中国电信李俊杰:5G承载尽量重用成熟的产业链

作者:郄勇志 责任编辑:甄清岚 2018.05.09 15:04 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)“5G商用,承载先行”,承载网络是5G商用的重要基础,目前5G承载已成业界热议话题。5月9日,由人民邮电出版社主办、通信世界全媒体承办的“2018年5G承载技术发展研讨会”在北京亮马河会议中心举行。由于目前5G话题广受产业界各方关注,所以本次研讨会吸引了来自三大基础运营商、华为、上海诺基亚贝尔、烽火通信等厂商、研究机构、行业协会等300余位代表汇聚一堂,就加速5G承载部署、机会与挑战等话题展开了讨论。

会上,中国电信股份有限公司北京研究院网络研发部的副主任李俊杰发表了以“当无线遇到光----光传送网OTN技术在5G承载中的价值”为题目的主题演讲。李俊杰认为:5G带来了更多的光纤、光模块、光网络设备部署需求,但是产业挑战依旧存在,例如光纤资源稀缺、工作环境恶劣等。所以,李俊杰建议在5G承载方案上尽量重用成熟的产业链、尽量基于成熟技术和设备演进的方案。

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中国电信北京研究院网络研发部副主任李俊杰

5G给光纤带来新的机会

2017年7月,德勤公司发布题为《通信网络基础设施升级——对末端光纤的需求》的咨询报告,给出了如下观点:5G无线的成功取决于末端光纤,然而美国的网络没有足够的光纤密度来支撑未来5G应用的带宽需求;如果没有更多的末端光纤,运营商则无法支撑2016年到2021年之间预期达4倍以上的移动数据流量增长。该报告预测在未来五到七年内,仅在美国就需要投资1300亿美元至1500亿美元的光纤基础设施,以充分支持5G的宽带竞争、农村覆盖和无线加密。

不过,李俊杰指出,5G承载网络架构相较4G的变化将不仅仅体现在光纤需求剧增之上,核心网、中传/回传、前传等都提出了更高的要求。总体而言,5G较之4G需要更高速的光模块、更大容量的光传输、更灵活的组网、更高效的光层调度,给整个光网络产业链带来新的机会。

5G前传的挑战重重 C-RAN以光纤为主

虽然中国运营商光纤资源总体充足,但是局部地区还会出现资源不足的现象。李俊杰认为主要有两个因素引起:在5G部署早期,如果只考虑5G部署,则3个扇区需要6根光纤 (duplex)或3根光纤 (BiDi);如果是3G/4G/5G共站,则意味着光纤资源需求增加。而在5G部署成熟期,新的载频(例如毫米波)带来新的光纤需求。所以,李俊杰认为5G前传以光纤直驱为主,对光纤资源不足的区域引入WDM技术进行弥补。

除了光纤资源不足之外,5G前传还面临着工作温度与功率预算的挑战。以工作环境温度要求为例,AAU侧设备要求满足工温(I-Temp)要求:-40~85℃。目前,这个温度对25G、100G高速光模块来讲还是有挑战的,李俊杰表示:“现在25G、50G、100G等高速光模块的应用主要在数据中心内部,工作温度基本是室温条件,需要经过性能优化才能用于5G前传。目前来看部分高速光模块若要满足-40℃低温条件有难度,正在研究将光模块低温工作条件降低为-20℃的可行性,如果能够被认可,对产业链很有优势的,并且对成本控制也有帮助。”

基于以上挑战,在C-RAN场景,中国电信推荐采用25G BiDi技术方案,该方案节省50%光纤资源,能实现上下行等距有利于高精度同步。李俊杰透露,中国电信牵头在CCSA立项制定用于5G前传的25G BiDi光模块标准,下半年将有样品推出。

如果说25G BiDi技术方案的目标是一个扇区一根光纤,那么如何实现一个基站一根光纤呢?对此,李俊杰称可以采用点到点WDM/OTN方案。该方案又分为无源WDM方案与有源WDM/OTN方案,二者各有特点,互有优劣,前者的场景通常由无线厂商提供整体方案(含维护手段),而后者则由运营商独立提供承载方案。

那么,如果光纤需求非常紧迫,需要多个基站使用一根主干光纤的话,则需要采取点到多点WDM方案。李俊杰称,该方案符合中国电信基于PON的光纤网结构,可最大程度节约最稀缺的主干层光纤。不过,该方案的缺点则是ONU光模块的兼容性和管理问题,以及低成本25G可调谐DWDM光模块的可获得性。不过,总的来讲,C-RAN前传以光纤为主是毫无疑问的。

OTN在5G中回传体现价值 尽量重用成熟的产业链

未来,5G要满足三大典型应用场景,包括eMBB(移动宽带增强)、uRLLC(超高可靠、超低时延通信)、mMTC(大规模物联网)。不仅要解决人与人之间的连接,还要满足人与物、物与物之间的互联,因此5G时代的承载网要做到大带宽、低时延、网络切片、高可靠性和开放协同。

对于中回传承载网,李俊杰认为5G时代的OTN综合业务承载网将能满足以上这些需求。首先,OTN承载网有低成本、大带宽的技术。对于短距非相干超频传输技术,利用低速率光器件实现高速率传输;对于中长距相干传输技术,能做到可插拔、低成本、以及低功耗。其次,分组增强型OTN设备的硬件架构平台已经支持一层到三层的统一交叉连接,具备通过升级软件平台的方式支持5G中回传所需要三层灵活组网功能的能力。

不过,中国电信发现推广OTN技术应用,特别是向城域边缘层延升的过程中发现一个问题,那就是传统OTN映射结构过于复杂。所以在这种情况下,中国电信团结产业链各方推出了M-OTN(Mobile-Optimized OTN)。李俊杰表示:“M-OTN实际上是OTN自身一个简化的需求,不仅仅可以用于5G承载,在城域网的点对点的应用和DCI的业务来讲都有广泛的应用价值。”

众所周知,在今年2月份国际电信联盟第十五研究组(ITU-T SG15)2017~2020研究期第二次全会上,经过两周(2018年1月29~2月9日)的激烈讨论,中国电信主导推动的M-OTN标准取得实质进展,实现了两个M-OTN相关标准的成功立项。这标志着ITU-T SG15研究组正式认可M-OTN(Mobile-optimized OTN)技术可适用于5G承载的前传、中传和回传,后续将正式开展M-OTN的标准化工作。

总体而言,对于5G承载业务,可谓机会与挑战并存。而在具体采纳何种承载方案上,李俊杰用四个尽量给出了自己的建议。即尽量重用成熟的产业量(数据中心光模块);尽量基于成熟的技术和设备(降低成本);尽量统一设备和模块需求(实用化原则);尽量统一国内外技术标准(发挥ITU-T作用)。

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