今天，我想向大家匯報一下5G承載網前傳部分的最新進展情況。

此前我介紹5G承載網和接入網的時候，曾經和大家說過，承載網和接入網之間存在緊密的聯系。接入網的架構，直接影響了承載網的架構。

5G接入網相比4G，從原來的BBU+RRU+饋線+天線，變成了CU+DU+AAU。

4G接入網的組成部分：

BBU（基帶處理單元，主要負責信號調制）

RRU（射頻拉遠單元，主要負責射頻處理）

饋線（連接RRU和天線）

天線（主要負責線纜上導行波和空氣中空間波之間的轉換）

5G接入網的組成部分：

CU（Centralized Unit，集中單元）

DU（Distribute Unit，分布單元）

AAU（Active Antenna Unit，有源天線單元）

所以，5G承載網也隨之變化，變成了前傳、中傳、回傳三個部分。

5G承載網的組成部分：

前傳：AAU和DU之間的部分

中傳：DU和CU之間的部分

回傳：CU和核心網之間的部分

目前，關于回傳和中傳部分，三大運營商的方案已經成熟，并且處于商用落地階段。 但是，前傳部分的解決方案，此前一直都在探索之中。 前傳是最靠近5G AAU天線的傳輸環節。雖然它的帶寬需求并沒有回傳那么高，但因為5G AAU數量龐大，導致5G前傳規模龐大，所以，5G前傳對成本非常敏感。

有5G AAU的地方，就有5G前傳 如果前傳方案的成本太高，勢必影響整個5G承載網的投資金額。 此前，前傳的解決方案主要包括四種，分別是：

光纖直驅

無源WDM/WDM-PON

有源設備（OTN/SPN/TSN）

微波

我們簡單回顧一下。 第一種，光纖直驅方式。 每個AAU與DU全部采用光纖點到點直連組網，如下圖：

這種方式會消耗大量的光纖資源，成本巨大。 第二種，無源WDM方式。 引入WDM波分技術，通過無源合分波器，將不同中心波長的光信號在同一根光纖中傳輸，達到節約光纖的目的。 如下圖：

什么是WDM？WDM就是波分復用（Wavelength Division Multiplexing），是將兩種或多種不同波長的光載波信號通過合波器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中，以此進行數據傳輸的技術。 不同中心波長的光信號（也被稱為彩光）在同一根光纖中傳輸是不會互相干擾的。 和彩光（Colored）相對應的，是灰光（Grey）。灰光也叫白光或黑白光。它的波長是在某個范圍內波動的，沒有特定的標準波長（中心波長）。一般客戶側光模塊會采用灰光模塊。

采用無源WDM方式，雖然節約了光纖資源，但是因為是無源器件（無源：沒有電源、能量源），也存在著運維困難，不易管理，故障定位較難等問題。 第三種，有源WDM/OTN/SPN方式。 在AAU站點和DU機房中配置相應的WDM/OTN/SPN設備，多個前傳信號通過WDM技術共享光纖資源。 如下圖（OTN方式）：

這種方案相比無源WDM方案，組網更加靈活，方便維護，能力強大，同時光纖資源消耗并沒有增加。 第四種，微波方式。 就是通過微波進行數據傳輸。但是它只適合位置偏遠、視距空曠、光纖無法到位的非主流情況。本文不再討論。

四種方式，說白了，其實也就是兩種可選：要么方式②，無源波分，節約成本，但是運維困難；要么方式③，有源方案，什么都好，就是花錢。 本著省錢辦大事的初衷，運營商們一直都傾向于使用方式②，也就是無源方案。但是，隨著5G建設的深入，形勢開始發生變化。 越來越多的5G接入網，開始向C-RAN的架構演進。這意味著，DU開始連接越來越多的AAU，前傳的管理維護難度開始增加。

5~15站集中的中等規模C-RAN，將成為5G前傳網絡的主流場景。 未來規模還會不斷增加。 因為無源方式無法進行有效維護，所以，一旦出現問題，只能是無線工程師從AAU離線開始發現，然后反饋給傳輸工程師，進行前傳線路排查。 如果改用有源方案，一方面巨額的成本吃不消，另一方面，AAU側根本也沒有空間可以掛載碩大的OTN等有源設備。 于是乎，Duang~半有源方案出現了…… 所謂“半有源”，其實就是“一半有源，一半無源”——在無源的基礎上，把DU側或AAU側改成有源。當然了，一般都是DU側改有源，AAU側保持無源狀態。 也就是說，變成下面這樣子：

半有源解決方案 半有源還分為兩種類型，一種A型，DU側部署有源設備，局端設備支持遠端光模塊的監測和控制，AAU側無源。還有一種B型，在DU側增加監測接口和有源的監測板卡，增加少量維護功能，AAU側同樣無源。 那么，半有源是如何實現增加維護功能的呢？ 答案在于兩個詞——調頂和OAM。 調頂，就是Pilot Tone，利用調頻或調幅技術在發射端為波長通道的主信號生成一個低速的光隨路信號。 簡單理解，調頂相當于在現有信號上“疊加”了一個小信號，不會干擾現有信號的傳輸，但是可以攜帶少量信息。 半有源調頂所攜帶的小信號，就可以承載輕量級OAM報文。OAM是什么？操作（Operation）、管理（Administration）、維護（Maintenance）。 也就是說，光鏈路診斷和LOS告警，光模塊功率、溫度、電流、電壓告警等，都可以實現，大大增加了前傳網絡的維護能力。 正因為半有源方案兼顧了成本和維護能力，所以受到了運營商的青睞，現在成了主流趨勢。例如中國移動，之前就推出了基于半有源的Open WDM方案，正在積極落地推廣。

隨著5G建設的深入，5G前傳的需求場景已經逐漸清晰。25G已經成為公認的前傳主流接口速率。

100MHz頻譜，需要3個25G接口，如果是中移160MHz頻譜，或者電信聯通共建共享，200MHz頻譜，就需要6個25G接口。 對于擁有3個AAU的基站站址來說，如果采用雙纖雙向（Duplex）的光纖直驅，需要12纖12路。

如果采用單纖雙向（BiDi）的光纖直驅，少一半光纖，需要6纖12路。

采用半有源的話，甚至可以做到1纖12波，也就可以實現1站1纖（一個基站用1根光纖就夠了）。在增加了維護能力的基礎上，這個節省光纖（money）效果是非常明顯的。

從2019年開始，5G前傳相關的標準化工作已經全面啟動。目前，CCSA、ITU-T等多個標準組織在同步進行相關標準的指定工作。國內的進度要稍微快一些。初步預計，2021年上半年，前傳系統的標準化工作將初步完成。

產業化能力方面，恰好相反，國內要慢于國外。最關鍵的25G光模塊光電芯片，國外廠商基本上具備了產業化的能力，而國內廠商整體上還處于研發或小批量階段。

責任編輯：xj

原文標題：5G前傳分析及最新進展

文章出處：【微信公眾號：微波射頻網】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。