5G前傳波分復用方案解析

2021-01-12 易飛揚通信

在5G前傳方案中，光纖直連方案過於浪費光纖資源，為節省光纖資源，波分復用方案被廣泛採用。常用的波分復用分為CWDM（粗波分）和DWDM（密集波分）兩種。DWDM的成本相對較高，在前傳5-10km的傳輸需求下，用DWDM有點大材小用。於是三大運營商都推出了各自的5G前傳CWDM方案，中國電信還額外提出了LWDM傳輸方案，中國移動則推出了Open-WDM傳輸方案，包括MWDM和CWDM。

基於運營商5G前傳需要，起浪光纖則推出了專門用於5G前傳的無源波分復用器和解復用器，稱為5G OMUX。包括CWDM、LWDM和MWDM，可選6波和12波，有插片式和LGX封裝可選。以下是起浪光纖5G前傳波分復用方案解析。

CWDM無源方案

5G前傳的CWDM方案是一種彩光無源方案，在靠近AAU基站側和DU機房側配置一組CWDM OMUX。為了滿足5G傳輸要求，每個基站有三個AAU，每個AAU有兩個光模塊，共6個光模塊。在這種情況下，可以選擇兩種傳輸方案，6波方案和12波方案。分別使用兩組6個波長的彩光模塊（每個站點兩根光纖）或一組12個波長的彩光模塊（每個站點一根光纖）。

6波方案
12波方案

6波方案的波長怎麼選？綜合成本和性能考慮，目前比較成熟的25G光模塊中，常用的是1271、1291、1311、1331、1351、1371這6個波長。

這6個波長在頻譜中的位置，其中前5波是屬於O波段，第6波屬於E波段。為什麼會採用CWDM這6個波長?

因為CWDM的20nm波長間隔帶來很大的溫度適應性。目前常用的雷射器是一個溫度敏感性器件，在項目投標中都會對業務單板的工作溫度有要求。以G.652D光纖為例，市場上常用25G光模塊，它的工作溫度範圍從-40到+85攝氏度，這個跨度足足有125度。而光模塊DFB雷射器的波長對溫度的漂移大概是0.1nm/℃。也就是說125度會造成12.5nm的波長漂移。當採用20nm的CWDM波長間隔時，是有足夠的隔離度的。而反映在光模塊中，也就不需要專門的TEC溫度控制器，在成本上也有優勢。

從色散控制角度來看，1271-1311nm的色散代價約為1dB，1331nm的色散代價約為3dB，根據雷射器發光功率估算，通過PIN探測器（最大約-14dBm接收靈敏度）也是可以滿足需求的。但是，對於1351-1571nm，色散代價達到4.5dB，PIN探測器就顯得力不從心了，因此就必須用性能更好的APD探測器來補償色散代價，這也意味著更高的成本。

以上是5G前傳6波方案，5G前傳12波方案還需要另外6個波來實現前傳。當前主流的方案是增加CWDM的後6波。

這樣的結果就是，發射端採用成本較高的EML雷射器，並在接收端採用APD探測器，從而進一步推高成本代價。以上就是基於CWDM的12波5G前傳方案。

LWDM 12波半有源方案

為了加快5G的部署，同時也為了節省費用，舊的資源儘量復用。LWDM 12波前傳彩光方案就是在這樣的情形下提出來的。LWDM的全稱是LAN-WDM，符合IEEE 802.3BA標準，按照800GHz對O波段的頻譜進行劃分，共有8個標準波長。在4*25G QSFP28 LR4光模塊中，採用4路LAN-WDM波長。這4個波長分別是LWDM標準的前4波。

前4波：1295.56nm/1300.05nm/1304.58nm/1309.14nm

後4波：1273.54nm/1277.89nm/1282.26nm/1282.66nm

但是這上面也才8波，另外4波從哪來呢？後4波是復用CWDM的4個波長：

1269.23nm/1332.41.nm/1313.73nm/1291.10nm

從上面的圖上我們得出，LWDM的波長間隔比CWDM(20nm)的波長間隔要窄，而且全部位於1310nm附近的低色散區域，也就是說，在接收端，光模塊可以用PIN探測器就能滿足傳輸要求。同時由于波長間隔變窄了，就必須要比較大的波長偏移，為了滿足-40度+85度的環境要求，就需要TEC溫控。

這裡與純CWDM方案相比，成本上並沒有太多優勢。CWDM由于波長間隔大，不用TEC，而LWDM波長間隔小，要用TEC；CWDM後兩波色散大，需要APD接收，而LWDM由於中心波長都處於較低色散帶，只需要PIN接收。

MWDM 12波半有源方案

MWDM是中國移動提出來的，也是為了滿足當前急迫的5G部署需求，復用了部分CWDM波長。其方案主要包括AAU彩光模塊、AAU側MWDM OMUX、DU側的有源WDM設備。既包含了有源的彩光模塊和有源的WDM設備，又包含了AAU側的無源波分復用器。也就是說，MWDM也是一個半有源的WDM方案。

