作者: 覃業(yè)文　中興通訊

    隨著5G部署進程加速，運營商開始考慮和規(guī)劃5G承載網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。相比4G，5G對承載網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時延、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新建或熱點區(qū)域，由于C-RAN前傳架構(gòu)可以幫助運營商降低DU站址租賃費用、維護成本和功耗，受到了運營商的青睞。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：標準化25Gbps eCPRI前傳接口是主流技術(shù)選擇；

－時延：應具備低時延特性，前傳時延單向不超過100μs；

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

－光功率預算：支持5G前傳技術(shù)方案所對應的鏈路光功率預算要求；

－管理：支持設(shè)備管理、業(yè)務(wù)配置和監(jiān)測、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。

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

基于25G WDM-PON的5G前傳技術(shù)

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

－物理點到多點拓撲，采用合/分波器實現(xiàn)波長路由，節(jié)省光纖；

－邏輯點到點拓撲，OLT和ONU通過獨立波長通信，波長通道間相互隔離；

－單波長可支持25Gbps速率，滿足eCPRI信號承載要求；

－ONU采用無色可調(diào)技術(shù)，可實現(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：

－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、時延等要求，該技術(shù)將在2019—2020年進行試商用，匹配5G商用部署節(jié)奏。

－建設(shè)成本低：大量運營商的固網(wǎng)FTTH ODN已經(jīng)建設(shè)完成并應用，利舊已有的FTTH ODN資源，實現(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，具備較高的經(jīng)濟性。

－部署快捷：FTTH ODN網(wǎng)絡(luò)可靈活面對未來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。

－運維簡單：局端設(shè)備集中部署在接入機房可實現(xiàn)集中維護，提高運維效率。

基于TITAN平臺的5G前傳方案

為應對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)接入場景和5G室分承載場景的技術(shù)要求。

TITAN提供12口高密度25G WDM-PON線卡，每個PON口是一個擁有獨立波長的獨享通道，用于1個AAU eCPRI前傳承載，實現(xiàn)對5G前傳的支持；支持20個獨享通道，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平臺提供獨創(chuàng)的“TDM-Like”低時延交換通道，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)備的處理時延低于7μs。在OLT和DU共機房部署時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時延小于57μs（含10km光纖50μs時延），比5G URLLC時延要求（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前傳接入可具有獨立OLT上聯(lián)端口，OLT下行可按PON口/PON板2個等級按需切分，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，中興通訊創(chuàng)新性地提出了在PON OLT平臺支持內(nèi)置刀片，滿足時延敏感型業(yè)務(wù)的解決方案，TITAN也是業(yè)界首個提供內(nèi)置刀片服務(wù)器的PON OLT平臺。內(nèi)置的刀片服務(wù)器作為NFVI基礎(chǔ)設(shè)施，運營商可自用或出租給第三方使用，同時為移動和固網(wǎng)業(yè)務(wù)提供邊緣計算能力，緩存加速5G實時視頻業(yè)務(wù)或為未來提供更多增值業(yè)務(wù)，增強用戶QoE體驗，并降低數(shù)據(jù)中心的壓力。
基于TITAN平臺的5G前傳25G WDM-PON解決方案，具有以下亮點。

-省光纖：共享FTTH ODN，可節(jié)省90%以上的主干光纖；

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

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

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

產(chǎn)業(yè)鏈進展

中興通訊是WDM-PON技術(shù)標準制定的核心成員和主要貢獻者。2017年6月，中興通訊擔任ITU-T G.sup.5GP項目的白皮書編輯，積極推動PON技術(shù)實現(xiàn)5G前傳技術(shù)標準；2017年12月承辦了“FSAN和ITU-T SG15 Q2會議”，與業(yè)界共同探討WDM-PON 5G前傳方案；2018年2月，在ITU“面向5G應用的單纖雙向點對點標準”組中擔任聯(lián)合編輯。同時，中興通訊致力于25G WDM-PON光器件產(chǎn)業(yè)推進，長期與業(yè)界領(lǐng)先光模塊制造商進行深度技術(shù)合作，共同推進產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展。

中興通訊與運營商密切合作，共同推進技術(shù)規(guī)范的制定和技術(shù)驗證等工作。2018年12月，中興通訊聯(lián)合中國電信在蘇州5G外場率先完成業(yè)界首個基于N×25G WDM-PON的5G前傳現(xiàn)網(wǎng)驗證，驗證內(nèi)容涵蓋傳輸性能、波長自動調(diào)諧下發(fā)、長時間穩(wěn)定性等多方面。N×25G WDM-PON設(shè)備連接支持標準eCPRI接口的5G DU和AAU設(shè)備，OLT和ONU業(yè)務(wù)時延可低至7μs，完美滿足5G超低時延要求。驗證結(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)時延與采用點到點光纖直連方式相當。

2019年，中興通訊將持續(xù)與業(yè)界協(xié)同，推進產(chǎn)業(yè)合作，推動25G WDM-PON技術(shù)的進一步完善、成熟和商用。