5G回程將成為光通信領域下一個增長點

　　據業(yè)內人士透露，到2020年5G標準確立之時，5G移動服務才會正式開啟。前幾代移動通信首先帶來了數據，然后將視頻傳輸到僅限語音的平臺上。而5G將增加對來自物聯(lián)網(IoT)流量的支持，極大地提升網絡終端數量。雖然4G LTE可以被視為有線寬帶的替代品，但是5G強大的性能將足以讓一些用戶避開Wi-Fi而直接使用5G服務。結合新的移動物聯(lián)網流量，從而導致移動流量出現前所未有的激增。

　　隨著5G的推出，移動服務預期的這種深刻變化勢必將會為光網絡創(chuàng)造新的機會。CIR發(fā)表的最新分析報告表明，5G部署將意味著移動回程中更多的光纖，尤其是PONs。

　　所有這一切都會導致光纖成為5G部署提出的數據速率和延遲問題的最佳解決方案，同時也淡化了光網絡通常是最昂貴的回程解決方案這一事實。

　　更多光纖投入

　　移動回程的整體投資在今后十年內不太可能增加。然而，CIR估計，全球近60%的移動回程傳輸設備投資將在2022年轉向光鏈路，而2017年則低于50%。

(FSO即自由空間光通信;mmWave即毫米波)

　　鑒于最新版本4G LTE手機的上傳速率為300 Mbps，5G終端則需要提供10 Gbps的上傳速度。類似地，4G LTE可以實現45毫秒延遲，而5G延遲則為1毫秒。并不是所有的5G應用都需要上述性能水平，但是那些5G特定的先進服務如自動駕駛汽車、增強現實和虛擬現實等，都需要1毫秒或更低延遲。

　　鑒于此，5G回程勢必將在未來十年內為光網絡業(yè)務帶來新的收益。CIR分析表明，到2026年，5G回程光纖基礎設施的年投資將達到15億美元。毫米波(mmWave)也將發(fā)揮以下重要作用：提供令人印象深刻的延遲，成本大幅下降等。80GHz毫米波提供了極低的延遲以及10Gbps的數據速率，但是傳輸距離只有3公里。

　　5G回程成為PONs新發(fā)展方向

　　即使存在技術上的優(yōu)勢，但是昂貴的光纖依然成為了一個選擇，即使其可以通過進行微型挖掘隧道方式來削減其安裝成本。無源光網絡(PONs)為降低成本提供了更具戰(zhàn)略意義的解決方案，并降低了與光纖相關的成本。5G回程中的用例是因為PON共享光纖并且只使用無源組件，它們可以滿足5G的延遲、數據速率和距離要求，而與其他非光纖傳輸技術的成本差異不大。

　　目前，用于5G回程最適合的PON技術是NG-PON2。NG-PON2可以支持四個獨立的全雙工10-Gbps饋送。這就是5G回程所需要的，而且每個波長使用以太網傳送5G數據包信息。Verizon已經選擇了該技術用于其未來的5G回程。思科、諾基亞、華為、Calix、ADTRAN、愛立信以及諾基亞都積極參與開發(fā)此5G回程技術。

　　CIR預計，2022年NG-PON2和類似先進PONs技術的投資額將達到8.9億美元。對光纖回程的其他投資渠道部門來自其他PON技術以及其他非PON光纖。

　　PON在數據傳輸速率和覆蓋面發(fā)展的方向將遠遠超過光纖到戶的要求，使PON成為本地環(huán)路和城域網絡強大而有潛力的技術選擇。

　　雖然在5G回程中形成光鏈路市場的主要因素是數據速率、延遲和成本，但是我們注意到，5G回程架構與4G LTE及更早技術之間的差異將會有所不同。特別是去程和回程之間的界限將發(fā)生變化，移動基礎設施的這種重新設計也將影響光纖在回程中的使用。

　　也許最明顯的方式將是CPRI(通用公共無線接口)，它是目前用于蜂窩塔無線電(遠程無線電頭端---RRH)和移動網絡控制骨干之間連接的標準接口。CPRI于2003年首次定義，旨在用作光纖接口，以取代當時連接到蜂窩塔的銅纜。

　　CPRI的數據速率從614Mbps到10Gbps，這在當時似乎已經足夠了，但在5G時代可能遠遠不夠。特別是設備供應商為其4G / 5G設備采用了多輸入多輸出(MIMO)技術。MIMO同時使用了多個發(fā)射器和接收器，從而提高了數據速率要求。CPRI無法很好的適應5G時代對較大數量天線的需求，主要是因為MIMO。

　　但是CPRI并不會很快消退，而是將繼續(xù)嵌入到大多數集中式無線接入網絡(C-RAN)架構中。然而，關于CPRI是否支持適合5G數據速率的討論越來越多。有一些談論表示將通過利用現有的分組網絡減少CPRI的壓力，但這只是一個權宜之計。從長遠來看，必須有一個取代CPRI的方法。

　　IEEE目前正通過其下一代去程接口組(NGFI 1914.1 Working Group)來解決這一問題。這個工作組是為了定義移動去程流量的傳輸架構而成立的。NGFI將重新構建，從而使得去程作為響應于動態(tài)有效載荷變化的帶寬自適應的多點到多點(大多數是光纖)網絡，支持高增益協(xié)調算法以及眾多天線接口通信量解耦。

　　5G回程光纖：挑戰(zhàn)與機遇并存

　　此外，還將出現其他類似的挑戰(zhàn)。例如，在去程領域，通過短距離以及包括諸如時基抖動誤差、功率損耗和延遲等標準光學參數要求實現CPRI數據傳輸。然而，隨著新興的云RAN架構延長到25公里，一些光學性能參數就出現了一些問題;而這旨在表明，雖然光纖是未來支配5G回程的一個重要因素，但是其部署方式仍然不確定。