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摘要：随着科学技术的发展，我国的5G技术有了很大进展，5G是最新一代的移动通信技术，在我国即将大规模建设。而5G前传网建设方案的选择决定着整个5G网络建设的成本。主要介绍了光纤直驱、无源WDM、有源WDM／０ＴN三种5G前传方案的组成和优缺点，最后介绍了ＰＡＢ－WDM和WDM－PON两种正在研发的5G前传新技术。
关键词：前传网络；单纤双向；波分复用
引言
随着5G网络的商用化部署和5G行业应用的深入开展，越来越多的业务发生在室内，这对运营商室内网络覆盖、速率和容量提出巨大需求。传统室内分布系统难以满足日益增长的业务需求，运营商亟需通过室内数字化网络部署提升业务服务能力。在网络强国战略和提速降费要求下，运营商需要探索新的网络建设和运营模式，提升5G网络的效益和资产运行效率。网络共建共享成为电信运营商5G运营新模式，室内网络共享也对数字化室分产业带来了新的需求和挑战。当前数字化室分产业尚处于发展初期，需要行业和运营商联合推进产业的繁荣发展。
15G前传需求
5G前传网络中将主要采用eCPRI接口，在100MHz频谱、64T/64R天线和下行16流/上行8流的配置下，eCPRI接口需要25G速率。在更宽无线频谱资源下，5G前传需要多个25G接口。在5G网络建设中，光纤直驱是前传主要的解决方案，但是在密集城区等5G优先覆盖的区域，存在光纤资源剩余但不足直驱的场景，需要采用其它技术方案来解决CRAN模式下的AAU拉远。波分复用（WDM）技术通过光波长复用，以波长来连接AAU，可以在单根光纤复用多个波长，大大降低前传对光纤资源的消耗。可用于5G前传的25GWDM技术存在多种方案，包括DWDM、CWDM和LAN-WDM等。
25G的各种前传技术
2.1波分复用前传技术
从短期效益角度来看，前传技术主要是在过去2.5b/s基础上建立CPRI，该技术具有方便快捷、成本低、可靠性强等特征，能够在较短的时间内适应外界设置。在该系统中，主要包括两条链路，一是信息传输，二是信息传输监控，此种设计可充分满足光纤需求，但会在一定程度上增加网络管理维护压力。在波分复用前传关键技术中，采用放射式半导体放大器的方式完成无色收发机功能，在5G通信中由于设置的中站点较多，光模块类型、数量较大，单纯采用波分复用的方式很难充分满足传输要求，因此应将无色波复用技术应用其中，提高效率和水平。
2.2BiDi技术
BiDi技术是在一条光纤中实现双向通信的一种技术。相对双纤双向技术而言，BiDi技术可以节省一半的光纤资源。实现BiDi技术的方式主要有两种：一种是基于WDM；另一种是基于光环行器。在5G前传网络中，出于两方面因素考虑，采用BiDi技术的呼声非常高，一是节省光纤、跳线和光配线设备等资源的用量；二是5G网络在时间同步信号传输时，BiDi可以保证传送网络的双向时延对称性。
2.3无源WDM前传方案
当光纤资源不足、布放困难且DU集中部署（DU池）时，为降低总体成本、便于快速部署，可采用波分复用（WDM）技术承载方案。无源WDM前传方案是将彩光模块安装在AAU和DU上，通过无源的合、分波板卡或设备完成WDM功能，利用一对或一根光纤可以提供多个DU到多个AAU之间的连接。无源WDM前传方案典型需要25Gｂ／ｓ彩光模块。无源波分方案可细分为无源粗波分（CWDM）和无源密集波分（DTOM）方案。
无源CWDM方案可缓解光纤资源紧张，成本低，对光模块的波长精度要求低；无源DWDM方案波长间隔小，安装于AAU上的光模块由于长期处于室外环境，工作温差范围大，对波长精度和稳定性要求高，要求采用工业级的DWDM光模块，成本高。故5G前传WDM方案一般采用CWDM方案。无源WDM前传方案也可形成星形、链型和环形接入方式。当采用星形和链型方式时，无源的合、分波板卡或设备放置于各光缆交接箱（接入点）之中。无源WDM的缺点是波长规划复杂、运维困难、不易管理、故障定位困难等。
35G前传斯技术的发展
3.1物理层功能重构前传技术
为了有效节约通信前传技术投入资本，提高技术应用效率与经济性，一般要确保光传输带宽在10Gbifs以内，虽然数据压缩技术能够使传输带宽有效降低，但现行压缩50%或者30%的带宽不符合传输规定，因此为了解决传输带宽中存在的问题，应对RRH于BBU分割点进行转换，将模拟与数字有效平衡，在物理层处理技术基础上构建新结构，这样做不但能够减少光传输带宽，还可增加传输站点数量。
3.2网络演进
移动通信系统的发展呈现出由低频向高频、由窄带向宽带演进的趋势，从800MHz/900MHz的2G通信系统到2.6GHz/3.5GHz及未来可能的26GHz毫米波频段的5G系统，从2G系统的200KHz带宽到3G的5MHz，再到4G的20MHz以及5G系统的100MHz和毫米波的200MHz及400MHz带宽，系统带宽和频率高度持续提升，这也对室内覆盖带来了巨大挑战。首先，更高频段带来了传统蜂窝组网下覆盖能力不足的问题，在用传统室外宏站来覆盖室内场景的时候面临更大的链路损耗问题，导致室内深度覆盖严重不足；其次，对于传统的室内射频分布系统而言，更高的频率带来了更大的链路损耗，越来越多的能量浪费在线缆和器件损耗上，造成了覆盖效率的低下；最后，传统射频分布系统也带来了多通道部署的局限性，从而使得5G高阶MIMO的增益难以发挥，室内系统的速率和容量较低，难以满足大带宽、高容量场景的部署需求。为了满足室内业务的需求，运营商需要考虑多样的部署方案，包括数字化室分设备、现有频率重耕合路DAS系统、社会化小站等。但是越来越多的场景为满足5G业务需求及保证用户口碑，需要通过室内数字化产品进行覆盖。
3.3WDM－PON方案
为了节省5G前传的光纤资源，可以采用WDM－PON的方式。采用WDM－PON而不采用TDM－PON，是为了减少各AAU间的共享带宽，以保证低时延。WDM－ｒｏN方案延续FTTｘ点到多点组网拓扑，DU连接到局端OLT设备，AAU接入ONU终端设备，从而可最大幅度地节省接入主干层光纤资源。WDM－PON方案每个基站用6个波长，现在国内20波的分波分光器己经成熟，一个WDM－PON系统能服务三个5G基站，但需要寻找分波分光器的合适的设置位置。WDM－PON的ONU有两种实现型态，一种是ONU与AAU分离，ONU与AAU连接的是白光模块，ONU与分波分光器连接的是彩光模块或波长可调谐光模块：另一种型态是ONU直接与AAU制成一体，省去了ONU与AAU的连接，更节省了光模块。当然用这种型态的AAU有源天线是要为WDM－PON特制的。
结语
综上所述，移动前传网络作为5G中的重要内容，在通信行业发展中具有不可忽视的重要作用。随着5G架构研究的不断深入，各类前传网络解决方案层出不强，在速度与效率等方面具有较强的先进性，可使通信技术发展需求得到充分满足，为用户带来更大的便利。
参考文献
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