中國(guó)移動(dòng)李晗：首次公布5G前傳MWDM方案 TEC偏移實(shí)現(xiàn)非等間距12波長(zhǎng)

  ICCSZ訊(編輯：Aiur) 9月3日，在訊石第十八屆光纖通訊市場(chǎng)暨技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研究所副所長(zhǎng)李晗博士發(fā)表主題為《5G商用驅(qū)動(dòng)光通信新技術(shù)發(fā)展》演講報(bào)告，他介紹了中國(guó)移動(dòng)SPN關(guān)鍵的進(jìn)展，并首次代表中國(guó)移動(dòng)公開(kāi)提出創(chuàng)新的5G前傳Open-WDM/MWDM方案，將在5G前傳重用低成本25G CWDM推進(jìn)12波長(zhǎng)系統(tǒng)，采用TEC偏移實(shí)現(xiàn)12個(gè)波長(zhǎng)，并具有波長(zhǎng)非等間距特點(diǎn)，結(jié)合光層調(diào)頂實(shí)現(xiàn)光模塊OAM機(jī)制，滿足5G前傳10km主要場(chǎng)景鏈路預(yù)算，適應(yīng)當(dāng)前5G商用的迫切性。

  5G傳輸網(wǎng)總體架構(gòu)可以分為前傳網(wǎng)絡(luò)和回傳網(wǎng)絡(luò)，而5G的需求，特別是高帶寬、低時(shí)延、時(shí)間同步等，推動(dòng)了傳輸網(wǎng)技術(shù)體系的革新，中國(guó)移動(dòng)提出的5G回傳網(wǎng)絡(luò)(中傳+回傳)方案SPN(切片分組網(wǎng))就是一個(gè)全新體系，它采用了三層新架構(gòu)：SPL、SCL、STL(切片傳送層)，其中STL可以部署灰光模塊和采用DWDM技術(shù)。除了新的三層架構(gòu)，SPN還可以實(shí)現(xiàn)新的交叉、新的光層，管控能力更強(qiáng)，同步性更好。基于SPN架構(gòu)，中國(guó)移動(dòng)將回傳網(wǎng)絡(luò)分為接入層和核心匯聚層。在接入層采用50GE PAM4 BiDi技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)切片G.mtn，引入SDN管控實(shí)現(xiàn)高精度同步性。在核心匯聚層部署低成本的N*100GE彩光和輕量級(jí)ROADM系統(tǒng)，使用Inband OAM機(jī)制。

  在SPN架構(gòu)中，50GE PAM4 BiDi非常關(guān)鍵，李晗博士呼吁產(chǎn)業(yè)鏈要多舉措加快50GE PAM4 BiDi光模塊標(biāo)準(zhǔn)的完善和產(chǎn)品成熟，他表示50GE PAM4采用25G光管芯，通過(guò)PAM4調(diào)制實(shí)現(xiàn)速率翻倍， 量產(chǎn)后成本相比于25G增加10-20%，對(duì)設(shè)備成本的增幅更低。50GE BiDi在器件芯片方面，一是需要高線性度的LD和TIA，以及PAM4 DSP，二是可以共用25G光器件產(chǎn)業(yè)鏈，李晗博士希望國(guó)內(nèi)芯片廠商能夠加速研發(fā)取得突破，而光模塊方面，國(guó)內(nèi)廠商已有相應(yīng)產(chǎn)品推出，他還相信硅光技術(shù)可以進(jìn)一步降低模塊成本。

  歷經(jīng)4年的發(fā)展，中國(guó)移動(dòng)所推出的SPN架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了從概念、方案到產(chǎn)品的發(fā)展，獲得來(lái)自設(shè)備商、器件商、芯片商和儀表商在標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)創(chuàng)新、測(cè)試驗(yàn)證等領(lǐng)域的多方面支持與協(xié)作，它具有新的楨結(jié)構(gòu)、OAM開(kāi)銷(xiāo)機(jī)制、保護(hù)恢復(fù)和交換能力，與SDN、OTN等一樣建立了一套完整的傳輸技術(shù)體系。目前已經(jīng)成功在ITU-T主導(dǎo)完成MTN系列核心標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，在光傳輸領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)中國(guó)的整體原始創(chuàng)新進(jìn)入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

  隨著中國(guó)移動(dòng)獲得5G牌照，SPN開(kāi)始商用部署，預(yù)計(jì)在今年9月底前實(shí)現(xiàn)40個(gè)城市5G部署，8個(gè)城市連續(xù)覆蓋，采用新建SPN方式，推動(dòng)數(shù)萬(wàn)基站站的部署，而明年將迎來(lái)更大規(guī)模的部署。

