25G单纤双向收发合一光模块

5G采用100M通道,64T64R天线时,若采用CPRI接口,带宽将达到393.216Gb/s,即便采用CPRI压缩算法,也会达到100Gb/s,而eCPRI只需25Gb/s的带宽,综合技术、成本等考虑,5G前传将采用25G速率。

2016年5月IEEE通过了802.3by-2016规范,定义了25Gb/s应用媒质接入控制参数、物理层要求,2017年12月通过了802.3cc-2017标准以太网修正:物理层和管理参数,用于通过单模光纤实现串行25 Gbps以太网,2018年10月通过PAR,开展制定10Gb/s,25Gb/s,50Gb/s单纤双向物理层规范,项目号为P802.3cp。中国于2018年6月开始制定用于基站的25Gb/s单纤双向光收发合一模块技术规范,2018年11月发出征求意见稿,预计2019年完成标准制定工作。

单纤双向方式可以节省50%的纤芯资源,大大节省了光缆线路的投资,同时由于上下行等距可有效保证高精度时间同步,因此,是5G前传的一种主要模式。

下图是optech发布的一款25G单纤双向光模块,采用SFP28封装方式:

光模块

下图是25G单纤双向光模块的原理图:

原理框图

25Gbit/s单纤双向光模块采用的波长业界有1270nm/1310nm和1270nm/1330nm两种方案,征求意见稿中初步确定采用1270nm/1330nm方案。

25Gbit/s单纤双向光模块最高速率为25.78Gb/s,按传输距离分类可分为两种:

  • 中距:建议用于10km以内的场景
  • 长距:建议用于15km以内的场景

25Gbit/s单纤双向光模块光口参数分AAU侧和DU侧:

AAU侧光口参数

  • 光模块拉环为海蓝色
  • 发送端中心波长:1260nm~1280nm
  • 接收端接收波长:1320nm~1340nm
  • 平均发送光功率:10公里,-2.0 ~ +4.0dBm;15公里,0 ~ +6dBm
  • 发送和色散代价(TDP):≤2.7dBm
  • 最大接受灵敏度:10公里,≤-13dBm;15公里,≤-14.5dBm

DU侧光口参数

  • 光模块拉环为中黄色
  • 发送端中心波长:1320nm~1340nm
  • 接收端接收波长:1260nm~1280nm
  • 平均发送光功率:10公里,-2.0 ~ +4.0dBm;15公里,0 ~ +6dBm
  • 发送和色散代价(TDP):≤2.7dBm
  • 最大接受灵敏度:10公里,≤-13dBm;15公里,≤-14dBm

信道功率预算和代价

为了保证25G单纤双向光模块在现网中的应用,各项指标值需要保证功率预算需求,保证足够的冗余量。链路光功率预算需要考虑传输(光纤含熔接)损耗,活动连接头损耗和维护冗余等因素,光功率预算的公式如下:

$$ P_o−S_i-E≥T+I+M $$

式中:

  • $$P_o — 最小发送光功率;$$
  • $$S_i—— 最大接收灵敏度;$$
  • $$E—— 发送和色散的代价;$$
  • $$T—— 传输(光纤含熔接)损耗,1310nm 波段光纤每公里损耗按 0.4dB 计算;$$
  • $$I—— 活动连接头损耗,每个按 0.5dB 计算;$$
  • $$M—— 维护冗余,工程中维护冗余按 3dB 计算。$$

按平均发光功率的统计数据计算,得出:

  • 10km模块最大线路衰减:
$$P_o−S_i−E=4.0−2.7−(−13)=14.4dB$$
  • 15km模块最大线路衰减:
$$P_o−S_i−E=6.0−2.7−(−13)=17.4dB$$

即当光缆线路端到端衰减大于14.4dB时,应选用15km单纤双向光模块。

CC BY-NC-SA 4.0
最后更新于 2023年7月30日 13:34
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