作者: 覃業(yè)文　中興通訊

    隨著5G部署進(jìn)程加速，運(yùn)營商開始考慮和規(guī)劃5G承載網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。相比4G，5G對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時(shí)延、同步、可靠性、靈活性等方面提出了更高的要求。5G前傳網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，不僅要滿足上述要求，還需要面臨數(shù)量成倍增加的5G基站部署所需的光纖資源鋪設(shè)難題。

    在5G新建或熱點(diǎn)區(qū)域，由于C-RAN前傳架構(gòu)可以幫助運(yùn)營商降低DU站址租賃費(fèi)用、維護(hù)成本和功耗，受到了運(yùn)營商的青睞。依據(jù)3GPP的規(guī)范定義和業(yè)界的發(fā)展方向，C-RAN前傳架構(gòu)下的技術(shù)要求如下。

－數(shù)據(jù)接口和速率：標(biāo)準(zhǔn)化25Gbps eCPRI前傳接口是主流技術(shù)選擇；

－時(shí)延：應(yīng)具備低時(shí)延特性，前傳時(shí)延單向不超過100μs；

－同步：應(yīng)支持同步信號(hào)傳輸，滿足5G基本業(yè)務(wù)±1.5μs同步要求；

－光功率預(yù)算：支持5G前傳技術(shù)方案所對(duì)應(yīng)的鏈路光功率預(yù)算要求；

－管理：支持設(shè)備管理、業(yè)務(wù)配置和監(jiān)測(cè)、故障診斷等管理功能；

－其他：如單纖雙向傳輸技術(shù)有利于節(jié)約前傳網(wǎng)絡(luò)的光纖用量，降低成本。

但當(dāng)前的C-RAN前傳架構(gòu)的光纖直連方案會(huì)消耗大量的光纖資源，部署成本高，運(yùn)營商迫切需要一種更經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

基于25G WDM-PON的5G前傳技術(shù)

25G WDM-PON是WDM和TDM-PON技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體，具有如下技術(shù)特性:

－物理點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)�，采用�?分波器實(shí)現(xiàn)波長路由，節(jié)省光纖；

－邏輯點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)洌琌LT和ONU通過獨(dú)立波長通信，波長通道間相互隔離；

－單波長可支持25Gbps速率，滿足eCPRI信號(hào)承載要求；

－ONU采用無色可調(diào)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)波長靈活調(diào)配和路由，降低ONU的部署成本；

－AWG損耗大約為5.5dBm，光功率預(yù)算可滿足10km部署要求，比傳統(tǒng)的Splitter衰減更小。

在C-RAN前傳架構(gòu)下，25G WDM-PON前傳技術(shù)相比光纖直連、無源波分以及有源波分等前傳技術(shù)，具備更多優(yōu)點(diǎn)：

－技術(shù)匹配度高：25G WDM-PON技術(shù)可滿足5G前傳組網(wǎng)的接口、速率、時(shí)延等要求，該技術(shù)將在2019—2020年進(jìn)行試商用，匹配5G商用部署節(jié)奏。

－建設(shè)成本低：大量運(yùn)營商的固網(wǎng)FTTH ODN已經(jīng)建設(shè)完成并應(yīng)用，利舊已有的FTTH ODN資源，實(shí)現(xiàn)5G前傳和FTTH光纖、管道等資源共享，可大幅度節(jié)省主干光纖，降低光纜規(guī)劃部署難度以及綜合造價(jià)，具備較高的經(jīng)濟(jì)性。

－部署快捷：FTTH ODN網(wǎng)絡(luò)可靈活面對(duì)未來5G基站網(wǎng)格式建設(shè)方式，通過配纖光纜調(diào)配，快速提供前傳鏈路；可通過SFP ONU，提供免上電快捷部署于AAU設(shè)備的能力。

－運(yùn)維簡(jiǎn)單：局端設(shè)備集中部署在接入機(jī)房可實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)，提高運(yùn)維效率。

基于TITAN平臺(tái)的5G前傳方案

為應(yīng)對(duì)5G前傳部署中新的需求和挑戰(zhàn)，中興通訊提出基于下一代光接入平臺(tái)TITAN的5G前傳解決方案。該方案利用優(yōu)質(zhì)豐富的寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)5G與FTTH的融合（FMC），滿足高密小區(qū)5G+FTTH綜合業(yè)務(wù)接入場(chǎng)景和5G室分承載場(chǎng)景的技術(shù)要求。

