迎規模建設第二年,5G前傳光纖市場如何蝶變?

信息發布:商務部 創建時間:2021-03-22

面對202160萬個5G基站建設,5G前傳用光纖會否迎來高光時刻?

2021年,中國5G網絡規模建設進入了第二年。如果說2020年是大面積開荒的話,那么今年的5G建設將是精耕與開荒并行發展的一年。

經過2020年的大干快上,中國地級以上城市的中心城區基本已完成了5G網絡的覆蓋。但是主城區的這張網并不十分完美,一些熱點地區5G網絡速率較低且不穩定,而且室內覆蓋也不完善。與此同時,地級城市的郊區、縣鎮和廣大農村地區還沒有5G網絡覆蓋。這是目前中國5G建設的基本情況,也是下一步運營商工作的重點。

在今年1月召開的2020年工業和信息化發展情況發布會上,工業和信息化部新聞發言人、信息通信管理局局長趙志國表示,按照適度超前的原則,持續深化5G網絡建設部署,2021年計劃新建5G基站60萬個,在實現地級以上城市深度覆蓋的基礎上,加速向有條件的縣鎮延伸。

這意味著,20215G基站的建設數量與2020年基本相當,但是與2020年相比,2021年將面臨一些新的需求,因此一些新型光纖將在5G前傳中有了用武之地。

新型光纖陸續面世

目前,運營商所采用的5G前傳網絡部署方案主要光纖直驅和波分復用(WDM)兩大類。

5G網絡建設初期,光纖資源充裕的場景,尤其是D-RAN場景,前傳以光纖直連方式為主。因為,此時大部分基站是由4G基站升級而來,而4G基站中仍有很多采用D-RAN組網方式,所以這種方式在基站向5G升級時會繼續沿用。此時為保證兼容性,其擴容所需的光纖與4G基站原有光纖基本保持一致,對此光通信廠商早就擁有了成熟的產品和解決方案。

不過隨著5G網絡建設的深入,綜合組網方式、建設成本以及管道資源,WDM方案將逐步成為熱點。

WDM方案所需光纖數量不多,但是對光纖性能提出了相對較高的要求。WDM方案將不同波長的光通過合波器匯合在一起,并耦合到同一根光纖中進行傳輸,要求光纖對特定波長的光都能保持較低的色散性。針對這一特性,國內主要光通信廠商已經發布了多種新型光纖。

色散平坦光纖具有平滑的O+E波段色散系數,與G.652.D光纖相比,能夠實現更長的傳輸距離(15km),更大的系統維護余量(4dB)。適用于MWDM 5G前傳DU端有源設備與遠端無源分合波之間的所有連接。

G.657.A1光纖不僅具備優異的抗彎曲特性,而且在1310nm1550nm雙波長具有優良的損耗特性,并且具有優化的MFD與精確地幾何特性,與G.652.D具有良好的兼容性,主要應用于5G前傳網絡建設、千兆寬帶入戶及FTTP、大數據中心和計算機互聯網等領域。

此外,G.655單模光纖、ULL超低損耗光纖、低水峰單模光纖等也都適用于WDM方案。

運營商在部署5G前傳網絡的時候,可能會遇到管線資源緊張、空間狹小等情況,需要使用直徑更小的光纖。平均直徑有200μm的迷你型G.652.DG.657系列光纖是比較合適的選擇。

據悉,采用此類型光纖設計的光纜,橫截面積較普通光纜減少30%以上;在同等尺寸情況下,能夠提高光纜布放密度36%以上。同時,該類光纖與G.652.D完全兼容。

隨著新型光纖的陸續面世,何時正式商用也提上日程。目前,光通信廠商與運營商積極推進相關產品的試點工作,取得了良好成績。

看未來

產業界對5G前傳用新型光纖的探索并未停止。據行業專家預測,此類光纖未來有兩個可能的發展方向。

第一個方向是超低損耗光纖、空芯光纖(HCF)。此類光纖具有更低傳輸損耗的可能,將減少光纖傳輸的時延,可在極大程度上消除光纖的非線性問題。

據一項最新研究結果顯示,HCF的一種嵌套反諧振無節點光纖(NANF)在15101600 nm波段的傳輸損耗達到了0.28 dB/km,且理論預測表明該結構具有繼續降低損耗至0.1 dB/km的可能,這將低于石英光纖的材料損耗極限(瑞利散射極限是0.145 dB/km)。

另外,NANF 還具有更寬闊的低損耗窗口的可能,目前已知報道的帶寬已達到700 nm

第二個方向是多芯光纖(MCF)和少模光纖(FMF)。多芯光纖是通過多根單模纖芯傳輸信號,不過其本質與多根單模光纖并無不同,即使今后能夠做到集成化、小型化,對能耗的需求仍然很高。同時芯數越多,集成化的成本也就隨之增高。

少模光纖是通過增加單芯光纖中傳播的光束的模式來實現復用,在提高容量的前提下對能耗的需求增加不明顯。同時,少模光纖的現場使用方式也與現有單模光纖基本兼容,其使用的復雜性也沒有明顯增加。

2021年,中國的5G建設將繼續保持適度超前的原則不變,將對光纖光纜產業持續的拉動作用。據CRU預測,與2020年想必,中國2021年光纜消費量將增加4%,光纜制造量將增加3%,光纖制造量將增加7%。更為重要的是,G.652.D光纖的價格將增加7%

在市場所需光纖光纜數量中,5G前傳用光纖光纜將占據較大比例。這意味著,20215G前傳用光纖的需求量也將水漲船高,對光通信廠商業績的拉動作用將持續走強。同時也推動光通信廠商研發性能更好的新型光纖,以滿足未來的新型基礎設施建設,賦能行業數字化轉型與發展。

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