萬千企業(yè)希望掘金5G，讓5G發(fā)展炙手可熱。但別以為5G發(fā)展最大挑戰(zhàn)在業(yè)務探索，對網(wǎng)絡運營工程師來說，5G網(wǎng)絡運維同樣遇到不少挑戰(zhàn)。
2G時代，移動網(wǎng)絡幾乎只承擔個人語音/短信業(yè)務，功能單一，好運維；3G/4G時代，移動網(wǎng)絡還要承載大量個人數(shù)據(jù)服務，運維人員難度加大；5G時代，移動網(wǎng)絡不只要承載數(shù)十億個人數(shù)據(jù)需求，還要支撐千行百業(yè)不同的數(shù)字化轉型高要求，是數(shù)字化底座。
正因為扮演著底座角色，5G網(wǎng)絡穩(wěn)定、可靠性至關重要。比如工廠中自動化運行的機器，如果網(wǎng)絡不穩(wěn)定，會使整個生產(chǎn)受到影響，帶來經(jīng)濟損失；遠程緊急會診時，如果網(wǎng)絡延時出現(xiàn)波動，就會造成會診失誤，錯過最佳治療時期；即將到來的自動駕駛，如果不能保證網(wǎng)絡穩(wěn)定，自動駕駛普及就永遠是夢想。
因此，5G網(wǎng)絡在發(fā)展中，需要高效的運維方式保障網(wǎng)絡可靠性。以前，我們更多關注5G基站和核心網(wǎng)的運維，其實5G承載網(wǎng)的5G前傳網(wǎng)絡同樣是運維人員關心的重要環(huán)節(jié)之一。許多5G前傳網(wǎng)絡是無源的，故障預測和定位困難，那運營商該采用何種5G前傳部署方式，提升網(wǎng)絡運維效率并降低成本？
01、5G時代呼喚高效運維
5G時代，一方面，新業(yè)務的出現(xiàn)對網(wǎng)絡性能提出更高要求。比如自動駕駛、遠程醫(yī)療等應用。另一方面，5G網(wǎng)絡終端連接數(shù)大幅增長。據(jù)IDC預測，到2025年，全球大約會有550億的設備通過網(wǎng)絡互聯(lián)起來。
此時，運營商傳統(tǒng)網(wǎng)絡運維方式早已不堪重負。據(jù)OVUM分析報告顯示，過去十年電信行業(yè)的收入增長從來沒有跑贏過OPEX的增長。其中，電信網(wǎng)絡的運營維護嚴重依賴于人員經(jīng)驗和技能，電信網(wǎng)絡平均每1萬臺設備的運營維護需要300個工程師，而OTT只需要3個工程師，存在100倍的效率差距。
比如，在2G時代，當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，指揮中心會向維修點發(fā)出指令后，維修點才會進行維修工作。如果出現(xiàn)的故障比較嚴重，維修人員大不了加個班，但卻要花費許多時間在故障點定位上。
有一位人士向筆者分享：“有一次，從用戶投訴到網(wǎng)絡的正?；謴停?6個小時。”試想一下，如果是在5G應用全面普及后，36個小時無法上網(wǎng)，會給企業(yè)和個人造成怎樣的損失？對運營商的品牌口碑帶來怎樣的打擊？
對此，業(yè)內人士更是形象的表示，這就好比北京交通早晚高峰期，汽車擁有量增加，道路的擴張，交通信號設施增多，此時，傳統(tǒng)的交通管理模式顯然無法適應變化。5G網(wǎng)絡同樣面臨這樣的難題。
面對日益復雜的交通管理問題，智慧交通的出現(xiàn)讓問題得到解決。同樣，如今的5G網(wǎng)絡也需要高效的運維方式。
正是存在這樣的需求，不論是運營商還是設備廠商都在積極探尋提升運維效率的方式，希望借助新技術，可以早期發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。
02、5G前傳網(wǎng)絡運維遭遇挑戰(zhàn)
如果將5G網(wǎng)絡運維效率提升比作系統(tǒng)工程的話，前傳網(wǎng)絡運維效率提升則是最重要一環(huán)。也許很多人并不認同這一觀點。別急，當筆者講完什么是前傳網(wǎng)絡后，你也許會改變自己的看法。
為了降低網(wǎng)絡時延，實現(xiàn)邊緣計算，5G網(wǎng)絡將4G網(wǎng)絡的BBU、RRU兩級結構演進到CU、DU和AAU三級結構。其中，CU負責處理非實時協(xié)議和服務；DU負責處理物理層協(xié)議和實時服務；AAU是有源天線處理單元，也就是我們看到的5G基站桿上掛著的部分。
前傳網(wǎng)絡則是連接AAU與DU之間的部分，是5G網(wǎng)絡中最靠近AAU天線的傳輸環(huán)節(jié)。5G AAU天線對前傳網(wǎng)絡要求高：一方面，越來越多5G基站采用Massive MIMO作為天線核心技術，而5G AAU內部的天線振子與4G相比有大幅升級；另一方面，5G基站數(shù)量龐大，這導致5G前傳網(wǎng)絡規(guī)模龐大，從而使5G前傳網(wǎng)絡運維及部署成本非常敏感。截至2020年底，我國三大運營商全部已開通5G基站超過71.8萬個，2021年我國將新建5G基站60萬個以上。
因此，5G前傳網(wǎng)絡可謂是連接用戶終端與5G核心網(wǎng)的橋梁。橋梁“得病”，5G網(wǎng)絡就不能安寧。如果前傳網(wǎng)絡在運維方面無法提升效率，核心網(wǎng)建的再好也是徒勞。這就好比，不論你將高速公路修得再好，但上高速公路的入口不僅窄，且道路不平，車輛都會被堵在入口處。