那麼MWDM又如何實現12個波長呢？

在復用25G CWDM前6波的基礎上，通過增加TEC溫度控制，左右偏移3.5nm波長形成12個波長，具體如下：

其中前8個波長搭配DML+PIN+TEC，後4個波長搭配DML+APD+TEC。從這裡我們可以看出，發射端採用DML，但在接收端的APD和TEC，一個都不能少。所以，從成本上來說，MWDM比前面兩種方案，沒有優勢。

但撇開成本來說，由於局端是有源設備，可以提供告警性能檢測，可以實現光纖故障定位，支持模塊級監控，也就是說遠端模塊故障可監控。另外，因為是有源，可以通過檢測光功率等變化，來提供光線路1+1保護。這些優點是LWDM和CWDM無法實現的。

總結

當前6波方案主要採用CWDM配置，12波方案採用運營商的LWDM/MWDM配置。根據運營商方案，起浪光纖可以提供如下產品：

相關焦點

  • 工業級波分復用模塊在5G部署中的應用
    什麼是波分復用系統？波分復用(WDM)技術指將不同波長的光信號匯集在一根光纖中發射傳輸、然後在接收端將它們分開的技術，可有效擴展傳輸容量，節約大量光纖。根據不同的波長間隔，又可細分為CWDM粗波分復用和DWDM密集波分復用技術，需要注意的是，波分復用技術和並行光纖傳輸是不同的，此處略而不表。DWDM密集波分復用系統主要可以分為兩類。
  • 面向5G前傳的LWDM(細波分復用)技術方案和產業進展
    表1  5G前傳需求模型LWDM技術方案及進展方案概述LWDM（細波分復用）是一種WDM（波分復用）技術，其中心頻率參考ITU-T G.694.1中規定的100GHz及以上間隔頻率柵格，通路間隔為200GHz～800GHz，介於DWDM（密集波分復用，通常為100GH和50GHz）和CWDM（粗波長復用，20nm，約3THz左右）之間，工作波長範圍位於O-band（1260nm～1360nm）。
  • 什麼是MWDM中等波分復用?
    5G新基建的大範圍建設，也對承載網提出了更高的需求，5G承載網主要包含了5G前傳網和5G回傳網。WDM波分復用技術是5G前傳網絡的優選方案，根據使用波長的不同，可分為DWDM密集波分復用，CWDM粗波分復用，以及新提出的MWDM中等波分復用，基於乙太網通道的LWDM波分復用。
  • 起浪光纖針對國內5G前傳推出插片式工業級波分模塊
    11/30/2020，光纖在線訊，高質量無源光纖器件製造商——起浪光纖（GROWSFIBER）的插片式CWDM/MWDM/LWDM OMUX工業級波分模塊已實現批量生產，產品具有低插損和低中心波長漂移等多項優異特性，產品可靠性完全適用於5G前傳光網絡。
  • 5G前傳技術及進展分析:5G前傳多種方案並存聚焦共性、協同發展至關...
    隨著5G規模化商用部署節奏加速，國內運營商新建5G基站數量年內預計將達到60萬量級，如何選擇合適的前傳技術以滿足5G多業務差異化應用需求至關重要，基于波分復用(WDM)的前傳技術方案成為業界關注的焦點。
  • 科普:一分鐘看懂 WDM(波分復用)
    昨天給大家介紹5G前傳的時候，有讀者詢問，現在經常看到CWDM、DWDM、MWDM、LWDM，這些WDM到底是什麼意思，有什麼區別。今天這篇文章，我給大家做一個簡要介紹和對比。WDM，英文全稱是Wavelength Division Multiplexing，波分復用。
  • 中國移動5G網絡建設,前傳承載解決方案介紹
    對於中回傳段落，目前中國移動已經基本確定其承載方案，但前傳解決方案直接影響未來機房、電源、管線等的規劃和建設，因此，有必要在5G正式商用之前進行前傳方案的研究和探討。、在機房附近設置光纜分纖點方式，將大芯數光纜分成多條小芯數光纜，再按需連接至各個AAU。
  • 永鼎股份:子公司永鼎光通推出5G前傳SFP28 MWDM光模塊
    該產品應用於中國移動5G前傳半有源方案的開放式波分復用Open-WDM: MWDM系統，在重用25G CWDM前6波基礎上，增加TEC實現12個波長，可節約光纖資源，降低用戶建設成本；光層調頂技術進行OAM管理，實現系統查詢、配置、主動上報功能，保證前傳方案的可查、可控、可管。
  • 5G前傳光模塊解決方案對比
    5G前傳對承載網的帶寬和時延均提出了更為嚴苛的要求，目前優先使用25Gbps eCPRI接口，時延要求低於100s。前傳承載方案主要包括傳統的光纖直驅方案、有源WDM/OTN方案、無源WDM方案和半有源WDM方案。光纖直驅方案雙纖雙向的5G前傳光纖直驅方案中，DU與AAU直接相連，每個AAU需與DU連接兩根光纖實現收發，共需使用6根光纖和12個10G/25G灰光模塊。
