NGOF沈世奎：5G前傳技術(shù)及應(yīng)用白皮書

  ICCSZ訊（編輯：Debi）1月8日，協(xié)同創(chuàng)新 光耀未來——新一代光傳送網(wǎng)發(fā)展論壇2019年度大會(NGOF)在深圳鹽田凱悅酒店圓滿舉辦。大會上，中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院高級工程師沈世奎發(fā)表了題為《5G前傳技術(shù)及應(yīng)用白皮書》的演講，分析了5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、5G前傳需求、5G前傳技術(shù)方案，前傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與統(tǒng)一管控的應(yīng)用建議與展望。

  沈總提到，基于城域網(wǎng)基礎(chǔ)資源現(xiàn)狀，5G前傳建設(shè)將會消耗大量城域接入層光纖資源，包括接入主干和配線段光纖。光纖資源的稀缺性是當(dāng)前5G前傳技術(shù)蓬勃發(fā)展重要前提。

  5G前傳的基本需求

  對接口速率、接口數(shù)量、時(shí)延、同步、工作環(huán)境、可管理性都有要求。

  接口速率：在sub6G低頻段100MHz譜寬，64T/64R Massive MIMO，采用eCPRI 接口的5G前傳速率為25Gb/s。目前主要5G設(shè)備都采用25G接口，部分廠家是2X10G接口。

  接口數(shù)量：單宏站，100MHz頻譜，需要3個(gè)25G接口，200MHz頻譜下，需要6個(gè)25G接口，在與4G共站以及更寬頻譜資源時(shí)，單個(gè)基站將會需要6個(gè)/12個(gè)前傳接口。

  可維護(hù)管理性：百萬量級海量節(jié)點(diǎn)，應(yīng)具備簡單高效可維護(hù)管理能力，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維復(fù)雜度，從而降低網(wǎng)絡(luò)總體成本。

  目前5G前傳的主要技術(shù)方案有光纖直驅(qū)，而單纖雙向光纖直驅(qū)是C-RAN光纖資源充裕下首選方案。

  沈總還提到由中國電信主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，已完成，目前產(chǎn)業(yè)鏈成熟，可堪規(guī)模量產(chǎn)及應(yīng)用。

  100MHz頻譜需要3芯光纖，200MHz頻譜需要6芯光纖，光纖資源消耗較大。應(yīng)用時(shí)需區(qū)分AAU側(cè)和DU側(cè)光模塊。

  5G前傳技術(shù)方案——WDM技術(shù)

  沈總提到，WDM技術(shù)是光纖直驅(qū)外最有效解決方案，多個(gè)扇區(qū)通過不同波長共享光纖資源，進(jìn)一步提高纖芯利用率，解決光纖稀缺區(qū)域建站需求。

  5G前傳技術(shù)方案——基于CWDM

  3波道/6波長方案，滿足單個(gè)100MHz頻譜：3通道，需6個(gè)CWDM波長，優(yōu)選1271、1291、1311、1331、1351和1371nm。前4波，目前有DML+PIN的低成本方案，但1351nm和1371nm采用DML時(shí)色散代價(jià)較大，會導(dǎo)致功率預(yù)算不足。

  6波道/12波長方案，滿足2個(gè)100MHz頻譜：6通道，需12個(gè)CWDM波長，在1271-1371nm的6個(gè)波長，增加1471-1571nm的6個(gè)波長，色散原因需要用到EML，相比于前6個(gè)波長成本很高，產(chǎn)業(yè)鏈不支持。

  如單站明確要求6通道，則在不增加光纖資源的前提下，無源CWDM方案無法滿足。變通方式為增加一套CWDM系統(tǒng)。

  5G前傳技術(shù)方案——基于LAN-WDM

  LAN-WDM技術(shù)，通道間隔約4.4nm，參考IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)波長，在0波段可獲得更多波長，色散代價(jià)小，通過TEC溫控滿足工業(yè)級應(yīng)用要求。

  100G LR4光模塊應(yīng)用較多，LR8后4個(gè)波長DML產(chǎn)業(yè)鏈比較成熟，具備批量生產(chǎn)條件，LR8前4波長，LR8應(yīng)用較少，當(dāng)前有EML和DML方案，其中DML方案沿在樣品階段。

  LAN-WDM采用固定波長，建設(shè)和運(yùn)維中存在波長識別困難，和全球管理等問題。因波長差異，備品備件型號和數(shù)量較多。擬采用調(diào)頂方式實(shí)現(xiàn)簡單OAM管理功能。

  NGOF一下步將結(jié)合應(yīng)用需求推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，未來綜合考慮產(chǎn)品成熟度、性價(jià)比等因素，適時(shí)推動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)部署。國內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，暫未采用該方案，國外運(yùn)營商有少量誚用部署。

