LightCounting：5G時代的移動前傳

　　ICCSZ訊(編譯：Nina)在過去幾年中，電信運(yùn)營商已經(jīng)使用額外的頻段、載波聚合和LTE-A對LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了升級，還在Macrocell覆蓋區(qū)域內(nèi)增加了Small Cell，驅(qū)動前傳帶寬需求增長。現(xiàn)階段，許多運(yùn)營商和設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)針對所有的前傳需求對支持10Gb/s的多速率收發(fā)器進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^一個器件滿足大部分不同的傳輸速度需求，同時還降低了特定站點(diǎn)設(shè)計和備件庫存的復(fù)雜性。許多運(yùn)營商，尤其是那些租借其前傳光纖的運(yùn)營商，也在其前傳網(wǎng)絡(luò)中部署了WDM系統(tǒng)。結(jié)合WDM的典型前傳網(wǎng)絡(luò)如下圖所示：

　　5G前傳將需要更快的光學(xué)產(chǎn)品，但到底要多快?

　　隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，前傳需求也將改變。5G的目標(biāo)峰值帶寬是20Gb/s，要實(shí)現(xiàn)將需要使用比LTE更高的頻譜，即在毫米波范圍內(nèi)。較短的波長可以實(shí)現(xiàn)更小的天線，從而允許使用更高階的MIMO天線陣列。在LTE時代，4*8和8*8 MIMO已經(jīng)是頂端;到5G時代，64*64 MIMO也是可能的。MIMO數(shù)字越高，相應(yīng)的前傳鏈路所需的帶寬就越大。在其他條件一樣的情況下，5G中增加帶寬的第二種方式是使用100 GHz頻段(LTE使用20 GHz)，從而使單個無線電能夠產(chǎn)生從蜂窩站點(diǎn)傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)所需的5倍以上的帶寬。

　　考慮到支持5G無線電所需的前傳帶寬可能將大幅增長，移動設(shè)備制造商將CPRI規(guī)范更新為“eCPRI”(2017年8月發(fā)布)。eCPRI的一個關(guān)鍵因素是將一些物理層信號處理從基帶單元轉(zhuǎn)移到射頻拉遠(yuǎn)頭(RRH)，這在許多情況下能將前傳帶寬降低到十分之一。

　　當(dāng)影響5G前傳帶寬的所有不同因素疊加起來(一些驅(qū)使它增長，一些驅(qū)使它下滑)，預(yù)期的帶寬落在了14Gb/s到30Gb/s范圍內(nèi)，具體取決于eCPRI實(shí)施細(xì)節(jié)、基地臺等。相比之下，如果采用舊版CPRI方案，所有物理層信號處理都停留在基帶單元，類似5G網(wǎng)絡(luò)配置將需要236Gb/s的前傳帶寬。結(jié)果是，5G基站名義上將產(chǎn)生160Gb/s或以上流量，而由于使用eCPRI，真正所需的前傳帶寬將是14-30Gbps。

　　就像10Gb/s多速率光模塊能成為LTE前傳的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)一樣，LightCounting認(rèn)為，下一代更高標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)速度將應(yīng)用于5G前傳，這意味著5G部署將需要大量的25GbE器件，盡管有些器件將是專為前傳應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)溫度和/或雙向版本。

　　5G網(wǎng)絡(luò)也將需要更高速光學(xué)產(chǎn)品(25Gb/s以上)

　　在過去12-18個月中，LightCounting反復(fù)聽到移動運(yùn)營商的前傳或回傳需要50、100，甚至400Gb/s光收發(fā)器。然而，我們尚未得知為什么需要如此高的速度。CPRI聯(lián)盟定義前傳已經(jīng)有了很長時間，但對于無線回傳確沒有行業(yè)一致的定義。LightCounting將回傳在狹義上定義為起始于BBU的第一個光鏈路，它承載傳向/來自核心網(wǎng)絡(luò)的流量。其他更廣泛的定義還包括了接入、匯聚和核心網(wǎng)絡(luò)。自然地，如果從BBU到核心網(wǎng)絡(luò)匯聚的數(shù)據(jù)流為25Gb/s，那么50、100甚至400Gb/s傳輸也是可能需要。LightCounting認(rèn)為，更廣泛的回傳定義可能是5G需要更高速光學(xué)產(chǎn)品的可能解釋之一。