翁先正

摘 ?要：文章從半有源前傳方案中兩種實現(xiàn)技術（雙PD方案、單PD方案+調(diào)頂OAM）的實現(xiàn)方式，技術特點及使用場景進行對比，為半有源前傳方案技術應用選擇給出建議。

關鍵詞：半有源;前傳;MWDM;CWDM

中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：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建設的進一步加速，BBU集中帶來的“集中化、協(xié)作化、云計算化”特征的“綠色節(jié)能”無線接入網(wǎng)絡構架優(yōu)勢，使得選擇C-RAN建網(wǎng)成為5G建設主流的無線接入網(wǎng)組網(wǎng)方案。

移動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，通過波分復用（WDM）技術，采用1芯光纖實現(xiàn)多路AAU與BBU之間的連接，達成節(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、無源波分、有源波分、半有源波分。各方案技術實現(xiàn)方式、優(yōu)缺點如下：

（1）光纖直驅：DU和AAU之間采用光纖點對點傳輸，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：該方案無需額外傳輸設備，也無需額外的電源消耗，但缺少保護能力、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AAU共享一根光纖傳輸，無需獨立配電。優(yōu)缺點：設備成本低、易部署，無需供電。缺少保護能力，缺乏OAM特性，故障定位復雜，可擴展性差。

（3）有源波分：在AAU站點和DU機房中部署WDM設備，多個AAU共享一根光纖傳輸，并引入OTN的封裝、管理和保護機制。優(yōu)缺點：具備成環(huán)保護能力，高質(zhì)量的OAM管理，可靠性高，可擴展性好。但設備成本高，功耗大，遠端供電存在困難。

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

在4G時代因為對保護、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、即插即用的特點獲得了廣泛的應用。但是進入5G時代后，在面對2B業(yè)務的高可靠性、海量CRAN網(wǎng)絡的管控與運維人員的數(shù)量有限的矛盾時，如何在匹配5G時代的新需求上，半有源技術的應用成了網(wǎng)絡建設中需要關注的一種解決方案。

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運而生，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)勢的并在上進行了創(chuàng)新。

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

創(chuàng)新2：可管可控，解決運維問題，局端有源后，便于進行模塊、波長、光纖各個層級的管理。

這兩個創(chuàng)新的點，有效的解決了前傳網(wǎng)絡“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基礎上，增加了耦合器、光開關以及PD核心單元，實現(xiàn)線路保護以及局端光功率檢測功能。

（2）半有源MWDM基于半有源CWDM基礎上，定制化模塊波長和性能，增加了transponder核心單元、TEC （Thermoelectric Cooler，熱電制冷）模塊，及遠端光功率檢測功能，基于CWDM產(chǎn)品鏈中最成熟的前6波做進一步的波道擴展。

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

半有源MWDM方案是基于CWDM中成熟使用的前6波（1271～1371nm），通過溫控擴波技術，實現(xiàn)波長數(shù)量翻倍至12波，以解決網(wǎng)絡的容量問題，適應單站6個eCPRI接口場景。MWDM相當于在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控制。

另外，從網(wǎng)絡發(fā)展考慮，在5G部署初期，前傳方案需為每個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5G基站提供至少6路eCPRI接入能力，以滿足長期的光纖節(jié)省和平滑演進要求。

4 半有源波分PD檢測實現(xiàn)技術對比

半有源波分方案中，針對光功率檢測有兩種實現(xiàn)技術：雙PD方案、單PD方案+調(diào)頂OAM。雙PD方案具備保護恢復功能，在線路側采用兩根光纖傳輸主用/備用通道光信號，局端設備線路側增加光功率檢測模塊，通過線路LOS告警觸發(fā)設備自動切換光通道。合分波器客戶側增加光功率檢測模塊監(jiān)控單波道光功率，判斷業(yè)務故障。系統(tǒng)結構如圖1。

單PD方案+調(diào)頂OAM是在雙PD方案基礎上演進，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反射機制，在DU發(fā)送側進行OAM信息處理，減少50%有源WDM設備PD的使用，優(yōu)化系統(tǒng)設計和設備成本。

5 結束語

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

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