Labs 导读

随着新基建的提速,运营商加大 5G 建设力度,我国 5G 基站建设超预期,前传市场也迎来“最好的时代”。

 

 

 

 

为适应 5G 前传需求,中国移动提出半有源 MWDM 方案获得厂家广泛支持,产业加速成熟。目前,中国移动基于半有源 MWDM 的 5G 前传商用网络已在福建、广东、甘肃等 12 省相继开通。近期,中国移动集团层面将开展 3 省试点应用,并根据需求推动规模商用。

 

 

 

 

1

新基建提速 5G 前传市场

 

 

 

5G 新基建催生的一波新机遇正全面袭来!

 

在所有新基建的相关领域中,5G 因其高带宽、低时延、超大规模连接等三大特性,将成为新基建的重中之重。而加速 5G 建设,将全面促进生产、服务和消费的升级,形成规模庞大的产业纵深,将会促进一批有核心技术和特色应用的创新型企业的崛起。

 

随着新基建的提速,运营商加大 5G 建设力度,我国 5G 基站建设超预期,前传市场也迎来“最好的时代”。

 

按照规划,我国 2020 年度计划新建 5G 基站 50 万左右,覆盖地级以上城市。数据显示,截至 6 月底,累计开通的 5G 基站已超 41 万个,9 月份可能完成全年目标。专家预计后两年基站建设数量依然持续快速增长。[1]

 

随着 5G 部署进程加速,运营商开始考虑和规划 5G 承载网络建设。相比 4G,5G 对承载网络在带宽、时延、同步、可靠性、灵活性等方面提出了更高的要求。5G 前传网络作为承载网络的重要组成部分,不仅要满足上述要求,还需要面临数量成倍增加的 5G 基站部署所需的光纤资源铺设难题。

 

某设备商更是指出,“5G 前传故障比 4G 恶化近 10 倍,对 5G 可用性影响不容忽视。潜在光路故障点大幅增加,前传是 5G 网络可用性关键瓶颈。”

 

在专家看来,5G 前传网的重要性跟 5G 回传网的重要性是一样的,因此前传是 5G 新基建很重要的一个组成部分。为了让 5G 网络更“可用”,更“好用”,业界也重新认识到 5G 前传的重要性,并将重点聚焦在五大层面。

 

 

高性能方面,除带宽方面 6 个 25G eCPRI 业务,还有高精度时间同步要求(+/-5ns 每节点)和低时延要求(每设备 us 量级);成本方面,客户 Capex 都是百万机的建设规模,所以单站成本尽可能要低;此外,Opex 尽可能用电功耗要低,安装空间要小,降低对依赖,避免租金的增加。

 

可管控方面,客户需要能定位彩光模块故障、AAU 故障、光缆故障,可告警能上报有线网管;易维护方面,客户要求设备及部件安装、更换简单,少上塔更换部件,备品备件少,并且机房侧可维护远端光模块;此外,在可保护方面,客户目标要求实现重点商业、党政军等部分区域场景需要保护。

 

 

 

2

半有源助力 5G 前传 C-RAN 组网

 

 

 

由于 5G RAN 存在 CRAN 和 DRAN 多种部署模式,前传也出现多种承载方案。但随着 5G 建设规模和速度,C-RAN 部署规模进一步增大,目前已呈现从 D-RAN 向大容量 C-RAN 增加的趋势。

 

同时,C-RAN 架构具有集中化、多点协同、功耗低等特点。所以,5G 前传 C-RAN 组网非常适用于 5G 新建或 5G 新建+4G 改造场景。

 

中国移动集团级首席专家、研究院网络与 IT 技术研究所副所长李晗预测,5G 前传组网模式将发生重大变革,5-15 站集中的中等规模 C-RAN 成为 5G 前传网络主流场景,未来可能采用更大规模集中模式。[2]

 

资料显示,5G 前传的关键要素主要涉及系统工作波长、OAM 调顶技术、成本三部分。

 

系统工作波长是系统工作的基础,存在着 CWDM、MWDM、LWDM、DWDM 的选择,需要成本及性能之间的平衡;OAM 调顶技术主要是实现远端模块的管理,主要挑战是在功耗受限和成本受限下,光模块内部怎么实现调顶功能;成本方面,光纤直驱的光纤资源消耗太大,难以为继;无源 CWDM 方案无 OAM,且 12x25G 成本高;有源 OTN 方案功能完善但成本高;所以,半有源 WDM&OTN 方案成为业界关注焦点。 

