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    5G前傳網絡帶來的測量新挑戰

    更新時間:2020-05-25 10:10:51點擊次數:2580次字號:T|T
    隨著5G網絡的不斷建設,5G時代已經到來。和4G相比5G前傳網絡有些什么新特點,又對光纖測量帶來哪些挑戰呢?



    隨著5G網絡的不斷建設,5G時代已經到來。5G帶來了高帶寬,廣連接,高容量,低時延等特點。5G基站分為宏站、微站和皮站。由于5G頻段更高,基站的覆蓋范圍縮短。其中,宏站覆蓋范圍在200米以上,微基站覆蓋范圍在100米左右,皮基站用于室分,覆蓋范圍幾十米。5G移動承載網絡圍繞著這些技術特性。采用大規模超密集基站部署,基站拉遠光纖替代傳統的饋線電纜。為了實現5G信號的全覆蓋,5G宏基站數量約為4G基站的2倍,小基站數量為4G基站的3倍?;緮盗康谋对鰧⒋呱?/span>5G承載網對光纖光纜資源的大量需求。巨量基站、海量的物聯網接入、光纖化室內分布以及智慧城市的建設。我們即將面對的是一個龐大的光纖5G前傳網絡。光纖的部署將成為前傳通信的重要組成部分。


    面對新特點,4G時代的D-RAN組網模式在5G時代已經無法滿足5G的大規模超密集天線部署需求。因此5G網絡中采取新的C-RAN架構。接入網由BBU、RRU、天線重構為CU(Centralized Unit,集中單元)、DU(Distribute Unit,分布單元)、AAU(Active Antenna Unit,有源天線單元)。AAU-DU為前傳,DU-CU為中傳,CU-核心網為回傳。



    目前國內運營商的5G前傳網絡有幾種組網方式:光纖直驅、無源WDM、有源OTN等。



    光纖直驅方案

    光纖直驅方案分為單芯單向和單芯雙向(Bi-direction,BIDI)兩種。AAUDU設備上分別安裝白光模塊,需要的光纖資源分別為6/3芯,如下圖。單芯單向采用1310nm波長,單芯雙向采用1270nm/1330nm波長。光纖直驅方案建設成本低,時延特性好,因此成為運營商5G前傳的主要的方案之一。但由于一個基站三個天線扇區,一個基站就需要6芯光纖,光纖資源消耗很高。

    方案優點:網絡結構簡單,安裝及維護簡便。方案缺點:需要大量的光纖資源,缺少監控和運維管理手段,沒有保護倒換措施。



    無源WDM方案

    無源WDM方案也是目前運營商主要的前傳組網方式,WDM技術可大幅節省光纖資源。WDM方案包括CWDM粗波分和DWDM密集波分兩種。25G CWDM前傳方案采用無源合/分波+彩光直驅方案,DU前端配置光合波器OMD,AAU節點配置光分插復用器OAD,AAUDU之間采用1芯光纜。目前業界25G CWDM方案一般為6波或者12波,從1271nm-1611nm,通道間隔20nm。其中O波段的前6波用于5G前傳。12波方案用于4G5G系統混傳。采用單芯雙向WDM技術,可以大幅節約光纖資源。另外,WDM方案引入了合/分波器,線路整體結構復雜、損耗較高,因此在WDM方案里功率預算是一個關鍵問題。

    方案優點:節省光纖資源、成本較低、安裝簡單。方案缺點:結構復雜,網絡對功率預算要求較高,缺少監控和運維管理手段,沒有保護倒換措施。





    OTN方案
    OTN方式信號承載,采用時分復用的技術。接入OTN設備客戶側,映射和復用成高速的OTN信號并轉換成彩光接口,進行波分復用后在一對光纖中傳輸,大幅節省光纖資源。有源OTN也成為5G前傳網絡探討的方案。如下圖所示,AAU站點和DU兩端設置有源OTN設備,支持多個AAU通過OTN技術共享光纖資源。AAUDU設備上各設置1個有源OTN設備,一般占用2芯主干光纖。

    采用OTN技術,通過時分復用技術可節省大量光纖資源,同時OTN帶有豐富的開銷管理字節,可以給網絡提供更豐富的OAM功能和故障診斷能力,并可以支持網絡保護。這一點是其他組網方式不具備的。但由于OTN設備是有源的,在前傳網絡組網中面臨成本較高、網絡復雜等問題。

    方案優點:節省光纖資源、提供豐富的管理手段,高可靠性、高安全性,組網方面比較靈活,可支持環形,支持線路保護倒換。方案缺點:結構復雜,成本高。




    另外還有WDM-PON方案,AAUDU兩端分別設置ONUOLT,通過光分路器組成P2MPPON網路。



    上述的5G前傳組網方式各有優缺,適用的場景也各不相同。從現階段來看,光線直驅方案結構簡單、安裝及維護簡便,技術最成熟,光纖直驅方案作為光纖資源充足場景的5G前傳首選方案。而WDM技術承載方案,可以節約大量的光纖資源。隨著規模部署,WDM方案越來越被運營商青睞。


    面對海量的光纖資源,如何有效的管理、維護、利用光纖網絡,將成為5G前傳網絡的新挑戰。我們知道無論光纖直驅還是WDM組網方式,目前都還屬于光纖基礎網絡 “啞資源”,受限于無源特性,近似“黑盒”的管理效率低下,且極易出錯?!耙虼?,如何充分有效地利用FTTx大建設的光纖光纜等基礎設施資源,將成為運營商5G和智慧城市低成本建設和差異化競爭的利器?!?G前傳網絡的光纖檢測、管理和維護成為了重中之重。

    在這里我們簡單介紹一下5G前傳網絡的光纖檢測新技術。



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