Page 24 - 网络电信2019年5月刊下

5 G 光 器 件 与 光 模 块 专 题

表2 5G前传光模块技术现状 图3 工业级光模块的散热途径

光器可能用于室外环境，例如将常规DFB激光器放置在微型TEC
制冷器上，制作成制冷激光器组件，但微型TEC的自身成本、封
装和控制电路成本、功耗都显著增加，无法满足5G前传低成本
低功耗的根本诉求，因此从激光器光芯片本身进行创新才能满
足5G前传光模块的需求。
型，支持数百米到20km的典型传输距离，具体技术现状如表所
示。 工业级无制冷25G DFB需要从半导体材料，激光器结构设计
方面进行。高温半导体激光器可以在材料上使用掺入铝元素的
5G中回传光模块主要包括25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、
200Gb/s、400Gb/s等多种速率，典型传输距离从几km到数百 AlInGaAs/AlGaAs，在激光器结构设计上采用多量子阱MQW或量
[5]
子点QD结构 。
km。
图4 采用AlGaAs和量子点结构的高温DFB激光器
表3 5G中回传光模块技术现状

三、5G光模块关键技术
1、工温25G低成本激光器
由于5G无线前传微基站设备数量众多并且工作于恶劣的室
外环境下，5G前传光模块对成本、功耗与宽温工作都有严格的
要求。普通商业级光模块，正常工作温度为0～70℃；而工业级
光模块的工作温度为-40℃～85℃。
要实现工业级光器件，需要从两个方面突破，首先无制冷
25G工业级DFB激光器是核心器件。但掌握此核心激光器量产能
力的厂家很少，国内大多依赖进口。其次，需要采取高效的散
热方法把激光器的热量通过外壳耗散出去。
常规半导体激光器在没有温控措施的高温环境下，会导致
阈值电流指数级增加，发光功率指数级递减，消光比恶化，同 2 0 1 8 年 光 迅 等 公 司 都 推 出 了 业 内 领 先 的 高 性 价 比 的
时节温的急剧增加导致激光器寿命大幅缩短，无法满足严酷的 25G SFP28 LR工业级产品，功耗小于1W，为5G前传奠定了基
室外环境下的工作要求。虽然通过温度控制方式可以使常规激 础。但25G工温激光器芯片仍然是国内亟待突破并持续投入的关
键领域。

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