半有源前傳方案兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)比

翁先正

摘 ?要：文章從半有源前傳方案中兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)（雙PD方案、單PD方案+調(diào)頂OAM）的實(shí)現(xiàn)方式，技術(shù)特點(diǎn)及使用場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)比，為半有源前傳方案技術(shù)應(yīng)用選擇給出建議。

關(guān)鍵詞：半有源;前傳;MWDM;CWDM

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）24-0147-02

Abstract： This papercontrasts the difference in implementation methods， technical characteristics and application scenarios between the Double-PD solution and the Single PD+OAM solution for the Semi-Active WDM Fronthaul Solution， and puts forward some suggestions for the implementation of the Semi-Active WDM fronthauling technology.

Keywords： Semi-Active WDM; Fronthaul Solution; MWDM; CWDM

1 5G前傳需求

隨著5G建設(shè)的進(jìn)一步加速，BBU集中帶來的“集中化、協(xié)作化、云計(jì)算化”特征的“綠色節(jié)能”無線接入網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架優(yōu)勢(shì)，使得選擇C-RAN建網(wǎng)成為5G建設(shè)主流的無線接入網(wǎng)組網(wǎng)方案。

移動(dòng)5G建站中有2.6GHz單模，雙模以及4.9GHz高頻等多種站型，前傳方案對(duì)纖芯消耗巨大。為此，業(yè)界一直在積極探索最優(yōu)的前傳解決方案，通過波分復(fù)用（WDM）技術(shù)，采用1芯光纖實(shí)現(xiàn)多路AAU與BBU之間的連接，達(dá)成節(jié)省光纖資源的目的成了必由之路。

2 5G前傳方案概述

目前業(yè)界主流的5G前傳方案主要有以下四種：光纖直驅(qū)、無源波分、有源波分、半有源波分。各方案技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式、優(yōu)缺點(diǎn)如下：

（1）光纖直驅(qū)：DU和AAU之間采用光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，可選擇雙纖雙向（要求光纜路由一致）和單纖雙向灰光模塊承載。優(yōu)缺點(diǎn)：該方案無需額外傳輸設(shè)備，也無需額外的電源消耗，但缺少保護(hù)能力、無監(jiān)控能力、光纖資源消耗仍較高。

（2）無源波分：直接在AAU和DU中部署彩光模塊，多個(gè)AAU共享一根光纖傳輸，無需獨(dú)立配電。優(yōu)缺點(diǎn)：設(shè)備成本低、易部署，無需供電。缺少保護(hù)能力，缺乏OAM特性，故障定位復(fù)雜，可擴(kuò)展性差。

（3）有源波分：在AAU站點(diǎn)和DU機(jī)房中部署WDM設(shè)備，多個(gè)AAU共享一根光纖傳輸，并引入OTN的封裝、管理和保護(hù)機(jī)制。優(yōu)缺點(diǎn)：具備成環(huán)保護(hù)能力，高質(zhì)量的OAM管理，可靠性高，可擴(kuò)展性好。但設(shè)備成本高，功耗大，遠(yuǎn)端供電存在困難。

（4）半有源波分：在AAU側(cè)部署無源彩光模塊與合分波單元，在DU側(cè)部署有源波分設(shè)備，多個(gè)AAU共享一根光纖傳輸，遠(yuǎn)端無需供電。優(yōu)缺點(diǎn)：遠(yuǎn)端無需供電，具備1+1保護(hù)能力，可靠性高，高質(zhì)量的OAM管理。

在4G時(shí)代因?yàn)閷?duì)保護(hù)、監(jiān)控的要求不高，所以無源CWDM以其產(chǎn)業(yè)鏈成熟、免供電、即插即用的特點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。但是進(jìn)入5G時(shí)代后，在面對(duì)2B業(yè)務(wù)的高可靠性、海量CRAN網(wǎng)絡(luò)的管控與運(yùn)維人員的數(shù)量有限的矛盾時(shí)，如何在匹配5G時(shí)代的新需求上，半有源技術(shù)的應(yīng)用成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要關(guān)注的一種解決方案。

3 半有源波分的兩種解決方案

半有源WDM的方案就是在背景下應(yīng)運(yùn)而生，半有源WDM方案是在保留了無源WDM方案的“靈活部署，快速開通”等優(yōu)勢(shì)的并在上進(jìn)行了創(chuàng)新。

