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              聊一聊:5G前傳波分技術建設方案
              時間:2023-02-23

                5G大規模建設將對基站光纜資源、投資、維護管理方面都造成巨大的壓力。5G前傳作為5G承載網重要部分,方案選擇將直接影響運營商的投資和建設效率等,其中波分復用方案優勢顯著,成為5G前傳的主流方案。千通的技術人員通過現有的前傳波分技術多樣化的狀況,從承載能力、維護能力、成本預算等角度進行分析,提出了5G前傳承載方案建議。


                目前業內主流前傳波分解決方案主要包括無源CWDM、半有源Open-WDM和PAB-WDM方案,詳情請見下文。


                1、無源CWDM


                無源CWDM系統包括固定波長的CWDM彩光模塊和合分波器。彩光模塊直接安裝在DU和AAU設備上替換原有灰光模塊,外置基于TFF技術的CWDM合分波器,采用單纖雙向方式滿足時延、同步的對稱性。采用ITU-TG.694.2標準規范的18個波長。主流的無源CWDM方案分為1:6/1:12,支持級聯組網。


                無源CWDM技術成熟,纖芯收斂能力強,對于共享站可采用疊加1:6或1:12方案,僅需1~2芯主干及配線光纜,可大幅節省纖芯需求,降低開站配套成本。


                目前25G CWDM彩光模塊使用直調激光器DML+PIN方案,波長間隔20nm,對于商業級溫度應用場景,其具備足夠的溫度漂移空間,不需TEC模塊,成本較低。缺點是運維不便,一方面采用固定波長,波道規劃相對復雜、光模塊所需備件較多,另一方面維護界面不清,缺少OAM機制。同時長波長色散產生的功率代價較高,易導致功率預算不足,影響傳輸距離,光模塊可采用EML+APD方案進行功率補償,但將大幅提高光模塊成本。


                2、Open-WDM


                Open-WDM方案為半有源方案,局端部署有源WDM/OTN設備,尾端為嵌入至無線設備的彩光模塊。


                Open-WDM基于MWDM技術,屬波長創新方案,波長范圍1260~1380nm,重用了25G CWDM的前6波,利用激光器波長隨溫度發生偏移的特性,采用溫度調諧將前6波左右各偏移3.5nm形成12個波長,此時中心波長間距為7和13nm非等間距交替。光模塊技術方案采用DML+PIN/APD方式,需要增加TEC模塊。


                其最大優勢在于理論上可重用CWDM產業鏈,具有一定成本優勢。尾端光模塊采用光層調頂技術,具備一定的OAM能力,利用調制信息傳輸中心頻率、告警等,支持OLP1+1保護。該技術方案標準尚未完善,且目前利用TEC完成激光器波長偏移的產業鏈尚不成熟,暫不具備商用條件。


                3、PAB-WDM


                基于可調諧光模塊的波長自適應接入型WDM(PAB-WDM——Port-Agnostic Bi-direction alaccess WDM)方案,由頭端、尾端及合分波設備構成。根據實際應用場景,PAB-WDM系統具有靈活的設備形態,包括有源、半有源、無源形態??紤]到成本及OAM問題,前傳應用的主流形態將采用半有源方式,局端采用固定波長的有源設備,尾端采用可調光模塊與合分波器。ITU-T已發布PAB-WDM標準,標準號為G.698.4。


                PAB-WDM基于DWDM技術,具備豐富的波長資源,最大支持40波。其特有的低成本寬范圍可調激光器技術具備端口波長無關、自動適配能力,尾端設備(TEE)可自動將其光模塊工作波長調節至所連OD/OM或OADM端口簡化配置、提高業務開通效率。


                PAB-WDM同時設計了支持基于系統規范的消息通道(HT?MC和THMC)的OAM功能,可實現對尾端無源光模塊的管理。此外WDM方案基于L0傳輸,天然具備低時延特性。采用半有源形態安全性高,具備OLP1+1保護能力。但可調激光器成本稍高,商用進度仍有待推進。


                前傳波分承載方案比較


                從業務需求的角度,各方案均能滿足5G前傳承載基本需求,但各有優劣。其在設備形態上,無源方案成本最低,部分場景甚至優于光纖直驅,但缺少保護手段及OAM機制,無法實現前傳網絡自動管控;半有源方案局端有源可管控,尾端通過光層調頂或消息通道機制實現管理,若采用可調光模塊技術可簡化運維及配置工作,但成本會稍有增加。


                CWDM采用DML+PIN技術方案,成本最低,但長波段功率預算不足,傳輸距離受限,功率補償成本提高;LAN-WDM采用O波段,色散代價低、成本適中,但目前波道資源有限,主要是日韓在用;DWDM波長資源豐富、擴展性強,0.8nm間隔可調,成本最優;MWDM利用TEC調節波長擴展了CWDM的前6波,具有產業鏈優勢,但其后4波成本仍較高。


                應用建議


                5G規模建設后,運營商前傳承載需求接近百萬量級,末端站任何一點的成本波動對整體投資都會產生較大影響。當前前傳承載技術種類繁多,在考慮5G建設方案時,應在滿足業務需求的前提下,盡量減少非必要功能并保留一定的可擴展性、可維護性,考慮TCO成本最優化。


                5G共站址建設時,無源CWDM具備比較明顯的價格優勢,5G初期可作為過渡方案進行前傳承載,適用于城區等接入距離較短的場景。PAB-WDM、Open-WDM采用半有源方案時既降低了成本,又具備1+1保護及OAM等有源方案的優勢,但設備仍處在開發測試階段,可作為5G成熟期的備選方案。


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