5G来了，哪些光纤光缆将成需求热门？
作者：互联网
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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