韋樂平：面向5G的光通信產(chǎn)業(yè)的機遇與挑戰(zhàn)

  ICCSZ訊  （編輯：Vicki）6月13日，中國中國光網(wǎng)絡(luò)研討會在京隆重召開，在會上，中國電信科技委主任韋樂平詳解了5G時代光通信面臨的挑戰(zhàn)，5G的4種前傳方案以及在5G時代背景下光通信產(chǎn)業(yè)面臨的機遇。他表示，5G時代所面臨的挑戰(zhàn)是光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)，5G的競爭是一場光纖基礎(chǔ)設(shè)施的競爭。光纖、光模塊，高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)將成為5G時代的三大受益者。

  5G時代光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)

  韋樂平主任從兩方面闡述了5G時代光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。一方面是5G標準引入了全新的云化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新的接口，要求基礎(chǔ)光纖網(wǎng)以十分之一的4G時延支持十倍的4G速率，壓力巨大。另一方面5G是為了保持網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟可行性，要求光纖網(wǎng)從架構(gòu)到技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)新，從而控制日益增長的光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本。顯然能最大限度的控制成本增長的方法就是充分利用已有的FTTH的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，包括機房機柜，管道管孔，桿路，ODN，光纜，光纖等等。實現(xiàn)固移基礎(chǔ)資源的共享，光纖基礎(chǔ)設(shè)施資源成為5G差異化競爭的主要點。

  韋主任表示，固移基礎(chǔ)設(shè)施共享的優(yōu)勢在于節(jié)省投資和加快工程進度，在城市地區(qū)未來5G會同時采用厘米波和毫米波，每平方公里覆蓋物理基站密度會多幾倍。例如3.5GHz頻段相對于1.8GHz頻段它的衰減大了14dB，14dB就是30倍，信號弱了30倍，所以基站覆蓋范圍肯定是越來越小，基站密度肯定會多幾倍。毫米波可能會多十倍，覆蓋的光纖連接數(shù)可能達到幾十上百。固網(wǎng)FTTH的覆蓋用戶達幾千，光纖連接數(shù)可以達幾千甚至是上萬，這些數(shù)據(jù)是中國電信在國內(nèi)的幾個城市做調(diào)查而得出的。FTTH的光纖連接數(shù)量至少是5G的10倍。所以說現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施有能力容納5G。為5G無線基站建設(shè)專用的光纖將付出巨大的投資和時間成本。利用共享資源可節(jié)約多達50%的投資。

  第二個優(yōu)勢是擴展性好。隨著5G用戶數(shù)的增加，新業(yè)務(wù)的應用和消耗流量的增加，5G無線接入網(wǎng)的容量需求會持續(xù)增長，而基于各類PON技術(shù)的FTTH具有很好的長期演進和升級的能力，可以在同樣的光纖基礎(chǔ)設(shè)施上提供至少幾十倍的容量擴展空間。在一個是服務(wù)質(zhì)量好。FTTH具備高質(zhì)量QoS能力，能很好支持語音、數(shù)據(jù)和視頻三重業(yè)務(wù)，完全可以支持5G業(yè)務(wù)。

  最后一個優(yōu)勢是同步部署方便高效。5G必須支持基于分組和基于物理層同步，實際網(wǎng)絡(luò)往往沒有外部時鐘可接入或接入成本很高。而PON具有適配的架構(gòu)特性和有效的可調(diào)同步算法。

