從設(shè)備商看5G承載光模塊課件

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialSecurity Level:從設(shè)備商看5G承載光模塊華為謝耀輝第1頁，共19頁。1. 5G承載的訴求2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential光模塊的網(wǎng)絡(luò)價值從E2E看演進(jìn)節(jié)奏50G接入成為理想解決方案華為的50G PAM4平臺化解決方案目錄第2頁，共19頁。5G承載場景CUDURU(Eth)0Gbpss (eCPRI)ps (CPRI)OpticalNx25/5RRCPDCPOpticalNx25/5RLC MACPHYOptical 25

2、Gbp 100GbRF(Eth)0/100Gbps前傳中傳后傳3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential第3頁，共19頁。5G承載的3大核心訴求大帶寬低時延高精度同 步4HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential1GE/10GE10GE/100GE25GE/200GE,50GE/400GE前傳100s（RRU到BBU的單向時延）1588v2；E2E +/-1.5us時間同步第4頁，共19頁。光模塊是網(wǎng)絡(luò)高速互連的基礎(chǔ)組件光模塊商業(yè)價值：大帶寬高速互連，涵蓋數(shù)十米到上千公里的場景高性能標(biāo)

3、準(zhǔn)可拔插5HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential第5頁，共19頁。5G承載的接入環(huán)帶寬訴求：50G是理想速率20M100M5x4G5G154035x4G5G*5G spectrum resource is prediction data5G頻譜資源和頻譜效率大幅提升更多頻譜更高效率典型5G單站承載帶寬5Gbps5G 峰值/扇區(qū)3.3Gbpsx 1x 2峰值: 4.84Gbps均值:2.31Gbps+5G 均值/扇區(qū)0.77Gbpsx12.3 Gbps (均值)4.84 Gbps (峰值)x11DRAN場景帶寬需求（6個機(jī)房，每個機(jī)房2個

4、BBU）x12.3Gbps (均值)4.84Gbps (峰值)x23CRAN場景帶寬需求（3個機(jī)房，每個機(jī)房8個BBU）30.14 Gbps57.74 Gbps接入環(huán)帶寬6HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential接入環(huán)帶寬5G初期50GE組環(huán)，按需擴(kuò)容100GE第6頁，共19頁。光互連對光模塊的訴求低成本低功耗易用可靠極簡架構(gòu)：更少的lanes 更高集成度 更少器件經(jīng)濟(jì)量產(chǎn)：封裝簡化 上量自動化生產(chǎn)7HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential提升集成能力：減少內(nèi)部功耗先進(jìn)技術(shù)：低功耗工

5、藝 低功耗算法可拔插 電信質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)化：互連互通環(huán)境適應(yīng)性：室外工溫；不同的光纖提供能力第7頁，共19頁。低成本 = 簡潔架構(gòu) + 上量更高速率Package SizeLane rate (Gbps)#Lane2.51025501004x1x2x10 x 8x16x400GE100GE10GE40GE200GE25GE50GESFPQSFPQSFP-DDSFP-DDHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential更多l(xiāng)ane#高階調(diào)制10G25G50GNRZPAM4148更大帶寬更高lane rate更少通道第8頁，共19頁。設(shè)備主芯片驅(qū)動的模塊

6、架構(gòu)演進(jìn)城域演進(jìn)緩于DCN，前者每3年一代模塊，后者每2年一代模塊ElecSerdesOptSerdesnPHY/CDRn:m GearboxmTIALaser DriverPDLaser當(dāng)n=m時模塊架構(gòu)成本最優(yōu)400GDCN城域n:m8:44:416:88:8主芯片Serdes 速率50G100G25G50G預(yù)計時間點2018202120172020上量預(yù)測400G模塊的預(yù)判2020 2021100G QSFP28400G QDD400G QDD T3400G QSFP112T42018NPU7100G CFP2T2NPU6每2年一代HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD

7、.Huawei Confidential每3年一代2015 2016400G CFP8P5第9頁，共19頁。QSFP28已經(jīng)在100G模塊獲得了成功，25G光器件成為海量平臺QSFP28占發(fā)貨量的97%，2018年已超過5M+pcs；25G光器件已成為海量的平臺01000000200000030000004000000500000060000007000000100G模塊按封裝的發(fā)貨走勢2010201120122013201420152016201720182019CFPCFP2/4QSFP28TBD (40 km)Source: LightCounting100GE光模塊4*25G光 信 號

