5G商用，承載先行。5G前傳作為承載網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將直接影響到5G的商用進(jìn)程和質(zhì)量。中國移動(dòng)是5G前傳技術(shù)創(chuàng)新的重要推動(dòng)者，其創(chuàng)新提出的半有源Open-WDM/MWDM方案?jìng)涫軜I(yè)界關(guān)注。
1
創(chuàng)新提出半有源Open-WDM/MWDM方案
“5G前傳組網(wǎng)模式發(fā)生重大變革，5~15站集中的中等規(guī)模C-RAN成為5G前傳網(wǎng)絡(luò)主流場(chǎng)景，未來可能采用更大規(guī)模集中模式。各省公司對(duì)中大規(guī)模的C-RAN認(rèn)可度越來越高，中大規(guī)模集中的C-RAN組網(wǎng)必然會(huì)對(duì)前傳網(wǎng)絡(luò)的光纖資源和維護(hù)管理提出挑戰(zhàn)。因此中國移動(dòng)提出了半有源架構(gòu)和MWDM（中等波分復(fù)用）兩大創(chuàng)新方案破解5G前傳難題。”中國移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所副所長李晗在近日由通信世界全媒體舉辦的“5G承載技術(shù)與產(chǎn)業(yè)研討會(huì)”上表示。
中國移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所副所長 李晗
傳統(tǒng)前傳方案有灰光直驅(qū)、無源WDM和有源WDM三種。在WDM技術(shù)方案選型中，有源WDM方案具有節(jié)約光纖、支持管控和保護(hù)的優(yōu)勢(shì)。但是，該方案成本高昂，且遠(yuǎn)端需供電、部署受限。無源WDM方案具有節(jié)約光纖、成本較低和部署靈活的優(yōu)勢(shì)。但是，該方案存在啞管道資源不易管理、故障定位較難等運(yùn)維問題。
為此，中國移動(dòng)創(chuàng)新提出了半有源Open-WDM/MWDM方案，既解決了前傳啞資源管理問題，又進(jìn)一步低成本地?cái)U(kuò)展了一倍波道容量，更好地解決了光纖資源問題。
半有源Open-WDM/MWDM方案涵蓋支持輕量級(jí)OAM的半有源架構(gòu)和不等距波長間隔、等距通道的MWDM兩大核心。半有源技術(shù)架構(gòu)主要包括AAU彩光模塊、AAU側(cè)無源波分復(fù)用器、DU側(cè)有源WDM設(shè)備，構(gòu)成了統(tǒng)一管控的前傳網(wǎng)絡(luò)。MWDM技術(shù)重用CWDM低成本25G DML光芯片產(chǎn)業(yè)鏈，支持12波長WDM系統(tǒng)，波道數(shù)提升1倍，滿足一站一芯需求和10km鏈路預(yù)算。
2
半有源方案具備三大技術(shù)特征
從技術(shù)特征來看，半有源方案具備三大特征。
第一，光模塊采用低速光層調(diào)頂技術(shù)加載輕量級(jí)OAM，系統(tǒng)性定義了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層OAM調(diào)制方案和交互協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Open-WDM系統(tǒng)光模塊和光路端到端管控，提升遠(yuǎn)端光模塊和鏈路的管理運(yùn)維能力。
第二，有源側(cè)WDM設(shè)備采用調(diào)幅和多載頻調(diào)幅兩種調(diào)制方案，滿足5G前傳網(wǎng)絡(luò)需求，明年計(jì)劃進(jìn)一步收斂。單載頻調(diào)幅方案在光模塊側(cè)實(shí)現(xiàn)更為簡單，但是,在有源側(cè)對(duì)于12波場(chǎng)景需要12個(gè)PD進(jìn)行檢測(cè)接收。中國移動(dòng)提出了基于反射機(jī)制的單載頻調(diào)幅方案，有源側(cè)可以節(jié)約一半的PD。多載頻調(diào)幅方案對(duì)于每個(gè)方向僅采用一個(gè)PD檢測(cè)接收，具有一定的成本優(yōu)勢(shì)，但技術(shù)復(fù)雜度相對(duì)較高。
第三，采用標(biāo)準(zhǔn)南向接口實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)面與管控面解耦。中國移動(dòng)規(guī)范了Open-WDM管控南向接口，集中部署Open-WDM管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多廠家前傳系統(tǒng)統(tǒng)一管控，從而構(gòu)建開放環(huán)境，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。
半有源Open-WDM/MWDM方案具有三個(gè)“新”特點(diǎn)：新管理界面，無線和傳輸維護(hù)更加界面清晰、分工協(xié)作；新解耦模式，有利于設(shè)備與光模塊解耦，產(chǎn)業(yè)充分開放；新維護(hù)手段，有利于維護(hù)手段靈活性，低成本OAM機(jī)制。
3
MWDM優(yōu)勢(shì)明顯：重用產(chǎn)業(yè)鏈、成本適宜
當(dāng)談及為何會(huì)提出MWDM方案時(shí)，李晗表示，這主要基于5G前傳場(chǎng)景需求的考慮：第一，12波WDM是基礎(chǔ)需求；第二，成本不能太高，基于CWDM產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)潜容^合理的選擇；第三，考慮到新技術(shù)的研制周期能夠盡快地滿足市場(chǎng)需求，盡量重用現(xiàn)有產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)流程。因此，在CWDM基礎(chǔ)上僅做參數(shù)設(shè)計(jì)調(diào)整，盡量重用工藝流程，有益于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的快速響應(yīng)和成本的降低?；谝陨先矫娴目紤]，中國移動(dòng)推出了不等間距波長間隔、等間距波長通帶WDM系統(tǒng)——MWDM。
