韋樂平：面向5G的光通信產(chǎn)業(yè)的機遇與挑戰(zhàn)

  ICCSZ訊  （編輯：Vicki）6月13日，中國中國光網(wǎng)絡(luò)研討會在京隆重召開，在會上，中國電信科技委主任韋樂平詳解了5G時代光通信面臨的挑戰(zhàn)，5G的4種前傳方案以及在5G時代背景下光通信產(chǎn)業(yè)面臨的機遇。他表示，5G時代所面臨的挑戰(zhàn)是光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)，5G的競爭是一場光纖基礎(chǔ)設(shè)施的競爭。光纖、光模塊，高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)將成為5G時代的三大受益者。

  5G時代光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)

  韋樂平主任從兩方面闡述了5G時代光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。一方面是5G標準引入了全新的云化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新的接口，要求基礎(chǔ)光纖網(wǎng)以十分之一的4G時延支持十倍的4G速率，壓力巨大。另一方面5G是為了保持網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟可行性，要求光纖網(wǎng)從架構(gòu)到技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)新，從而控制日益增長的光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本。顯然能最大限度的控制成本增長的方法就是充分利用已有的FTTH的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，包括機房機柜，管道管孔，桿路，ODN，光纜，光纖等等。實現(xiàn)固移基礎(chǔ)資源的共享，光纖基礎(chǔ)設(shè)施資源成為5G差異化競爭的主要點。

  韋主任表示，固移基礎(chǔ)設(shè)施共享的優(yōu)勢在于節(jié)省投資和加快工程進度，在城市地區(qū)未來5G會同時采用厘米波和毫米波，每平方公里覆蓋物理基站密度會多幾倍。例如3.5GHz頻段相對于1.8GHz頻段它的衰減大了14dB，14dB就是30倍，信號弱了30倍，所以基站覆蓋范圍肯定是越來越小，基站密度肯定會多幾倍。毫米波可能會多十倍，覆蓋的光纖連接數(shù)可能達到幾十上百。固網(wǎng)FTTH的覆蓋用戶達幾千，光纖連接數(shù)可以達幾千甚至是上萬，這些數(shù)據(jù)是中國電信在國內(nèi)的幾個城市做調(diào)查而得出的。FTTH的光纖連接數(shù)量至少是5G的10倍。所以說現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施有能力容納5G。為5G無線基站建設(shè)專用的光纖將付出巨大的投資和時間成本。利用共享資源可節(jié)約多達50%的投資。

  第二個優(yōu)勢是擴展性好。隨著5G用戶數(shù)的增加，新業(yè)務(wù)的應(yīng)用和消耗流量的增加，5G無線接入網(wǎng)的容量需求會持續(xù)增長，而基于各類PON技術(shù)的FTTH具有很好的長期演進和升級的能力，可以在同樣的光纖基礎(chǔ)設(shè)施上提供至少幾十倍的容量擴展空間。在一個是服務(wù)質(zhì)量好。FTTH具備高質(zhì)量QoS能力，能很好支持語音、數(shù)據(jù)和視頻三重業(yè)務(wù)，完全可以支持5G業(yè)務(wù)。

  最后一個優(yōu)勢是同步部署方便高效。5G必須支持基于分組和基于物理層同步，實際網(wǎng)絡(luò)往往沒有外部時鐘可接入或接入成本很高。而PON具有適配的架構(gòu)特性和有效的可調(diào)同步算法。

