光纖通信技術任重道遠 5G創新在路上

在日前召開的“2018年IMT-2020(5G)feng會”上，中國工程院院士鄔賀銓表示，5G將重新定義信息技術的新應用，推動移動網與固網技術的融合，光纖通信技術將在5G時代發揮更大作用。他認為，WDM-PON在5G的光纖前傳和中傳系統中將發揮主要作用。

“5G基站的密集組網需要大量光纖，5G的無線接入網的前傳和中傳及回傳對光纖傳輸系統提出高帶寬低時延的要求。”鄔賀銓認為，“WDM-PON在5G的光纖前傳和中傳系統中將發揮主要作用，在以太網基礎上改進的時延敏感網絡TSN可實現基站用戶數據流的統計復用，提升了傳輸速率。”

“CPRI是目前宏基站點到點的前傳接口的事實標準，以TDM方式且與實際用戶業務無關的固定速率傳送調制的無線信號，在大規模MIMO情況下，其需要的帶寬過高，而且欠靈活性。考慮到大規模MIMO、載波聚合、多頻帶應用、多種規模的蜂窩并存、集中于虛擬的RAN等場景，IEEE1914.1正在定義基于以太網的前傳接口NGFI(下一代前傳接口)。”鄔賀銓指出，“NGFI采用以太網包封CPRI信號，但需要解決分組通信的不確定性與不的時間同步，”因此需要采用TSN、ROE等技術。

鄔賀銓認為，5G的MIMO層通常不會全部是獨立的，可通過天線分組來提高無線信道吞吐量，同時空口的吞吐量隨著無線信道的實際情況而變化，采用TDM方式效率低。5G前傳帶寬高，空口時延和時間同步精度比4G從嚴十倍，還要考慮對網絡切片支持。

“5G如果采用以太網的統計復用機制，能夠動態地適應流量狀況，并匯聚多個基站的業務，但傳統以太網帶寬窄、效率低且實時性差。”鄔賀銓表示，TSN保留了以太網統計復用特點，增加了新的功能。

使用標準以太網組件，改進數據鏈路層協議，按照QOS等級為高優先級的幀提供搶占功能;TSN繼承了現有以太網的許多特性，比如HTTP接口和Web服務，實現了IIoT系統所需的遠程診斷、可視化和修復功能;可跨越多層級通信，可實現OT和IT的融合，在工業、車聯網和5G中提供高可靠低時延服務;TSN可利用標準以太網芯片集就可以利用批量生產的商業芯片，從而降低了組件的成本。

鄔賀銓進一步表示，“5G利用TSN提供下一代前傳接口(NGFI)，實現RoE，使用分組方式允許前傳接口按多點到多點連接工作。ROE可以響應負載的變化自適應帶寬，允許接口的業務流與天線數解耦，支持確定性的業務流調度、分組包封與無線域同步。”

此外，鄔賀銓認為，隨著5G站點大幅增加，將導致從天線到機房的前傳/中傳光纖資源非常緊張，需要節省光纖資源，實現5G網絡低成本部署。在光纖直連、有源DWDM、WDM-PON、OTN等多個選擇中，WDM-PON更適于5GRAN。

WDM-PON是點到多點的技術，節省光纖;對于每一個連接，WDM-PON在邏輯上又是點到點的，可獨享一個波長，帶寬可達25Gbps;WDM-PON中間無源且只有一跳，相比環網的多跳有低的時延;用分波器代替分光器可降低損耗，獲得較長傳輸距離;在網絡管理方面，采用AMCC信號調頂技術，管理信道疊加在每個波長上。

后，鄔賀銓強調，5G的標準化還在進行中，還有很多挑戰尚未解決，5G的創新永遠在路上