李晗在報(bào)告中指出，“MWDM優(yōu)勢(shì)明顯，可以重用低成本25G WDM產(chǎn)業(yè)鏈，快速成熟滿足5G前傳12波商用，具體而言，通過TEC溫控技術(shù)實(shí)現(xiàn)2倍擴(kuò)波，快速重用CWDM低成本25G DML光芯片；設(shè)計(jì)DML激光器波長，和CWDM共外延工藝和芯片生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，僅調(diào)整光柵設(shè)計(jì)參數(shù)；采用TEC溫控的MWDM與CWDM光模塊光電器件一致，理論上成本和功耗趨同。”
此外，MWDM采用新型TFF濾波器級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方案，12波全部采用低成本DML+PIN光芯片滿足10km鏈路預(yù)算需求。目前華為、光迅、II-VI、迅特基本完成合分波器產(chǎn)品研發(fā)。
4
獲得產(chǎn)業(yè)鏈廣泛支持，近期取得兩大成果
在整體進(jìn)展上，李晗指出，中國移動(dòng)已經(jīng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴完成了半有源Open-WDM/MWDM方案從概念構(gòu)想、原型系統(tǒng)到試商用設(shè)備工作。半有源Open-WDM/MWDM標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展，滿足5G迫切的商用需求。
近期半有源Open-WDM/MWDM技術(shù)取得了兩大成果：一是聯(lián)合合作伙伴完成系列規(guī)范制定，二是首次實(shí)現(xiàn)了支持輕量級(jí)OAM的MWDM光模塊異廠家互通。
在標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)方面，中國移動(dòng)在國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織完成Open-WDM系列標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，與產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。在O-RAN聯(lián)盟中，中國移動(dòng)牽頭成立了Open X-haul Transport工作組（WG9）并擔(dān)任工作組主席，完成了基于WDM的前傳網(wǎng)絡(luò)、管控等Open-WDM系列標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，30家國內(nèi)外單位參與。在CCSA TC6 WG1完成Open-WDM架構(gòu)立項(xiàng)，在CCSA TC6 WG4完成Open-WDM光模塊立項(xiàng)，后續(xù)計(jì)劃在ITU-T SG15 Q6聯(lián)合推動(dòng)MWDM光層標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。
在MWDM光模塊解耦方面，中國移動(dòng)針對(duì)模塊OAM測(cè)試無儀表的業(yè)界難題，研發(fā)OAM測(cè)試平臺(tái)，首次實(shí)現(xiàn)MWDM光模塊異廠家互通。目前迅特和德科立已實(shí)現(xiàn)互通測(cè)試。
半有源Open-WDM/MWDM產(chǎn)業(yè)鏈正在蓬勃發(fā)展，得到業(yè)界廣泛支持，李晗對(duì)產(chǎn)業(yè)合作伙伴表示感謝。目前已有涵蓋信通院，華為、中興、烽火、諾基亞、愛立信、瑞斯康達(dá)、格林威爾、迅特、欣諾、華環(huán)、初靈、德科立、奧普泰、安徽皖通、震有、蘇州蘇駝等設(shè)備廠商，光訊、海信、源杰、敏芯、Finisar等光芯片廠商，ADI、Maxim、Semtech等電芯片廠商，以及旭創(chuàng)、華工、易銳、索爾思、博通、新易盛、永鼎光通、銘普光磁、長飛等模塊廠商在內(nèi)的34家單位參與標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)討論和產(chǎn)品研發(fā)。16家設(shè)備廠商參與半有源Open-WDM系統(tǒng)生產(chǎn)，核心產(chǎn)業(yè)“光芯片+光模塊”已具備量產(chǎn)能力。其中，已有4家廠商可規(guī)模量產(chǎn)MWDM光芯片，另有2家處于樣品階段；MWDM光模塊方面，8家已規(guī)模量產(chǎn)，還有4家廠商將在今年第三季度量產(chǎn)。
在“5G承載技術(shù)與產(chǎn)業(yè)研討會(huì)”召開后不久，旭創(chuàng)科技宣布其25G速率MWDM光模塊實(shí)現(xiàn)批量交付，而武漢永鼎光通也在近日宣布推出5G前傳SFP28 MWDM光模塊。由此也可看出產(chǎn)業(yè)界對(duì)中國移動(dòng)MWDM技術(shù)的大力支持。
5
中國移動(dòng)將在今年推動(dòng)前傳半有源技術(shù)規(guī)模商用
從具體應(yīng)用來看，半有源Open-WDM/MWDM產(chǎn)業(yè)已具備量產(chǎn)能力，2020年5月基于半有源Open-WDM/MWDM的5G前傳商用網(wǎng)絡(luò)在甘肅、云南相繼開通。近期也將在3個(gè)省開展試點(diǎn)應(yīng)用。
李晗表示：“中國移動(dòng)集團(tuán)在今年會(huì)推動(dòng)包括無源在內(nèi)的前傳半有源產(chǎn)品規(guī)模商用，我們也希望與產(chǎn)業(yè)鏈共同推進(jìn)面向5G前傳的半有源Open-WDM/MWDM技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)成熟，更好地滿足新形勢(shì)下5G前傳規(guī)模應(yīng)用需求。”