  5G前傳場(chǎng)景需求WDM技術(shù) 中國(guó)移動(dòng)首次提出創(chuàng)新Open-WDM/MWDM方案

  針對(duì)5G前傳網(wǎng)絡(luò)的研究發(fā)展，李晗博士在訊石研討會(huì)上首次代表中國(guó)移動(dòng)公開(kāi)提出了創(chuàng)新的Open-WDM/MWDM技術(shù)方案。他表示小規(guī)模集中可以采用光纖直驅(qū)，10站集中的中等規(guī)模將是5G前傳網(wǎng)絡(luò)主要的組網(wǎng)場(chǎng)景，它以C-RAN為主，光纖直驅(qū)方案需采用120芯光纖，中等(大于10站)以上規(guī)模集中場(chǎng)景則可達(dá)360芯光纖(30站)，對(duì)光纖資源消耗極大。面向中等規(guī)模及以上規(guī)模集中場(chǎng)景引入WDM技術(shù)，重點(diǎn)是節(jié)省光纖需求。

  中國(guó)移動(dòng)的Open-WDM是半有源系統(tǒng)，主要包括AAU彩光模塊、AAU側(cè)無(wú)源波分復(fù)用器、DU側(cè)的有源WDM設(shè)備，構(gòu)成統(tǒng)一管控的前傳網(wǎng)絡(luò)，這有利于無(wú)線和傳輸對(duì)維護(hù)界面管理域的劃分，也有利于設(shè)備和光模塊解耦，假設(shè)以200萬(wàn)基站為例，將帶來(lái)4800萬(wàn)支25G光模塊需求。它還有利于低成本的OAM機(jī)制，提高維護(hù)靈活性。

  為適應(yīng)前傳組網(wǎng)場(chǎng)景的新需求，同時(shí)鑒于當(dāng)前5G前傳部署存在迫切性，李晗博士建議Open-WDM方案中的WDM技術(shù)選用O波段(1260nm-1380nm)，也就是中國(guó)移動(dòng)最新的MWDM方案，該方案綜合考量重用成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，使用低成本器件，可以滿足前傳網(wǎng)絡(luò)10km主要距離場(chǎng)景的鏈路預(yù)算。值得一提，前傳網(wǎng)絡(luò)MWDM方案要求12個(gè)波長(zhǎng)數(shù)量，這是中國(guó)移動(dòng)首次獨(dú)家提出，MWDM被認(rèn)為可以發(fā)揮25G波分產(chǎn)業(yè)鏈的低成本優(yōu)勢(shì)，快速滿足5G商用。

  如何實(shí)現(xiàn)MWDM所要求的12個(gè)波長(zhǎng)?據(jù)李晗博士介紹，在高效重用25G CWDM前6波產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加TEC左右偏移波長(zhǎng)形成12個(gè)波長(zhǎng)，其中前8個(gè)波長(zhǎng)搭配DML+PIN+TEC，后4個(gè)波長(zhǎng)搭配DML+APD+TEC，以此滿足10km鏈路預(yù)算。這個(gè)創(chuàng)新型的Open-WDM/MWDM方案還具有非等距波長(zhǎng)和等距濾波系統(tǒng)的特點(diǎn)，假設(shè)濾波器波長(zhǎng)距離為M，非等距波長(zhǎng)為M-N和N，M典型配置為10nm，N典型配置為3.5nm，則中心波長(zhǎng)間距為7nm和13nm交替。

  中國(guó)移動(dòng)5G前傳Open-WDM/MWDM還需要光模塊OAM機(jī)制，其中采用光層調(diào)頂技術(shù)相對(duì)成熟，對(duì)25G SFP28影響小，具有時(shí)間成本優(yōu)勢(shì)，而增強(qiáng)電芯片方案需要實(shí)現(xiàn)周期長(zhǎng)達(dá)1年以上，盡管可以作為中長(zhǎng)期的方案選擇，但無(wú)法滿足當(dāng)前5G的迫切性。李晗博士表示，調(diào)頂技術(shù)和有源端可以支持輕量級(jí)的OAM機(jī)制，盡管調(diào)頂方式相對(duì)電芯片方式缺少業(yè)務(wù)在線性能檢測(cè)功能，但相比純無(wú)源則具有OLP保護(hù)、波長(zhǎng)控制、波長(zhǎng)信息測(cè)量、OTDR和業(yè)務(wù)離線性能檢測(cè)等多功能優(yōu)點(diǎn)。

  中國(guó)移動(dòng)中回傳SPN架構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)確定，產(chǎn)品趨于成熟，50G PAM4 BiDi、N*100G相干彩光、輕量級(jí)ROADM獲得產(chǎn)業(yè)鏈的積極配合，而5G前傳網(wǎng)絡(luò)的最新研究，中國(guó)移動(dòng)Open-WDM/MWDM方案主要滿足運(yùn)營(yíng)商快速部署5G商用的迫切需求，盡管12個(gè)波長(zhǎng)相比傳統(tǒng)8個(gè)波長(zhǎng)有所增加，但是低成本的25G CWDM產(chǎn)業(yè)鏈可以推進(jìn)12波系統(tǒng)快速成熟，李晗博士最后呼吁設(shè)備商、器件商、芯片商和儀表商共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在O-RAN等組織推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。