谈谈5G时代的光传输网

溯溪而上

原创  网优雇佣军

5G万物互联时代将产生海量数据，这些数据除了在最后几百米通过5G基站无线传输，剩下部分都得靠庞大的光网络来承载。如果把数据比喻为“血液”，光网络就是5G的“血管系统”。5G时代的网络数据流量成倍增长，这个“血管系统”将如何高效传送“血液”？

现在，让大家走进于2020年1月8日在深圳举行的新一代光传送发展论坛（NGOF）2019年度大会，来看一看NGOF是如何推动这个“血管系统”高效运转的？

从“毛细血管”到“动脉”，NGOF推动新一代全光网技术创新

进入5G时代，数据流量成倍增长对于网络的影响可谓牵一发而动全身，对于光网络而言，从边缘接入到城域、骨干，从“毛细血管”到“动脉”，整个“血管系统”都需一场技术升级。

先说“毛细血管”。众所周知，4G基站BBU和RRU之间的前传接口（CPRI）带宽仅为9.8Gb/s，而5G DU与AAU之间前传接口（eCPRI）带宽将有数倍提升。对于5G单宏站，在100MHz频谱带宽下需要3个25Gb/s eCPRI接口。若考虑电信和联通共建共享，200MHz频谱带宽则需要6个25Gb/s eCPRI接口。

再考虑5G时代将采用DU集中的C-RAN架构，DU通过前传网络连接多个分布的AAU，这意味着，如果按照传统部署方式，5G前传网络将需要大量的光纤，对部署成本、运维管理等方面提出了全新的挑战。

为此，作为致力于光传送网协同创新的产业组织，NGOF早在2017年底成立伊始就针对5G 前传技术成立了课题组，提出了面向C-RAN 场景的25Gb/s单纤双向（BiDi）技术方案和面向5G大集中和综合业务承载的城域接入型DWDM（原G.metro）技术方案，并协同成员单位快速完成了标准化，推动产业链成熟。

本次NGOF年度大会还发布了《5G前传技术及应用白皮书》，分析了5G前传需求，对当前多种基于波分的前传技术方案进行了对比分析，提出了前传网络建设与运维方式，并指出5G前传技术方案的选择和应用应遵循固移融合、综合承载，资源保障、适度超前，质量保障、成本优先，统一管控、界面清晰几大原则。

针对共建共享带来的单基站前传带宽翻倍的新需求，NGOF还将继续致力于研究支撑12波甚至更多波长的低成本WDM技术方案，进一步推动基于25Gb/s可调谐光模块的产业链成熟完善，协同运营商、光模块厂商、传输承载设备厂商和无线设备厂商等力量，共同解决5G前传方案中面临的管理维护问题。

再说说“动脉”。在网络流量持续高速增长的背景下，单纤容量需要继续提升，按照目前的发展趋势，大量应用于骨干网和城域网的DWDM 系统要从单波长100G演进到单波长200G以及400G时代。

实现更高单波速率的路径主要有：更高阶的调制格式、更高的波特率以及更多的子载波。但如果采用比单波长200G更高阶的调制格式实现单波长400G，其传输能力必然会有所下降；可如果希翼单波长400G保持单波长 200G 的传输能力，需要采用更高的波特率或更多的子载波来实现，这两种路径对频谱效率的提升都不明显。

因此，要提升单纤容量到单波长400G时代，DWDM系统需要增加可用频谱带宽，扩展C波段。

为此，NGOF发布了《扩展C波段WDM系统技术白皮书》，从光频谱带宽、性能、光层、产业链成熟度、单bit成本、运维等方面研究了扩展C波段系统，对扩展C波段所用到的关键部件的成熟度进行了分析，并计划于2020年启动标准化工作，推动试点应用，力争在2021年实现商用化部署。

另外，针对大容量DWDM技术从骨干网向边缘接入下沉的趋势，在本次大会上NGOF成立了一个新的工作组——可调谐激光器特设工作组。

可调谐DWDM激光器在骨干网和城域核心汇聚网络已大量应用，实践证明可以简化网络建设和运维。面向未来宽带需求不断增加，如何推动低成本的可调谐WDM技术下沉应用至城域边缘接入层，是产业亟待解决的问题。

