1.1 前傳網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)定義
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)等多種新型應(yīng)用不斷涌現(xiàn),為應(yīng)對未來爆炸性的移動數(shù)據(jù)流量增長和海量設(shè)備連接,第五代移動通信(5G)技術(shù)應(yīng)運而生。
2015年,ITU-R正式定義了5G的三類典型應(yīng)用場景:eMBB,mMTC和URLLC。eMBB對應(yīng)的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù),mMTC對應(yīng)的是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),而URLLC對應(yīng)的是如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延高可靠連接的業(yè)務(wù)。
2016年11月28日中國移動發(fā)布了邁向5G C-RAN需求、架構(gòu)和挑戰(zhàn)白皮書。
圖1 BBU研究架構(gòu):從4G單節(jié)點到5G CU/DU兩級架構(gòu)
5G BBU功能將被重構(gòu)為CU 和DU兩個功能實體(見圖1),CU主要包括非實時的無線高層協(xié)議棧功能,同時支持部分核心網(wǎng)功能下沉和邊緣應(yīng)用業(yè)務(wù)的部署,DU設(shè)備主要處理物理層功能和實時性需求的層2功能,前傳分為兩級,一級前傳和二級前傳。
CU的存在實現(xiàn)了原有BBU的部分功能集中,即兼容了完全的集中化部署,也支持分布式的DU部署。
兩級前傳C-RAN架構(gòu)為DU池化或CU池化提供了網(wǎng)絡(luò)支持。其中一級前傳就是Fronthaul,可以支持eCPRI等前傳協(xié)議;二級前傳又稱Midhaul(中傳)。Fronthaul和Midhaul針對不同的5G業(yè)務(wù)有不同的時延和帶寬要求。
5G前傳和回傳的大帶寬需求,帶動傳輸網(wǎng)的大接口需求,主要包括高速以太網(wǎng)接口或OTN/DWDM等傳輸接口。同時隨著eCPRI新的前傳接口定義,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進為支持DU、CU池化的新型架構(gòu),對無線接入和5G承載提出了新的機遇和挑戰(zhàn)。
1.2 WDM-PON 承載5G應(yīng)用場景
圖2 5G新建場景或熱點地區(qū)場景
WDM-PON在5G中的典型應(yīng)用場景見上圖2。
當(dāng)運營商有基站選址壓力,或需要釋放BBU機房的情況,或密集城區(qū)需要集中部署DU池,在這些場景下可將DU位置上移并集中部署。尤其針對既有有線業(yè)務(wù)和無線業(yè)務(wù)的運營商的新建場景非常適合采用WDM-PON進行前傳接口的承載。OLT可利用接入機房優(yōu)勢,集中化部署DU,DU池和OLT共站址,針對5G URLLC業(yè)務(wù),建議CU也與OLT, DU共站址。DU池化共站會使DU之間協(xié)同需求(如CoMP)的用戶面數(shù)據(jù)傳輸路徑更近;DU和CU共站,則可使Midhaul消失,5G RAN用戶面?zhèn)鬏敃r延更小。
2. WDM-PON技術(shù)實現(xiàn)及其5G承載的意義
WDM-PON體系架構(gòu):
圖3 WDM-PON體系架構(gòu)
WDM-PON的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前主要關(guān)注:無色ONU技術(shù),即ITU-T G.989.2和CCSA WR WDM-PON標(biāo)準明確可調(diào)技術(shù)實現(xiàn)無色ONU;另外一個是輔助管理通道(AMCC)技術(shù),即RF Pilot-tone 和Baseband Overmodulation。
WDM-PON方案中,光模塊技術(shù)、OAM管理、保護倒換等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展對WDM-PON的5G承載大規(guī)劃使用起著重要的作用。相關(guān)協(xié)議正在標(biāo)準組織中討論和制定。
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