WDM-PON承載5G應(yīng)用場景和技術(shù)的研究

1．WDM－PON 承載5G應(yīng)用場景

1．1 前傳網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)定義

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)等多種新型應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，為應(yīng)對未來爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長和海量設(shè)備連接，第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2015年，ITU－R正式定義了5G的三類典型應(yīng)用場景：eMBB，mMTC和URLLC。eMBB對應(yīng)的是3D／超高清視頻等大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，mMTC對應(yīng)的是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而URLLC對應(yīng)的是如無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等需要低時(shí)延高可靠連接的業(yè)務(wù)。

2016年11月28日中國移動(dòng)發(fā)布了邁向5G C－RAN需求、架構(gòu)和挑戰(zhàn)白皮書。

圖1 BBU研究架構(gòu)：從4G單節(jié)點(diǎn)到5G CU／DU兩級(jí)架構(gòu)

5G BBU功能將被重構(gòu)為CU 和DU兩個(gè)功能實(shí)體（見圖1），CU主要包括非實(shí)時(shí)的無線高層協(xié)議棧功能，同時(shí)支持部分核心網(wǎng)功能下沉和邊緣應(yīng)用業(yè)務(wù)的部署，DU設(shè)備主要處理物理層功能和實(shí)時(shí)性需求的層2功能，前傳分為兩級(jí)，一級(jí)前傳和二級(jí)前傳。

CU的存在實(shí)現(xiàn)了原有BBU的部分功能集中，即兼容了完全的集中化部署，也支持分布式的DU部署。

兩級(jí)前傳C－RAN架構(gòu)為DU池化或CU池化提供了網(wǎng)絡(luò)支持。其中一級(jí)前傳就是Fronthaul，可以支持eCPRI等前傳協(xié)議；二級(jí)前傳又稱Midhaul（中傳）。Fronthaul和Midhaul針對不同的5G業(yè)務(wù)有不同的時(shí)延和帶寬要求。

5G前傳和回傳的大帶寬需求，帶動(dòng)傳輸網(wǎng)的大接口需求，主要包括高速以太網(wǎng)接口或OTN／DWDM等傳輸接口。同時(shí)隨著eCPRI新的前傳接口定義，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)為支持DU、CU池化的新型架構(gòu)，對無線接入和5G承載提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1．2 WDM－PON 承載5G應(yīng)用場景

圖2 5G新建場景或熱點(diǎn)地區(qū)場景

WDM－PON在5G中的典型應(yīng)用場景見上圖2。

當(dāng)運(yùn)營商有基站選址壓力，或需要釋放BBU機(jī)房的情況，或密集城區(qū)需要集中部署DU池，在這些場景下可將DU位置上移并集中部署。尤其針對既有有線業(yè)務(wù)和無線業(yè)務(wù)的運(yùn)營商的新建場景非常適合采用WDM－PON進(jìn)行前傳接口的承載。OLT可利用接入機(jī)房優(yōu)勢，集中化部署DU，DU池和OLT共站址，針對5G URLLC業(yè)務(wù)，建議CU也與OLT， DU共站址。DU池化共站會(huì)使DU之間協(xié)同需求（如CoMP）的用戶面數(shù)據(jù)傳輸路徑更近；DU和CU共站，則可使Midhaul消失，5G RAN用戶面?zhèn)鬏敃r(shí)延更小。

2． WDM－PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)及其5G承載的意義

WDM－PON體系架構(gòu)：

圖3 WDM－PON體系架構(gòu)

WDM－PON的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前主要關(guān)注：無色ONU技術(shù)，即ITU－T G．989．2和CCSA WR WDM－PON標(biāo)準(zhǔn)明確可調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無色ONU；另外一個(gè)是輔助管理通道（AMCC）技術(shù)，即RF Pilot－tone 和Baseband Overmodulation。

WDM－PON方案中，光模塊技術(shù)、OAM管理、保護(hù)倒換等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展對WDM－PON的5G承載大規(guī)劃使用起著重要的作用。相關(guān)協(xié)議正在標(biāo)準(zhǔn)組織中討論和制定。