韋樂(lè)平：光纖、光模塊和高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)5G時(shí)代的三大受益者

6月13日，中國(guó)中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)在京隆重召開(kāi)，在會(huì)上，中國(guó)電信科技委主任韋樂(lè)平詳解了5G時(shí)代光通信面臨的挑戰(zhàn)，5G的4種前傳方案以及在5G時(shí)代背景下光通信產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇。他表示，5G時(shí)代所面臨的挑戰(zhàn)是光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)，5G的競(jìng)爭(zhēng)是一場(chǎng)光纖基礎(chǔ)設(shè)施的競(jìng)爭(zhēng)。光纖、光模塊，高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)將成為5G時(shí)代的三大受益者。

5G時(shí)代光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)

韋樂(lè)平主任從兩方面闡述了5G時(shí)代光纖基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。一方面是5G標(biāo)準(zhǔn)引入了全新的云化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新的接口，要求基礎(chǔ)光纖網(wǎng)以十分之一的4G時(shí)延支持十倍的4G速率，壓力巨大。另一方面是G為了保持網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)可行性，要求光纖網(wǎng)從架構(gòu)到技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，從而控制日益增長(zhǎng)的光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本。顯然能最大限度的控制成本增長(zhǎng)的方法就是充分利用已有的FTTH的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，包括機(jī)房機(jī)柜，管道管孔，桿路，ODN，光纜，光纖等等。實(shí)現(xiàn)固移基礎(chǔ)資源的共享，光纖基礎(chǔ)設(shè)施資源成為5G差異化競(jìng)爭(zhēng)的主要點(diǎn)。

韋主任表示，固移基礎(chǔ)設(shè)施共享的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省投資和加快工程進(jìn)度，在城市地區(qū)未來(lái)5G會(huì)同時(shí)采用厘米波和毫米波，每平方公里覆蓋物理基站密度會(huì)多幾倍。例如3.5GHz頻段相對(duì)于1.8GHz頻段它的衰減大了14dB，14dB就是30倍，信號(hào)弱了30倍，所以基站覆蓋范圍肯定是越來(lái)越小，基站密度肯定會(huì)多幾倍。毫米波可能會(huì)多十倍，覆蓋的光纖連接數(shù)可能達(dá)到幾十上百。固網(wǎng)FTTH的覆蓋用戶達(dá)幾千，光纖連接數(shù)可以達(dá)幾千甚至是上萬(wàn)，這些數(shù)據(jù)是中國(guó)電信在國(guó)內(nèi)的幾個(gè)城市做調(diào)查而得出的。FTTH的光纖連接數(shù)量至少是5G的10倍。所以說(shuō)現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施有能力容納5G。為5G無(wú)線基站建設(shè)專用的光纖將付出巨大的投資和時(shí)間成本。利用共享資源可節(jié)約多達(dá)50%的投資。

第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是擴(kuò)展性好。隨著5G用戶數(shù)的增加，新業(yè)務(wù)的應(yīng)用和消耗流量的增加，5G無(wú)線接入網(wǎng)的容量需求會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，而基于各類PON技術(shù)的FTTH具有很好的長(zhǎng)期演進(jìn)和升級(jí)的能力，可以在同樣的光纖基礎(chǔ)設(shè)施上提供至少幾十倍的容量擴(kuò)展空間。在一個(gè)是服務(wù)質(zhì)量好。FTTH具備高質(zhì)量QoS能力，能很好支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻三重業(yè)務(wù)，完全可以支持5G業(yè)務(wù)。

最后一個(gè)優(yōu)勢(shì)是同步部署方便高效。5G必須支持基于分組和基于物理層同步，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)往往沒(méi)有外部時(shí)鐘可接入或接入成本很高。而PON具有適配的架構(gòu)特性和有效的可調(diào)同步算法。

