5G來了，哪些光纖光纜將成需求熱門？

發佈於 2020年09月02日 by

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5G建設帶來巨大的光纖需求，衍生出了新的行業技術競爭。眾所周知，5G具備高速率、低延時等性能，可提供更可靠、更穩固的網絡連接服務。與此同時，由於採用高頻信號，5G基站的覆蓋範圍受限，因此基站的建設需求量大幅增加。據估計，到2025年，全球5G基站建設總量將達到650萬個，這對光纖光纜的性能和技術發展提出了新的要求和挑戰。

目前，雖然5G在網絡架構和技術方案選擇方面仍存在不確定性，但在基礎物理層上，5G光纖光纜需要同時滿足當前的網絡應用和未來的發展需求。以下是五種適用於5G網絡的熱門光纖光纜，它們在一定程度上能幫助解決5G建設中的實際問題。

1. 彎曲不敏感光纖跳線輕鬆實現室內微基站部署

5G接入網建設的最大挑戰在於大規模5G宏基站和室內微基站之間的密集光纖連接。複雜的布線環境，尤其是室內光纖布線，空間有限，對光纖彎曲性能提出了很高的要求。符合ITU G.657.A2/B2/B3標準的光纖在彎曲性能方面有了很大的改善，在保證性能的同時，可以在走線拐角處對其進行固定和彎曲。

為了解決5G室內應用中的這類問題，許多光纖製造商已經推出了低損耗的彎曲不敏感光纖跳線(BIF)。

品牌方	產品名稱	國際電信聯盟標準	彎曲半徑 (繞軸轉一圈)	誘導衰減（分貝）
康寧	ClearCurve ® LBL 光纖	G.652.D, G.657.A2/B2	7.5毫米	≤ 0.4
長飛光纖	易貝® 超強彎曲不敏感光纖	G.652.D, G.657.B3	5毫米	≤ 0.15
普睿司曼	BendBright XS 光纖	G.652.D, G.657.A2/B2	7.5毫米	≤ 0.5

註：誘導衰減源於光纖纏繞在特定半徑的芯軸上。

表1：彎曲不敏感光纖跳線產品

2. OM5多模光纖跳線可應用於5G核心網絡

其次，5G服務供應商還需關注用於存儲信息的數據中心光纖網絡搭建。目前，數據中心的網絡傳輸速率正逐步由10G/25G、40G/100G向25G/100G、200G/400G遷移，這對用於數據中心內部互連的多模光纖光纜提出了新的要求。多模光纖不僅需要與現有的以太網標準兼容、滿足未來向400G/800G等高速率網絡升級條件、支持短波波分復用（SWDM）和單纖雙向（BiDi）等波分復用技術，同時還需極佳的抗彎性能，以適應數據中心高密度布線場景。

圖1：分別應用100G單纖雙向和100G短波波分復用技術的OM5光纖

在這樣的市場需求背景下，具備更寬頻帶的OM5多模光纖應運而生，成為了數據中心建設的熱門選擇。OM5光纖允許多個波長在850-950納米範圍內同時傳輸，同時，採用四級脈衝幅度調製（PAM-4）和波分復用（WDM）技術，可支持150米內的100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s網絡傳輸，保證了未來短距離和高速率網絡傳輸能力。也正因如此，OM5多模光纖線纜成為5G環境下數據中心內部連接的不二之選。

光纖類型	有效模式帶寬 (兆赫茲/千米) (MHz.km)		滿注入帶寬 (兆赫茲/千米) (MHz.km)
光纖類型	850nm	953nm	850nm	953nm	1310nm
OM3	>2000	/	>1500	/	>500
OM4	>4700	/	>3500	/	>500
OM5	>4700	/	>3500	1850	>500

