隨著5G規(guī)?；逃貌渴鸸?jié)奏加速，國內(nèi)運營商新建5G基站數(shù)量年內(nèi)預(yù)計將達到60萬量級，如何選擇合適的前傳技術(shù)以滿足5G多業(yè)務(wù)差異化應(yīng)用需求至關(guān)重要，基于波分復(fù)用（WDM）的前傳技術(shù)方案成為業(yè)界關(guān)注的焦點。

在介紹5G前傳關(guān)鍵需求的基礎(chǔ)上，重點圍繞5G前傳WDM技術(shù)方案典型類型、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀、國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化工作進展、未來發(fā)展態(tài)勢等進行了分析，最后提出了相關(guān)發(fā)展建議。

5G前傳呈現(xiàn)多維需求，25Gbit/s成為典型承載速率

5G RAN（無線接入網(wǎng)）的整體部署方案與4G網(wǎng)絡(luò)趨同，主要基于DRAN（分布式無線接入網(wǎng)）和CRAN（集中式無線接入網(wǎng)）兩種典型方式，但基站功能單元的構(gòu)成相對4G發(fā)生較顯著變化，綜合應(yīng)用需求及技術(shù)特性等將基站的功能單元重新進行了劃分?？紤]業(yè)務(wù)提供能力、信號處理效率、資源協(xié)同共享和RAN云化應(yīng)用等因素，5G基站主要分為CU（集中單元）、DU（分布單元）、AAU（有源天線單元）等功能單元，其中AAU和DU之間、DU和CU之間以及CU和核心網(wǎng)之間信息傳輸分別由前傳網(wǎng)絡(luò)、中傳網(wǎng)絡(luò)和回傳網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)，目前中回傳網(wǎng)絡(luò)方案已經(jīng)確定，而AAU和DU（或DU+CU合設(shè)）之間采用何種前傳方案近兩年引發(fā)業(yè)界重點關(guān)注。

相對4G基站，面對特定應(yīng)用場景，5G業(yè)務(wù)的接入速率、傳輸時延、時間同步精度等關(guān)鍵性能參數(shù)要求提升一個量級以上，作為5G承載網(wǎng)絡(luò)的前端，前傳網(wǎng)絡(luò)的接口速率與傳輸容量、時延處理、時間同步傳遞特性等變得尤為關(guān)鍵。另外，考慮到基站實際部署條件、5G前傳網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用部署規(guī)模等，5G前傳方案選擇還要兼顧接入光纖資源限制、網(wǎng)絡(luò)運維監(jiān)測能力、低成本部署等多維需求。

目前典型的前傳可選方案包括光纖直驅(qū)（單纖單向或單纖雙向）、WDM（含無源WDM方案、半有源WDM方案、有源WDM方案）及其他有源傳輸技術(shù)等?？紤]5G商用初期業(yè)務(wù)量、有源前傳技術(shù)成熟程度、建網(wǎng)時效性等多種因素影響，預(yù)計5G部署的初期以光纖直驅(qū)和無源WDM兩種方案為主，同時根據(jù)技術(shù)成熟度啟動有源WDM方案的逐步應(yīng)用，后續(xù)隨著5G網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)模擴大，尤其是CRAN小集中和大集中部署模式的逐步規(guī)模應(yīng)用，基于半有源WDM的前傳方案占比將顯著提升。

另外，綜合考慮5G業(yè)務(wù)可用頻譜帶寬顯著增加、基站處理功能重新分割等因素，面向5G的前傳典型接口速率發(fā)生了變化，原有4G基站BBU（基帶處理單元）和RRU（遠端射頻單元）之間基于10Gbit/s速率的CPRI（通用公共無線接口）接口已無法全部滿足5G基站DU和AAU之間的前傳需求，25Gbit/s已成為5G前傳eCPRI（演進型CPRI）接口的典型速率。

多種WDM前傳方案并存，產(chǎn)業(yè)化能力加速同步推進

面對大容量、低時延、光纖資源短缺等傳輸應(yīng)用需求，基于WDM的5G前傳方案出現(xiàn)了CWDM（粗波分復(fù)用）、DWDM（密集波分復(fù)用）、LWDM（基于以太網(wǎng)通道的波分復(fù)用）、MWDM（中等波分復(fù)用）等多種并存技術(shù)方案（可統(tǒng)稱為xWDM方案），如果結(jié)合無源、半有源和有源等部署模式，基于WDM技術(shù)的具體實現(xiàn)方案會更多。