8、4*25GCDR+DriverLaserChipTIA4*25G CDRROSAoDemuxoMuxTOSA4*25G電 信 號HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential第10頁，共19頁。從100G模塊看數(shù)據(jù)中心光模塊與電信光模塊的差異HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential100GE技術(shù)方案LWDM4CWDM4應(yīng)用領(lǐng)域TelecomDC傳輸距離10/40/80km10年35年可靠性遵循標(biāo)準(zhǔn)GR-468-Core-BER指標(biāo)1E-125E-5電信光模塊的高性能依托氣密封裝、溫度控制等

9、技術(shù)，保障激光器在各種環(huán)境下的穩(wěn) 定性能；考慮到不同量級的OpEx，電信光模塊還需考慮互連互通、高可靠性，以降 低OpEx第11頁，共19頁。電器件光器件70%復(fù)用25G器件平臺的50G PAM4技術(shù): 50/200/400GE E2E高性價比電層Serdes10GLanes25GLanes光模塊10GE40GE100GE25G400GE14PAM450GE4200GE841光模塊成本分布NRZ1個周期僅傳輸1bit信息PAM-41個周期傳輸2bit信息50GE125GEPAM4 111000 01100GE25GE25GE25GE25GE4 x 1光收發(fā)器件NRZ0 1PAM-4編碼技術(shù)實現(xiàn)

10、倍頻，同速率節(jié)省 50%光器件50GE/200GE/400GE高性價比端到端組網(wǎng)光器件占據(jù)光模塊成本70%25G光管芯廣泛應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)鏈成熟考慮帶寬需求和成本，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)端口正從10GE遷移到 25GE/50GE，數(shù)據(jù)中心海量端口需求，推動25G產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模上量， 隨著傳輸網(wǎng)引入50GE/200GE/400GE，25G成本將逐步下降。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential10GE之后，50GE最具性價比，單Bit 成本節(jié)省30%第12頁，共19頁。產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，需強(qiáng)化高端芯片投入100%75%50%25%204060801001201202

11、690%80%30%60%50%5%10%3% 0.180%160百萬1402017年光收發(fā)模塊及芯片國產(chǎn)化率預(yù)測模塊光芯片電芯片低于10Gb/s10Gb/s25Gb/s及以上Source： 工信部中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖2018-2022 年美日企業(yè)掌握核心技術(shù)，具有話語權(quán)；國內(nèi)企業(yè)面向中低端，因行業(yè)低利潤，缺乏資金投入高端研發(fā)系統(tǒng)模塊組件芯片高中低HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential第13頁，共19頁。三大運營商5G設(shè)備技術(shù)規(guī)范:設(shè)備支持50GE接口為必選要求中國聯(lián)通(來源：IPRAN 2.0網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)要求)中國移動來源

12、：中國移動切片分組網(wǎng)（SPN）設(shè)備技術(shù)規(guī)范中國電信來源： IPRAN-A接入/B/ER路由器技術(shù)規(guī)范書HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential第14頁，共19頁。接入層升級50GE：高性價比&未來平滑升級，最佳建網(wǎng)選擇未來：2*50GE 無縫綁定，平滑100GEN*10GE 光纖消耗大100GE成本太高50GE50GE50GE50GEFlexE50GE50GE現(xiàn)在：50GE組網(wǎng)，最佳性價比接入層面對問題5G初期接入環(huán)帶寬50GE， 單bit成本降低30%接入環(huán)接入環(huán)未來可根據(jù)流量需求，可疊加 50GE基于FlexE無縫捆綁為 100GE，

13、保護(hù)投資50GE單纖雙向光模塊節(jié)省光纖HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential第15頁，共19頁。匯聚200GE光模塊：50G SERDES的最佳選擇10G serdes25G serdes50G serdes100G CFP電接口10*10G100G CFP2/QSFP28電接口4*25G200G QSFP56電接口:4*50G光模塊升級節(jié)點 2019/2020200720122012201820194*50G PAM4CDR4*25G線性DRV25G Laser4*25G線性TIA4*25G PDX4X4200GE4*25G NRZC

14、DR4*25G限幅DRV25G EML4*25G限幅TIA4*25G PDX4X4100GEHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential電接口4*25G電接口4*50G設(shè)備業(yè)務(wù)接口第16頁，共19頁。核心400GE光模塊：LR8 QSFP-DD可共享平臺的收益50G serdes400G QSFP-DD電接口:8*50G8*50G PAM4 CDR8*25G線性DRV25G Laser8*25G線性TIA8*25G PDX8X8400GE電接口8*50GIEEE 802.3bs8*50GE LR8 LWDM2017年底已發(fā)布HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential電信運營商應(yīng)用可共享底層光電器件第17頁，共19頁。華為移動承載全系列產(chǎn)品支持50GE/200GE/400GE解決方案IPRAN全系列端到端產(chǎn)品支持PTN全系列端到端產(chǎn)品支持匯聚核心CX600-X2-M8