  • 【25G CWDM光模塊】5G承載網前傳首選方案
    國內5G建設的開展，為節省基站間傳輸光纖布線成本，採用CWDM粗波分復用的技術在基站傳輸中應用比例逐漸升高。國內5G建設的開展，為節省基站間傳輸光纖布線成本，採用CWDM粗波分復用的技術在基站傳輸中應用比例逐漸升高。
  • 前傳關鍵光模塊技術方案
    雙纖雙向、25Gb/s單纖雙向、25Gb/s波長可調諧、100/200Gb/s單纖雙向等前傳關鍵光模塊技術方案進行分析並開展測試評估，協同業界聚焦和推動5G前傳光模塊產業良性健康發展。25G BiDi的技術方案主要有兩種，一是利用不同波長的波分復用（WDM）實現，二是利用相同（或不同）波長結合環形器的方式實現，如圖3
  • 存儲技術深入分析之密集波分復用(DWDM)
    這個需求，隨著先進的諸如密集波分復用（DWDM）的雷射技術的進展，大大地促進了傳輸容量的提高，並降低了成本，使得通訊商為了能夠在城域網市場中能夠提供黑光纖和高帶寬服務，經濟上負擔得起。     請讀者先有如下印象：本文討論的是存儲服務供應商（SSP） 在城域網（MAN）中使用密集波分復用（DWDM）的存儲合併技術，也將闡述該技術出現的原因、具備的優勢、在存儲市場中的可能影響，以及一些需要克服的障礙。    什麼是DWDM？
  • 昂納科技宣布無源MWDM系列波分復用模塊實現批量交付
    6/22/2020，光纖在線訊，全球領先的電信網絡及數據中心光互聯產品製造商昂納科技近日宣布推出無源MWDM系列波分復用模塊，並已經實現給客戶的批量交付。    據了解，該款MWDM波分復用模塊匹配中國移動提出的5G Open-WDM/MWDM半有源前傳解決方案，在傳統的CWDM前6波的基礎上，中心波長左右偏移3.5nm，從而擴展到12CH MWDM，此解決方案在容量、性能、監控上綜合優勢明顯，可以為基站數量龐大的C-RAN網絡節約大量的光纖資源。
  • 什麼是LWDM細波分復用技術?
    WDM承載方案有粗波分復用（CWDM）、密集波分復用（DWDM）以及中等波分復用（MWDM）、細波分復用（LWDM）。MWDM是重用了CWDM的前6波，將波長間隔壓縮為7nm，左右偏移3．5nm擴展為12波。
  • 波分復用CWDM和DWDM
    打開APP 波分復用CWDM和DWDM 發表於 2020-03-28 10:14:32 波分復用及其兩種類型：粗波分復用（CWDM）和密集波分復用（DWDM）。
  • 5G光模塊技術及方案對比
    因此，業界正在研發各種WDM解決方案。這些方案，根據其中是否採用有源設備，還可被細分為無源型、有源型和半有源型3種。5G前傳典型應用方案[1]如圖1所示，其特點對比詳情見表1。   在各方案研究中，為了便於運維管理，陸續開發、應用了一些新的技術。例如，為了實現前傳網絡的監控運維，業界正在光模塊中開發基於調頂方式實現監控信息通道的功能，這樣可以無需進行額外的前傳來獨立管理通道建設[2]。
  • 波分復用系統(WDM),波分復用系統(WDM)結構原理和分類
    打開APP 波分復用系統(WDM),波分復用系統(WDM)結構原理和分類 佚名 發表於 2010-03-19 17:17:09
  • 華為Leaf OTN 助力運營商打造高品質的5G前傳網絡
    華為Leaf OTN半有源前傳解決方案具備三大能力基於5G業務場景對前傳網絡提出的高可靠、易部署、高性能、省光纖、大容量、智運維六大品質承載需求，華為Leaf OTN半有源5G前傳方案是構建高品質5G前傳網絡的最佳選擇。
  • 會在5G前傳中佔一席之地嗎?
    當前，5G前傳採用的主要方案是：無源波分和光纖直連。無源波分具有佔用光纜纖芯少、可快速部署等優點，隨著價格的進一步降低，已成為現階段5G前傳採用的主要技術方案。光纖直連根據無線設備採用光模塊的不同分為雙纖雙向和單纖雙向(Bidi)，中國移動主要採用的是雙纖雙向，中國電信主要採用的是單纖雙向。   單纖雙向與雙纖雙向孰優孰劣?
  • 5g空分復用技術 - CSDN
    此外，該產品通過空分復用(SDMA)的方式成倍提升了頻譜效率，增強了網絡容量，從而使網絡服務更加穩定。這些都標誌著Pre5G技術進入了新的發展階段。「如果把傳統基站比作雙車道公路的話，那麼Pre5G Massive MIMO就是一個八車道的超寬高速路。」中興通訊首席科學家向際鷹在接受飛象網記者採訪時表示。