講到這里，想必你已發(fā)現(xiàn)5G前傳網(wǎng)絡對5G網(wǎng)絡運維效率提升的重大價值。此前，運營商部署前傳網(wǎng)絡的方案主要包括以下幾種：
第一，光纖直驅，將每個AAU與DU全部采用光纖點到點直連組網(wǎng)；
第二，無源WDM方式，通過無源合分波器，將不同中心波長的光信號在同一根光纖中傳輸，節(jié)約了部署成本；
第三，有源WDM方式，在AAU站點和DU機房中配置相應的WDM/OTN/SPN設備，多個前傳信號通過WDM技術共享光纖資源；
第四，微波方式，通過微波進行數(shù)據(jù)傳輸。
但在部署中，以下幾種方式各有缺陷：
光纖直驅需要建設多條光纖網(wǎng)絡，成本很高；
無源WDM雖然成本降低很多，但存在啞管道資源不易管理、故障定位較難等運維問題；
有源WDM雖然解決了維護和組網(wǎng)問題，但存在部署成本高過問題；
微波方式只適合視距空曠地區(qū)，無法大規(guī)模部署。
運營商顯然在建設5G前傳網(wǎng)絡時陷入兩難選擇。如果選擇運維效率更高的有源WDM方式，成本就會增加；如果選擇低成本部署的無源WDM方式，運維效率難以提升，未來無法匹配業(yè)務需求，運營商辛辛苦苦建設的5G網(wǎng)絡也將失去意義。
因此，運營商希望尋找兼顧成本及運營效率的5G前傳網(wǎng)絡部署方式。
03、半有源前傳方案破解兩難困境
俗話說，魚和熊掌不可兼得。但5G承載領域通信人，借助創(chuàng)新打破了這一規(guī)律。筆者注意到，中國移動倡導的MWDM（MWDM，Medium Wavelength Division Multiplexing）半有源前傳方案，就是讓“魚”和“熊掌”全都要成為可能。幾年來，中國移動積極投入，在該方案的理論及實踐中，不斷取得成績。
在理論探索方面，據(jù)悉，中國移動早在2019年時，就面向5G C-RAN組網(wǎng)需求，提出了“中等波分復用”MWDM技術，2020年6月，中國移動在ITU-T SG15 Q6中間會議上，中國移動聯(lián)合華為、中興通訊等企業(yè)，首次提出基于12波25Gbps O-band WDM立項需求及半有源MWDM技術方案。
在實踐方面，中國移動已在福建、廣東、甘肅等12省相繼開通了基于半有源MWDM的5G前傳商用網(wǎng)絡。
甘肅移動
5G前傳半有源MWDM商用首局開通
據(jù)悉，MWDM半有源前傳方案支持從光纜到前傳系統(tǒng)全方位的管理和監(jiān)控，其原理是采用光模塊調頂技術將遠端光模塊納入局端DU側管理，通過在現(xiàn)有信號上“疊加”一個不會干擾主信號的輕量級OAM報文信號，實現(xiàn)整個前傳系統(tǒng)的端到端管理和維護，在DU側網(wǎng)絡管理系統(tǒng)可實時監(jiān)控前傳系統(tǒng)運行狀態(tài)和網(wǎng)絡故障的快速定界。
該方案得到多位承載網(wǎng)領域領軍專家認可。中國移動研究院網(wǎng)絡與IT技術研究所副所長李晗曾指出，中國移動提出半有源MWDM方案，一舉破解了前傳啞資源管理、光纖資源緊張、低成本需求等綜合難題，一經(jīng)發(fā)布，立刻得到產(chǎn)業(yè)界迅速響應。
中國信息通信研究院技術與標準研究所副所長張海懿認為，基于WDM前傳部署形態(tài)橫向對比，依托半有源型部署的運營維護管理優(yōu)勢較為突出。
中國聯(lián)通網(wǎng)絡技術研究院網(wǎng)絡與技術研究部主任王光全強調道：“提供具有OAM功能的大容量波長可調半有源DWDM系統(tǒng)，更快降低關鍵光模塊成本，滿足5G前傳及擴展?jié)M足其他包括云在內的云網(wǎng)業(yè)務接入。”
從生態(tài)構建來看，半有源5G前傳已初具規(guī)模。目前已經(jīng)有36家設備商、芯片商、模塊商參與半有源MWDM標準討論和產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)，16家設備廠商參與半有源MWDM系統(tǒng)生產(chǎn)，光芯片、光模塊已具備量產(chǎn)能力。
觀察：辨明方向，才能到達終點
從5G網(wǎng)絡發(fā)展趨勢來看，高效的運維將是5G網(wǎng)絡最基礎的需求。而在5G網(wǎng)絡中，前傳網(wǎng)絡所起的作用至關重要。正如行業(yè)人士所講，整個5G新的增長點主要來源于前傳。
縱觀5G前傳網(wǎng)絡建設方式，半有源5G前傳解決方案讓運營商在成本和運維效率中找到平衡點。
從產(chǎn)業(yè)角度分析，加大半有源的試點和商用規(guī)模、上下游產(chǎn)業(yè)廣泛協(xié)同創(chuàng)新、攜手行業(yè)合作伙伴探索孵化更多應用等舉措，可以推動5G前傳產(chǎn)業(yè)、乃至5G網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。
我們認為，在建設5G網(wǎng)絡時，各大運營商在方案選擇上，不能唯價格論英雄，需要從長遠考慮，算大賬，看運維，選擇創(chuàng)新的道路。只有選擇正確，才能真正走向5G商用成功！
