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推荐收藏:25G系列——5G前传篇

本文主要从三个角度分析25G光模块在5G前传中的应用。

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随着5G规模化商用部署节奏加速,国内运营商新建5G基站数量将会与日俱增,如何选择合适的前传技术以满足5G多业务差异化应用需求至关重要,如何满足多业态5G前传成为业界关注的焦点。

本文将以为5G前传为何需要25G光模块25G光模块市场究竟有多大?5G前传25G光模块有哪些解决方案?三个角度为您分析。
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为满足eMBB、URLLC、mMTC三大使用场景需求,5G无线通信需要更高的频谱资源。若想满足5G频谱支持的100Mbit/s的最大带宽,在有64个信道的前提下,需要CPRI协议前传信道至少达到100Gbit/s。但是直到2017年,业界100Gbit/s的光模块尚未做好准备。而此时,增强型CPRI(eCPRI)的诞生解决了当时的问题。

eCPRI协议定义了多种拆分模式,较高协议层的接口只需要较低的传输带宽。在主流拆分方案中,一些物理层信号处理功能从基带传输到天线侧,仅需从前传接口获得25Gbit/s的速率。

简而言之,eCPRI就是通过将Low-PHY移至RRU部分的DU中,大幅度降低BBU和RRU之间的接口速率要求。这也是为何需要25G光模块的重要原因。

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考虑到无线频谱中的中低频段已经很拥挤,3GPP为5G分配了更高的频段。但却导致了更高的信号损耗。为了确保良好的通信质量,5G基站建设密度要比4G更高,对光模块要求也更高。

根据LightCounting预测,未来五年内,25G光模块需求将大增,占5G前传光模块超过50%。

2021070809105262无线前传光模块销量

 

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25G光模块大规模应用于5G前传中。因此,利用25GE以太网行业中的现有资源可以帮助电信运营商大幅降低成本并提高光学解决方案的效率。而目前5G前传中优先使用25Gbps eCPRI接口,时延要求低于100µs。

5G前传承载方案主要包括传统的光纤直驱方案有源WDM/OTN方案无源WDM方案半有源WDM方案

光纤直驱方案

(双纤双向传输:25G灰光模块)

5G前传光纤直驱如果采用双纤双向方案方案,DU与AAU直接相连,每个AAU需与DU连接两根光纤实现收发,共需使用6根光纤和12个25G灰光模块。此方案仅适用于短距离的D-RAN场景,目前25G灰光模块各主流模块商均可以实现量产,且产品已成熟成本较低。

但此种解决方案耗费光纤资源较多。

(单纤双向传输:25G BIDI光模块)

为节省光纤资源,可采用25Gbps BIDI解决方案,AAU与DU双向不同波长的信号在一根光纤中传输,可以节省一半光纤资源。但对于5G场景,光纤资源消耗还是太多,并对DU侧光纤管理提出了更高的要求。

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有源WDM/OTN方案

(25G灰光模块)

对于纤芯资源紧张的C-RAN场景,可以采用有源点到点WDM/OTN方案,通过引入新建有源WDM/OTN设备或利用旧4G的WDM/OTN设备,将距离长达10km的传输通过一根光纤承载,有效降低光纤成本。

方案引入了两个WDM/OTN设备,OTN可提供丰富的操作管理和维护(OAM)和故障诊断功能。AAU与户外WDM/OTN设备间、DU与接入WDM/OTN设备间仍需各通过6根光纤进行连接,但由于距离较短,纤芯资源较低,同时只需24个25G灰光模块,无需彩光模块,工作环境要求交宽松,避免无线设备进行波长分配和管理。OTN承载方案具有更多的保护技术,但设备成本高建网投资大

2021070809153047无源点对点WDM方案

(25G彩光模块)

无源WDM方案采用无源合分波器搭配彩光直驱,DU和AAU上采用25G彩光模块,在DU前端和AAU节点分别配置光合分波器和光分插复用器,利用WDM技术可以大幅降低光纤资源消耗。WDM设备对前传业务进行透传处理不会引入时延,但AAU与DU的波长在物理层上是点对点连接,需要进行复杂的波长规划。在AAU基站直接使用彩光模块会对基站管理提出要求,功率预算也是需要考虑的关键指标

 

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半有源WDM方案

(25G彩光模块)

半有源WDM方案在AAU侧无源,DU侧有源。AAU侧使用25G彩光模块,经过无源波分复用器后在一根光纤中进行传输;DU侧采用有源WDM设备将前传的彩光信号进行转发,并对AAU的彩光模块进行运维。该方案虽然兼顾了节省光纤资源适当运维,但仍会对AAU基站管理提出要求,彩光模块的功率预算仍是关键指标

20210708091909975G大规模建站需求,为节省光纤资源,直驱方案鲜少采用,WDM方案成为主导。为此,不同的组织提出了多种WDM方案,其中有CWDM,MWDM,LWDM和DWDM标准。想要了解四种WDM方案的具体25G光模块需求,可点击查看易飞扬5G前传波分解决方案

本篇主要介绍了5G前传中25G光模块的解决方案。现在主流的数据中心架构中也可以看到25G光模块的身影,那么我们下一篇就重点介绍25G光模块在数据中心中的应用。

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