下一步，可调谐激光器特设工作组将以低成本可调谐WDM技术应用需求为导向，重点针对5G前传及专业接入等场景，以ITU-T G.698.4国际标准为基础，制定相关技术规范，引导产业链。

OTN品质专线五星指标体系，助力运营商B2B业务新增长

毋庸置疑，随着企业上云以及5G赋能各行各业，政企专线业务必将是未来运营商的主要业务增长点，也是5G时代2B市场的竞争焦点。

为此，NGOF创新性地提出了品质专线的五星指标体系，从可保证带宽、高可用率、低时延&低抖动、业务敏捷以及在线自管理5个维度定义了高品质专线的评价体系，并制定了5个级别的差异化SLA指标体系，以引导运营商和设备商提供差异化的专线产品和服务。

基于该量化的指标衡量体系，NGOF对多种专线承载技术综合分析，认为分组增强型OTN是高品质专线的最佳承载技术，可以有效匹配各类高价值政企客户的高品质体验需求。

NGOF云&专线工作组组长、中国信息通信研究院技术与标准研究所宽带网络研究部主任赵文玉表示，目前，国内已经有20+省份运营商建设了OTN专线，同时还有大量运营商正在筹备当中。当前OTN品质专线的相关能力已经在各个运营商的实践中进行了充分体现，三大运营商的品质专线业务收入也取得了显著增长，说明了OTN技术在品质专线网络建设与应用中的天然优势。

面向未来，OTN技术将随着市场需求的变化而不断演进，以更高的资源利用效率和更经济的方式为千行百业提供高品质的连接服务。目前，面向更小颗粒度基于OSU的OTN技术已经在中国通信标准化协会（CCSA）中成功立项，NGOF专线项目组也将结合该项技术，聚焦探索基于OSU的OTN在以下更多场景应用方面的可能性：

• 更小更灵活的业务形态：Mbit/s~Gbit/s的灵活调整，不再受到传统ODU0颗粒度的限制，可以匹配SDH、以太、包交换、OTN交换等已有业务种类颗粒。

• 更经济的资源利用：面向中小企业，甚至个人提供类专线品质的服务，如灵活小带宽、随需随用，带宽无损调整，同时保留传统OTN专线的诸多高品质特性。

• 更低的时延：简化数据交换机制，减少处理的业务层级数量，大幅降低设备时延，可应用于时延敏感场景，如金融系统、自动驾驶、工业智能制造、大规模协同计算等领域。

成立仅两年，NGOF成绩斐然

以上先容了NGOF在2019年的一些创新成果，但NGOF取得的成绩不止这些。NGOF成立于2017年12月，发起单位包括运营商、科研院所、设备商、模块和器件厂商、芯片厂商、光纤光缆厂商等，其使命旨在联合光传送网全产业链，在需求分析、技术创新研究、标准制定、测试验证、试点应用等领域充分合作，以加速推动新一代光传送网技术商用落地，增强中国企业在光网络产业的全球技术和产业领导力。

两年来NGOF成员单位从成立之初的14家扩展到40家，涵盖了光传送网领域完整的上下游产业链；工作组从3个扩展到6个，包括5G承载工作组、城域光模块工作组、云&专线承载工作组、海缆通信工作组、大容量WDM传输工作组，以及新设立的可调谐激光器特设工作组。

在本次会上，NGOF办公室主任、中国电信光传输专业首席专家李俊杰总结了NGOF在2019年取得的主要成绩。过去一年来，NGOF成绩斐然，发布了高品质专线、硅基光器件、5G前传、扩展C波段传输四大白皮书，联合推动了两项新技术现网应用试点，并协同完成了四项ITU-T/CCSA技术标准和研究课题，协同推进了四项ITU-T/CCSA技术标准立项。

2020年，NGOF的六大工作组将持续推进或全新开展云及云网协同业务优化承载方案、OTN新技术、品质专线测评体系及智能运维、城域N×25G/s WDM系统技术、低成本可调谐激光器、扩展C波段传输技术、5G前传技术等领域的技术研究、标准化工作或产业链成熟。

经过几十年不断发展，我国光通信产业已走在世界前列，甚至在很多领域已走入“无人区”，前方已无领先的标杆参考，更多地需要我国光通信全产业链通力合作，持续探索创新。相信在NGOF的推动下，我国光通信产业一定能在下一个通信十年再创辉煌。