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MWDM的成本为什么比较高?

  2022年3月初,中国移动发布《2022年至2023年基站前传设备集中采购》招标公告,采购CWDM基站前传设备178763套、MWDM基站前传设备9638套。这是中国移动首次对MWDM基站前传设备进行集采,MWDM向规模商用迈出了一大步。

  基站前传主要采用无源WDM技术。基于成本的考虑,无源WDM一般采用CWDM(粗波分),使用价格较低的DML(直接调制激光器)光模块。基站前传的通道速率主要有10G和25G。

  CWDM共支持18个波长。由于常用的G.652光纤的色散系数随波长的增加而增加,而25G DML光模块的色散容限只有约60ps/nm左右;所以,当前传的通道速率为25G时,采用DML光模块只能使用CWDM波长中的前6波(第6波传输10km的光纤链路色散为60ps/nm),即单根光纤只能支持6通道25G的前传。

  但一个物理站址对25G前传通道数的需求通常为12个,为低成本地增加单根光纤支持的25G传输通道数,中国移动在CWDM的基础上提出了MWDM方案。

  什么是MWDM

  MDWM指中等波分复用,是以CWDM的前6波为基础,每个波道的中心波长上下偏移3.5nm,成为2个新的波道,共支持12个波道。由于MWDM的工作波长与CWDM相近,这些波长均可满足25G DML光模块传输10km的要求,从而使单根光纤支持的25G前传通道数从6通道增加到12通道。

  CWDM用的光模块内通常不含TEC(半导体制冷器),当工作温度发生变化时,TOSA(光发送组件)的发送波长会发生漂移(约0.1nm/℃)。由于光模块工作温度的范围比较大(最大为:-40℃~+85℃),所以,CWDM光模块的“最大中心波长偏移”指标也高达±6.5nm。如果在CWDM光模块中加上TEC,使同一波长的TOSA工作在不同的温度,光模块输出的波长也不一样。

  MWDM最初正是利用这个方法,使CDWM某一波长的光模块,扩展成MWDM两个波长的。这样做的好处是:(1)只需在CWDM光模块里加TEC就可实现,可充分利用既有的CWDM产业链;(2)TEC可使TOSA的工作温度更稳定,提升了光模块的传输性能。

  MWDM面临的成本挑战

  虽然通过TEC温度控制产生不同波长的方法理论上可行,但由于MWDM的中心波长较CWDM偏移了3.5nm,MWDM相邻波长光模块TEC的温度差高达近70℃,TEC温度调节的范围太大,常规的TEC无法满足要求;所以,MWDM光模块主要还是采用了与MWDM中心波长一致的TOSA。由于MWDM的波道间隔比CWDM小,为减小环境温度对输出波长的影响,即使采用了与MWDM中心波长一致的TOSA,MWDM光模块内依然需要采用TEC进行温度控制。

  由于MWDM的复用/解复用器波长与CWDM完全不一致,因此无法利用CWDM产业链中既有的薄膜滤波器(复用/解复用器的内部结构见《无源波分系统中波分复用器的组成和原理》一文)。

  MWDM的初衷是为了充分利用CWDM的产业链来降低生产成本,但从目前的产品来看,并未实现这一目的,这也导致MWDM的成本要高出CWDM很多。

  目前,MWDM是伴随半有源波分使用的,光模块支持调顶技术。而CWDM目前并不能配合半有源波分使用,这也使得MWDM与CWDM的价格难以进行直接比较,从而有利于MWDM的推广。电子产品的价格主要决定于生产规模,相信随着中国移动集采数量的增加,MWDM的价格会快速下降到合理的水平。

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