表2：OM5多模光纖帶寬

下表比較了850納米波長下OM5光纖與其它多模光纖的鏈路長度。

	Link Length (M) @850nm 波長
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

表3：850納米波長下OM5多模光纖的鏈路長度

3. 微米級直徑光纖極大提升線纜密度

由於5G承載網接入層和匯聚層部署環境複雜，現有線纜管道資源受限情況時有發生。為確保有限空間內能容納更多光纖，線材製造商正致力於減小線束直徑，優化尺寸。如今，業界已不少知名光纖製造商研發出微米直徑的光纖，如，普睿司曼集團為滿足5G連接需求推出了BendBright XS 180μm的彎曲不敏感單模光纖，光纖直徑為180微米，相比傳統光纖（光纖直徑為250μm）而言，光纖尺寸減少28%。

同樣地，康寧公司推出了RocketRibbon200超高密度光纜，該類光纜採用SMF-28®200微米光纖，與RocketRibbon光纜擁有相同光纖芯數的情況下，光纜直徑減小了15%，有效節省材料和成本，提高部署效率。

此外，長飛光纖公司也為5G網絡提供易貝®+200微米小外徑彎曲不敏感光纖，該光纖光纜在保持採用125微米光纖玻璃的情況下，將光纖塗覆層從250μm減小為200μm，將光纖小型化和抗彎曲性能進行了有效結合。在相同光纖芯數的前提下，可有效減少光纜外徑，理想情況可減少50%，極大地提升了管道內的光纖安裝密度，節省管道資源。

圖2：易貝®+200微米小外徑彎曲不敏感光纖

4. 超低損耗、大有效面積光纖延長5G鏈路長度

5G光纖製造商正積極探索超低損耗（ULL）光纖技術，儘可能延長傳輸距離。G.654.E光纖就是其中一種極具創新性的光纖。不同於10G、25G、100G傳輸中使用的常規G.652.D光纖，G.654.E光纖兼具更大有效面積和超低損耗特性，極大地緩解了光纖介質的非線性效應，並提高了光信噪比（OSNR），一般來說，OSNR在200G、400G等高速率連接中極易受高頻信號調製方式的影響。

系統速率（bps）	40G	100G	400G	400G
光纖類型	常規G.652	低衰減G.652	低衰減G.652	新型G.654.E
最大容量（Tbs） (Tbs)	3.2	8	20	20
極限電中繼距離（km） (km)	6000	3200	<800	<2000
鏈路典型衰減（dB/km） (dB/km)	0.21	0.20	0.20	0.18
光纖有效面積（µm²） (µm²)	80	80	80	130

表4：超低損耗大有效面積G.654.E光纖

隨着5G核心網絡傳輸速度和容量的持續提升，對這類光纖光纜的需求將一路攀升。據報道，康寧公司最新推出的G.654.E類TXF®光纖產品具備高數據速率（HDR）性能和出色的覆蓋範圍，可幫助網絡運營商應對日益增長的帶寬需求，同時降低整體網絡成本。近日，英飛朗公司與康寧公司通過第六代無限容量引擎（ICE6）技術和TXF®光纖實現了橫跨800公里的800G傳輸，這表明該光纖有望成為5G網絡部署中優質的長距離傳輸解決方案。

5. 新型光纖光纜加快5G網絡安裝速度

5G網絡部署包括室內外兩類場景，其任務量大，環境複雜，因此安裝速度對網絡建設進程的影響極大。全乾式光纖使用革新的乾式阻水技術，能有效縮短光纖安裝及端接的所需時間。此外，氣吹式微型光纖結構緊湊、重量輕、光纖密度高，最大限度地增加了布線時光纜的布放數量。由於採用氣吹微管微纜布線技術，這種光纖易於安裝在較長、多彎、多起伏的管道中，可節省人力和安裝時間，提高施工效率，降低敷設成本。另外，在戶外光纖敷設中，一些防鼠防鳥的光纖光纜也受到青睞。

5G來了，光纖製造準備好了嗎？

目前，光纖光纜是滿足5G網絡建設需求的理想媒介。未來，隨着5G的持續演進，多樣性、複雜的新場景不斷衍生，給光纖製造商帶來巨大挑戰的同時，也製造了無限的發展新契機。因此，光纖網絡必須快速反應，以適應層出不窮的新需求。除了上述熱門光纖光纜類型以外，5G光纖製造商能否儘快推出其他革新性光纖產品尚是未知數，讓我們一起拭目以待。