5G前傳的技術(shù)的方案

會(huì)上韋主任介紹了5G前傳的技術(shù)的方案。他表示，5G前傳的技術(shù)的方案有很多。從中國(guó)電信的角度來(lái)看，起碼有4種?？紤]別的運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)有更多。第一個(gè)是光纖直驅(qū)，該方案是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，具有簡(jiǎn)單低延時(shí)，部署快的優(yōu)點(diǎn)，但是消耗的光纖多，管理功能弱，適合光纖豐富的地區(qū)。第二個(gè)是無(wú)源WDM彩光。該方案是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)。DU和AAU需配對(duì)彩光模塊，具有節(jié)省光纖，時(shí)延低，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低(省了承載與白光互連模塊)的優(yōu)勢(shì);缺點(diǎn)是管理功能弱，無(wú)保護(hù)，增加了器件插損。第三個(gè)是有源WDM彩光(M-OTN)。該方案是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，半透明與無(wú)源WDM彩光不同在于接入點(diǎn)需要將CPRI/eCPRI做簡(jiǎn)化封裝。此方案的特點(diǎn)是單級(jí)復(fù)用、靈活的時(shí)隙結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化的開(kāi)銷等，試圖實(shí)現(xiàn)低成本、低延時(shí)、低功耗目標(biāo)?？衫^承原OTN特點(diǎn);OAM功能強(qiáng)，天然的硬切片，穩(wěn)定的低延時(shí)，有利于實(shí)現(xiàn)綜合承載。第四個(gè)是WDM PON。該方案是星形/樹(shù)形結(jié)構(gòu)，全透明，屬于無(wú)源WDM彩光。優(yōu)勢(shì)是時(shí)延低，全透明。其次是無(wú)色ONU開(kāi)通和運(yùn)維簡(jiǎn)單方便，結(jié)合星形拓補(bǔ)很適合基站分散，分階段建設(shè)模式。最后，有利于固移融合承載。缺點(diǎn)是可調(diào)激光器成本較高;ONU需要滿足工業(yè)級(jí)溫度要求，以滿足-40度到85度的嚴(yán)酷條件;AWG濾波分光與FTTH能力分光網(wǎng)不兼容。

5G給光通信帶來(lái)的機(jī)遇

韋主任認(rèn)為，5G基站的大幅增加使光纖成為第一受益者，按現(xiàn)有的3.5GHz頻段考慮，由于頻段高、覆蓋差，比1.8GHz頻段差14dB，基站數(shù)可能是2倍。若考慮毫米波應(yīng)用，則基站數(shù)還會(huì)大幅增加，F(xiàn)iber BB AssociaTIon的數(shù)據(jù)顯示，5G的光纖用量是4G的16倍?？紤]我國(guó)4G基站的密度已經(jīng)很高，在城域間距200-500米左右，估計(jì)5G基站數(shù)不會(huì)增加這么多，光纖用量按4G的兩倍估計(jì)，至少有幾億芯公里的空間。再加上非技術(shù)和非理性的競(jìng)爭(zhēng)，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際市場(chǎng)預(yù)期的巨大光纖需求適用于前傳的單多模光纖的需求也會(huì)增長(zhǎng)。

光模塊是第二受益者，假設(shè)3.5GHz頻段的5G基站數(shù)是1.8GHz的4G基站的2倍，基站按三扇區(qū)考慮，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按照大集中，小集中，不集中考慮的情況下，預(yù)計(jì)整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)會(huì)帶來(lái)數(shù)千萬(wàn)量級(jí)的25/50Gbps高速光模塊用量。在進(jìn)一步考慮我國(guó)數(shù)據(jù)中心的巨大發(fā)展空間，目前美國(guó)占IDC數(shù)的45%，我國(guó)寬帶用戶是美國(guó)的3倍，但是我國(guó)才占IDC數(shù)的8%。由此可見(jiàn)高速光模塊的發(fā)展空間更加可觀。

高速光接入網(wǎng)系統(tǒng)是第三受益者。5G新架構(gòu)使回傳/前傳容量擴(kuò)大了幾十倍，達(dá)數(shù)十上百Gbps量級(jí)，需引入基于25/50Gbps的無(wú)源WDM、有源 WDM OTN/M-OTN、SPN、 WDM PON，對(duì)可調(diào)激光器、高速光模塊和WDM需求巨大，價(jià)格敏感。其次，eCPRI系統(tǒng)將成為主導(dǎo)的底層接口技術(shù);5G新架構(gòu)需要引入F1exE接口支持網(wǎng)絡(luò)切片;引入EVPN和SR簡(jiǎn)化控制協(xié)議、增強(qiáng)靈活調(diào)度能力;引入SDN架構(gòu)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)發(fā)放和靈活調(diào)整?？梢?jiàn)5G將為高速光接入系統(tǒng)帶來(lái)新機(jī)遇。

最后韋樂(lè)平表示：“5G也將推動(dòng)城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)的容量升級(jí)需求。在城域網(wǎng)中，5G的流量將逐漸趨近固網(wǎng)流量;在骨干網(wǎng)中，5G的流量占比也將會(huì)大幅提升;光網(wǎng)和IP網(wǎng)需大幅擴(kuò)容升級(jí)，全光網(wǎng)2.0迎來(lái)新機(jī)遇。”