大家好，我是小棗君。

今天，我想向大家匯報(bào)一下5G承載網(wǎng)前傳部分的最新進(jìn)展情況。

此前我介紹5G承載網(wǎng)和接入網(wǎng)的時(shí)候，曾經(jīng)和大家說(shuō)過(guò)，承載網(wǎng)和接入網(wǎng)之間存在緊密的聯(lián)系。接入網(wǎng)的架構(gòu)，直接影響了承載網(wǎng)的架構(gòu)。

5G接入網(wǎng)相比4G，從原來(lái)的BBU+RRU+饋線+天線，變成了CU+DU+AAU。

4G接入網(wǎng)的組成部分：

• BBU（基帶處理單元，主要負(fù)責(zé)信號(hào)調(diào)制）
• RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元，主要負(fù)責(zé)射頻處理）
• 饋線（連接RRU和天線）
• 天線（主要負(fù)責(zé)線纜上導(dǎo)行波和空氣中空間波之間的轉(zhuǎn)換）

5G接入網(wǎng)的組成部分：

• CU（Centralized Unit，集中單元）
• DU（Distribute Unit，分布單元）
• AAU（Active Antenna Unit，有源天線單元）

所以，5G承載網(wǎng)也隨之變化，變成了前傳、中傳、回傳三個(gè)部分。

5G承載網(wǎng)的組成部分：

• 前傳：AAU和DU之間的部分
• 中傳：DU和CU之間的部分
• 回傳：CU和核心網(wǎng)之間的部分

目前，關(guān)于回傳和中傳部分，三大運(yùn)營(yíng)商的方案已經(jīng)成熟，并且處于商用落地階段。

但是，前傳部分的解決方案，此前一直都在探索之中。

前傳是最靠近5G AAU天線的傳輸環(huán)節(jié)。雖然它的帶寬需求并沒(méi)有回傳那么高，但因?yàn)?G AAU數(shù)量龐大，導(dǎo)致5G前傳規(guī)模龐大，所以，5G前傳對(duì)成本非常敏感。

有5G AAU的地方，就有5G前傳

如果前傳方案的成本太高，勢(shì)必影響整個(gè)5G承載網(wǎng)的投資金額。

此前，前傳的解決方案主要包括四種，分別是：

• 光纖直驅(qū)
• 無(wú)源WDM/WDM-PON
• 有源設(shè)備（OTN/SPN/TSN）
• 微波

我們簡(jiǎn)單回顧一下。

第一種，光纖直驅(qū)方式。

每個(gè)AAU與DU全部采用光纖點(diǎn)到點(diǎn)直連組網(wǎng)，如下圖：

這種方式會(huì)消耗大量的光纖資源，成本巨大。

第二種，無(wú)源WDM方式。

引入WDM波分技術(shù)，通過(guò)無(wú)源合分波器，將不同中心波長(zhǎng)的光信號(hào)在同一根光纖中傳輸，達(dá)到節(jié)約光纖的目的。

如下圖：

什么是WDM？

WDM就是波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing），是將兩種或多種不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)通過(guò)合波器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。

不同中心波長(zhǎng)的光信號(hào)（也被稱(chēng)為彩光）在同一根光纖中傳輸是不會(huì)互相干擾的。

和彩光（Colored）相對(duì)應(yīng)的，是灰光（Grey）?；夜庖步邪坠饣蚝诎坠?。它的波長(zhǎng)是在某個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)的，沒(méi)有特定的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)（中心波長(zhǎng)）。一般客戶側(cè)光模塊會(huì)采用灰光模塊。

采用無(wú)源WDM方式，雖然節(jié)約了光纖資源，但是因?yàn)槭菬o(wú)源器件（無(wú)源：沒(méi)有電源、能量源），也存在著運(yùn)維困難，不易管理，故障定位較難等問(wèn)題。

第三種，有源WDM/OTN/SPN方式。

在AAU站點(diǎn)和DU機(jī)房中配置相應(yīng)的WDM/OTN/SPN設(shè)備，多個(gè)前傳信號(hào)通過(guò)WDM技術(shù)共享光纖資源。

如下圖（OTN方式）：

這種方案相比無(wú)源WDM方案，組網(wǎng)更加靈活，方便維護(hù)，能力強(qiáng)大，同時(shí)光纖資源消耗并沒(méi)有增加。

第四種，微波方式。

就是通過(guò)微波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但是它只適合位置偏遠(yuǎn)、視距空曠、光纖無(wú)法到位的非主流情況。本文不再討論。

四種方式，說(shuō)白了，其實(shí)也就是兩種可選：要么方式②，無(wú)源波分，節(jié)約成本，但是運(yùn)維困難；要么方式③，有源方案，什么都好，就是花錢(qián)。

本著省錢(qián)辦大事的初衷，運(yùn)營(yíng)商們一直都傾向于使用方式②，也就是無(wú)源方案。但是，隨著5G建設(shè)的深入，形勢(shì)開(kāi)始發(fā)生變化。

