新基建提速5G前传市场:中国移动半有源MWDM“火

点击次数:59  更新时间:2020-09-25 13:58 

Labs 导读

随着新基建的提速,运营商加大5G建设力度,我国5G基站建设超预期,前传市场也迎来 最好的时代 。

为适应5G前传需求,中国移动提出半有源MWDM方案获得厂家广泛支持,产业加速成熟。目前,中国移动基于半有源MWDM的5G前传商用网络已在福建、广东、甘肃等12省相继开通。近期,中国移动集团层面将开展3省试点应用,并根据需求推动规模商用。

新基建提速5G前传市场

5G新基建催生的一波新机遇正全面袭来!

在所有新基建的相关领域中,5G因其高带宽、低时延、超大规模连接等三大特性,将成为新基建的重中之重。而加速5G建设,将全面促进生产、服务和消费的升级,形成规模庞大的产业纵深,将会促进一批有核心技术和特色应用的创新型企业的崛起。

随着新基建的提速,运营商加大5G建设力度,我国5G基站建设超预期,前传市场也迎来 最好的时代 。

按照规划,我国2020年度计划新建5G基站50万左右,覆盖地级以上城市。数据显示,截至6月底,累计开通的5G基站已超41万个,9月份可能完成全年目标。专家预计后两年基站建设数量依然持续快速增长。[1]

随着5G部署进程加速,运营商开始考虑和规划5G承载网络建设。相比4G,5G对承载网络在带宽、时延、同步、可靠性、灵活性等方面提出了更高的要求。5G前传网络作为承载网络的重要组成部分,不仅要满足上述要求,还需要面临数量成倍增加的5G基站部署所需的光纤资源铺设难题。

某设备商更是指出, 5G前传故障比4G恶化近10倍,对5G可用性影响不容忽视。潜在光路故障点大幅增加,前传是5G网络可用性关键瓶颈。

在专家看来,5G前传网的重要性跟5G回传网的重要性是一样的,因此前传是5G新基建很重要的一个组成部分。为了让5G网络更 可用 ,更 好用 ,业界也重新认识到5G前传的重要性,并将重点聚焦在五大层面。

高性能方面,除带宽方面6个25G eCPRI业务,还有高精度时间同步要求(+/-5ns每节点)和低时延要求(每设备us量级);成本方面,客户Capex都是百万机的建设规模,所以单站成本尽可能要低;此外,Opex尽可能用电功耗要低,安装空间要小,降低对依赖,避免租金的增加。

可管控方面,客户需要能定位彩光模块故障、AAU故障、光缆故障,可告警能上报有线网管;易维护方面,客户要求设备及部件安装、更换简单,少上塔更换部件,备品备件少,并且机房侧可维护远端光模块;此外,在可保护方面,客户目标要求实现重点商业、党政军等部分区域场景需要保护。

半有源助力5G前传C-RAN组网

由于5G RAN存在CRAN和DRAN多种部署模式,前传也出现多种承载方案。但随着5G建设规模和速度,C-RAN部署规模进一步增大,目前已呈现从D-RAN向大容量C-RAN增加的趋势。

同时,C-RAN架构具有集中化、多点协同、功耗低等特点。所以,5G前传C-RAN组网非常适用于5G新建或5G新建+4G改造场景。

中国移动集团级首席专家、研究院网络与IT技术研究所副所长李晗预测,5G前传组网模式将发生重大变革,5-15站集中的中等规模C-RAN成为5G前传网络主流场景,未来可能采用更大规模集中模式。[2]

资料显示,5G前传的关键要素主要涉及系统工作波长、OAM调顶技术、成本三部分。

系统工作波长是系统工作的基础,存在着CWDM、MWDM、LWDM、DWDM的选择,需要成本及性能之间的平衡;OAM调顶技术主要是实现远端模块的管理,主要挑战是在功耗受限和成本受限下,光模块内部怎么实现调顶功能;成本方面,光纤直驱的光纤资源消耗太大,难以为继;无源CWDM方案无OAM,且12x25G成本高;有源OTN方案功能完善但成本高;所以,半有源WDM OTN方案成为业界关注焦点。

为适应5G前传需求,中国移动综合多种因素考量,创新提出半有源MWDM方案,得到了产业界积极响应。

半有源MWDM方案涵盖支持轻量级OAM的半有源架构和不等距波长间隔、等距通道的MWDM两大核心。同时,半有源技术架构主要包括支持OAM功能的AAU彩光模块、AAU侧无源波分复用器、DU侧有源WDM设备,构成统一管控的前传网络。

从技术特征来看,半有源方案在光模块调顶加载轻量级OAM,有源侧设备采用调幅和多载频调幅两种调制方案,满足5G前传网络需求。相比无源波分,半有源方案综合成本约提升5-15%。

据李晗总结,半有源技术具有四大优势。 重构无线与传输管理域,远端灵活部署;采用调顶技术,低成本实现轻量级管控;破解了无源波分需人工排障的难题,实现智能化运维,支持故障快速定位;同时支持全方位互通解耦,构建开放产业链。

携手推动半有源MWDM产业成熟

值得注意的是,由于5G前传彩光模块典型产业链分散,存在四种解决方案:CWDM、MWDM、LWDM,DWDM。设备商、模块商围绕5G积极开展前传光模块及设备研发不同WDM产品,成熟度也存在一定差异。

其中,CWDM基于100G CWDM4产业链,前6波采用DML+PIN成本比较低,后6波采用EML+PIN/APD,成本比较高;MWDM基于100G CWDM4产业链,前6波CWDM左右偏移扩展而成,DML+PIN,产业链比较成熟,成本比较低;LWDM基于400G LR8/100G LR4产业链,O波段,色散小,DML+PIN,可传15km;DWDM方案以G.metro可调谐光模块为主,功能完善,成本偏高,产业链相对不是很成熟。

由于技术分散,这也给前传标准制定带来不少困难。有厂商建议,产业链制定标准时应进行一些收敛,这样整个产业链才能更加聚焦,实现批量降成本的目标。同时,为了合力推动5G前传产业高质量发展,专家也建议业界后续聚焦不同WDM方案产业基础共性。

实际上,作为在半有源MWDM方案的推动者,中国移动也曾经面临很大的压力,但是很多厂家都给予了坚定支持,MWDM产业也因此迅速壮大,日趋成熟。

目前,中国移动已经完成13家设备商、模块商实验室测试及异厂家光模块OAM互通测试。针对OAM无测试仪表的业界难题,中国移动联合迅特、德科立、华为、中兴、烽火、长飞、旭创、华环等合作伙伴完成OAM测试系统研发及验证。

截至目前,已经有36家设备商、芯片商、模块商参与半有源MWDM标准讨论和产品研发生产,16家设备厂商参与半有源MWDM系统生产,光芯片、光模块已具备量产能力。

据了解,中国移动基于半有源MWDM的5G前传商用网络已在福建、广东、甘肃等12省相继开通。集团层面近期将开展3省试点应用,并根据需求推动规模商用。

写在最后

5G商用,承载先行 ,一张高质量的承载网络是 5G改变社会 的有力支撑。为打造一张高质量的5G网,5G前传使命艰巨。中国移动将携手产业进一步推进面向5G前传的半有源MWDM技术、标准和产业成熟,满足新形势下5G前传规模应用需求。

参考文章:

[1]信通院张海懿:5G前传产业链初步形成,后续仍需聚焦共性发展;来源:c114

[2]中国移动李晗:加速半有源MWDM产业成熟 助力5G前传C-RAN组网;来源:c114

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