目前這些前傳WDM方案的共性特性主要包括采用25Gbit/s的傳輸速率、優(yōu)選單纖雙向和半有源工作方式、增加在線維護管理機制、力求低成本等，但在傳輸容量、光模塊及合分波器件中心波長、波長是否可調(diào)、管控開銷實現(xiàn)機制等方面依然存在典型差異，同時業(yè)界對于這些WDM前傳方案的特性評價存在不同觀點，結(jié)合運營商原有建設(shè)及運維實際需求，對于前傳有源WDM的部署方案選擇出現(xiàn)非歸一分歧，目前整體上呈現(xiàn)按需并行發(fā)展的態(tài)勢。

目前國內(nèi)已有多個傳輸設(shè)備廠商同步研制基于多種WDM前傳方案中的一種或多種設(shè)備，關(guān)鍵的核心光電芯片，譬如基于25Gbit/s速率的激光器、調(diào)制器及驅(qū)動單元、接收機、跨阻放大器等，國內(nèi)芯片器件商和部分設(shè)備商已初具商用產(chǎn)品的自研制備能力。

考慮到5G部署應(yīng)用需求的緊迫性，為了加速推進相應(yīng)WDM前傳方案成熟并協(xié)同發(fā)展，近兩年IMT-2020（5G）推進組的5G承載工作組協(xié)同研究機構(gòu)、運營商、設(shè)備商、模塊器件芯片商等積極開展5G前傳整體方案的研究以及關(guān)鍵光模塊評測工作。另外，三大運營商圍繞各自側(cè)重關(guān)注的前傳WDM方案已開展或近期準(zhǔn)備開展5G前傳設(shè)備樣機的測試驗證工作——中國移動、中國電信、中國聯(lián)通分別聚焦MWDM技術(shù)方案、LWDM技術(shù)方案、基于波長可調(diào)的DWDM技術(shù)方案等持續(xù)開展半有源WDM關(guān)鍵參數(shù)規(guī)范和測試評估工作。

考慮到5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的緊迫性，初期選擇基于無源CWDM作為主要候選方案之一開展5G前傳部署已獲得運營商共識，基于25Gbit/s或25Gbit/s和10Gbit/s速率并存的無源CWDM方案已在今年的部分運營商集團總部及多個運營商省公司的5G建設(shè)集采招標(biāo)中明確采用，基于半有源的xWDM方案有望加速推進，以便盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模部署應(yīng)用。

前傳標(biāo)準(zhǔn)化工作逐步啟動，聚焦共性協(xié)同發(fā)展至關(guān)重要

5G前傳的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化工作主要由ITU-T、CCSA等標(biāo)準(zhǔn)組織負責(zé)制定，近兩年已有多個與5G前傳有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)立項并已開展研究工作，三大運營商近期也各自啟動或初步完成了內(nèi)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

在國際方面，ITU-T的SG15 Q6主要承擔(dān)光傳輸物理層的標(biāo)準(zhǔn)化工作，2019年已啟動立項了面向5G前傳應(yīng)用需求25Gbit/s WDM的標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要圍繞G.698.x系列（G.698.1/G.698.2/G.698.4）標(biāo)準(zhǔn)進行增加25Gbit/s速率的修訂，包括基于固定波長（G.698.1/G.698.2）和可調(diào)波長（G.698.4）的DWDM方案。另外，考慮到在現(xiàn)有版本的CWDM標(biāo)準(zhǔn)G.695中，25Gbit/s速率接口僅支持2km量級、4個波長通路的短距離互聯(lián)，SG15 Q6也啟動了是否面向前傳應(yīng)用需求開展基于25Gbit/s速率CWDM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的文稿討論，這就涉及到和DWDM方案如何明確區(qū)分應(yīng)用場景的問題。

在國內(nèi)方面，CCSA TC6 WG1 2019年也正式立項了面向CWDM、DWDM、LWDM、MWDM的傳輸系統(tǒng)以及前傳WDM系統(tǒng)總體架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)項目，TC6 WG4也同期立項了4種WDM技術(shù)方案對應(yīng)的光模塊標(biāo)準(zhǔn)項目，目前均在正在加速制定之中，預(yù)計到2021年上半年整體制定完成，這將進一步助力5G WDM前傳方案的部署應(yīng)用。

5G前傳xWDM方案并存發(fā)展的態(tài)勢預(yù)計短期內(nèi)依然持續(xù)，鑒于實際應(yīng)用需求趨同，實現(xiàn)方案技術(shù)機理類似，采用不同中心參數(shù)的器件導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈細分支路過多，這在一定程度上影響前傳產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模協(xié)調(diào)發(fā)展。為了盡可能降低多方案并行帶來的潛在影響，建議5G前傳相關(guān)業(yè)界從部署需求、傳輸性能優(yōu)化、低建設(shè)成本及便捷運維管理、產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展等多方面綜合考慮，加強多方案共性技術(shù)協(xié)同推動，統(tǒng)一管控模型及OAM（運行管理維護）機制，進一步優(yōu)化和完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，多方位助力5G網(wǎng)絡(luò)快速部署。
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