越來(lái)越多的5G接入網(wǎng)，開(kāi)始向C-RAN的架構(gòu)演進(jìn)。這意味著，DU開(kāi)始連接越來(lái)越多的AAU，前傳的管理維護(hù)難度開(kāi)始增加。

5~15站集中的中等規(guī)模C-RAN，將成為5G前傳網(wǎng)絡(luò)的主流場(chǎng)景。

未來(lái)規(guī)模還會(huì)不斷增加。

因?yàn)闊o(wú)源方式無(wú)法進(jìn)行有效維護(hù)，所以，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，只能是無(wú)線工程師從AAU離線開(kāi)始發(fā)現(xiàn)，然后反饋給傳輸工程師，進(jìn)行前傳線路排查。

如果改用有源方案，一方面巨額的成本吃不消，另一方面，AAU側(cè)根本也沒(méi)有空間可以掛載碩大的OTN等有源設(shè)備。

于是乎，Duang~ 半有源方案出現(xiàn)了……

所謂“半有源”，其實(shí)就是“一半有源，一半無(wú)源”——在無(wú)源的基礎(chǔ)上，把DU側(cè)或AAU側(cè)改成有源。當(dāng)然了，一般都是DU側(cè)改有源，AAU側(cè)保持無(wú)源狀態(tài)。

也就是說(shuō)，變成下面這樣子：

半有源解決方案

半有源還分為兩種類(lèi)型，一種A型，DU側(cè)部署有源設(shè)備，局端設(shè)備支持遠(yuǎn)端光模塊的監(jiān)測(cè)和控制，AAU側(cè)無(wú)源。還有一種B型，在DU側(cè)增加監(jiān)測(cè)接口和有源的監(jiān)測(cè)板卡，增加少量維護(hù)功能，AAU側(cè)同樣無(wú)源。

那么，半有源是如何實(shí)現(xiàn)增加維護(hù)功能的呢？

答案在于兩個(gè)詞——調(diào)頂和OAM。

調(diào)頂，就是Pilot Tone，利用調(diào)頻或調(diào)幅技術(shù)在發(fā)射端為波長(zhǎng)通道的主信號(hào)生成一個(gè)低速的光隨路信號(hào)。

簡(jiǎn)單理解，調(diào)頂相當(dāng)于在現(xiàn)有信號(hào)上“疊加”了一個(gè)小信號(hào)，不會(huì)干擾現(xiàn)有信號(hào)的傳輸，但是可以攜帶少量信息。

半有源調(diào)頂所攜帶的小信號(hào)，就可以承載輕量級(jí)OAM報(bào)文。OAM是什么？操作（Operation）、管理（Administration）、維護(hù)（Maintenance）。

也就是說(shuō)，光鏈路診斷和LOS告警，光模塊功率、溫度、電流、電壓告警等，都可以實(shí)現(xiàn)，大大增加了前傳網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)能力。

正因?yàn)榘胗性捶桨讣骖櫫顺杀竞途S護(hù)能力，所以受到了運(yùn)營(yíng)商的青睞，現(xiàn)在成了主流趨勢(shì)。例如中國(guó)移動(dòng)，之前就推出了基于半有源的Open WDM方案，正在積極落地推廣。

隨著5G建設(shè)的深入，5G前傳的需求場(chǎng)景已經(jīng)逐漸清晰。25G已經(jīng)成為公認(rèn)的前傳主流接口速率。

100MHz頻譜，需要3個(gè)25G接口，如果是中移160MHz頻譜，或者電信聯(lián)通共建共享，200MHz頻譜，就需要6個(gè)25G接口。

對(duì)于擁有3個(gè)AAU的基站站址來(lái)說(shuō)，如果采用雙纖雙向（Duplex）的光纖直驅(qū)，需要12纖12路。

如果采用單纖雙向（BiDi）的光纖直驅(qū)，少一半光纖，需要6纖12路。

采用半有源的話，甚至可以做到1纖12波，也就可以實(shí)現(xiàn)1站1纖（一個(gè)基站用1根光纖就夠了）。在增加了維護(hù)能力的基礎(chǔ)上，這個(gè)節(jié)省光纖（money）效果是非常明顯的。

從2019年開(kāi)始，5G前傳相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)全面啟動(dòng)。目前，CCSA、ITU-T等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織在同步進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指定工作。國(guó)內(nèi)的進(jìn)度要稍微快一些。初步預(yù)計(jì)，2021年上半年，前傳系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作將初步完成。

產(chǎn)業(yè)化能力方面，恰好相反，國(guó)內(nèi)要慢于國(guó)外。最關(guān)鍵的25G光模塊光電芯片，國(guó)外廠商基本上具備了產(chǎn)業(yè)化的能力，而國(guó)內(nèi)廠商整體上還處于研發(fā)或小批量階段。

好了，以上就是關(guān)于5G前傳的最新進(jìn)展匯報(bào)。本文部分內(nèi)容參考了6月5日新基建5G發(fā)展論壇的嘉賓分享，大家有興趣的話可以去看回放視頻。

感謝大家的支持，我們下期再見(jiàn)！

——  全文完  ——