  5G前傳的技術(shù)的方案

  會上韋主任介紹了5G前傳的技術(shù)的方案。他表示，5G前傳的技術(shù)的方案有很多。從中國電信的角度來看，起碼有4種?？紤]別的運營商可能會有更多。第一個是光纖直驅(qū)，該方案是點對點結(jié)構(gòu)，具有簡單低延時，部署快的優(yōu)點，但是消耗的光纖多，管理功能弱，適合光纖豐富的地區(qū)。第二個是無源WDM彩光。該方案是點對點拓補結(jié)構(gòu)。DU和AAU需配對彩光模塊，具有節(jié)省光纖，時延低，維護簡單，成本低(省了承載與白光互連模塊)的優(yōu)勢;缺點是管理功能弱，無保護，增加了器件插損。第三個是有源WDM彩光(M-OTN)。該方案是點對點拓補結(jié)構(gòu)，半透明與無源WDM彩光不同在于接入點需要將CPRI/eCPRI做簡化封裝。此方案的特點是單級復(fù)用、靈活的時隙結(jié)構(gòu)、簡化的開銷等，試圖實現(xiàn)低成本、低延時、低功耗目標?？衫^承原OTN特點;OAM功能強，天然的硬切片，穩(wěn)定的低延時，有利于實現(xiàn)綜合承載。第四個是WDM PON。該方案是星形/樹形結(jié)構(gòu)，全透明，屬于無源WDM彩光。優(yōu)勢是時延低，全透明。其次是無色ONU開通和運維簡單方便，結(jié)合星形拓補很適合基站分散，分階段建設(shè)模式。最后，有利于固移融合承載。缺點是可調(diào)激光器成本較高;ONU需要滿足工業(yè)級溫度要求，以滿足-40度到85度的嚴酷條件;AWG濾波分光與FTTH能力分光網(wǎng)不兼容。

  5G給光通信帶來的機遇

  韋主任認為，5G基站的大幅增加使光纖成為第一受益者，按現(xiàn)有的3.5GHz頻段考慮，由于頻段高、覆蓋差，比1.8GHz頻段差14dB，基站數(shù)可能是2倍。若考慮毫米波應(yīng)用，則基站數(shù)還會大幅增加，F(xiàn)iber BB Association的數(shù)據(jù)顯示，5G的光纖用量是4G的16倍?？紤]我國4G基站的密度已經(jīng)很高，在城域間距200-500米左右，估計5G基站數(shù)不會增加這么多，光纖用量按4G的兩倍估計，至少有幾億芯公里的空間。再加上非技術(shù)和非理性的競爭，可能會導(dǎo)致實際市場預(yù)期的巨大光纖需求適用于前傳的單多模光纖的需求也會增長。

  光模塊是第二受益者，假設(shè)3.5GHz頻段的5G基站數(shù)是1.8GHz的4G基站的2倍，基站按三扇區(qū)考慮，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按照大集中，小集中，不集中考慮的情況下，預(yù)計整個5G網(wǎng)絡(luò)會帶來數(shù)千萬量級的25/50Gbps高速光模塊用量。在進一步考慮我國數(shù)據(jù)中心的巨大發(fā)展空間，目前美國占IDC數(shù)的45%，我國寬帶用戶是美國的3倍，但是我國才占IDC數(shù)的8%。由此可見高速光模塊的發(fā)展空間更加可觀。

  高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)是第三受益者。5G新架構(gòu)使回傳/前傳容量擴大了幾十倍，達數(shù)十上百Gbps量級，需引入基于25/50Gbps的無源WDM、有源 WDM OTN/M-OTN、SPN、 WDM PON，對可調(diào)激光器、高速光模塊和WDM需求巨大，價格敏感。其次，eCPRI系統(tǒng)將成為主導(dǎo)的底層接口技術(shù);5G新架構(gòu)需要引入F1exE接口支持網(wǎng)絡(luò)切片;引入EVPN和SR簡化控制協(xié)議、增強靈活調(diào)度能力;引入SDN架構(gòu)實現(xiàn)業(yè)務(wù)自動發(fā)放和靈活調(diào)整?？梢?G將為高速光接入系統(tǒng)帶來新機遇。

  最后韋樂平表示：“5G也將推動城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)的容量升級需求。在城域網(wǎng)中，5G的流量將逐漸趨近固網(wǎng)流量;在骨干網(wǎng)中，5G的流量占比也將會大幅提升;光網(wǎng)和IP網(wǎng)需大幅擴容升級，全光網(wǎng)2.0迎來新機遇。”