NGOF沈世奎：5G前傳技術及應用白皮書

  ICCSZ訊（編輯：Debi）1月8日，協同創(chuàng)新 光耀未來——新一代光傳送網發(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，中國聯通網絡技術研究院高級工程師沈世奎發(fā)表了題為《5G前傳技術及應用白皮書》的演講，分析了5G網絡的發(fā)展、5G前傳需求、5G前傳技術方案，前傳網絡建設與統(tǒng)一管控的應用建議與展望。

  沈總提到，基于城域網基礎資源現狀，5G前傳建設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前5G前傳技術蓬勃發(fā)展重要前提。

  5G前傳的基本需求

  對接口速率、接口數量、時延、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設備都采用25G接口，部分廠家是2X10G接口。

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

  可維護管理性：百萬量級海量節(jié)點，應具備簡單高效可維護管理能力，降低網絡建設和運維復雜度，從而降低網絡總體成本。

  目前5G前傳的主要技術方案有光纖直驅，而單纖雙向光纖直驅是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的標準化工作，已完成，目前產業(yè)鏈成熟，可堪規(guī)模量產及應用。

  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。應用時需區(qū)分AAU側和DU側光模塊。

  5G前傳技術方案——WDM技術

  沈總提到，WDM技術是光纖直驅外最有效解決方案，多個扇區(qū)通過不同波長共享光纖資源，進一步提高纖芯利用率，解決光纖稀缺區(qū)域建站需求。

  5G前傳技術方案——基于CWDM

  3波道/6波長方案，滿足單個100MHz頻譜：3通道，需6個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時色散代價較大，會導致功率預算不足。

  6波道/12波長方案，滿足2個100MHz頻譜：6通道，需12個CWDM波長，在1271-1371nm的6個波長，增加1471-1571nm的6個波長，色散原因需要用到EML，相比于前6個波長成本很高，產業(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前傳技術方案——基于LAN-WDM

  LAN-WDM技術，通道間隔約4.4nm，參考IEEE802.3標準波長，在0波段可獲得更多波長，色散代價小，通過TEC溫控滿足工業(yè)級應用要求。

  100G LR4光模塊應用較多，LR8后4個波長DML產業(yè)鏈比較成熟，具備批量生產條件，LR8前4波長，LR8應用較少，當前有EML和DML方案，其中DML方案沿在樣品階段。

  LAN-WDM采用固定波長，建設和運維中存在波長識別困難，和全球管理等問題。因波長差異，備品備件型號和數量較多。擬采用調頂方式實現簡單OAM管理功能。

  NGOF一下步將結合應用需求推動標準化和產業(yè)化，未來綜合考慮產品成熟度、性價比等因素，適時推動現網部署。國內5G網絡建設中，暫未采用該方案，國外運營商有少量誚用部署。

  擴展至12波長方式業(yè)內有多種組合，考慮重用CWDM產業(yè)鏈，業(yè)內主要聚焦方案1和3。

  5G前傳技術方案——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）標準，采用波長可調諧DWDM光模塊，具備端口無關，波長自適應特性，系統(tǒng)容量大，且極大簡化網絡建設和運維，并減少備品種類和數量。

  關鍵技術：低成本可調諧激光器，波長可調范圍包括6波、12波、20波和40波等。基于小信號調制（調頂）的消息通道機制，實現波長自動適配和遠程管控。

  沈總提到，當前的進展是：多個模塊商樣品測試驗證中。可獨立部署，也可作為瑞有網絡擴展。已納入統(tǒng)一管控系統(tǒng)。

  WDM前傳技術標準化進展

  沈總表示，NGOF將繼續(xù)協同成員單位，開展標準化工作，加速產業(yè)化，推動方案收斂和聚焦，保障我國5G網絡建設步入快車道。

  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前傳方案合分波實現及部署

  實際部署時，可單獨使用TFF或AWG，也可以AWG與TFF配合使用

  為增強前傳網絡運維能力，建議在局房內DU側合分波器需增加雙向監(jiān)測口，可實現對DU側、鏈路和AAU側的監(jiān)測，接入OSA/OCM/OTDR等維護儀表。

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

  前傳技術方案總結分析

  前傳網絡建設、運維與管控

  建設模式

  ·無線設備商統(tǒng)一集成和提供，包括光纖直驅和無源CWDM方案

  ·運營商獨立采購，包括光纖直驅和無源CWDM方案

  ·傳輸承載設備商提供，與回傳網絡異廠家

  運維能力

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

  ·有源方案和半有源方案：設備安裝調試稍復雜，具備完美OAM功能。

  運維與管控

  ·無線負責：作為RAN網絡一部分，適合光纖直驅和無源CWDM方案，無法保障維護性能。

  ·傳輸承載負責：統(tǒng)一運維-納入相應城域OTN、IPRAN等網絡；前傳獨立運維-需要通過帶外獨立管理通道（DCN）或依賴回傳網提供管理通道。

  5G前傳應用建議與展望

  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，必須統(tǒng)籌考慮網絡建設成本和生命周期中維護成本，而不僅僅是初期光模塊成本。

  并提及后續(xù)建議，當資源充足時，優(yōu)先采用BiDi光纖直驅方案，同時提前考慮WDM技術引入。推進12波甚至更多波道的低成本WDM方案，充分利用WDM容量大優(yōu)勢，提升光纖利用率。進一步推動可調諧DWDM成熟完善，降低成本。協同多方力量，解決半有源等方案管理維護問題，提高前傳網絡管理維護能力。