  擴(kuò)展至12波長方式業(yè)內(nèi)有多種組合，考慮重用CWDM產(chǎn)業(yè)鏈，業(yè)內(nèi)主要聚焦方案1和3。

  5G前傳技術(shù)方案——基于DWDM

  沈總演講提到，DWDM下沉成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

  基于ITU-T G.698.4（前G.metro）標(biāo)準(zhǔn)，采用波長可調(diào)諧DWDM光模塊，具備端口無關(guān)，波長自適應(yīng)特性，系統(tǒng)容量大，且極大簡化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維，并減少備品種類和數(shù)量。

  關(guān)鍵技術(shù)：低成本可調(diào)諧激光器，波長可調(diào)范圍包括6波、12波、20波和40波等?；谛⌒盘栒{(diào)制（調(diào)頂）的消息通道機(jī)制，實(shí)現(xiàn)波長自動(dòng)適配和遠(yuǎn)程管控。

  沈總提到，當(dāng)前的進(jìn)展是：多個(gè)模塊商樣品測試驗(yàn)證中。可獨(dú)立部署，也可作為瑞有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。已納入統(tǒng)一管控系統(tǒng)。

  WDM前傳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

  沈總表示，NGOF將繼續(xù)協(xié)同成員單位，開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，加速產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)方案收斂和聚焦，保障我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步入快車道。

  WDM前傳方案部署型態(tài)多樣化——有源型、半有源A型、半有源B型、無源型

  WDM前傳方案合分波實(shí)現(xiàn)及部署

  實(shí)際部署時(shí)，可單獨(dú)使用TFF或AWG，也可以AWG與TFF配合使用

  為增強(qiáng)前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力，建議在局房內(nèi)DU側(cè)合分波器需增加雙向監(jiān)測口，可實(shí)現(xiàn)對DU側(cè)、鏈路和AAU側(cè)的監(jiān)測，接入OSA/OCM/OTDR等維護(hù)儀表。

  在DU側(cè)，合分波器可隨有源型設(shè)備共同部署，或安裝旋轉(zhuǎn)在DU設(shè)備旁。在AAU側(cè)，合分波器可以室外設(shè)備型態(tài)安裝在AAU側(cè)設(shè)備旁，也可以安裝在光交箱或光纜分纖箱/盒里，需要考慮防護(hù)需求及安裝固定方式，且需滿足工業(yè)級溫度。

  前傳技術(shù)方案總結(jié)分析

  前傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)維與管控

  建設(shè)模式

  ·無線設(shè)備商統(tǒng)一集成和提供，包括光纖直驅(qū)和無源CWDM方案

  ·運(yùn)營商獨(dú)立采購，包括光纖直驅(qū)和無源CWDM方案

  ·傳輸承載設(shè)備商提供，與回傳網(wǎng)絡(luò)異廠家

  運(yùn)維能力

  ·無源方案：業(yè)務(wù)開通簡單，但不具備OAM、保護(hù)和故障定界功能，光纜故障無法定界；

  ·有源方案和半有源方案：設(shè)備安裝調(diào)試稍復(fù)雜，具備完美OAM功能。

  運(yùn)維與管控

  ·無線負(fù)責(zé)：作為RAN網(wǎng)絡(luò)一部分，適合光纖直驅(qū)和無源CWDM方案，無法保障維護(hù)性能。

  ·傳輸承載負(fù)責(zé)：統(tǒng)一運(yùn)維-納入相應(yīng)城域OTN、IPRAN等網(wǎng)絡(luò)；前傳獨(dú)立運(yùn)維-需要通過帶外獨(dú)立管理通道（DCN）或依賴回傳網(wǎng)提供管理通道。

  5G前傳應(yīng)用建議與展望

  總體原則：

  ·固移整合，綜合承載；
  ·資源保障，適度超前；

  ·質(zhì)量保障，成本優(yōu)先；

  ·統(tǒng)一管控，界面清晰；

  最后，沈總提到，前傳方案選擇時(shí)，必須統(tǒng)籌考慮網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和生命周期中維護(hù)成本，而不僅僅是初期光模塊成本。

  并提及后續(xù)建議，當(dāng)資源充足時(shí)，優(yōu)先采用BiDi光纖直驅(qū)方案，同時(shí)提前考慮WDM技術(shù)引入。推進(jìn)12波甚至更多波道的低成本W(wǎng)DM方案，充分利用WDM容量大優(yōu)勢，提升光纖利用率。進(jìn)一步推動(dòng)可調(diào)諧DWDM成熟完善，降低成本。協(xié)同多方力量，解決半有源等方案管理維護(hù)問題，提高前傳網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)能力。