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5G来了,哪些光纤光缆将成需求热门?

2020年09月02日 1868

5G建设带来巨大的光纤需求,衍生出了新的行业技术竞争。众所周知,5G具备高速率、低延时等性能,可提供更可靠、更稳固的网络连接服务。与此同时,由于采用高频信号,5G基站的覆盖范围受限,因此基站的建设需求量大幅增加。据估计,到2025年,全球5G基站建设总量将达到650万个,这对光纤光缆的性能和技术发展提出了新的要求和挑战。

目前,虽然5G在网络架构和技术方案选择方面仍存在不确定性,但在基础物理层上,5G光纤光缆需要同时满足当前的网络应用和未来的发展需求。以下是五种适用于5G网络的热门光纤光缆,它们在一定程度上能帮助解决5G建设中的实际问题。

1. 弯曲不敏感光纤跳线轻松实现室内微基站部署

5G接入网建设的最大挑战在于大规模5G宏基站和室内微基站之间的密集光纤连接。复杂的布线环境,尤其是室内光纤布线,空间有限,对光纤弯曲性能提出了很高的要求。符合ITU G.657.A2/B2/B3标准的光纤在弯曲性能方面有了很大的改善,在保证性能的同时,可以在走线拐角处对其进行固定和弯曲。

为了解决5G室内应用中的这类问题,许多光纤制造商已经推出了低损耗的弯曲不敏感光纤跳线(BIF)

品牌方 产品名称 国际电信联盟标准 弯曲半径
(绕轴转一圈)
诱导衰减
(分贝)
康宁 ClearCurve ® LBL 光纤 G.652.D, G.657.A2/B2 7.5毫米 ≤ 0.4
长飞光纤 易贝® 超强 弯曲不敏感光纤 G.652.D, G.657.B3 5毫米 ≤ 0.15
普睿司曼 BendBright XS 光纤 G.652.D, G.657.A2/B2 7.5毫米 ≤ 0.5

注:诱导衰减源于光纤缠绕在特定半径的芯轴上。

表1:弯曲不敏感光纤跳线产品

2. OM5多模光纤跳线可应用于5G核心网络

其次,5G服务供应商还需关注用于存储信息的数据中心光纤网络搭建。目前,数据中心的网络传输速率正逐步由10G/25G、40G/100G向25G/100G、200G/400G迁移,这对用于数据中心内部互连的多模光纤光缆提出了新的要求。多模光纤不仅需要与现有的以太网标准兼容、满足未来向400G/800G等高速率网络升级条件、支持短波波分复用(SWDM)和单纤双向(BiDi)等波分复用技术,同时还需极佳的抗弯性能,以适应数据中心高密度布线场景。

图1:分别应用100G单纤双向和100G短波波分复用技术的OM5光纤

在这样的市场需求背景下,具备更宽频带的OM5多模光纤应运而生,成为了数据中心建设的热门选择。OM5光纤允许多个波长在850-950纳米范围内同时传输,同时,采用四级脉冲幅度调制(PAM-4)和波分复用(WDM)技术,可支持150米内的100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s网络传输,保证了未来短距离和高速率网络传输能力。也正因如此,OM5多模光纤线缆成为5G环境下数据中心内部连接的首选。

光纤类型 有效模式带宽 (兆赫兹/千米) (MHz.km) 满注入带宽 (兆赫兹/千米) (MHz.km)
光纤类型 850nm 953nm 850nm 953nm 1310nm
OM3 >2000 / >1500 / >500
OM4 >4700 / >3500 / >500
OM5 >4700 / >3500 1850 >500

表2:OM5多模光纤带宽

下表比较了850纳米波长下OM5光纤与其它多模光纤的链路长度。



Link Length (M) @850nm 波长
光纤类型 10GBASE-SR 25GBASE-SR 40GBASE-SR4 100GBASE-SR4 400GBASE-SR16 400GBASE-SR8 400GBASE-SR4.2
OM3 300 70 100 70 100 70 70
OM4 550 100 150 100 150 100 100
OM5 550 100 150 100 150 100 150

