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2020/9/13 21:35

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

C114通信网  高娟

C114讯 9月13日消息(高娟)“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。

为了更好的凝聚共识,汇聚产业力量,推动国内5G前传产业的发展与繁荣,C114通信网携手中国国际光电博览会组委会,在第22届中国国际光电博览会--2020中国国际光电高峰论坛期间举办首届“5G前传技术与产业发展高峰论坛”。

会上,中国信通院技术与标准研究所副所长张海懿表示,5G前传产业链初步形成,后续仍需聚焦共性发展。

25G成为5G前传主要承载速率

“5G基站建设加速,前传市场逐步开启。”张海懿指出,我国2020年度计划新建5G基站50万左右,覆盖地级以上城市。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,预计后两年基站建设数量依然持续快速增长。

5G基站建设将直接拉动前传承载网络及光模块需求,2019年三大运营商前传光模块(10G/25G)采购达百万量级,2020年增速明显(截止8月,已有约180万只25G CWDM模块采购需求)。

同时,张海懿表示,5G前传承载需求明确,25G成为主要承载速率。

5G前传承载基本需求方面,传输距离10km以内为主,少量15~20km;接口类型AAU和DU之间接口采用eCPRI接口;传输容量方面,一般基站配置为3通道单纤双向6个波长或6通道单纤双向12个波长,对于热点大容量的多载频配置,通道数量和波长数量会更多,5G/4G共站时,还有CRPI和eCPRI混传需求。

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。“DRAN以光纤直驱为主,并可使用单纤双向(BiDi)模块进一步节省一半光纤。CRAN消耗光纤资源多,WDM是目前的主流方案,并有无源、半有源等部署方式,是未来基站前传主要方式。”

半有源成为WDM前传部署型态热点

张海懿指出,5G前传承载还存在一大特点就是多种WDM前传技术方案并存发展。半有源成为WDM前传部署型态热点。

“半有源A型,DU侧有源,部署有源设备,局端设备支持远端光模块的监测和控制,AAU侧无源,只部署无源合分波器。半有源B型在DU侧增加监测接口和有源的监测板卡,增加少量维护功能;AAU侧无源,只部署无源合分波器。”

调顶是通过调顶的方式来生成一个低速的光随路信号,并加载在波长通道的主信号上,用于实现波长的监控以及传输光随路开销等。G.metro系统波长自动调谐功能即是采用调顶技术实现。

“基于调顶技术实现远端模块管控。”张海懿具体指出,调频和调幅技术都可以实现DDM状态远程监控,实现线路/支路光纤,模块故障定界。 当前设备实现以调幅为主,MWDM/LWDM也在进行调频方式的研究和规范制定。可与其他传送网管系统集成OAM。

光模块是5G网络的基础构成单元,部分设备中成本占比>50%~70%;5G前传由于速率容量、传输距离、工作环境、光纤资源和同步特性等需求的不同,对光模块提出新型差异化要求,业界提出多种5G光模块解决方案。在张海懿看来,光模块为5G前传核心单元,灰光和彩光多种制式并存。

5G网络建设初期,光纤资源充裕的场景,尤其是DRAN场景,前传以光纤直连方式为主;基站塔上塔下互连一般采用25Gb/s Duplex光模块;传输距离更远或链路损耗更大的AAU与接入机房间的光纤直连场景可采用25Gb/s Duplex和BiDi光模块。

5G前传采光模块及芯片解决方案中25Gb/s WDM成为热点,初步部署至少6波(100M频谱带宽S111站)或12波(双模或共建共享等场景),目前存在多种波分光模块方案,例如25Gb/s CWDM、25Gb/s MWDM、25Gb/s LWDM、25Gb/s DWDM等。

CWDM:6波方案供应链成熟、成本较低,共用100GE CWDM4产业链,可采用DML激光器+PIN探测器;12波方案中后6波受色散限制需使用EML激光器或APD探测器,成本较高。MWDM:在CWDM前6波基础上左右偏移扩展为12波,可重用CWDM方案中DML激光器成熟的设计经验及工艺控制技术,目前处于测试阶段。LWDM:可共用100GE LR4和400GE LR8产业链,按照800GHz通道间隔从已有的8波扩展到12波,可采用DML+PIN方案,中国电信正在组织产业链上下游研讨开发,目前处于样品阶段。

5G前传光模块及芯片解决方案,DWDM采用O波段工作波长可调光模块,可支持12波(Finisar提出)。DWDM采用C波段工作波长,可支持40+波,显著节约光纤资源;当前主要采用其中20+波用于5G前传,受色散限制,激光器需使用EML,成本高,部分波长能做小批量供应,供应链开始成熟;分为固定波长方案和可调波长方案。

在谈到DWDM可调波长进展情况时,张海懿指出,标准方面,我国牵头起草的ITU-T G.698.4标准(G.Metro)已定义10Gb/s接入型WDM组网和波长无关、无色化实现机制,将在此基础上修订25Gb/s速率。在产业方面,10G波长可调光模块已完成开发和验证测试,即将量产;25G波长可调光模块多厂家开发测试阶段。在方案落地方面,张海懿认为,25G全C波段可调模块功耗和成本需进一步优化;窄带可调模块成本低、可考虑早期按需部署。

5G前传仍需聚焦共性发展

张海懿指出,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产品成熟度存在差异,CWDM最为成熟。

国外领先厂商在5G前传光模块用核心光电芯片产业化能力方面已基本成熟,国内厂商整体上仍处于研发或小批量阶段,有待进一步聚焦短板加速推动。

从2019年开始,5G前传相关的模块、系统、管控等标准化工作全面开始,目前在CCSA、ITU-T、O-RAN等多个标准组织同步进行相关标准制定工作。张海懿预计,5G前传模块、前传系统的标准化将在2021年上半年初步完成标准化工作。

最后,张海懿建议业界后续聚焦不同WDM方案产业基础共性,合力推动5G前传产业高质量发展。

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