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CWDM 在接入網與流動前傳中的應用:CPRI/eCPRI、MWDM、LWDM

在數據中心之外,CWDM 級光模組最大的用戶是流動網絡。鐵塔上的每一台 4G/5G 射頻單元都需要一條到基帶單元的光纖鏈路——即前傳——而鐵塔上很少有富餘的光纖。無源 WDM 讓十幾台射頻單元共用一根光纖,這正是市面上工業溫度 10G/25G 彩光 SFP 存在的原因。本頁介紹前傳介面、這裏使用的 WDM 方案(CWDM、MWDM、LWDM、DWDM),以及使前傳光模組不同於企業級光模組的運維限制。

前傳介面

介面速率性質光模組
CPRI option 3 / 6 / 7 / 82.5 / 6.1 / 9.8 / 10.1 Gb/s恆定位元率的數字化射頻信號(4G)1G–10G SFP/SFP+,按 option 分為 8B/10B 或 64B/66B
CPRI option 9 / 1012.2 / 24.3 Gb/s4G/5G 遺留25G 級 SFP28
eCPRI10 / 25 Gb/s 以太網分組化(5G,功能切分 7.2x)10G SFP+,25G SFP28——5G 的主力型號
回傳/中傳10–100GIP/以太網標準光模組

前傳是受延遲約束的:單向預算約為 100 µs(5G 切分 7.2x 方案),包含光纖本身的延遲(5 µs/km),這把射頻單元到基帶之間的距離限制在約 10–20 km——這就是 10/20/40 km 傳輸距離分類的由來,也是沒有更長距離型號的原因。

為甚麼使用 WDM

方案每站點光纖數(12 台射頻單元)說明
獨立光纖對24(或 12 根單纖 BiDi)需要大量光纖
無源 CWDM,雙纖212 個通道,1271–1491(或 1271–1611)
無源 CWDM,單纖112 個通道承載 6 條鏈路
MWDM / LWDM,雙纖2O 波段內 12 個通道,適合 25G
DWDM(固定或可調諧)240+ 通道;可調諧 SFP28 可減少庫存
半有源/有源 WDM1–2鐵塔端無源,匯聚點有源(帶監測)

波長方案

方案通道數波長速率說明
CWDM 661271–1371 nm(O 波段)10/25G1310 附近色散低——適合 25G;避開 1383 nm 水峰
CWDM 12121271–1491 或 1291–1511 nm10G;O 波段通道可用於 25GE/S 波段通道在 25G、10 km 以上存在色散問題
CWDM 18181271–1611 nm1–10G完整柵格;1550–1610 在 10G/40 km 下受色散限制(信道方案
MWDM(中等波分複用)12前六個 CWDM 通道各拆分 ±3.5 nm:1267.5 / 1274.5、1287.5 / 1294.5、1307.5 / 1314.5、1327.5 / 1334.5、1347.5 / 1354.5、1367.5 / 1374.525G僅 O 波段 → 10–20 km 下色散安全的 25G;TEC 穩頻 DFB 激光器;由中國移動主導推動
LWDM(LAN-WDM)121269–1318 nm 附近的 800 GHz 柵格(擴展自 100GBASE-LR4 的 LAN-WDM 波長集)25GO 波段;製冷 DFB;濾波器比 CWDM 更窄
DWDM40–96C 波段,100/50 GHz10/25G可調諧 SFP28 前傳模組;製冷;成本和功耗更高

波長參考資料:波段ITU 柵格

前傳模組要求

要求原因典型值
工業溫度室外機櫃和塔上射頻單元−40 … +85 °C(I-temp)
傳輸距離 10 / 20 / 40 km鐵塔到匯聚點的距離受延遲預算約束10G:10–40 km;25G:10–20 km
25G 下的色散容限E/S/C 波段 CWDM 通道上 25G NRZ 跑 10–20 km 會失敗;需要 O 波段方案或色散容限型激光器MWDM/LWDM,或將 25G CWDM 限定在 1271–1371
低功耗射頻單元功率預算有限方案允許時用非製冷(CWDM),不允許時用 TEC(MWDM/LWDM/DWDM)
帶遠程監測的 DDM鐵塔上無技術人員值守通過射頻單元或匯聚點的管理系統讀取接收/發射光功率、溫度
廠商驗證射頻和基帶廠商對光模組設白名單廠商鎖定
可調諧選項一個備件即可覆蓋所有通道可調諧 DWDM SFP28(可調諧光模組

半有源 WDM

為了從匯聚點監測一個無源鐵塔站點,半有源系統讓鐵塔端保持無源(只有複用器),並在匯聚點放置一台有源設備,對每個通道進行終結和再發射,附帶類似 OTDR 的監督功能、逐通道功率監測和保護。全有源 WDM 則在兩端都部署設備。這一選擇是在鐵塔端的功耗、空間與可觀測性之間做權衡。

設計與開通檢查清單

  1. 統計每個站點的射頻單元數量及增長計劃 → 確定信道方案(6/12/18、 MWDM/LWDM、DWDM)。
  2. 距離 → 確定傳輸距離分類,並按介面速率核對各波長的色散情況。
  3. 逐通道核算預算,包括複用器/解複用器、OADM 和連接器(複用器/解複用器與鏈路預算)。
  4. 選擇經過射頻和基帶廠商驗證的工業溫度模組;在台架上核實波長編碼和速率代碼(CWDM 光模組)。
  5. 按通道給模組貼標籤;單纖方案需要成對標註(單纖 CWDM 與 OADM)。
  6. 開通時記錄兩端逐通道接收光功率;此後通過射頻單元的 DDM 持續監測。

企業和園區級 CWDM

同樣的無源套件也用於園區環網和城域鏈路上的 1G/10G 業務,尤其是按芯租用光纖的場景:一對 8 或 16 通道複用器可替代 8–16 對光纖,OADM 服務中間建築,40 km 級模組可覆蓋大多數城域距離(CWDM 部署)。

在 CodingBox 中

前傳光模組的讀取方式與任何 CWDM/DWDM SFP 相同:波長欄位、速率代碼(CPRI option 按其位元率編碼;eCPRI 編碼為 10G/25G 以太網)、廠商料號中的溫度等級,以及實時 DDM。讓波長和速率編碼與實際激光器保持一致,正是使射頻廠商白名單與複用器信道方案保持吻合的關鍵(光模組檢測EEPROM 編輯器)。


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