5G發展的當務之急是光纖到基站
5G的成功商用離不開承載網的支撐，目前業界各方紛紛在5G承載領域發力。傳統設備面臨更新換代，新技術不斷涌現，業界普遍認為5G承載技術變革“窗口期”來臨。
德勤此前發布的《通信網絡基礎設施升級——對末端光纖的需求》咨詢報告指出，5G無線的成功取決于末端光纖，然而美國的網絡沒有足夠的光纖密度支撐未來5G應用的帶寬需求;如果沒有更多的末端光纖，運營商則無法支撐2016-2021年之間預期達4倍以上的移動數據流量增長。該報告預測在未來5~7年內，僅在美國就需要投資1300億~1500億美元的光纖基礎設施，以充分支持5G的寬帶競爭、農村覆蓋和無線加密。可見，5G發展的當務之急是光纖到基站。
5G承載網絡架構相較4G的變化將不僅體現在光纖需求劇增之上，5G承載不再和4G一樣只有前傳和回傳網，而是分為前傳、中傳和回傳。5G對核心網、中傳/回傳、前傳等都提出了更高的要求。目前5G承載總體架構和接口需求已逐步清晰。
5G前傳尤為關鍵，針對不同光纖資源選擇不同方案
在5G傳輸中，5G前傳難度最大、成本最敏感、對維護效率影響最大。在技術方面，5G速率高、時延低、同步時鐘精度高。在成本方面，5G前傳中的RRU/AAU數量巨大，成本占接入承載網50%多;而且5G前傳最靠近用戶，每個RRU/AAU服務的用戶數最少，其成本只能由很少用戶來分攤，成本十分敏感;多天線技術使前傳帶寬大幅增加，成本雪上加霜;對光纖資源消耗大，傳統1個基站需6根光纖。在維護方面，5G前傳涉及巨大數量RRU/AAU的安裝、開通、升級等，對維護效率影響最大。
5G前傳存在無源WDM、有源單纖雙向OTN/WDM、SPN前傳設備組網等多種部署方案。具體選擇哪種組網方案，組網的性能和成本十分關鍵。
在5G前傳技術方案選擇上，工業和信息化部通信科技委常務副主任、中國電信集團公司科技委主任韋樂平表示：“在光纖資源豐富的地區，可采用25G BiDi光纖直連方案，一根光纖一個扇區;對于光纖資源不足的區域，可采用WDM/OTN、WDM方案，一根光纖一個基站;而接入主干光纖不足的地區，可采用點對多點WDM PON技術，一根光纖N個基站。
在中國電信北京研究院網絡研發與運營支持部副主任李俊杰看來，5G前傳以光纖直驅為主，對光纖資源不足的區域引入WDM技術進行彌補。除了光纖資源不足之外，5G前傳還面臨著工作溫度與功率預算的挑戰。基于以上挑戰，在C-RAN場景，中國電信推薦采用25G BiDi技術方案，該方案節省50%光纖資源，能實現上下行等距，有利于高精度同步。李俊杰透露，中國電信牽頭在CCSA立項制定用于5G前傳的25G BiDi光模塊標準，已初步完成樣品測試。
OTN/WDM是5G承載技術優異選擇
李俊杰稱，5G承載網是5G網絡和業務發展的關鍵因素之一，而OTN/WDM技術由于具備大帶寬、低時延、高可靠、高精度時鐘同步、高靈活性和智能化等網絡特性優勢，將是5G承載技術方案的優異選擇。而且，OTN經多年發展，技術穩定可靠，并有成熟的體系化標準支撐，可以在已經規模部署的OTN現網上實現平滑升級，能夠以最優成本快速滿足5G承載網絡的建設需求。
據悉，OTN/WDM不僅面向5G，還可以打造一張綜合業務承載網，將為固定寬帶、云和政企專線等業務，并提供統一的綜合承載服務。
而在中國聯通網絡技術研究院首席專家唐雄燕看來，滿足5G承載需求是城域承載網發展的重要目標。從整個5G承載的角度看，傳送承載網絡分為兩個層面，核心匯聚層和接入層。由于城域承載網的兩層不完全與5G網絡的前傳、中傳、回傳一一對應，因此城域承載網兩大層面的技術手段不強求端到端的統一性，但希望利用SDN技術實現網絡業務端到端的編排。城域承載網建設根據5G等業務需求逐步演進，不強求一步到位。
SPN完成多廠家互聯互通，將建立SPN產業聯盟