 

为适应 5G 前传需求,中国移动综合多种因素考量,创新提出半有源 MWDM 方案,得到了产业界积极响应。

 

半有源 MWDM 方案涵盖支持轻量级 OAM 的半有源架构和不等距波长间隔、等距通道的 MWDM 两大核心。同时,半有源技术架构主要包括支持 OAM 功能的 AAU 彩光模块、AAU 侧无源波分复用器、DU 侧有源 WDM 设备,构成统一管控的前传网络。

 

从技术特征来看,半有源方案在光模块调顶加载轻量级 OAM,有源侧设备采用调幅和多载频调幅两种调制方案,满足 5G 前传网络需求。相比无源波分,半有源方案综合成本约提升 5-15%。

 

据李晗总结,半有源技术具有四大优势。“重构无线与传输管理域,远端灵活部署;采用调顶技术,低成本实现轻量级管控;破解了无源波分需人工排障的难题,实现智能化运维,支持故障快速定位;同时支持全方位互通解耦,构建开放产业链。”

 

 

 

3

携手推动半有源 MWDM 产业成熟

 

 

 

值得注意的是,由于 5G 前传彩光模块典型产业链分散,存在四种解决方案:CWDM、MWDM、LWDM,DWDM。设备商、模块商围绕 5G 积极开展前传光模块及设备研发不同 WDM 产品,成熟度也存在一定差异。

 

其中,CWDM 基于 100G CWDM4 产业链,前 6 波采用 DML+PIN 成本比较低,后 6 波采用 EML+PIN/APD,成本比较高;MWDM 基于 100G CWDM4 产业链,前 6 波 CWDM 左右偏移扩展而成,DML+PIN,产业链比较成熟,成本比较低;LWDM 基于 400G LR8/100G LR4 产业链,O 波段,色散小,DML+PIN,可传 15km;DWDM 方案以 G.metro 可调谐光模块为主,功能完善,成本偏高,产业链相对不是很成熟。

 

由于技术分散,这也给前传标准制定带来不少困难。有厂商建议,产业链制定标准时应进行一些收敛,这样整个产业链才能更加聚焦,实现批量降成本的目标。同时,为了合力推动 5G 前传产业高质量发展,专家也建议业界后续聚焦不同 WDM 方案产业基础共性。

 

实际上,作为在半有源 MWDM 方案的推动者,中国移动也曾经面临很大的压力,但是很多厂家都给予了坚定支持,MWDM 产业也因此迅速壮大,日趋成熟。

 

 

目前,中国移动已经完成 13 家设备商、模块商实验室测试及异厂家光模块 OAM 互通测试。针对 OAM 无测试仪表的业界难题,中国移动联合迅特、德科立、华为、中兴、烽火、长飞、旭创、华环等合作伙伴完成 OAM 测试系统研发及验证。

 

截至目前,已经有 36 家设备商、芯片商、模块商参与半有源 MWDM 标准讨论和产品研发生产,16 家设备厂商参与半有源 MWDM 系统生产,光芯片、光模块已具备量产能力。

 

据了解,中国移动基于半有源 MWDM 的 5G 前传商用网络已在福建、广东、甘肃等 12 省相继开通。集团层面近期将开展 3 省试点应用,并根据需求推动规模商用。

 

 

 

4

写在最后

 

“5G 商用,承载先行”,一张高质量的承载网络是“5G 改变社会”的有力支撑。为打造一张高质量的 5G 网,5G 前传使命艰巨。中国移动将携手产业进一步推进面向 5G 前传的半有源 MWDM 技术、标准和产业成熟,满足新形势下 5G 前传规模应用需求。

 

 

 

 

 

参考文章:

[1]信通院张海懿:5G 前传产业链初步形成,后续仍需聚焦共性发展;来源:c114 ;链接:http://www.c114.com.cn/news/22/c20952.html

[2]中国移动李晗:加速半有源 MWDM 产业成熟 助力 5G 前传 C-RAN 组网;来源:c114;链接:http://www.c114.com.cn/news/118/a1137397.html