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半有源前傳方案兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)對比

2020-08-13 07:05:56翁先正
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2020年24期

翁先正

摘 ?要:文章從半有源前傳方案中兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)(雙PD方案、單PD方案+調(diào)頂OAM)的實(shí)現(xiàn)方式,技術(shù)特點(diǎn)及使用場景進(jìn)行對比,為半有源前傳方案技術(shù)應(yīng)用選擇給出建議。

關(guān)鍵詞:半有源;前傳;MWDM;CWDM

中圖分類號(hào):TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ? ? ? ? 文章編號(hào):2095-2945(2020)24-0147-02

Abstract: This papercontrasts the difference in implementation methods, technical characteristics and application scenarios between the Double-PD solution and the Single PD+OAM solution for the Semi-Active WDM Fronthaul Solution, and puts forward some suggestions for the implementation of the Semi-Active WDM fronthauling technology.

Keywords: Semi-Active WDM; Fronthaul Solution; MWDM; CWDM

1 5G前傳需求

隨著5G建設(shè)的進(jìn)一步加速,BBU集中帶來的“集中化、協(xié)作化、云計(jì)算化”特征的“綠色節(jié)能”無線接入網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架優(yōu)勢,使得選擇C-RAN建網(wǎng)成為5G建設(shè)主流的無線接入網(wǎng)組網(wǎng)方案。

移動(dòng)5G建站中有2.6GHz單模,雙模以及4.9GHz高頻等多種站型,前傳方案對纖芯消耗巨大。為此,業(yè)界一直在積極探索最優(yōu)的前傳解決方案,通過波分復(fù)用(WDM)技術(shù),采用1芯光纖實(shí)現(xiàn)多路AAU與BBU之間的連接,達(dá)成節(jié)省光纖資源的目的成了必由之路。

2 5G前傳方案概述

目前業(yè)界主流的5G前傳方案主要有以下四種:光纖直驅(qū)、無源波分、有源波分、半有源波分。各方案技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式、優(yōu)缺點(diǎn)如下:

(1)光纖直驅(qū):DU和AAU之間采用光纖點(diǎn)對點(diǎn)傳輸,可選擇雙纖雙向(要求光纜路由一致)和單纖雙向灰光模塊承載。優(yōu)缺點(diǎn):該方案無需額外傳輸設(shè)備,也無需額外的電源消耗,但缺少保護(hù)能力、無監(jiān)控能力、光纖資源消耗仍較高。

(2)無源波分:直接在AAU和DU中部署彩光模塊,多個(gè)AAU共享一根光纖傳輸,無需獨(dú)立配電。優(yōu)缺點(diǎn):設(shè)備成本低、易部署,無需供電。缺少保護(hù)能力,缺乏OAM特性,故障定位復(fù)雜,可擴(kuò)展性差。

(3)有源波分:在AAU站點(diǎn)和DU機(jī)房中部署WDM設(shè)備,多個(gè)AAU共享一根光纖傳輸,并引入OTN的封裝、管理和保護(hù)機(jī)制。優(yōu)缺點(diǎn):具備成環(huán)保護(hù)能力,高質(zhì)量的OAM管理,可靠性高,可擴(kuò)展性好。但設(shè)備成本高,功耗大,遠(yuǎn)端供電存在困難。

(4)半有源波分:在AAU側(cè)部署無源彩光模塊與合分波單元,在DU側(cè)部署有源波分設(shè)備,多個(gè)AAU共享一根光纖傳輸,遠(yuǎn)端無需供電。優(yōu)缺點(diǎn):遠(yuǎn)端無需供電,具備1+1保護(hù)能力,可靠性高,高質(zhì)量的OAM管理。

在4G時(shí)代因?yàn)閷ΡWo(hù)、監(jiān)控的要求不高,所以無源CWDM以其產(chǎn)業(yè)鏈成熟、免供電、即插即用的特點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。但是進(jìn)入5G時(shí)代后,在面對2B業(yè)務(wù)的高可靠性、海量CRAN網(wǎng)絡(luò)的管控與運(yùn)維人員的數(shù)量有限的矛盾時(shí),如何在匹配5G時(shí)代的新需求上,半有源技術(shù)的應(yīng)用成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要關(guān)注的一種解決方案。

3 半有源波分的兩種解決方案

半有源WDM的方案就是在背景下應(yīng)運(yùn)而生,半有源WDM方案是在保留了無源WDM方案的“靈活部署,快速開通”等優(yōu)勢的并在上進(jìn)行了創(chuàng)新。