  5G前傳的技術(shù)的方案

  會上韋主任介紹了5G前傳的技術(shù)的方案。他表示，5G前傳的技術(shù)的方案有很多。從中國電信的角度來看，起碼有4種?？紤]別的運營商可能會有更多。第一個是光纖直驅(qū)，該方案是點對點結(jié)構(gòu)，具有簡單低延時，部署快的優(yōu)點，但是消耗的光纖多，管理功能弱，適合光纖豐富的地區(qū)。第二個是無源WDM彩光。該方案是點對點拓補結(jié)構(gòu)。DU和AAU需配對彩光模塊，具有節(jié)省光纖，時延低，維護簡單，成本低(省了承載與白光互連模塊)的優(yōu)勢;缺點是管理功能弱，無保護，增加了器件插損。第三個是有源WDM彩光(M-OTN)。該方案是點對點拓補結(jié)構(gòu)，半透明與無源WDM彩光不同在于接入點需要將CPRI/eCPRI做簡化封裝。此方案的特點是單級復用、靈活的時隙結(jié)構(gòu)、簡化的開銷等，試圖實現(xiàn)低成本、低延時、低功耗目標。可繼承原OTN特點;OAM功能強，天然的硬切片，穩(wěn)定的低延時，有利于實現(xiàn)綜合承載。第四個是WDM PON。該方案是星形/樹形結(jié)構(gòu)，全透明，屬于無源WDM彩光。優(yōu)勢是時延低，全透明。其次是無色ONU開通和運維簡單方便，結(jié)合星形拓補很適合基站分散，分階段建設(shè)模式。最后，有利于固移融合承載。缺點是可調(diào)激光器成本較高;ONU需要滿足工業(yè)級溫度要求，以滿足-40度到85度的嚴酷條件;AWG濾波分光與FTTH能力分光網(wǎng)不兼容。

  5G給光通信帶來的機遇

  韋主任認為，5G基站的大幅增加使光纖成為第一受益者，按現(xiàn)有的3.5GHz頻段考慮，由于頻段高、覆蓋差，比1.8GHz頻段差14dB，基站數(shù)可能是2倍。若考慮毫米波應用，則基站數(shù)還會大幅增加，F(xiàn)iber BB Association的數(shù)據(jù)顯示，5G的光纖用量是4G的16倍?？紤]我國4G基站的密度已經(jīng)很高，在城域間距200-500米左右，估計5G基站數(shù)不會增加這么多，光纖用量按4G的兩倍估計，至少有幾億芯公里的空間。再加上非技術(shù)和非理性的競爭，可能會導致實際市場預期的巨大光纖需求適用于前傳的單多模光纖的需求也會增長。

  光模塊是第二受益者，假設(shè)3.5GHz頻段的5G基站數(shù)是1.8GHz的4G基站的2倍，基站按三扇區(qū)考慮，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按照大集中，小集中，不集中考慮的情況下，預計整個5G網(wǎng)絡(luò)會帶來數(shù)千萬量級的25/50Gbps高速光模塊用量。在進一步考慮我國數(shù)據(jù)中心的巨大發(fā)展空間，目前美國占IDC數(shù)的45%，我國寬帶用戶是美國的3倍，但是我國才占IDC數(shù)的8%。由此可見高速光模塊的發(fā)展空間更加可觀。

  高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)是第三受益者。5G新架構(gòu)使回傳/前傳容量擴大了幾十倍，達數(shù)十上百Gbps量級，需引入基于25/50Gbps的無源WDM、有源 WDM OTN/M-OTN、SPN、 WDM PON，對可調(diào)激光器、高速光模塊和WDM需求巨大，價格敏感。其次，eCPRI系統(tǒng)將成為主導的底層接口技術(shù);5G新架構(gòu)需要引入F1exE接口支持網(wǎng)絡(luò)切片;引入EVPN和SR簡化控制協(xié)議、增強靈活調(diào)度能力;引入SDN架構(gòu)實現(xiàn)業(yè)務(wù)自動發(fā)放和靈活調(diào)整?？梢?A href="http://m.3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=5G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">5G將為高速光接入系統(tǒng)帶來新機遇。

  最后韋樂平表示：“5G也將推動城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)的容量升級需求。在城域網(wǎng)中，5G的流量將逐漸趨近固網(wǎng)流量;在骨干網(wǎng)中，5G的流量占比也將會大幅提升;光網(wǎng)和IP網(wǎng)需大幅擴容升級，全光網(wǎng)2.0迎來新機遇。”