國內(nèi)運營商新建5G基站數(shù)量年內(nèi)預計將達到60萬量級

隨著5G規(guī)?；逃貌渴鸸?jié)奏加速，國內(nèi)運營商新建5G基站數(shù)量年內(nèi)預計將達到60萬量級，如何選擇合適的前傳技術以滿足5G多業(yè)務差異化應用需求至關重要，基于波分復用(WDM)的前傳技術方案成為業(yè)界關注的焦點。

本文在介紹5G前傳關鍵需求的基礎上，重點圍繞5G前傳WDM技術方案典型類型、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀、國際國內(nèi)標準化工作進展、未來發(fā)展態(tài)勢等進行了分析，最后提出了相關發(fā)展建議。

5G RAN(無線接入網(wǎng))的整體部署方案與4G網(wǎng)絡趨同，主要基于DRAN(分布式無線接入網(wǎng))和CRAN(集中式無線接入網(wǎng))兩種典型方式，但基站功能單元的構成相對4G發(fā)生較顯著變化，綜合應用需求及技術特性等將基站的功能單元重新進行了劃分?？紤]業(yè)務提供能力、信號處理效率、資源協(xié)同共享和RAN云化應用等因素，5G基站主要分為CU(集中單元)、DU(分布單元)、AAU(有源天線單元)等功能單元，其中AAU和DU之間、DU和CU之間以及CU和核心網(wǎng)之間信息傳輸分別由前傳網(wǎng)絡、中傳網(wǎng)絡和回傳網(wǎng)絡承擔，目前中回傳網(wǎng)絡方案已經(jīng)確定，而AAU和DU(或DU+CU合設)之間采用何種前傳方案近兩年引發(fā)業(yè)界重點關注。

相對4G基站，面對特定應用場景，5G業(yè)務的接入速率、傳輸時延、時間同步精度等關鍵性能參數(shù)要求提升一個量級以上，作為5G承載網(wǎng)絡的前端，前傳網(wǎng)絡的接口速率與傳輸容量、時延處理、時間同步傳遞特性等變得尤為關鍵。另外，考慮到基站實際部署條件、5G前傳網(wǎng)絡應用部署規(guī)模等，5G前傳方案選擇還要兼顧接入光纖資源限制、網(wǎng)絡運維監(jiān)測能力、低成本部署等多維需求。

目前典型的前傳可選方案包括光纖直驅(qū)(單纖單向或單纖雙向)、WDM(含無源WDM方案、半有源WDM方案、有源WDM方案)及其他有源傳輸技術等?？紤]5G商用初期業(yè)務量、有源前傳技術成熟程度、建網(wǎng)時效性等多種因素影響，預計5G部署的初期以光纖直驅(qū)和無源WDM兩種方案為主，同時根據(jù)技術成熟度啟動有源WDM方案的逐步應用，后續(xù)隨著5G網(wǎng)絡部署規(guī)模擴大，尤其是CRAN小集中和大集中部署模式的逐步規(guī)模應用，基于半有源WDM的前傳方案占比將顯著提升。

另外，綜合考慮5G業(yè)務可用頻譜帶寬顯著增加、基站處理功能重新分割等因素，面向5G的前傳典型接口速率發(fā)生了變化，原有4G基站BBU(基帶處理單元)和RRU(遠端射頻單元)之間基于10Gbit/s速率的CPRI(通用公共無線接口)接口已無法全部滿足5G基站DU和AAU之間的前傳需求，25Gbit/s已成為5G前傳eCPRI(演進型CPRI)接口的典型速率。

多種WDM前傳方案并存，產(chǎn)業(yè)化能力加速同步推進

面對大容量、低時延、光纖資源短缺等傳輸應用需求，基于WDM的5G前傳方案出現(xiàn)了CWDM(粗波分復用)、DWDM(密集波分復用)、LWDM(基于以太網(wǎng)通道的波分復用)、MWDM(中等波分復用)等多種并存技術方案(可統(tǒng)稱為xWDM方案)，如果結合無源、半有源和有源等部署模式，基于WDM技術的具體實現(xiàn)方案會更多。