表3:850纳米波长下OM5多模光纤的链路长度

3. 微米级直径光纤极大提升线缆密度

由于5G承载网接入层和汇聚层部署环境复杂,现有线缆管道资源受限情况时有发生。为确保有限空间内能容纳更多光纤,线材制造商正致力于减小线束直径,优化尺寸。如今,业界已不少知名光纤制造商研发出微米直径的光纤,如,普睿司曼集团为满足5G连接需求推出了BendBright XS 180μm的弯曲不敏感单模光纤,光纤直径为180微米,相比传统光纤(光纤直径为250μm)而言,光纤尺寸减少28%。

同样地,康宁公司推出了RocketRibbon200超高密度光缆,该类光缆采用SMF-28®200微米光纤,与RocketRibbon光缆拥有相同光纤芯数的情况下,光缆直径减小了15%,有效节省材料和成本,提高部署效率。

此外,长飞光纤公司也为5G网络提供易贝®+200微米小外径弯曲不敏感光纤,该光纤光缆在保持采用125微米光纤玻璃的情况下,将光纤涂覆层从250μm减小为200μm,将光纤小型化和抗弯曲性能进行了有效结合。在相同光纤芯数的前提下,可有效减少光缆外径,最佳情况可减少50%,极大地提升了管道内的光纤安装密度,节省管道资源。

图2:易贝®+200微米小外径弯曲不敏感光纤

4. 超低损耗、大有效面积光纤延长5G链路长度

5G光纤制造商正积极探索超低损耗(ULL)光纤技术,尽可能延长传输距离。G.654.E光纤就是其中一种极具创新性的光纤。不同于10G、25G、100G传输中使用的常规G.652.D光纤,G.654.E光纤兼具更大有效面积和超低损耗特性,极大地缓解了光纤介质的非线性效应,并提高了光信噪比(OSNR),一般来说,OSNR在200G、400G等高速率连接中极易受高频信号调制方式的影响。

系统速率(bps) 40G 100G 400G 400G
光纤类型 常规G.652 低衰减G.652 低衰减G.652 新型G.654.E
最大容量(Tbs) (Tbs) 3.2 8 20 20
极限电中继距离(km) (km) 6000 3200 <800 <2000
链路典型衰减(dB/km) (dB/km) 0.21 0.20 0.20 0.18
光纤有效面积 (µm²) (µm²) 80 80 80 130

表4:超低损耗大有效面积G.654.E光纤

随着5G核心网络传输速度和容量的持续提升,对这类光纤光缆的需求将一路攀升。据报道,康宁公司最新推出的G.654.E类TXF®光纤产品具备高数据速率(HDR)性能和出色的覆盖范围,可帮助网络运营商应对日益增长的带宽需求,同时降低整体网络成本。近日,英飞朗公司与康宁公司通过第六代无限容量引擎(ICE6)技术和TXF®光纤实现了横跨800公里的800G传输,这表明该光纤有望成为5G网络部署中优质的长距离传输解决方案。

5. 新型光纤光缆加快5G网络安装速度

5G网络部署包括室内外两类场景,其任务量大,环境复杂,因此安装速度对网络建设进程的影响极大。全干式光纤使用革新的干式阻水技术,能有效缩短光纤安装及端接的所需时间。此外,气吹式微型光纤结构紧凑、重量轻、光纤密度高,最大限度地增加了布线时光缆的布放数量。由于采用气吹微管微缆布线技术,这种光纤易于安装在较长、多弯、多起伏的管道中,可节省人力和安装时间,提高施工效率,降低敷设成本。另外,在户外光纤敷设中,一些防鼠防鸟的光纤光缆也受到青睐。

5G来了,光纤制造准备好了吗?

目前,光纤光缆是满足5G网络建设需求的最佳媒介。未来,随着5G的持续演进,多样性、复杂的新场景不断衍生,给光纤制造商带来巨大挑战的同时,也制造了无限的发展新契机。因此,光纤网络必须快速反应,以适应层出不穷的新需求。除了上述热门光纤光缆类型以外,5G光纤制造商能否尽快推出其他革新性光纤产品尚是未知数,让我们一起拭目以待。

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