近日，中国电信率先在5G试验外场应用创新的N×25Gb/s WDM-PON(波分复用无源光网络)技术方案，成功实现了5G DU(基站控制器分布式单元)和AAU(基站有源天线单元)之间前传链路的承载，能够有效地节省光纤资源。本次现网验证的结果表明，WDM-PON可稳定、透明地承载5G前传业务，业务速率及转发时延与采用点到点光纤直连方式相当。此次现网应用将进一步推动5G承载技术的创新和发展，对高速光器件和系统设备产业链的发展、以及5G未来的顺利部署具有重要价值。

1.5G核心网架构的演进趋势

     5G时代，核心网必须满足5G低时延业务处理的时效性需求。4G时代，核心网部署位置较高，一般在网络骨干核心层。如果5G核心网的位置依旧和4G相同，UE（User Equipment，用户设备）到核心网的时延将难以满足要求。因此，核心网下移以及云化成为5G发展的趋势。

图1 5G核心网架构演进对承载网架构影响示意图

首先核心网从省网下沉到城域网，原先的EPC（Evolved Packet Core，演进型分组核心网）拆分成New Core和 MEC两部分。其中New Core将云化部署在城域核心的大型数据中心，MEC将部署在城域汇聚或更低的位置中小型数据中心。由此，New Core和MEC之间的云化互联，需要承载网提供灵活的Mesh化DCI (Data Center Interconnect，数据中心互联)网络进行适配。

2.基于光传送网的5G端到端承载网

      5G承载网络由前传、中传、回传三部分组成。5G业务存在大带宽、低时延的需求，光传送网提供的大带宽、低时延、一跳直达的承载能力，具备天然优势。

图2 基于光传送网的5G端到端承载网示意图

①前传(Fronthaul: AAU-DU)：传递无线侧网元设备AAU 和DU 间的数据。

　　②中传(Middlehaul: DU-CU)：传递无线侧网元设备DU 和CU 间的数据。

③回传(Backhaul: CU-核心网)：传递无线侧网元设备CU 和核心网网元间的数据。

在5G承载网络中，前传的技术难度最大、成本敏感(光纤光缆需求量大，基站数量众多，可调谐激光器、低成本25G光模块等)，并且对维护的效率影响也最深刻。

5G前传最大的挑战在于光纤成本，虽然传统光纤直连方案实现简单，但在5G时代，随着前传带宽和基站数量、载频数量的急剧增加，光纤直连方案对光纤资源的占用量较大，会产生较高成本。为满足降低光纤成本的需求，迫切需要研究出另一种新方案替代传统点到点光纤直连方案，由此出现了点到多点无源WDM方案，此方案适用于接入主干光纤稀缺情况。

3.无源WDM方案

点到多点WDM(One Fiber N Sites)

      无源波分方案采用波分复用（WDM）技术，将彩光模块安装在无线设备（AAU 和DU）上，通过无源的合、分波板卡或设备完成WDM功能，利用一对甚至一根光纤可以提供多个AAU到DU之间的连接，即将多个基站的流量汇聚至一个DU进行回传，称为One Fiber N Sites (Base-station)(N个基站一根主干光纤)。这是一个点到多点的WDM无源方案。比如常用的AAWG 40波长，可覆盖6个基站(每个基站3扇区，共18个AAU，20波上行/20波下行)。此拓朴结构符合基于PON的光无源网络，最大限度地利旧现网ODN网络。

图3无源WDM方案架构图

     在本文开头所提到的5G试验中，中国电信就是应用创新的N×25Gb/s WDM-PON(波分复用无源光网络)技术方案，成功实现了5G DU(基站控制器分布式单元)和AAU(基站有源天线单元)之间前传链路的承载，能够有效地节省光纤资源。

①满足5G超低时延

在此次试验中，中国电信光接入研究团队基于中兴和华为的N×25Gbit/s WDM-PON系统，分别在中国电信苏州分公司和深圳分公司的5G外场对接支持25Gbit/s eCPRI接口的DU设备和AAU设备，验证内容涵盖传输性能、波长自动调谐下发、25Gbit/s长距链路的长期稳定性、业务透明低时延转发等多方面。其中，受益于节点处理时延的极大优化，N×25G WDM-PON技术的OLT和ONU业务时延可低至7μs，完美满足5G超低时延要求。

②节省主干光纤资源

更值得关注的是，5G组网中光纤资源消耗很大，而N×25G WDM-PON承载5G前传可以节省大量的主干光纤资源，共享已广泛覆盖的FTTH ODN网络和局站资源，快速提供并按需部署5G基站所需的前传链路，实现固移融合。测试结果表明，N×25Gbit/s WDM-PON系统的业务速率及转发时延满足5G前传要求，且具备完善的管理功能，可为5G提供稳定可靠的前传接入能力。

  5G前传网络采用点到点光纤直连方式时，一个5G基站(3个AAU)需要6根光纤，当DU集中部署时，会消耗大量宝贵的接入光纤资源。而采用N×25Gbit/s WDM-PON系统时，可匹配现网接入光缆布局，在一根主干光纤中提供双向各20个波长，可同时接入6个5G基站(18个AAU)，从而极大地节约光纤资源。同时该方式可以灵活面对未来5G基站建设需求，简化工程调配的复杂度，缩短前传链路的布放时间，快速提供前传接入能力，并且支持集中维护，提高运维效率。

中国电信创新性地提出了N×25Gb/s WDM-PON用于5G前传的技术方案，并成功完成实验室技术验证测试。目前中国电信正在中国通信标准化协会(CCSA)中牵头制定N×25Gbit/s WDM-PON行业标准，为后续产业化和商用进程铺平道路。

深圳市联瑞电子有限公司（LR-LINK）旗下的25G以太网光纤网卡LRES1001PF-2SFP28适用于N×25Gbit/s WDM-PON系统中，该网卡产品是深圳联瑞基于Intel XXV710芯片方案基础上自主研发的一款双口25G光纤以太网 PCI-Express V3.0 x8服务器适配卡。

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