創(chuàng)新1：1+1保護(hù)，解決可靠性問題，局端有源實(shí)現(xiàn)1+1保護(hù)，光纖中斷后倒換時(shí)間小于50ms。

創(chuàng)新2：可管可控，解決運(yùn)維問題，局端有源后，便于進(jìn)行模塊、波長(zhǎng)、光纖各個(gè)層級(jí)的管理。

這兩個(gè)創(chuàng)新的點(diǎn)，有效的解決了前傳網(wǎng)絡(luò)“可靠性”以及“可管可控”的問題。

半有源波分主流解決方案有兩種，即半有源CWDM和半有源MWDM方案。

（1）半有源CWDM基于無源CWDM基礎(chǔ)上，增加了耦合器、光開關(guān)以及PD核心單元，實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)以及局端光功率檢測(cè)功能。

（2）半有源MWDM基于半有源CWDM基礎(chǔ)上，定制化模塊波長(zhǎng)和性能，增加了transponder核心單元、TEC （Thermoelectric Cooler，熱電制冷）模塊，及遠(yuǎn)端光功率檢測(cè)功能，基于CWDM產(chǎn)品鏈中最成熟的前6波做進(jìn)一步的波道擴(kuò)展。

目前半有源CWDM方案在前6波（1271～1371nm），產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、造價(jià)成本等方面具有優(yōu)勢(shì)，支持從無源波分平滑升級(jí)，可以保護(hù)已有CWDM光模塊投資。但后6波（1471～1571nm）色散代價(jià)大，需采用EML激光器，產(chǎn)業(yè)相對(duì)成熟度不夠以及成本高。所以CWDM適應(yīng)單站3個(gè)eCPRI接口場(chǎng)景。

半有源MWDM方案是基于CWDM中成熟使用的前6波（1271～1371nm），通過溫控?cái)U(kuò)波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)數(shù)量翻倍至12波，以解決網(wǎng)絡(luò)的容量問題，適應(yīng)單站6個(gè)eCPRI接口場(chǎng)景。MWDM相當(dāng)于在CWDM上的創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度有保障，成本也可通過招投標(biāo)控制。

另外，從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展考慮，在5G部署初期，前傳方案需為每個(gè)5G基站提供3路eCPRI接入能力;隨著后續(xù)2.6GHz頻率重耕（頻寬由100MHz提供省160MHz）及5G新頻譜（4.9GHz）的規(guī)模部署，前傳方案需為每個(gè)5G基站提供至少6路eCPRI接入能力，以滿足長(zhǎng)期的光纖節(jié)省和平滑演進(jìn)要求。

4 半有源波分PD檢測(cè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)比

半有源波分方案中，針對(duì)光功率檢測(cè)有兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)：雙PD方案、單PD方案+調(diào)頂OAM。雙PD方案具備保護(hù)恢復(fù)功能，在線路側(cè)采用兩根光纖傳輸主用/備用通道光信號(hào)，局端設(shè)備線路側(cè)增加光功率檢測(cè)模塊，通過線路LOS告警觸發(fā)設(shè)備自動(dòng)切換光通道。合分波器客戶側(cè)增加光功率檢測(cè)模塊監(jiān)控單波道光功率，判斷業(yè)務(wù)故障。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

單PD方案+調(diào)頂OAM是在雙PD方案基礎(chǔ)上演進(jìn)，增加監(jiān)控能力，需采用具備調(diào)頂功能的光模塊，基于Open-WDM OAM反射機(jī)制，在DU發(fā)送側(cè)進(jìn)行OAM信息處理，減少50%有源WDM設(shè)備PD的使用，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備成本。

5 結(jié)束語(yǔ)

雙PD方案基于無源波分升級(jí)，但升級(jí)后監(jiān)控能力仍然較弱，不支持遠(yuǎn)端光模塊性能監(jiān)控，不建議大規(guī)模使用，不推薦應(yīng)用于5G CRAN新建場(chǎng)景、2B業(yè)務(wù)及監(jiān)控要求較高場(chǎng)景。單PD方案+調(diào)頂OAM，可實(shí)現(xiàn)光層保護(hù)、鏈路故障定位、業(yè)務(wù)性能檢測(cè)等OAM功能，并支持遠(yuǎn)端光模塊管控，適用于各類業(yè)務(wù)廠家，推薦規(guī)模使用。

參考文獻(xiàn)：

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