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5G前传解决方案

摘要：目前，随着云计算和互联网领域新大数据技术的快速发展，移动通信迎来了万物互联的5G时代。5G已成为国家战略的重要组成部分，成为通信行业最热门的话题之一。

关键词：5G；前传；解决方案

引言

随着科学技术的发展，5G是必威体育精装版一代的移动通信技术，将在中国大规模建设。本文介绍了基于5G网络建设的前向接入解决方案。该方案打破了传统的前传构建模式，提高了网络竞争力。

15G前传承载网架构

3GPP（The3rdGenerationPartnerProject，第三代合作伙伴计划）标准化组织提出了5G无线接入网功能重构方案。如图1所示，无线接入网两级架构演进到CU、DU和AAU三级架构，无线承载网分为前传、中传和回传。前传中，局端无线主设备、基站侧无线主设备部署位置和结构未改变，因此5G的前传架构整体与4G相同。

图15G承载网演进架构

25G前传业务需求

ECPRI接口将主要用于5G前导网络。在100MHz频谱、64T/64R天线、下行16流/上行8流配置下，eCPRI接口需要25G速率。由于无线频谱资源更为广泛，5G前向传输需要多个25G接口。在5G网络的建设中，光纤直接驱动是前向传输的主要解决方案。然而，在5G优先覆盖的地区，如密集的城市地区，光纤资源过剩，但直接驱动不足，因此需要采用其他技术解决方案来解决CRAN模式下的AAU扩展。波分复用（WDM）技术通过光波长复用将AAU按波长连接起来，可以在一根光纤中复用多个波长，大大降低了前向传输光纤资源的消耗。有许多25GWDM技术方案可用于5G前向传输，包括DWDM、CWDM和LAN-WDM等。

35G前传挑战分析

3.1超低时延

5G网络中最明显、最关键的应用是物联网应用。其中，智能交通下的自动驾驶仪、无人机等服务非常惊人，但也对网络延时提出了更高的要求。首先，之后可以发现，正常情况下，操作员区主机室距离示例终端70~100km，光纤线路双向延时在S范围内为800~1000μ，只能完全满足约3MS的端到端一般服务延时要求。但运营商接入机房的OLT侧通常距离示例终端20km或非常近，光纤线路的双向时延小于200μs，完全可以满足不超过1ms的端到端超低时延业务的需要。二是按照国际标准和未来新的业务应用保障规定，对5G组网时钟的时间精度提出了严格的要求。时钟时间精度在CPRIv7.0中规定，误差控制在±2ppb内，抖动在±8.138ns内。如果采用分组方式传输5G时钟，则会增加时间同步的难度，导致系统成本不断增加。因此，使用PON来支持前传是非常合适的。

3.2密集组网

根据5G的最佳体验指标，即NGMN-5G，任何时间、任何地点的50Mbps带宽都必须通过城郊接入实现20gbps/km2，人员聚集区接入达到7tbps/km2。这种在任何时间和地点的高带宽和接入需求导致基站数量的持续增加。在这个阶段，业界估计每100米需要分布一个微型基站。由此可见，密集组网将对基站的后向传输带来一定的挑战，需要相关人员关注。

4前传的几种解决方式

4.1光纤直驱方案

光纤直接驱动是目前最常用的正向传输方案。它具有结构简单、成本低的特点。在业务需求小、光纤核心资源充足的情况下，可以快速开通站点。缺点是它占用了大量的管道资源。考虑到共享NR站，DU和AAU之间需要多达12芯光纤。大规模部署需要消耗大量的布线和主干光缆，大量的叠加光缆也对管道造成压力。另外，新光缆敷设周期长，成本高。当采用Bidi模式时，光纤消耗可以降低50%，并且可以满足延迟对称性，但收敛能力有限。DU集中在综合业务接入点或BBU集中点。每个无线站的AAU通过布线和中继光缆远程连接到DU池。无线AAU和DU设备上应配置25G双工或Bidi白光模块。模型如图2所示。双工光模块的工作波长为1310nm。Bidi光模块有两种实现方式：WDM和环行器。由于环行器方案具有较高的防尘要求，WDM方案是目前的主流，CCSA规定了1270/1330nm的双波长Bidi方案。

Bidi

Bidi

DU/BBU双纤双向AAU/RRUDU/BBU单纤双向AAU/RRU

4.2单纤双向光模块方案

现有4G基站BBU-RRU互连端口一直采用10GE双光纤双向光模块。但是，当5G前置传输纤芯不足时，为了减少纤芯资源，DU-AAU互连端口可以采用25GE单光纤双向光模块，但纤芯需求从6芯减少到3芯，可以保证高精度同步传输。单光纤双向光模块技术成熟。可通过DU/AAU主设备配置单光纤双向光模块，快速解决光纤核心资源不足的问题，满足区域业务接入需求。

4.3无源波分方案

无源波分复用器基于CWDM（粗波分复用器）技术，由合路器、分路器、色光模块等安装附件组成。SFP彩光模块（前六个波长分别为1271nm、1291n