5G大規(guī)模建設(shè)將對(duì)基站光纜資源、投資、維護(hù)管理方面都造成巨大的壓力。5G前傳作為5G承載網(wǎng)重要部分，方案選擇將直接影響運(yùn)營(yíng)商的投資和建設(shè)效率等。其中波分復(fù)用方案優(yōu)勢(shì)顯著，成為5G前傳的主流方案。

本文通過(guò)詳細(xì)分析5G前傳業(yè)務(wù)需求變化，針對(duì)現(xiàn)有前傳波分技術(shù)多樣化的狀況，從承載能力、維護(hù)能力、成本預(yù)算等角度進(jìn)行分析，提出了5G前傳承載方案建議。為緩解前傳資源消耗、降低5G前傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資、提升前傳承載效能提供支撐和參考。

目前業(yè)內(nèi)主流前傳波分解決方案主要包括無(wú)源CWDM、半有源Open－WDM和PAB－WDM方案。

無(wú)源CWDM

無(wú)源CWDM系統(tǒng)包括固定波長(zhǎng)的CWDM彩光模塊和合分波器。組網(wǎng)方式如圖1所示，彩光模塊直接安裝在DU和AAU設(shè)備上替換原有灰光模塊，外置基于TFF技術(shù)的CWDM合分波器，采用單纖雙向方式滿足時(shí)延、同步的對(duì)稱性。采用ITU－TG．694．2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的18個(gè)波長(zhǎng)。主流的無(wú)源CWDM方案分為1：6／1：12，支持級(jí)聯(lián)組網(wǎng)。

圖1：無(wú)源CWDM方案

無(wú)源CWDM技術(shù)成熟，纖芯收斂能力強(qiáng)，對(duì)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(jié)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(diào)激光器DML＋PIN方案，波長(zhǎng)間隔20nm，對(duì)于商業(yè)級(jí)溫度應(yīng)用場(chǎng)景，其具備足夠的溫度漂移空間，不需TEC模塊，成本較低。缺點(diǎn)是運(yùn)維不便，一方面采用固定波長(zhǎng)，波道規(guī)劃相對(duì)復(fù)雜、光模塊所需備件較多，另一方面維護(hù)界面不清，缺少OAM機(jī)制。同時(shí)長(zhǎng)波長(zhǎng)色散產(chǎn)生的功率代價(jià)較高，易導(dǎo)致功率預(yù)算不足，影響傳輸距離。光模塊可采用EML＋APD方案進(jìn)行功率補(bǔ)償，但將大幅提高光模塊成本。

Open－WDOpen－WDM方案為半有源方案，局端部署有源WDM／OTN設(shè)備，尾端為嵌入至無(wú)線設(shè)備的彩光模塊。

Open－WDM基于MWDM技術(shù)，屬波長(zhǎng)創(chuàng)新方案，波長(zhǎng)范圍1260～1380nm，重用了25G CWDM的前6波，利用激光器波長(zhǎng)隨溫度發(fā)生偏移的特性，采用溫度調(diào)諧將前6波左右各偏移3．5nm形成12個(gè)波長(zhǎng)，此時(shí)中心波長(zhǎng)間距為7和13nm非等間距交替。光模塊技術(shù)方案采用DML＋PIN／APD方式，需要增加TEC模塊。

其最大優(yōu)勢(shì)在于理論上可重用CWDM產(chǎn)業(yè)鏈，具有一定成本優(yōu)勢(shì)。尾端光模塊采用光層調(diào)頂技術(shù)，具備一定的OAM能力，利用調(diào)制信息傳輸中心頻率、告警等，支持OLP1＋1保護(hù)。該技術(shù)方案標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，且目前利用TEC完成激光器波長(zhǎng)偏移的產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟，暫不具備商用條件。

