鄔賀銓：5G重新定義信息技術(shù)新應(yīng)用，光纖通信在5G時(shí)代大有作為

在日前召開的“2018年IMT－2020（5G）峰會”上，中國工程院院士鄔賀銓表示，5G將重新定義信息技術(shù)的新應(yīng)用，推動(dòng)移動(dòng)網(wǎng)與固網(wǎng)技術(shù)的融合，光纖通信技術(shù)將在5G時(shí)代發(fā)揮更大作用。他認(rèn)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(wǎng)需要大量光纖，5G的無線接入網(wǎng)的前傳和中傳及回傳對光纖傳輸系統(tǒng)提出高帶寬低時(shí)延的要求。”鄔賀銓認(rèn)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(wǎng)基礎(chǔ)上改進(jìn)的時(shí)延敏感網(wǎng)絡(luò)TSN可實(shí)現(xiàn)基站用戶數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)復(fù)用，提升了傳輸速率。”

“CPRI是目前宏基站點(diǎn)到點(diǎn)的前傳接口的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，以TDM方式且與實(shí)際用戶業(yè)務(wù)無關(guān)的固定速率傳送調(diào)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?？紤]到大規(guī)模MIMO、載波聚合、多頻帶應(yīng)用、多種規(guī)模的蜂窩并存、集中于虛擬的RAN等場景，IEEE 1914．1正在定義基于以太網(wǎng)的前傳接口NGFI（下一代前傳接口）。”鄔賀銓指出，“NGFI采用以太網(wǎng)包封CPRI信號，但需要解決分組通信的不確定性與不精確的時(shí)間同步，”因此需要采用TSN、ROE等技術(shù)。

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

“5G如果采用以太網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用機(jī)制，能夠動(dòng)態(tài)地適應(yīng)流量狀況，并匯聚多個(gè)基站的業(yè)務(wù)，但傳統(tǒng)以太網(wǎng)帶寬窄、效率低且實(shí)時(shí)性差。”鄔賀銓表示，TSN保留了以太網(wǎng)統(tǒng)計(jì)復(fù)用特點(diǎn)，增加了新的功能。

使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)組件，改進(jìn)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(wǎng)的許多特性，比如HTTP接口和Web服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了IIoT系統(tǒng)所需的遠(yuǎn)程診斷、可視化和修復(fù)功能；可跨越多層級通信，可實(shí)現(xiàn)OT和IT的融合，在工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)和5G中提供高可靠低時(shí)延服務(wù)；TSN可利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)芯片集就可以利用批量生產(chǎn)的商業(yè)芯片，從而降低了組件的成本。

鄔賀銓進(jìn)一步表示，“5G利用TSN提供下一代前傳接口（NGFI），實(shí)現(xiàn)RoE，使用分組方式允許前傳接口按多點(diǎn)到多點(diǎn)連接工作。ROE可以響應(yīng)負(fù)載的變化自適應(yīng)帶寬，允許接口的業(yè)務(wù)流與天線數(shù)解耦，支持確定性的業(yè)務(wù)流調(diào)度、分組包封與無線域同步。”

此外，鄔賀銓認(rèn)為，隨著5G站點(diǎn)大幅增加，將導(dǎo)致從天線到機(jī)房的前傳／中傳光纖資源非常緊張，需要節(jié)省光纖資源，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)低成本部署。在光纖直連、有源DWDM、WDM－PON、OTN等多個(gè)選擇中，WDM－PON更適于5G RAN。

WDM－PON是點(diǎn)到多點(diǎn)的技術(shù)，節(jié)省光纖；對于每一個(gè)連接，WDM－PON在邏輯上又是點(diǎn)到點(diǎn)的，可獨(dú)享一個(gè)波長，帶寬可達(dá)25Gbps；WDM－PON中間無源且只有一跳，相比環(huán)網(wǎng)的多跳有最低的時(shí)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(wǎng)絡(luò)管理方面，采用AMCC信號調(diào)頂技術(shù)，管理信道疊加在每個(gè)波長上。

最后，鄔賀銓強(qiáng)調(diào)，5G的標(biāo)準(zhǔn)化還在進(jìn)行中，還有很多挑戰(zhàn)尚未解決，5G的創(chuàng)新永遠(yuǎn)在路上。