光纖通信技術任重道遠 5G創(chuàng)新在路上

在日前召開的“2018年IMT-2020(5G)feng會”上，中國工程院院士鄔賀銓表示，5G將重新定義信息技術的新應用，推動移動網與固網技術的融合，光纖通信技術將在5G時代發(fā)揮更大作用。他認為，WDM-PON在5G的光纖前傳和中傳系統(tǒng)中將發(fā)揮主要作用。

“5G基站的密集組網需要大量光纖，5G的無線接入網的前傳和中傳及回傳對光纖傳輸系統(tǒng)提出高帶寬低時延的要求。”鄔賀銓認為，“WDM-PON在5G的光纖前傳和中傳系統(tǒng)中將發(fā)揮主要作用，在以太網基礎上改進的時延敏感網絡TSN可實現(xiàn)基站用戶數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計復用，提升了傳輸速率。”

“CPRI是目前宏基站點到點的前傳接口的事實標準，以TDM方式且與實際用戶業(yè)務無關的固定速率傳送調制的無線信號，在大規(guī)模MIMO情況下，其需要的帶寬過高，而且欠靈活性。考慮到大規(guī)模MIMO、載波聚合、多頻帶應用、多種規(guī)模的蜂窩并存、集中于虛擬的RAN等場景，IEEE1914.1正在定義基于以太網的前傳接口NGFI(下一代前傳接口)。”鄔賀銓指出，“NGFI采用以太網包封CPRI信號，但需要解決分組通信的不確定性與不的時間同步，”因此需要采用TSN、ROE等技術。

鄔賀銓認為，5G的MIMO層通常不會全部是獨立的，可通過天線分組來提高無線信道吞吐量，同時空口的吞吐量隨著無線信道的實際情況而變化，采用TDM方式效率低。5G前傳帶寬高，空口時延和時間同步精度比4G從嚴十倍，還要考慮對網絡切片支持。

“5G如果采用以太網的統(tǒng)計復用機制，能夠動態(tài)地適應流量狀況，并匯聚多個基站的業(yè)務，但傳統(tǒng)以太網帶寬窄、效率低且實時性差。”鄔賀銓表示，TSN保留了以太網統(tǒng)計復用特點，增加了新的功能。

使用標準以太網組件，改進數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，按照QOS等級為高優(yōu)先級的幀提供搶占功能;TSN繼承了現(xiàn)有以太網的許多特性，比如HTTP接口和Web服務，實現(xiàn)了IIoT系統(tǒng)所需的遠程診斷、可視化和修復功能;可跨越多層級通信，可實現(xiàn)OT和IT的融合，在工業(yè)、車聯(lián)網和5G中提供高可靠低時延服務;TSN可利用標準以太網芯片集就可以利用批量生產的商業(yè)芯片，從而降低了組件的成本。

鄔賀銓進一步表示，“5G利用TSN提供下一代前傳接口(NGFI)，實現(xiàn)RoE，使用分組方式允許前傳接口按多點到多點連接工作。ROE可以響應負載的變化自適應帶寬，允許接口的業(yè)務流與天線數(shù)解耦，支持確定性的業(yè)務流調度、分組包封與無線域同步。”

此外，鄔賀銓認為，隨著5G站點大幅增加，將導致從天線到機房的前傳/中傳光纖資源非常緊張，需要節(jié)省光纖資源，實現(xiàn)5G網絡低成本部署。在光纖直連、有源DWDM、WDM-PON、OTN等多個選擇中，WDM-PON更適于5GRAN。

WDM-PON是點到多點的技術，節(jié)省光纖;對于每一個連接，WDM-PON在邏輯上又是點到點的，可獨享一個波長，帶寬可達25Gbps;WDM-PON中間無源且只有一跳，相比環(huán)網的多跳有低的時延;用分波器代替分光器可降低損耗，獲得較長傳輸距離;在網絡管理方面，采用AMCC信號調頂技術，管理信道疊加在每個波長上。

后，鄔賀銓強調，5G的標準化還在進行中，還有很多挑戰(zhàn)尚未解決，5G的創(chuàng)新永遠在路上