解析5G光传送网技术

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3.1.1 无源WDM方案

无源波分方案采用波分复用(WDM)技术，将彩光模块安装在无线设备 (AAU 和DU)上，通过无源的合、分波板卡或设备完成WDM功能，利用一对甚至一根光纤可以提供多个AAU到DU之间的连接，如下图所示。

根据采用的波长属性，无源波分方案可以进一步区分为无源粗波分(CWDM, Coarse Wavelength Division Multiplexing)方案和无源密集波分(DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing)方案。

相比光纤直驱方案，无源波分方案显而易见的好处是节省了光纤，但是也存 在一定的局限性，包括：波长通道数受限、波长规划复杂、运维困难、故障定位困难。

无源WDM方案出了故障后，难以具体定界出问题的责任方。下图所示为无源波分方案的故障定位示意图，可见其故障定位的复杂度。

相比无源CWDM方案，无源DWDM方案显然可以提供更多的波长。但是更多的波长也意味着更高的波长规划和管控复杂度，通常需要可调激光器，带来更高的成本。目前支持 25Gb/s速率的无源DWDM光模块还有待成熟。

为了适应5G承载的需求，基于可调谐波长的无源DWDM方案是一种可行方案，另外基于远端集中光源的新型无源DWDM方案也成为业界研究的一个热点, 其原理如下图所示。该方案在降低成本、特别是接入侧成本和提高性能和维护便利性方面具有一定的优势。

3.1.2 有源WDM/OTN方案

有源波分方案在AAU站点和DU机房配置城域接入型WDM/OTN设备，多个前传信号通过WDM技术共纤光纤资源，通过OTN开销实现管理和保护，提供质量保证。

接入型WDM/OTN设备与无线设备采用标准灰光接口对接，WDM/OTN设备内部完成OTN承载、端口汇聚、彩光拉远等功能。相比无源波分方案，有源波分/OTN方案有更加自由的组网方式，可以支持点对点及组环网两种场景:

上图所示为有源方案点到点组网架构图，同样可以支持单纤单向、单纤双向等传输模式，与无源比分方案相比，其光纤资源消耗相同。

上图所示为有源方案组环网的架构图。除了节约光纤意外，有源WDM/OTN方案可以进一步提供环网保护等功能，提高网络可靠性和资源利用率。

当前有源WDM/OTN方案成本相对较高，未来可以通过采用非相干超频技术或低成本可插拔光模块来降低成本。同时，为了满足5G前传低成本和低时延的需求，还需要对OTN技术进行简化。

3.2 5G中传/回传承载方案

根据前面的需求分析，5G中传和回传对于承载网在带宽、组网灵活性、网络切片等方面需求基本一致，因此可以采用统一的承载方案。

3.2.1 中传/回传承载网络架构

城域OTN网络架构包括骨干层、汇聚层和接入层，如下图所示。

城域OTN网络架构与5G中传/回传的承载需求是匹配的，其中骨干层/汇聚层与5G回传网络对应，接入层则与中传/前传对应。

近几年随着OTN已经通过引入以太网、MPLS-TP(Multiprotocol Label Switching Traffic Policing,多协议标签交换流量监控)等分组交换和处理能力，演进到了分组增强型OTN，可以很好地匹配5G IP化承载需求。

基于OTN的5G中传/回传承载方案可以发挥分组增强型OTN强大高效的帧处理能力，通过 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵 列)、专用芯片、DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理)等专用硬件完成快速成帧、压缩解压和映射功能，有效实现DU传输连接中对空口MAC/PHY等时延要求极其敏感的功能。

同时，对于 CU，一方面分组增强型OTN构建了CU、DU间超大带宽、超低时延的连接，有效实现PDCP处理的实时、高效与可靠，支持快速的信令接入。而分组增强型OTN集成的 WDM能力可以实现到郊县的长距传输，并按需增加传输链路的带宽容量。

为了满足中传/回传在灵活组网方面的需求，需要考虑在分组增强型OTN已经支持MPLS-TP技术的基础上，增强路由转发功能。

基于OTN的5G中传/回传承载方案可以细分为以下两种组网方式：

(一)分组增强型 OTN+IPRAN 方案

在该方案中，利用增强路由转发功能的分组增强型OTN设备组建中传网络 ，中间的OTN设备可根据需要配置为ODUk穿通模式，保证5G承载对低时延和带宽保障的需求。在回传部分，则继续延用现有的IPRAN(IP Radio Access Network，IP化无线接入网)承载架构，如下图所示。分组增强型OTN与IP RAN 之间通过BGP协议实现路由信息的交换。

为了满足5G承载对大容量和网络切片的承载需求，IPRAN需要引入25GE、 50GE、100GE等高速接口技术，