首页 > 手机 > 知识 >

提升5G网络品质需从前传入手,半有源前传优势巨大

2020-09-11 11:00:36 来源:加入IT 编辑:admin
浏览

提升5G网络品质需从前传入手,半有源前传优势巨大是由勇敢说的小编精心推荐,希望以下资讯对你能带来参考借鉴作用。

“全国已建成5G基站超过48万个,5G网上终端连接数已超过1个亿,5G应用不断丰富,覆盖工业、医疗、媒体、交通等多个领域。”在2020年中国国际服务贸易交易会“5G新兴服务贸易发展论坛”上,工业和信息化部信息通信发展司司长闻库介绍了我国5G新技术、新应用、新业态发展取得的积极成效。据悉,到2020年底我国计划建成60万个5G基站,而从长远看,我国5G规划新建基站数将达到500万。

当下还正处于5G网络建设和应用培育的重要时期,为此,闻库建议, 要持续提升网络供给能力----电信运营企业要重点做好5G网络建设部署规划,加快推进主要城市的网络建设,争取早日建成覆盖广泛、技术先进、品质优良的5G网络。

为什么要持续提升5G网络供给能力?这是因为一方面, 从50万5G基站到500万5G基站,这对于各级承载、连接以及核心网络而言是巨大的挑战,另一方面,随着5G使能千行百业的进程逐渐加快, 5G和4G相比在商业上发生了巨大的变化,从服务人和人的连接到服务人和物、物和物的连接,各种大带宽、低时延和广连接的应用将对5G网络的可靠性、可维护和可运营性提出更高的技术要求。这里在5G无线网内部就存在着巨大的提升空间。

5G网络竞争正在成为5G前传竞争

一个基站,通常包括BBU(主要负责信号调制)、RRU(主要负责射频处理),馈线(连接RRU和天线),天线(主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换)。

4G每个基站都有一个BBU,并通过BBU直接连到核心网。而在5G网络中,接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体:CU(Centralized Unit,集中单元),DU(Distribute Unit,分布单元),AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)。原来4G的RRU和天线合并成AAU,把BBU分离成CU和DU,DU下沉到AAU处,一个CU可以连接多个DU。

如上图所示,4G基站设备由BBU(基带单元)和RRU(射频拉远单元)组成,RRU通常会拉远至接近天线的地方,BBU与RRU之间通过光纤连接,而RRU与天线之间通过馈线连接。

而5G基站设备将BBU分割为CU(中央单元)和DU(分布式单元),并通过光纤与AAU(有源天线单元)连接。AAU包含了RRU和天线功能,即有源射频部分与无源天线基于一体。

4G只有前传和回传两部分,在5G网络中则演变为三个部分, AAU连接DU部分称为5G前传(Fronthaul),中传(Middlehaul)指DU连接CU部分,而回传(Backhaul)是CU和核心网之间的通信承载

通常4G和5G基站是共站的,即在原有的4G站点上叠加5G设备。所以经常出现4G和5G基站共用同一根光缆里的不同光纤的现象。而伴随着5G AAU的增多,往往会出现各种窘迫的情况。

工业和信息化部通信科技委常务副主任、中国电信集团公司科技委主任韦乐平认为,在5G传输中,5G前传十分关键,5G技术难度最大、成本最敏感、对维护效率影响最大。其中在技术方面,5G速率高(25Gbit/s-100Gbit/s)、时延低(100微秒)、同步时钟精度高(单节点纳秒级)。在成本方面,5G前传中的RRU/AAU数量巨大,成本占接入承载网50 %;而且最靠近用户,每个RRU/AAU服务的用户数最少,其成本只能由很少用户来分摊,成本十分敏感;多天线技术使前传带宽大幅增加,成本雪上加霜;对光纤资源消耗大,传统1个基站需6根光纤。在维护方面,5G前传涉及巨大数量RRU/AAU的安装、开通、升级等,对维护效率影响最大。因此,5G网络的竞争正演变为5G无线网内部光纤基础设施(5G前传)的竞争。

