基于TITAN平臺(tái)的5G前傳解決方案及具有哪些特點(diǎn)

隨著5G加速商用，運(yùn)營(yíng)商開始規(guī)劃5G承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。相比4G，5G對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時(shí)延、同步、可靠性、靈活性等方面提出了更高的要求。5G前傳網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，不僅需要滿足上述要求，還面臨數(shù)量成倍增加的5G基站部署所需的光纖資源鋪設(shè)難題。在5G新建或者熱點(diǎn)區(qū)域，C-RAN前傳架構(gòu)可以幫助運(yùn)營(yíng)商降低DU站址租賃費(fèi)用、維護(hù)成本和功耗，受到了運(yùn)營(yíng)商的青睞。但當(dāng)前的C-RAN光纖直連前傳方案會(huì)消耗大量的光纖資源，部署成本高，運(yùn)營(yíng)商希望尋找其他更經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

25G WDM-PON用于5G前傳組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

依據(jù)3GPP的規(guī)范定義和業(yè)界的討論，C-RAN前傳架構(gòu)下的技術(shù)要求包括：

數(shù)據(jù)接口和速率：標(biāo)準(zhǔn)化25Gbps eCPRI前傳接口是主流技術(shù)選擇；

時(shí)延：應(yīng)具備低時(shí)延特性，前傳時(shí)延單向不超過100μs；

同步：應(yīng)支持同步信號(hào)傳輸，滿足5G基本業(yè)務(wù)±1.5μs同步要求；

光功率預(yù)算：支持5G前傳技術(shù)方案所對(duì)應(yīng)的鏈路光功率預(yù)算要求；

管理：支持設(shè)備管理、業(yè)務(wù)配置和監(jiān)測(cè)、故障診斷等管理功能；

其它：?jiǎn)卫w雙向傳輸技術(shù)有利于節(jié)約前傳網(wǎng)絡(luò)的光纖用量，降低成本。

作為WDM和TDM-PON技術(shù)的結(jié)合體，25G WDM-PON具有如下技術(shù)特性：

1）物理點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)洌捎煤?分波器實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)路由，節(jié)省光纖；

2）邏輯點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)洌琌LT和ONU通過獨(dú)立波長(zhǎng)通信，波長(zhǎng)通道間相對(duì)隔離；

3）單波長(zhǎng)可支持25Gbps速率，滿足eCPRI信號(hào)承載要求；

4）ONU采用無(wú)色可調(diào)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)靈活調(diào)配和路由；

5）AWG損耗大約為5.5dBm，光功率預(yù)算可滿足10km部署要求；

在C-RAN前傳架構(gòu)下， 相比光纖直連、無(wú)源波分以及有源波分等前傳技術(shù)，25G WDM-PON用于前傳組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)如下：

技術(shù)匹配度高： 25G WDM-PON技術(shù)可滿足5G前傳組網(wǎng)的接口、速率、時(shí)延等要求。25G WDM-PON技術(shù)將在2019-2020年進(jìn)行試商用，完美匹配5G商用部署節(jié)奏；

建設(shè)成本低：運(yùn)營(yíng)商固網(wǎng)FTTH ODN已經(jīng)建設(shè)完成，F(xiàn)TTH ODN架構(gòu)能匹配5G基站建設(shè)需求。利舊FTTH ODN可較大幅度節(jié)省主干光纖，降低光纜規(guī)劃部署難度以及綜合造價(jià)，具備較好的經(jīng)濟(jì)性；

建網(wǎng)快捷：FTTH ODN網(wǎng)絡(luò)可靈活面對(duì)未來(lái)5G基站網(wǎng)格式建設(shè)方式，通過配纖光纜調(diào)配快速提供前傳鏈路?？赏ㄟ^SFP ONU，提供免上電快捷部署于AAU設(shè)備的能力；

運(yùn)維簡(jiǎn)單：局端設(shè)備集中部署在接入機(jī)房可實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)，提高運(yùn)維效率。

