光纜成為5G競爭的重點之一。眾所周知,5G 網絡將為消費者提供高速、低延遲的服務以及更可靠、更強的連接。但要實現這一點,由于 5G 頻段更高,網絡覆蓋范圍有限,必須建設更多的 5G 基站。而預計到2025年,全球5G基站總數將達到650萬個,這對光纜性能和生產提出了更高的要求。
目前,5G網絡架構和技術方案的選擇還存在一些不確定性。但在基礎物理層,5G光纜要滿足當前應用和未來發展的需求。以下是5種光纖電纜,它們在一定程度上解決了5G網絡建設中的問題。
1. 彎曲不敏感光纖,輕松實現5G室內微基站
海量5G新型宏基站與室內微基站之間的密集光纖連接是5G接入網建設的主要挑戰。復雜的布線環境,尤其是室內光纖布線,有限的空間和彎曲對光纖的彎曲性能提出了很高的要求。符合 ITU G.657.A2/B2/B3 標準的光纖具有出色的彎曲改進性能,可以在不犧牲性能的情況下在拐角處進行裝訂和彎曲。許多光纖制造商已經發布了低損耗的?彎曲不敏感光纖 (BIF) 光纜,以解決 5G 室內應用中的此類問題。
公司 | 產品名稱 | 國際電聯標準 | 彎曲半徑 (繞心軸一圈) |
感應衰減 (dB) |
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康寧 | ClearCurve LBL 光纖 | G.652.D、G.657.A2/B2 | 7.5 毫米 | ≤ 0.4 |
長飛公司 | EasyBand? Ultra BIF | G.652.D、G.657.B3 | 5 毫米 | ≤ 0.15 |
普睿司曼集團 | BendBright XS 光纖 | G.652.D、G.657.A2/B2 | 7.5 毫米 | ≤ 0.5 |
注意:感應衰減是由于光纖纏繞在特定半徑的心軸上造成的。
2. OM5多模光纖應用于5G核心網
5G 服務提供商還必須關注存儲內容的數據中心的光纖網絡建設。目前,數據中心的傳輸速率正在從10G/25G、40G/I00G向25G/I00G、200G/400G演進,這對數據中心內部互聯使用的多模光纖提出了新的要求。多模光纖需要兼容現有的以太網標準,覆蓋未來向400G、800G等更高速率的升級,支持SWDM、BiDi等多波長復用技術,還需要提供優異的抗彎性能以適應數據中心密集布線場景。
在這種情況下,新型寬帶OM5多模光纖成為數據中心建設的熱點選擇。OM5光纖允許在850nm到950nm附近同時傳輸多個波長。OM5光纖采用PAM4調制和WDM技術,可支持150米100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s傳輸系統,保障未來短距離高速傳輸網絡的能力,使其成為5G環境下數據中心內連接的最佳選擇。
光纖類型 | 有效帶寬(MHz.km) | 全注入帶寬 (MHz.km) | |||
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光纖類型 | 850nm | 953nm | 850nm | 953nm | 1310nm |
om3 | >2000 | / | >1500 | / | >500 |
OM4 | >4700 | / | >3500 | / | >500 |
OM5 | >4700 | / | >3500 | 1850 | >500 |
下面是 OM5 和其他 850nm 波長多模光纖的鏈路長度比較。
鏈路長度 (M) @850nm 波長 | |||||||
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光纖類型 | 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 |
3. 微米直徑光纖可實現更高的光纖密度
由于5G承載網接入層或匯聚層部署環境復雜,容易遇到現有光纜管道資源有限等問題。為了確保有限的空間能夠容納更多的光纖,光纜制造商正在努力減小光纜束的尺寸和直徑。例如,最近普睿司曼集團推出了BendBright XS 180μm單模光纖以滿足5G技術需求。這種創新的光纖使電纜設計人員能夠提供大大減小的電纜尺寸,同時仍保持 125μm 的玻璃直徑。
同樣,康寧推出了 SMF-28 Ultra 200 光纖,使光纜制造商能夠將之前的光纜涂層厚度減少 45 微米,從 245 微米降至 200 微米,從而實現更小的總外徑。而另一家光纖廠商長飛也為5G網絡提供了EasyBand plus-Mini 200μm縮徑彎曲不敏感光纖,與普通光纖相比,可將光纜直徑縮減50%,并顯著提高管道中的光纖密度。
4、有效面積大的ULL光纖可延長5G鏈路長度
5G 光纖制造商正在積極探索超低損耗 (ULL) 光纖技術,以盡可能延長光纖距離。G.654.??E光纖就是這樣一種創新的5G光纖。與10G、25G、100G常用的普通G.652.D光纖不同,G.652.E光纖具有更大的有效面積和超低損耗特性,可顯著降低光纖的非線性效應并改善在 200G 和 400G 連接中容易受到更高信號調制格式影響的 OSNR。
速度(基點) | 40G | 100克 | 400G | 400G |
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光纖類型 | 通用 G.652 | 低損耗 G.652 | 低損耗 G.652 | 創新的G.654.??E |
最大容量 (Tbs) | 3.2 | 8 | 20 | 20 |
極限中繼距離(公里) | 6000 | 3200 | <800 | <2000 |
典型鏈路衰減 (dB/km) | 0.21 | 0.20 | 0.20 | 0.18 |
光纖有效面積 (μm2) | 80 | 80 | 80 | 130 |
隨著5G核心網和云化數據中心傳輸速度和容量的不斷提升,這樣的光纜需求會越來越大。據稱,康寧最新推出的 TXF 光纖是一種 G.654.??E 光纖,具有高數據速率能力和卓越的覆蓋范圍,能夠幫助網絡運營商應對不斷增長的帶寬需求,同時降低其整體網絡成本。最近,Infinera和康寧已經使用這種TXF光纖實現了800公里800G,這表明這種光纖有望為5G網絡部署提供出色的長距離傳輸解決方案。
5. 5G網絡安裝更快的光纖電纜
5G網絡部署涵蓋室內和室外場景,安裝速度是需要考慮的因素。采用干式阻水技術的全干式光纜,能夠提高光纜安裝時的光纖熔接速度。氣吹微型電纜結構緊湊、重量輕,纖維密度高,可最大限度地增加纖維數量。這種電纜易于安裝在較長的多彎道和起伏的管道中,通過吹氣安裝方式可以節省人力和安裝時間,提高安裝效率。對于室外光纜部署,還需要使用一些防鼠、防鳥光纜。
為 5G 網絡做好準備
目前,光纖是能夠擴展到 5G 需求的最佳介質。5G網絡更高的帶寬容量、更低的時延要求和復雜的室外部署,給光纖廠商帶來了挑戰,也帶來了無限可能,但我們的光網絡必須快速適應這些新需求。除了上述光纖外,5G光纖廠商是否會盡快為市場推出其他創新光纖,還有待觀察。