除了中國電信主推的M-OTN和中國聯通主推的IPRAN升級技術外，中國移動主推的切片分組網(SPN)也已經成為5G傳送網的主流技術之一。目前，SPN產業鏈各環節正在成熟，芯片、模塊、設備、測試儀表等都逐步推出了SPN產品。
中國移動通信研究院網絡與IT技術研究所副主任研究員程偉強表示，SPN的產生主要面對的是整個傳送網。5G與下一代傳送網的急切需求以及技術的發展共同推動5G傳輸重構，也構成了SPN的兩大驅動力。
其中，SPN光控面及軟件應引入原生SDN控制面實現跨層融合。功能需求方面，要求SPN除繼承PTN運維和電信級保護優勢外，還要通過SDN集中控制面增強業務動態能力。因此在設計上，需要采用“管控一體，集中為主，分布為輔”的思路，實現實時閉環控制，控制面由設備側輕量級控制和控制器集中化控制功能共同構成。而在SPN光層及模塊方面，中國移動將采用以太網光模塊構建DWDM光層網絡，在前傳方面;以光纖直驅為主，需要大芯數光纖，關注25GE BiDi模塊;在中回傳中，接入以太灰光，匯聚/核心DWDM相干組網。
據悉，從2017年9月至今，中國移動經過三大階段實驗室測試驗證，SPN的關鍵技術、組網保護方案和多業務承載能力基本成熟，主要包括FlexE接口、切片以太網交叉、OAM和保護技術、基于SR-TP面向連接的源路由分組隧道技術、融合SDN的集中管控系統等。
中國信息通信研究院技術與標準研究所寬帶網絡研究部副主任李芳建議，面向5G和專線業務應用，SPN需重點加強SR+SDN的集中管控系統的功能易用性，包括業務、隧道和網絡保護的自動化配置、網絡性能數據的監測分析等運維能力，支撐面向業務SLA的網絡資源切片的租售業務發展。為了推動SPN產業鏈的完善，儀表廠商需加快FlexE和SR+FlexE測試儀表的功能研發，更好地滿足未來SPN設備研發測試、集采測試、控制器綜合評估測試等需求。
目前，SPN已形成國內外廠家廣泛參與的良好產業形勢。中國移動已于近期實現SPN多廠家互通。程偉強指出，在產業鏈各環節合作伙伴的通力協助下，中國移動即將完成實驗網建設，SPN試點將于9月中旬開始面向端到端的關鍵功能及技術進行驗證，形成端到端網絡能力。2019年進一步開展面向商用的規模試點測試。“綜合近期的實驗數據，中國移動5G傳輸已經準備就緒，SPN即將開啟承載新時代。”程偉強如是說。
中國移動通信研究院網絡與IT技術研究所副所長李晗透露，中國移動將構建一個面向推動SPN傳送網產業發展的組織，聯合運營商、科研院所、設備商、器件商、芯片商等傳送網產業，形成端到端產業聯盟，產學研各界共同協作，在標準推進制定、技術開發創新、測試驗證及試點規模應用領域合作，推動新一代切片分組傳送網技術和方案規模商用進程，形成全球新一代傳送網。
多方案需求同存異，共享產業鏈
5G中回傳三種技術方案需求同存異、協調發展和共享產業鏈。其中，SPN和IPRAN增強方案在5G回傳的技術方案上融合趨勢日益明顯，主要差異是SR的IGP/BGP協議選擇和SDN管控方式，以及是否采用SCL的TDM隧道支持硬隔離的網絡切片;M-OTN方案在L2以上主要借鑒IPRAN或SPN技術，主要差異是L1的TDM隧道和物理鏈路采用OTN的的ODU和FlexO方案。
三大方案在L0 WDM光層存在低成本高速光網絡的共性需求，應聯合推動城域低成本光模塊和共享產業鏈，降低建網成本。
“由于三大運營商的4G承載網絡現狀存在差異，因此5G承載的技術演進路線會有所不同，技術方案選擇的決定因素需重點考慮網絡綜合成本和產業成熟度。”中國信息通信研究院技術與標準研究所副所長張海懿指出。
需要注意的是，光模塊成為5G承載低成本、廣覆蓋的關鍵要素，5G時代光模塊數量需求巨大，更高速率、更長距離、更低成本和功耗的光模塊需求迫切;業界針對高速率、低成本光模塊已經展開廣泛討論，面向5G承載的光模塊技術方案需根據應用場景、成本等綜合因素適需選擇。
京公網安備 11010502049343號