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2020/7/8 16:21

助力5G商用跑出加速度!半有源成5G前传未来方向

C114通信网  蒋均牧

C114讯 7月8日专稿(蒋均牧)走过商用元年,我国5G产业在2020年进入了规模化部署与应用创新落地的新阶段,而席卷全国的“新基建”热潮更是为5G发展按下了“快进键”。

“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。不过受末梢光缆和管道资源紧张、建设周期短等条件限制,“最后几公里”成为制约5G基站快速开通的瓶颈所在,也因此业界对于5G前传的关注空前高涨。

在最为关键的技术选型方面,方案正在迅速收敛。从最近的“5G承载技术与产业研讨会”上可以发现,WDM前传已是业内共识,半有源则成为了前传部署形态的热点,其相关产业生态亦快速发展壮大。

5G前传备受关注

凭借“超大带宽、超低时延、海量连接”的优异能力,5G不仅将为消费者带来极致的移动宽带体验,更将作为一项关键使能技术驱动千行百业向网络化、数字化、智能化升级,支撑经济社会的进一步跃迁。而我国5G发展在全球呈现出引领之势,无论市场策略还是网络建设、服务交付都远超同侪。

数据显示,截至5月底,我国共建成5G基站逾25万个,预计到年底将会建成80万站规模,覆盖全国超过340个城市。用户方面,中国移动中国电信两家服务了超过8500万5G套餐用户。形形色色的5G创新应用也如雨后春笋般层出不穷,在5G 2C高价值区域,如城市CBD、购物中心、体育馆等发达区域,优先实现5G网络的高密度覆盖,可以有效保障5G个人用户的高品质体验;与此同时,全球各国都已发布计划加速催熟5G 2B行业应用,在媒体、医疗、智能制造、智慧矿山等20多个先锋行业,率先进行300多种应用探索,积极“解锁”5G潜力,期待借助品质5G的行业创新来解决复杂问题或创造机会,构筑竞争优势。

在发挥重要带动作用的同时,对于5G速率、时延等各方面性能的支撑,以及较高频段带来的密集组网需求等,都对网络的规划设计、建设维护提出了更高要求及新的挑战。作为直接影响5G发展的重要环节,承载领域特别是前传的重要性亦日益凸显。

相比4G时代以D-RAN模式为主,C-RAN成为5G前传网络主流场景。基于该模式,如果不考虑纤芯压缩手段,4G和5G共站下每宏站纤芯需求将达到36芯至48芯,以每个C-RAN机房集中10个宏站计算则将至少需要360芯;而随着固移融合、网络云化所带来的边缘DC部署等多业务接入,也需要大量的带宽和光纤资源。运营商现网光纤资源显然无法满足如此大规模需求,而敷设新的线缆不仅将导致总体拥有成本的上涨,还将引发管道资源、建设周期等一系列问题。

针对于此,各大运营商均倾向于基于WDM的前传方案,包括CWDM(粗波分复用)、MWDM(中等波分复用)、LWDM(细波分复用)、DWDM(密集波分复用)。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CCSAITU-T、O-RAN等多个标准组织同步进行相关标准制定工作,预计2021年上半年初步完成标准化工作。

半有源成5G前传未来方向

WDM有半有源、有源和无源等部署方式。来自5G承载上下游的领袖企业代表和专家都认为,半有源将是5G前传的未来方向。

中国信息通信研究院技术与标准研究所副所长张海懿介绍说,半有源型基于主体的考虑分为分半有源A型和半有源B型,半有源A型在DU侧有源,可以部署有源设备,局端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侧增加了监控监测接口和有源监测板卡,增加少量的维护功能,AAU侧是无源,只部署无源合分波器。她指出,基于WDM前传部署形态横向对比,依托半有源型部署的运营维护管理优势较为突出。

“有源WDM方案具有节约光纤、支持管控和保护的优势,但是成本高昂,且远端需供电、部署受限;无源WDM方案具有节约光纤、成本较低和部署灵活的优势,但是存在哑管道资源不易管理、故障定位较难等运维问题。为此,中国移动创新提出了半有源Open-WDM/MWDM方案,既解决了前传哑资源管理问题,又进一步低成本地扩展了一倍波道容量,更好地解决了光纤资源问题。”中国移动研究院网络与IT技术研究所副所长李晗亦分析道。他表示,近期半有源Open-WDM/MWDM技术取得了两大成果,一是联合合作伙伴完成系列规范制定,二是首次实现了支持轻量级OAM的MWDM光模块异厂家互通。

“预计明后两年将会迎来5G建设的高峰,前传建设也将随之达到高峰。统筹考虑多业务光纤接入的情况下建设5G前传是一个重要前提,产业链的分散是当前面临的问题。但随着技术的不断进步,产业链应该不断聚焦,提供具有OAM功能的大容量波长可调半有源DWDM系统,更快降低关键光模块成本,满足5G前传及扩展满足其他包括云在内的云网业务接入。”中国联通网络技术研究院网络与技术研究部主任王光全对业界发出如是呼吁。

“5G业务场景对前传网络提出了高可靠、易部署、高性能、省光纤、大容量、智运维的六大品质承载需求。基于这六大品质承载要求,我们对光纤直驱、无源、半有源三大主流5G前传方案的指标进行对比,发现半有源前传方案是品质5G的最佳选择。”华为传送网领域总裁卢毅权在主题发言中指出。

“整个5G新的增长点主要来源于前传,5G时代对带宽、对网络品质的要求都会提升一个台阶。尽管无源波分实现大量可部署,但是从网络的可靠性、可维性以及带宽惯性来看,我们也认为半有源WDM是未来网络建设焦点。”中兴通讯光传输产品总经理王泰立亦表示。

产业生态快速发展壮大

任何一项技术实现的背后都离不开完备的产业生态支持,5G承载同样如此。在运营、设备、芯片、模块、测试各环节厂商的共同推动下,半有源5G前传产品已经迈入成熟期。

以半有源Open-WDM/MWDM为例,据李晗此次介绍,在业界广泛支持下整个产业链正在蓬勃发展。设备厂商方面,支持者涵盖了华为、中兴、烽火、诺基亚爱立信、瑞斯康达、格林威尔、迅特、欣诺、华环、初灵、德科立、奥普泰、安徽皖通、震有、苏州苏驼等;芯片厂商方面,涵盖了光迅、海信、源杰、敏芯、Finisar等光芯片厂商,ADI、Maxim、Semtech等;模块厂商方面,涵盖了旭创、华工、易锐、索尔思、博通、新易盛、永鼎光通、铭普光磁、长飞等。

“核心产业‘光芯片+光模块’已具备量产能力。其中,已有4家厂商可规模量产MWDM光芯片,另有2家处于样品阶段;MWDM光模块方面,8家已规模量产,还有4家厂商将在今年第三季度量产。”他说。

在设备厂商层面,以华为为例,其所推出的Leaf OTN半有源5G前传方案已在全国30多个省市运营商实现商用或试点,有效支撑了三大运营商打造高品质5G前传网络。

在此次研讨会上,各位专家及上下游厂商代表还针对产业链分散的现状,纷纷呼吁产业各方携起手来促进整个产业生态的繁荣。通过聚焦不同WDM方案产业基础共性、加大半有源的试点和商用规模、上下游产业广泛协同创新、携手行业合作伙伴探索孵化更多应用等举措,来合力推动5G前传产业高质量发展。

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