手艺?

PON手艺是处置赏罚赏罚接入网“最后一千米”、完成FTTx的最具吸引力的手艺。

现在光纤接入网主要接纳的是EPON或GPON, 曲折行均使命在单一波长,各用户经由历程时分的要领阻拦传输,这类在单一波长上为每用户分配时间片的机制,既限制了每用户的可用带宽,又年夜年夜铺张了光纤自己的可用带宽。

而WDM-PON是一种接纳波分复用手艺、点对点的无源光群集,可以将用户接入宽带增添数倍以致数十倍,知足用户的事实需求。相关尺度组织泉源关注WDM-PON在5G前传的应用,特殊是单波25G速率的WDM-PON系统,将在5G前传的所有处置赏罚赏罚妄图中施展主要作用。

尺度的WDM-PON由三部门组成:

  • 光线路终端(OLT)

  • 光波长分配群集(OWDN)

  • 光群集单元(ONU)


OLT是局端装备,网罗光波分复用器/解复用器(OMUX/ODEMUX), 浅易具有控制、交流、治理等功效,局真个OMUX和ODEMUX在物理上与OLT装备是可以分另外。

OWDN是指位于OLT与ONU之间,完成按波长分配的群集,物理链路上网罗馈线光纤和无源远端节点(PRN, Passive Remote Node)。

PRN中网罗了热不敏感的阵列波导光栅(AAWG, Athermal Arrayed Waveguide Grating), AAWG是波长不敏感无源光器件,完成光波长复用、解复用功效。

ONU放置在用户终端,是用户侧的光终端装备。

◮来自群集

WDM-PON手艺可使系统具有更长的传输距离、更高的传输效力、更高的带宽,而且具有安然性、营业透明性、易掩护性,从而成为5G前传妄图的主要填补。

WDM-PON处置赏罚赏罚妄图

在WDM-PON系统中,多个不合波长同时使命,是以最直接的WDM-PON妄图是OLT中有多个不合波长的光源,每个ONU也应用特定波长的光源,各点对点毗连都按事后设计的波长阻拦装备和使命。假定波长数越多,须要的光源种类也越多,带来严重的仓储效果,这对ONU特殊凹陷。

由于存在严重的ONU仓储效果,结实光源的处置赏罚赏罚妄图难以应用于商用WDM-PON系统,是以应用无色ONU已基本成为以后WDM-PON相关研究的共识,基于无色ONU的手艺妄图是WDM-PON系统的主流。

无色ONU的完成手艺凭证应用的器件不合可分为以下三类:

  • 可调激光器

  • 宽谱光源

  • 无光源


◮来自易飞扬通讯Gigalight

计整齐

可调激光器是应用波长可调的激光器使ONU可以使命在不合的波长,可调激光器也使命在特定波长,但可经由历程赞助手段对波长阻拦调谐,如电调谐、温度协调谐机械调谐,这样在系统中可应用异常的激光器以发生不合的使命波长。

然则可调激光器比传统PON系统中应用的激光器越发严重年夜,价钱也较为昂扬,是以在现在的WDM-PON系统中浅易不接纳。

妄图二

第二种妄图是在ONU中放置一个宽谱光源,收回的光从ONU出来以后,再接一个WDM装备,好比薄膜滤波器或许AWG, 对旌旗暗记阻拦频谱朋分,只允许特定的波长部门经由历程并传输到位于中央局的OLT。这样各个ONU具有类似的光源,但由于它们接在WDM合波器的不合端口上,从而可为每个通道天生伶仃的波长旌旗暗记。

在接纳宽谱光源的WDM-PON系统中,光源收回的光中只需很窄的一部门谱线被用作承载下行旌旗暗记,而其他年夜量的能量都被铺张了,是以须要光源供应足够的光功率。

此外,频谱朋分会惹起较年夜的线性串扰,限制了系统的静态规模,须要适当地选择复用器息争复用器的通带谱宽和信道距离。

妄图三

尚有一种妄图是在ONU处无光源,系统中的一切光源都置于OLT处,并经由历程AWG阻拦频谱朋分后向ONU供应特定波长的光旌旗暗记,而ONU直接对此光旌旗暗记阻拦调制,以发生下行旌旗暗记。

凭证下行旌旗暗记的蹊径,这类妄图也称为基于反射的无色ONU完成妄图,在这类完成妄图中,宽谱光源收回的光经AWG分波后供应给不合的ONU作为下行光源,是以没有光旌旗暗记的铺张。

无源波分复用装备: 5G OMUX & AAWG

WDM-PON最年夜的特点在于ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源,全都由光分路器(Splitter)等无源器件组成,而完成波分复用功效的要害装备就是OMUX和AAWG。

异常作为无源波分复用的装备,二者的使命原理不尽类似。

AWG是一种由许多波导组成的阵列形式的光栅,能完成通讯群集中多波长信道的互联、交流、回路等。从Fiber出来的高斯光束到达自在空间(空气中), 发散的很快,耦合消耗也很年夜,在光栅的基础上人们又加入了准直lens和聚焦微透镜。

厥祖先们发现这类妄图不够稳固、可靠性有风险,而且倒霉于小型化的集成,人们又进一步地在结构上做了简化,组成了以下图的结构。

◮来自易飞扬通讯

而AAWG是AWG的无热版本(对温度不敏感),无需外置电路控制。多个波长经AAWG会聚后分到分支光纤传输,可节俭年夜量主干光纤资源。

OMUX接纳的是薄膜滤波器(TFF)工艺,应用的是在基片上镀膜的原理,每个镀膜片上直通某一起波长的光,反射其他波长的光。

二者的优弱点较量

• AAWG接纳波段工艺设计,优势是客户可应用32个以上通道,插损和不合性较好,资源也比OMUX低,优势在于不合适低通道,且通道变换的无邪性不强。

• OMUX接纳TFF工艺,客户需求通道无邪性强,可以随便任性选择通道组合;弊病在于接纳器件串接工艺,级联通道数越多,IL的链路消耗和不合性差,浅易用于32通道以下。

• OMUX和AAWG作为无源波分装备,在5G承载网的WDM-PON架构中施展偏主要作用,以后基于新质料的开发和新专利的泛起,还将进一步推动无源市场的生长。

小结

5G前传的年夜带宽需求,发动传输网的年夜接口需求,同时随着eCPRI新的前传接口的界说,群集架构演进为支持DU、CU池化的新型架构,对无线接入和5G承载提出了新的时机和寻衅。

WDM-PON手艺很好地处置赏罚赏罚了传输效力、带宽和资源效果,而且为完成固移联络供应了有力的支持。易飞扬(Gigalight)推出的应用于5G的OMUX和50GHz的AAWG等无源器件,充实联络了光模块产线的优势,完善填补了5G前传的所有处置赏罚赏罚妄图。


参考质料:张傲等,《三网融合下的FTTx群集》,人夷易近邮电出书社


本文转自易飞扬通讯(Gigalight)社区站,概略→https://www.gigalight.com/cn/bbs/article/wdm-pon-5g-fronthual-solution.html


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