基于TITAN平臺(tái)的5G前傳解決方案

在新一代光旗艦平臺(tái)TITAN的眾多特性中，5G前傳是一個(gè)主要的特性。TITAN平臺(tái)具備12口高密度25G WDM-PON線卡， 每個(gè)PON口是一個(gè)擁有獨(dú)立波長(zhǎng)的獨(dú)享通道，用于1個(gè)AAU eCPRI前傳承載。20個(gè)獨(dú)享通道可通過WDM合波器 （如圖1所示）匯聚到一根主干光纖里傳輸，相比光纖直連方案可節(jié)省97.5%的主干光纖。TITAN平臺(tái)提供獨(dú)創(chuàng)TDM-Like低時(shí)延交換通道（如圖1所示）， 基于核心自研芯片實(shí)現(xiàn)固定碼塊cut-through轉(zhuǎn)發(fā)，保障前傳業(yè)務(wù)在OLT&ONU設(shè)備的處理時(shí)延低于7μs。在OLT和DU共機(jī)房部署時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延小于57μs（含10km光纖50μs時(shí)延），比5G URLLC時(shí)延要求（100μs）低43%。

圖1 5G前傳25G WDM-PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

TITAN支持基于接入業(yè)務(wù)類型的網(wǎng)絡(luò)切片（如圖2所示），滿足5G前傳業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)分片要求。5G前傳接入可具有獨(dú)立OLT上聯(lián)端口，OLT下行可按PON口/PON板2個(gè)等級(jí)按需切分，為5G前傳接入提供分權(quán)分域管理和差異化QoS保障。

圖2 OLT網(wǎng)絡(luò)切片支持5G前傳接入

總之，基于TITAN平臺(tái)的5G前傳25G WDM-PON解決方案具有以下亮點(diǎn)：

省光纖：共享FTTH ODN， 可節(jié)省90%以上的主干光纖；

低時(shí)延：獨(dú)創(chuàng)TDM-Like低時(shí)延交換通道，OLT&ONU處理時(shí)延低于7μs，滿足5G uRLLC業(yè)務(wù)要求；

易管理：為5G前傳接入提供獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)分權(quán)分域管理和差異化QoS保障；

中興通訊是WDM-PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的核心成員和重要貢獻(xiàn)者。2017年6月，擔(dān)任ITU-T G.sup.5GP項(xiàng)目的白皮書編輯， 積極推動(dòng)PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G前傳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2017年12月承辦了“FSAN 和 ITU-T SG15 Q2會(huì)議”，與業(yè)界共同探討WDM-PON 5G前傳方案。2018年2月，在ITU“面向5G應(yīng)用的單纖雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)”組中擔(dān)任主編。

中興通訊致力于25G WDM-PON光器件產(chǎn)業(yè)推進(jìn)，長(zhǎng)期與Finisar、Oclaro、海信等領(lǐng)先光模塊制造商進(jìn)行深度技術(shù)合作。

中興通訊與中國(guó)電信保持長(zhǎng)期深入合作， 積極參與技術(shù)規(guī)范制定以及技術(shù)驗(yàn)證等。2018年12月，中興通訊聯(lián)合中國(guó)電信光接入研究團(tuán)隊(duì)以及蘇州電信在蘇州5G外場(chǎng)率先完成業(yè)界首個(gè)基于N×25G WDM-PON的5G前傳現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證，驗(yàn)證內(nèi)容包括ONU自適應(yīng)調(diào)諧、前傳25G eCPRI業(yè)務(wù)透?jìng)鳌⑾到y(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延小于57μs（含10km光纖時(shí)延）、系統(tǒng)管理（配置、告警、統(tǒng)計(jì)等）以及長(zhǎng)時(shí)間業(yè)務(wù)運(yùn)行穩(wěn)定性。驗(yàn)證結(jié)果表明， 25G WDM-PON可穩(wěn)定、透明地承載5G前傳業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)速率及轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延與采用點(diǎn)到點(diǎn)光纖直連方式相當(dāng)。

2019年，中興通訊會(huì)持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)合作，推動(dòng)25G WDM-PON技術(shù)在2020年進(jìn)入規(guī)模商用。

可以看出，25G WDM-PON技術(shù)完全滿足5G前傳技術(shù)要求。在C-RAN架構(gòu)下，可充分利用FTTH ODN資源，節(jié)省主干光纖，實(shí)現(xiàn)快捷建網(wǎng)。中興通訊在TITAN平臺(tái)上提供25G WDM-PON線卡，采用創(chuàng)新低時(shí)延交換通道以及前傳網(wǎng)絡(luò)切片，是一種極佳的前傳承載方案。

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