基于25G WDM-PON的5G前传方案

时间:2019-09-17 11:52来源:中兴通讯作者:覃业文 点击:
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摘要:光纤在线讯:随着5G部署进程加速,运营商开始考虑和规划5G承载网络的建设。相比4G,5G对承载网络在带宽、时延、同

关键字:基于25G,WDM-PON的5G前传方案中兴通讯WDM-PO

    随着5G部署进程加速,运营商开始考虑和规划5G承载网络的建设。相比4G,5G对承载网络在带宽、时延、同步、可靠性、灵活性等方面提出了更高的要求。5G前传网络作为承载网络的重要组成部分,不仅要满足上述要求,还需要面临数量成倍增加的5G基站部署所需的光纤资源铺设难题。

    在5G新建或热点区域,由于C-RAN前传架构可以帮助运营商降低DU站址租赁费用、维护成本和功耗,受到了运营商的青睐。依据3GPP的规范定义和业界的发展方向,C-RAN前传架构下的技术要求如下。

-数据接口和速率:标准化25Gbps eCPRI前传接口是主流技术选择;

-时延:应具备低时延特性,前传时延单向不超过100μs;

-同步:应支持同步信号传输,满足5G基本业务±1.5μs同步要求;

-光功率预算:支持5G前传技术方案所对应的链路光功率预算要求;

-管理:支持设备管理、业务配置和监测、故障诊断等管理功能;

-其他:如单纤双向传输技术有利于节约前传网络的光纤用量,降低成本。

但当前的C-RAN前传架构的光纤直连方案会消耗大量的光纤资源,部署成本高,运营商迫切需要一种更经济高效的解决方案。

基于25G WDM-PON的5G前传技术

25G WDM-PON是WDM和TDM-PON技术的有机结合体,具有如下技术特性:

-物理点到多点拓扑,采用合/分波器实现波长路由,节省光纤;

-逻辑点到点拓扑,OLT和ONU通过独立波长通信,波长通道间相互隔离;

-单波长可支持25Gbps速率,满足eCPRI信号承载要求;

-ONU采用无色可调技术,可实现波长灵活调配和路由,降低ONU的部署成本;

-AWG损耗大约为5.5dBm,光功率预算可满足10km部署要求,比传统的Splitter衰减更小。

在C-RAN前传架构下,25G WDM-PON前传技术相比光纤直连、无源波分以及有源波分等前传技术,具备更多优点:

-技术匹配度高:25G WDM-PON技术可满足5G前传组网的接口、速率、时延等要求,该技术将在2019—2020年进行试商用,匹配5G商用部署节奏。

-建设成本低:大量运营商的固网FTTH ODN已经建设完成并应用,利旧已有的FTTH ODN资源,实现5G前传和FTTH光纤、管道等资源共享,可大幅度节省主干光纤,降低光缆规划部署难度以及综合造价,具备较高的经济性。

-部署快捷:FTTH ODN网络可灵活面对未来5G基站网格式建设方式,通过配纤光缆调配,快速提供前传链路;可通过SFP ONU,提供免上电快捷部署于AAU设备的能力。

-运维简单:局端设备集中部署在接入机房可实现集中维护,提高运维效率。

基于TITAN平台的5G前传方案

为应对5G前传部署中新的需求和挑战,中兴通讯提出基于下一代光接入平台TITAN的5G前传解决方案。该方案利用优质丰富的宽带光纤网络资源,实现5G与FTTH的融合(FMC),满足高密小区5G+FTTH综合业务接入场景和5G室分承载场景的技术要求。

TITAN提供12口高密度25G WDM-PON线卡,每个PON口是一个拥有独立波长的独享通道,用于1个AAU eCPRI前传承载,实现对5G前传的支持;支持20个独享通道,可通过WDM合波器汇聚到一根主干光纤里传输,相比光纤直连方案可节省90%以上的主干光纤(见图1)。TITAN平台提供独创的“TDM-Like”低时延交换通道,无需5G AAU数据的缓冲、转发、路由、搜索等过程,基于核心自研芯片实现固定码块捷径转发,保障前传业务在OLT&ONU设备的处理时延低于7μs。在OLT和DU共机房部署时,系统转发时延小于57μs(含10km光纤50μs时延),比5G URLLC时延要求(100μs)低43%。

基于25G WDM-PON的5G前传方案



TITAN支持基于接入业务类型的网络切片(见图2),满足5G前传业务的网络分片要求。5G前传接入可具有独立OLT上联端口,OLT下行可按PON口/PON板2个等级按需切分,并支持基于ONU的切片,从而为5G前传接入提供分权分域管理和差异化QoS保障。

基于25G WDM-PON的5G前传方案



同时,中兴通讯创新性地提出了在PON OLT平台支持内置刀片,满足时延敏感型业务的解决方案,TITAN也是业界首个提供内置刀片服务器的PON OLT平台。内置的刀片服务器作为NFVI基础设施,运营商可自用或出租给第三方使用,同时为移动和固网业务提供边缘计算能力,缓存加速5G实时视频业务或为未来提供更多增值业务,增强用户QoE体验,并降低数据中心的压力。
基于TITAN平台的5G前传25G WDM-PON解决方案,具有以下亮点。

-省光纤:共享FTTH ODN,可节省90%以上的主干光纤;

-低时延:独创TDM-Like低时延交换通道,OLT&ONU设备处理时延低于7μs,满足5G URLLC业务要求;

-易管理:为5G前传接入提供独立网络切片,实现分权分域管理和差异化QoS保障;

-易扩展:首创OLT内置刀片支持多业务接入边缘计算,作为NFVI灵活部署固移业务,满足FMC部署,帮助运营商实现网络转型和运营转型。

产业链进展

中兴通讯是WDM-PON技术标准制定的核心成员和主要贡献者。2017年6月,中兴通讯担任ITU-T G.sup.5GP项目的白皮书编辑,积极推动PON技术实现5G前传技术标准;2017年12月承办了“FSAN和ITU-T SG15 Q2会议”,与业界共同探讨WDM-PON 5G前传方案;2018年2月,在ITU“面向5G应用的单纤双向点对点标准”组中担任联合编辑。同时,中兴通讯致力于25G WDM-PON光器件产业推进,长期与业界领先光模块制造商进行深度技术合作,共同推进产业链的成熟和发展。

中兴通讯与运营商密切合作,共同推进技术规范的制定和技术验证等工作。2018年12月,中兴通讯联合中国电信在苏州5G外场率先完成业界首个基于N×25G WDM-PON的5G前传现网验证,验证内容涵盖传输性能、波长自动调谐下发、长时间稳定性等多方面。N×25G WDM-PON设备连接支持标准eCPRI接口的5G DU和AAU设备,OLT和ONU业务时延可低至7μs,完美满足5G超低时延要求。验证结果表明,25G WDM-PON可稳定透明地承载5G前传业务,业务速率及转发时延与采用点到点光纤直连方式相当。

2019年,中兴通讯将持续与业界协同,推进产业合作,推动25G WDM-PON技术的进一步完善、成熟和商用。

 

【光粒网综合报道】( 责任编辑:weixiang )
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