圖2：Open－WDM方案

PAB－WDM

基于可調(diào)諧光模塊的波長(zhǎng)自適應(yīng)接入型WDM（PAB－WDM——Port－Agnostic Bi－direction alaccess WDM）方案，由頭端、尾端及合分波設(shè)備構(gòu)成。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，PAB－WDM系統(tǒng)具有靈活的設(shè)備形態(tài)，包括有源、半有源、無(wú)源形態(tài)。考慮到成本及OAM問(wèn)題，前傳應(yīng)用的主流形態(tài)將采用半有源方式，局端采用固定波長(zhǎng)的有源設(shè)備，尾端采用可調(diào)光模塊與合分波器。ITU－T已發(fā)布PAB－WDM標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為G．698．4。

圖3：PAB－WDM方案

PAB－WDM基于DWDM技術(shù)，具備豐富的波長(zhǎng)資源，最大支持40波。其特有的低成本寬范圍可調(diào)激光器技術(shù)具備端口波長(zhǎng)無(wú)關(guān)、自動(dòng)適配能力，尾端設(shè)備（TEE）可自動(dòng)將其光模塊工作波長(zhǎng)調(diào)節(jié)至所連OD／OM或OADM端口簡(jiǎn)化配置、提高業(yè)務(wù)開通效率。

PAB－WDM同時(shí)設(shè)計(jì)了支持基于系統(tǒng)規(guī)范的消息通道（HT？MC和THMC）的OAM功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)尾端無(wú)源光模塊的管理。此外WDM方案基于L0傳輸，天然具備低時(shí)延特性。采用半有源形態(tài)安全性高，具備OLP1＋1保護(hù)能力。但可調(diào)激光器成本稍高，商用進(jìn)度仍有待推進(jìn)。

前傳波分承載方案比較

從業(yè)務(wù)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(yōu)劣，表1為前傳承載各方案比較。在設(shè)備形態(tài)上，無(wú)源方案成本最低，部分場(chǎng)景甚至優(yōu)于光纖直驅(qū)，但缺少保護(hù)手段及OAM機(jī)制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)前傳網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)管控；半有源方案局端有源可管控，尾端通過(guò)光層調(diào)頂或消息通道機(jī)制實(shí)現(xiàn)管理，若采用可調(diào)光模塊技術(shù)可簡(jiǎn)化運(yùn)維及配置工作，但成本會(huì)稍有增加。

表1：WDM前傳方案比較

基于WDM技術(shù)方案對(duì)比如表2所示，CWDM采用DML＋PIN技術(shù)方案，成本最低，但長(zhǎng)波段功率預(yù)算不足，傳輸距離受限，功率補(bǔ)償成本提高；LAN－WDM采用O波段，色散代價(jià)低、成本適中，但目前波道資源有限，主要是日韓在用；DWDM波長(zhǎng)資源豐富、擴(kuò)展性強(qiáng)，0．8nm間隔可調(diào)，成本最優(yōu)；MWDM利用TEC調(diào)節(jié)波長(zhǎng)擴(kuò)展了CWDM的前6波，具有產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，但其后4波成本仍較高。

表2：WDM波長(zhǎng)方案比較

應(yīng)用建議

5G規(guī)模建設(shè)后，運(yùn)營(yíng)商前傳承載需求接近百萬(wàn)量級(jí)，末端站任何一點(diǎn)的成本波動(dòng)對(duì)整體投資都會(huì)產(chǎn)生較大影響。當(dāng)前前傳承載技術(shù)種類繁多，在考慮5G建設(shè)方案時(shí)，應(yīng)在滿足業(yè)務(wù)需求的前提下，盡量減少非必要功能并保留一定的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性，考慮TCO成本最優(yōu)化。

5G共站址建設(shè)時(shí)，無(wú)源CWDM具備比較明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，5G初期可作為過(guò)渡方案進(jìn)行前傳承載，適用于城區(qū)等接入距離較短的場(chǎng)景。PAB－WDM、Open－WDM采用半有源方案時(shí)既降低了成本，又具備1＋1保護(hù)及OAM等有源方案的優(yōu)勢(shì)，但設(shè)備仍處在開發(fā)測(cè)試階段，可作為5G成熟期的備選方案。
編輯：hfy