目前這些前傳WDM方案的共性特性主要包括采用25Gbit/s的傳輸速率、優(yōu)選單纖雙向和半有源工作方式、增加在線維護管理機制、力求低成本等，但在傳輸容量、光模塊及合分波器件中心波長、波長是否可調(diào)、管控開銷實現(xiàn)機制等方面依然存在典型差異，同時業(yè)界對于這些WDM前傳方案的特性評價存在不同觀點，結合運營商原有建設及運維實際需求，對于前傳有源WDM的部署方案選擇出現(xiàn)非歸一分歧，目前整體上呈現(xiàn)按需并行發(fā)展的態(tài)勢。

目前國內(nèi)已有多個傳輸設備廠商同步研制基于多種WDM前傳方案中的一種或多種設備，關鍵的核心光電芯片，譬如基于25Gbit/s速率的激光器、調(diào)制器及驅(qū)動單元、接收機、跨阻放大器等，國內(nèi)芯片器件商和部分設備商已初具商用產(chǎn)品的自研制備能力。

考慮到5G部署應用需求的緊迫性，為了加速推進相應WDM前傳方案成熟并協(xié)同發(fā)展，近兩年IMT-2020(5G)推進組的5G承載工作組協(xié)同研究機構、運營商、設備商、模塊器件芯片商等積極開展5G前傳整體方案的研究以及關鍵光模塊評測工作。另外，三大運營商圍繞各自側(cè)重關注的前傳WDM方案已開展或近期準備開展5G前傳設備樣機的測試驗證工作——移動、電信、聯(lián)通分別聚焦MWDM技術方案、LWDM技術方案、基于波長可調(diào)的DWDM技術方案等持續(xù)開展半有源WDM關鍵參數(shù)規(guī)范和測試評估工作。

考慮到5G網(wǎng)絡建設的緊迫性，初期選擇基于無源CWDM作為主要候選方案之一開展5G前傳部署已獲得運營商共識，基于25Gbit/s或25Gbit/s和10Gbit/s速率并存的無源CWDM方案已在今年的部分運營商集團總部及多個運營商省公司的5G建設集采招標中明確采用，基于半有源的xWDM方案有望加速推進，以便盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模部署應用。

前傳標準化工作逐步啟動，聚焦共性協(xié)同發(fā)展至關重要

5G前傳的國際國內(nèi)標準化工作主要由ITU-T、CCSA等標準組織負責制定，近兩年已有多個與5G前傳有關的標準立項并已開展研究工作，三大運營商近期也各自啟動或初步完成了內(nèi)部企業(yè)標準的制定。

在國際方面，ITU-T的SG15 Q6主要承擔光傳輸物理層的標準化工作，2019年已啟動立項了面向5G前傳應用需求25Gbit/s WDM的標準化工作，主要圍繞G.698.x系列(G.698.1/G.698.2/G.698.4)標準進行增加25Gbit/s速率的修訂，包括基于固定波長(G.698.1/G.698.2)和可調(diào)波長(G.698.4)的DWDM方案。另外，考慮到在現(xiàn)有版本的CWDM標準G.695中，25Gbit/s速率接口僅支持2km量級、4個波長通路的短距離互聯(lián)，SG15 Q6也啟動了是否面向前傳應用需求開展基于25Gbit/s速率CWDM技術標準的文稿討論，這就涉及到和DWDM方案如何明確區(qū)分應用場景的問題。

在國內(nèi)方面，CCSA TC6 WG1 2019年也正式立項了面向CWDM、DWDM、LWDM、MWDM的傳輸系統(tǒng)以及前傳WDM系統(tǒng)總體架構標準項目，TC6 WG4也同期立項了4種WDM技術方案對應的光模塊標準項目，目前均在正在加速制定之中，預計到2021年上半年整體制定完成，這將進一步助力5G WDM前傳方案的部署應用。

5G前傳xWDM方案并存發(fā)展的態(tài)勢預計短期內(nèi)依然持續(xù)，鑒于實際應用需求趨同，實現(xiàn)方案技術機理類似，采用不同中心參數(shù)的器件導致產(chǎn)業(yè)鏈細分支路過多，這在一定程度上影響前傳產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模協(xié)調(diào)發(fā)展。為了盡可能降低多方案并行帶來的潛在影響，建議5G前傳相關業(yè)界從部署需求、傳輸性能優(yōu)化、低建設成本及便捷運維管理、產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展等多方面綜合考慮，加強多方案共性技術協(xié)同推動，統(tǒng)一管控模型及OAM(運行管理維護)機制，進一步優(yōu)化和完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，多方位助力5G網(wǎng)絡快速部署。