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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(xiàn)+天線(xiàn)，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(xiàn)（連接 RRU 和天線(xiàn)）天線(xiàn)（主要負(fù)責(zé)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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)?5G 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：
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：
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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(xiàn)路的同一根光纖中，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸的技術(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(hù)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?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/498446.html">無(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(xiàn)工程師從 AAU 離線(xiàn)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)，然后反饋給傳輸工程師，進(jìn)行前傳線(xiàn)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?huà)燧d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(huà)，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(huà)可以去看回放視頻。