創(chuàng)新1:1+1保護(hù),解決可靠性問題,局端有源實(shí)現(xiàn)1+1保護(hù),光纖中斷后倒換時(shí)間小于50ms。

創(chuàng)新2:可管可控,解決運(yùn)維問題,局端有源后,便于進(jìn)行模塊、波長、光纖各個(gè)層級(jí)的管理。

這兩個(gè)創(chuàng)新的點(diǎn),有效的解決了前傳網(wǎng)絡(luò)“可靠性”以及“可管可控”的問題。

半有源波分主流解決方案有兩種,即半有源CWDM和半有源MWDM方案。

(1)半有源CWDM基于無源CWDM基礎(chǔ)上,增加了耦合器、光開關(guān)以及PD核心單元,實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)以及局端光功率檢測功能。

(2)半有源MWDM基于半有源CWDM基礎(chǔ)上,定制化模塊波長和性能,增加了transponder核心單元、TEC (Thermoelectric Cooler,熱電制冷)模塊,及遠(yuǎn)端光功率檢測功能,基于CWDM產(chǎn)品鏈中最成熟的前6波做進(jìn)一步的波道擴(kuò)展。

目前半有源CWDM方案在前6波(1271~1371nm),產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、造價(jià)成本等方面具有優(yōu)勢,支持從無源波分平滑升級(jí),可以保護(hù)已有CWDM光模塊投資。但后6波(1471~1571nm)色散代價(jià)大,需采用EML激光器,產(chǎn)業(yè)相對成熟度不夠以及成本高。所以CWDM適應(yīng)單站3個(gè)eCPRI接口場景。

半有源MWDM方案是基于CWDM中成熟使用的前6波(1271~1371nm),通過溫控?cái)U(kuò)波技術(shù),實(shí)現(xiàn)波長數(shù)量翻倍至12波,以解決網(wǎng)絡(luò)的容量問題,適應(yīng)單站6個(gè)eCPRI接口場景。MWDM相當(dāng)于在CWDM上的創(chuàng)新,產(chǎn)業(yè)鏈成熟度有保障,成本也可通過招投標(biāo)控制。

另外,從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展考慮,在5G部署初期,前傳方案需為每個(gè)5G基站提供3路eCPRI接入能力;隨著后續(xù)2.6GHz頻率重耕(頻寬由100MHz提供省160MHz)及5G新頻譜(4.9GHz)的規(guī)模部署,前傳方案需為每個(gè)5G基站提供至少6路eCPRI接入能力,以滿足長期的光纖節(jié)省和平滑演進(jìn)要求。

4 半有源波分PD檢測實(shí)現(xiàn)技術(shù)對比

半有源波分方案中,針對光功率檢測有兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù):雙PD方案、單PD方案+調(diào)頂OAM。雙PD方案具備保護(hù)恢復(fù)功能,在線路側(cè)采用兩根光纖傳輸主用/備用通道光信號(hào),局端設(shè)備線路側(cè)增加光功率檢測模塊,通過線路LOS告警觸發(fā)設(shè)備自動(dòng)切換光通道。合分波器客戶側(cè)增加光功率檢測模塊監(jiān)控單波道光功率,判斷業(yè)務(wù)故障。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

單PD方案+調(diào)頂OAM是在雙PD方案基礎(chǔ)上演進(jìn),增加監(jiān)控能力,需采用具備調(diào)頂功能的光模塊,基于Open-WDM OAM反射機(jī)制,在DU發(fā)送側(cè)進(jìn)行OAM信息處理,減少50%有源WDM設(shè)備PD的使用,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備成本。

5 結(jié)束語

雙PD方案基于無源波分升級(jí),但升級(jí)后監(jiān)控能力仍然較弱,不支持遠(yuǎn)端光模塊性能監(jiān)控,不建議大規(guī)模使用,不推薦應(yīng)用于5G CRAN新建場景、2B業(yè)務(wù)及監(jiān)控要求較高場景。單PD方案+調(diào)頂OAM,可實(shí)現(xiàn)光層保護(hù)、鏈路故障定位、業(yè)務(wù)性能檢測等OAM功能,并支持遠(yuǎn)端光模塊管控,適用于各類業(yè)務(wù)廠家,推薦規(guī)模使用。

參考文獻(xiàn):

[1]黃樂天,鄧春勝.一種用于5G前傳的半有源波分復(fù)用方案[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2020,33(01):31-37.

[2]徐榮,鄧春勝.5G前傳網(wǎng)可保護(hù)可管理的半有源WDM創(chuàng)新方案[C]//5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)(2019)論文集,2019.

[3]丁為民,陳一偉,胡遠(yuǎn).面向C-RAN的5G前傳方案研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2019,32(07):56-58+64.

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