TITAN提供12口高密度25G WDM-PON線卡，每個(gè)PON口是一個(gè)擁有獨(dú)立波長的獨(dú)享通道，用于1個(gè)AAU eCPRI前傳承載，實(shí)現(xiàn)對(duì)5G前傳的支持；支持20個(gè)獨(dú)享通道，可通過WDM合波器匯聚到一根主干光纖里傳輸，相比光纖直連方案可節(jié)省90%以上的主干光纖（見圖1）。TITAN平臺(tái)提供獨(dú)創(chuàng)的“TDM-Like”低時(shí)延交換通道，無需5G AAU數(shù)據(jù)的緩沖、轉(zhuǎn)發(fā)、路由、搜索等過程，基于核心自研芯片實(shí)現(xiàn)固定碼塊捷徑轉(zhuǎn)發(fā)，保障前傳業(yè)務(wù)在OLT&ONU設(shè)備的處理時(shí)延低于7μs。在OLT和DU共機(jī)房部署時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延小于57μs（含10km光纖50μs時(shí)延），比5G URLLC時(shí)延要求（100μs）低43%。



TITAN支持基于接入業(yè)務(wù)類型的網(wǎng)絡(luò)切片（見圖2），滿足5G前傳業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)分片要求。5G前傳接入可具有獨(dú)立OLT上聯(lián)端口，OLT下行可按PON口/PON板2個(gè)等級(jí)按需切分，并支持基于ONU的切片，從而為5G前傳接入提供分權(quán)分域管理和差異化QoS保障。



同時(shí)，中興通訊創(chuàng)新性地提出了在PON OLT平臺(tái)支持內(nèi)置刀片，滿足時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)的解決方案，TITAN也是業(yè)界首個(gè)提供內(nèi)置刀片服務(wù)器的PON OLT平臺(tái)。內(nèi)置的刀片服務(wù)器作為NFVI基礎(chǔ)設(shè)施，運(yùn)營商可自用或出租給第三方使用，同時(shí)為移動(dòng)和固網(wǎng)業(yè)務(wù)提供邊緣計(jì)算能力，緩存加速5G實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)或?yàn)槲磥硖峁└�多增值業(yè)務(wù)，增強(qiáng)用戶QoE體驗(yàn)，并降低數(shù)據(jù)中心的壓力。
基于TITAN平臺(tái)的5G前傳25G WDM-PON解決方案，具有以下亮點(diǎn)。

-省光纖：共享FTTH ODN，可節(jié)省90%以上的主干光纖；

-低時(shí)延：獨(dú)創(chuàng)TDM-Like低時(shí)延交換通道，OLT&ONU設(shè)備處理時(shí)延低于7μs，滿足5G URLLC業(yè)務(wù)要求；

-易管理：為5G前傳接入提供獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)分權(quán)分域管理和差異化QoS保障；

-易擴(kuò)展：首創(chuàng)OLT內(nèi)置刀片支持多業(yè)務(wù)接入邊緣計(jì)算，作為NFVI靈活部署固移業(yè)務(wù)，滿足FMC部署，幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型和運(yùn)營轉(zhuǎn)型。

產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)展

中興通訊是WDM-PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的核心成員和主要貢獻(xiàn)者。2017年6月，中興通訊擔(dān)任ITU-T G.sup.5GP項(xiàng)目的白皮書編輯，積極推動(dòng)PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G前傳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；2017年12月承辦了“FSAN和ITU-T SG15 Q2會(huì)議”，與業(yè)界共同探討WDM-PON 5G前傳方案；2018年2月，在ITU“面向5G應(yīng)用的單纖雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)”組中擔(dān)任聯(lián)合編輯。同時(shí)，中興通訊致力于25G WDM-PON光器件產(chǎn)業(yè)推進(jìn)，長期與業(yè)界領(lǐng)先光模塊制造商進(jìn)行深度技術(shù)合作，共同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展。

中興通訊與運(yùn)營商密切合作，共同推進(jìn)技術(shù)規(guī)范的制定和技術(shù)驗(yàn)證等工作。2018年12月，中興通訊聯(lián)合中國電信在蘇州5G外場(chǎng)率先完成業(yè)界首個(gè)基于N×25G WDM-PON的5G前傳現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證，驗(yàn)證內(nèi)容涵蓋傳輸性能、波長自動(dòng)調(diào)諧下發(fā)、長時(shí)間穩(wěn)定性等多方面。N×25G WDM-PON設(shè)備連接支持標(biāo)準(zhǔn)eCPRI接口的5G DU和AAU設(shè)備，OLT和ONU業(yè)務(wù)時(shí)延可低至7μs，完美滿足5G超低時(shí)延要求。驗(yàn)證結(jié)果表明，25G WDM-PON可穩(wěn)定透明地承載5G前傳業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)速率及轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延與采用點(diǎn)到點(diǎn)光纖直連方式相當(dāng)。

2019年，中興通訊將持續(xù)與業(yè)界協(xié)同，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)合作，推動(dòng)25G WDM-PON技術(shù)的進(jìn)一步完善、成熟和商用。