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Labs 導(dǎo)讀
隨著新基建的提速，運營商加大 5G 建設(shè)力度，我國 5G 基站建設(shè)超預(yù)期，前傳市場也迎來“最好的時代”。
為適應(yīng) 5G 前傳需求，中國移動提出半有源 MWDM 方案獲得廠家廣泛支持，產(chǎn)業(yè)加速成熟。目前，中國移動基于半有源 MWDM 的 5G 前傳商用網(wǎng)絡(luò)已在福建、廣東、甘肅等 12 省相繼開通。近期，中國移動集團層面將開展 3 省試點應(yīng)用，并根據(jù)需求推動規(guī)模商用。
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新基建提速 5G 前傳市場
5G 新基建催生的一波新機遇正全面襲來！
在所有新基建的相關(guān)領(lǐng)域中，5G 因其高帶寬、低時延、超大規(guī)模連接等三大特性，將成為新基建的重中之重。而加速 5G 建設(shè)，將全面促進生產(chǎn)、服務(wù)和消費的升級，形成規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)縱深，將會促進一批有核心技術(shù)和特色應(yīng)用的創(chuàng)新型企業(yè)的崛起。
隨著新基建的提速，運營商加大 5G 建設(shè)力度，我國 5G 基站建設(shè)超預(yù)期，前傳市場也迎來“最好的時代”。
按照規(guī)劃，我國 2020 年度計劃新建 5G 基站 50 萬左右，覆蓋地級以上城市。數(shù)據(jù)顯示，截至 6 月底，累計開通的 5G 基站已超 41 萬個，9 月份可能完成全年目標。專家預(yù)計后兩年基站建設(shè)數(shù)量依然持續(xù)快速增長。[1]
隨著 5G 部署進程加速，運營商開始考慮和規(guī)劃 5G 承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。相比 4G，5G 對承載網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時延、同步、可靠性、靈活性等方面提出了更高的要求。5G 前傳網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，不僅要滿足上述要求，還需要面臨數(shù)量成倍增加的 5G 基站部署所需的光纖資源鋪設(shè)難題。
某設(shè)備商更是指出，“5G 前傳故障比 4G 惡化近 10 倍，對 5G 可用性影響不容忽視。潛在光路故障點大幅增加，前傳是 5G 網(wǎng)絡(luò)可用性關(guān)鍵瓶頸?！?/p>
在專家看來，5G 前傳網(wǎng)的重要性跟 5G 回傳網(wǎng)的重要性是一樣的，因此前傳是 5G 新基建很重要的一個組成部分。為了讓 5G 網(wǎng)絡(luò)更“可用”，更“好用”，業(yè)界也重新認識到 5G 前傳的重要性，并將重點聚焦在五大層面。
高性能方面，除帶寬方面 6 個 25G eCPRI 業(yè)務(wù)，還有高精度時間同步要求（+/-5ns 每節(jié)點）和低時延要求（每設(shè)備 us 量級）；成本方面，客戶 Capex 都是百萬機的建設(shè)規(guī)模，所以單站成本盡可能要低；此外，Opex 盡可能用電功耗要低，安裝空間要小，降低對依賴，避免租金的增加。
可管控方面，客戶需要能定位彩光模塊故障、AAU 故障、光纜故障，可告警能上報有線網(wǎng)管；易維護方面，客戶要求設(shè)備及部件安裝、更換簡單，少上塔更換部件，備品備件少，并且機房側(cè)可維護遠端光模塊；此外，在可保護方面，客戶目標要求實現(xiàn)重點商業(yè)、黨政軍等部分區(qū)域場景需要保護。
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半有源助力 5G 前傳 C-RAN 組網(wǎng)
由于 5G RAN 存在 CRAN 和 DRAN 多種部署模式，前傳也出現(xiàn)多種承載方案。但隨著 5G 建設(shè)規(guī)模和速度，C-RAN 部署規(guī)模進一步增大，目前已呈現(xiàn)從 D-RAN 向大容量 C-RAN 增加的趨勢。
同時，C-RAN 架構(gòu)具有集中化、多點協(xié)同、功耗低等特點。所以，5G 前傳 C-RAN 組網(wǎng)非常適用于 5G 新建或 5G 新建+4G 改造場景。
中國移動集團級首席專家、研究院網(wǎng)絡(luò)與 IT 技術(shù)研究所副所長李晗預(yù)測，5G 前傳組網(wǎng)模式將發(fā)生重大變革，5-15 站集中的中等規(guī)模 C-RAN 成為 5G 前傳網(wǎng)絡(luò)主流場景，未來可能采用更大規(guī)模集中模式。[2]
資料顯示，5G 前傳的關(guān)鍵要素主要涉及系統(tǒng)工作波長、OAM 調(diào)頂技術(shù)、成本三部分。
系統(tǒng)工作波長是系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，存在著 CWDM、MWDM、LWDM、DWDM 的選擇，需要成本及性能之間的平衡；OAM 調(diào)頂技術(shù)主要是實現(xiàn)遠端模塊的管理，主要挑戰(zhàn)是在功耗受限和成本受限下，光模塊內(nèi)部怎么實現(xiàn)調(diào)頂功能；成本方面，光纖直驅(qū)的光纖資源消耗太大，難以為繼；無源 CWDM 方案無 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 方案成為業(yè)界關(guān)注焦點。?
為適應(yīng) 5G 前傳需求，中國移動綜合多種因素考量，創(chuàng)新提出半有源 MWDM 方案，得到了產(chǎn)業(yè)界積極響應(yīng)。
半有源 MWDM 方案涵蓋支持輕量級 OAM 的半有源架構(gòu)和不等距波長間隔、等距通道的 MWDM 兩大核心。同時，半有源技術(shù)架構(gòu)主要包括支持 OAM 功能的 AAU 彩光模塊、AAU 側(cè)無源波分復(fù)用器、DU 側(cè)有源 WDM 設(shè)備，構(gòu)成統(tǒng)一管控的前傳網(wǎng)絡(luò)。
從技術(shù)特征來看，半有源方案在光模塊調(diào)頂加載輕量級 OAM，有源側(cè)設(shè)備采用調(diào)幅和多載頻調(diào)幅兩種調(diào)制方案，滿足 5G 前傳網(wǎng)絡(luò)需求。相比無源波分，半有源方案綜合成本約提升 5-15%。
據(jù)李晗總結(jié)，半有源技術(shù)具有四大優(yōu)勢?！爸貥?gòu)無線與傳輸管理域，遠端靈活部署；采用調(diào)頂技術(shù)，低成本實現(xiàn)輕量級管控；破解了無源波分需人工排障的難題，實現(xiàn)智能化運維，支持故障快速定位；同時支持全方位互通解耦，構(gòu)建開放產(chǎn)業(yè)鏈?！?/p>
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攜手推動半有源 MWDM 產(chǎn)業(yè)成熟
值得注意的是，由于 5G 前傳彩光模塊典型產(chǎn)業(yè)鏈分散，存在四種解決方案：CWDM、MWDM、LWDM，DWDM。設(shè)備商、模塊商圍繞 5G 積極開展前傳光模塊及設(shè)備研發(fā)不同 WDM 產(chǎn)品，成熟度也存在一定差異。
其中，CWDM 基于 100G CWDM4 產(chǎn)業(yè)鏈，前 6 波采用 DML+PIN 成本比較低，后 6 波采用 EML+PIN/APD，成本比較高；MWDM 基于 100G CWDM4 產(chǎn)業(yè)鏈，前 6 波 CWDM 左右偏移擴展而成，DML+PIN，產(chǎn)業(yè)鏈比較成熟，成本比較低；LWDM 基于 400G LR8/100G LR4 產(chǎn)業(yè)鏈，O 波段，色散小，DML+PIN，可傳 15km；DWDM 方案以 G.metro 可調(diào)諧光模塊為主，功能完善，成本偏高，產(chǎn)業(yè)鏈相對不是很成熟。
由于技術(shù)分散，這也給前傳標準制定帶來不少困難。有廠商建議，產(chǎn)業(yè)鏈制定標準時應(yīng)進行一些收斂，這樣整個產(chǎn)業(yè)鏈才能更加聚焦，實現(xiàn)批量降成本的目標。同時，為了合力推動 5G 前傳產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，專家也建議業(yè)界后續(xù)聚焦不同 WDM 方案產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)共性。
實際上，作為在半有源 MWDM 方案的推動者，中國移動也曾經(jīng)面臨很大的壓力，但是很多廠家都給予了堅定支持，MWDM 產(chǎn)業(yè)也因此迅速壯大，日趨成熟。
目前，中國移動已經(jīng)完成 13 家設(shè)備商、模塊商實驗室測試及異廠家光模塊 OAM 互通測試。針對 OAM 無測試儀表的業(yè)界難題，中國移動聯(lián)合迅特、德科立、華為、中興、烽火、長飛、旭創(chuàng)、華環(huán)等合作伙伴完成 OAM 測試系統(tǒng)研發(fā)及驗證。
截至目前，已經(jīng)有 36 家設(shè)備商、芯片商、模塊商參與半有源 MWDM 標準討論和產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)，16 家設(shè)備廠商參與半有源 MWDM 系統(tǒng)生產(chǎn)，光芯片、光模塊已具備量產(chǎn)能力。
據(jù)了解，中國移動基于半有源 MWDM 的 5G 前傳商用網(wǎng)絡(luò)已在福建、廣東、甘肅等 12 省相繼開通。集團層面近期將開展 3 省試點應(yīng)用，并根據(jù)需求推動規(guī)模商用。
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寫在最后
“5G 商用，承載先行”，一張高質(zhì)量的承載網(wǎng)絡(luò)是“5G 改變社會”的有力支撐。為打造一張高質(zhì)量的 5G 網(wǎng)，5G 前傳使命艱巨。中國移動將攜手產(chǎn)業(yè)進一步推進面向 5G 前傳的半有源 MWDM 技術(shù)、標準和產(chǎn)業(yè)成熟，滿足新形勢下 5G 前傳規(guī)模應(yīng)用需求。
參考文章：
[1]信通院張海懿：5G 前傳產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，后續(xù)仍需聚焦共性發(fā)展；來源：c114 ；鏈接：http://www.c114.com.cn/news/22/c20952.html
[2]中國移動李晗：加速半有源 MWDM 產(chǎn)業(yè)成熟 助力 5G 前傳 C-RAN 組網(wǎng)；來源：c114；鏈接：http://www.c114.com.cn/news/118/a1137397.html