现有多数前传技术亟待升级

5G无线网内部的DU和AAU之间的连接方案也称为5G前传,当前主要有三种技术方案,也可以说成是前后三代,它们分别是 裸纤直驱、无源WDM和(半)有源WDM方案

裸纤直驱方案顾名思义,就是BBU(DU)与每个AAU的端口全部采用光纤点到点直连组网,这种方案实现简单,但对光纤资源消耗很多,只适用于光纤资源充足的区域。

无源波分方案采用波分复用(WDM)技术,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,利用一对甚至一根光纤可以提供多个AAU到DU之间的连接。相比裸纤直驱方案,无源波分方案虽然能够节省光纤资源,但也存在一定的局限性。一是波长通道数受限,虽然粗波分复用技术标准定义了16个通道,但考虑到色散问题,用于5G前传的无源CWDM方案只能利用前几个通道,波长数量有限,可扩展性较差。二是波长规划复杂,WDM方案需要每个AAU使用不同波长,因此前期需要做好波长规划和管理。三是运维困难,不易管理,彩光光模块的使用可能导致安装和维护界面不够清晰,缺少OAM机制和保护机制。由于无法监测误码,无法在线路性能劣化时执行倒换。四是故障定位困难,无源WDM方案出了故障后,难以具体定界出问题的责任方。

受制于网络铺设时的技术条件限制,现有的4G和5G移动通信网络中采用裸纤直驱和无源前传的比例非常高,由于这两种方式的先天技术缺陷,导致实际使用中的问题非常多。例如,从两个省市运营商实际商用的4G和5G前传网络的对比数据看,5G前传段的告警是4G网络的5~10倍,平均故障处理时长2倍以上。另外,当前的前传解决方案也无法满足4个9、甚至5个9高可靠要求5G业务需求。

“一方面5G基站数量离总需求大于500万基站还有很大差距;新兴行业应用规模上量后,像实况直播、智能制造等业务属性对网络有4个9、甚至5个9的可用性要求,这使得采用裸纤直驱或无源方案承载的无保护和监控的5G前传网络成为提升网络可用性的关键瓶颈。”业内人士表示。

半有源前传方案是品质5G的最佳选择

正是以上诸多原因推动了 半有源解决方案的出现和成熟,5G前传网络开始进入3.0时代。

半有源前传方案具备三大特质以满足品质5G网络建设的需求。第一,12波大容量,比无源方案提升一倍;第二,可运维、有保护支持5个9网络可用率;第三,高性能10km传输距离,满足任意部署场景。

这三大特质得益于半有源前传方案背后的一系列技术创新,华为公司传送网副总裁袁勇强表示。

首先,采用扩波技术,将业内通用的6波CWDM提升到12波,支持5G双模和5G 4G共站部署,这就节省一倍的光纤资源。

除了节约光纤以外,有源WDM/OTN方案可以进一步提供环网保护等功能,提高网络可靠性和资源利用率。此外,基于有源波分方案的OTN特性,还可以提供如下功能:1)通过有源设备天然的汇聚功能,满足大量AAU的汇聚组网需求。2) 拥有高效完善的OAM管理,保障性能监控、告警上报和设备管理等网络功能,且维护界面清晰,提高前传网络的可管理性和可运维性。3) 提供保护和自动倒换机制,实现方式包括光层保护和电层保护等,通过不同管道的主—备光纤路由,实现前传链路的实时备份、容错容灾。4) 具有灵活的设备形态,适配DU集中部署后AAU设备形态和安装方式的多样化,包括室内型和室外型。5)支持固网移动融合承载,具备综合业务接入能力,包括固定宽带和专线业务。

中国信息通信研究院技术与标准研究所副所长张海懿介绍说,半有源型基于主体的考虑分为分半有源A型和半有源B型,半有源A型在DU侧有源,可以部署有源设备,局端支持远端光模块的监测和控制,AAU侧无源,只部署无源合分波器;半有源B型在DU侧增加了监控监测接口和有源监测板卡,增加少量的维护功能,AAU侧是无源,只部署无源合分波器。她指出,基于WDM前传部署形态横向对比,依托半有源型部署的运营维护管理优势较为突出。

产业生态快速发展壮大

考虑到5G网络建设的紧迫性,如今,在5G前传的技术方案选择上,基于半有源的WDM方案有望加速推进,以便尽快实现产业化规模部署应用。后续随着5G网络部署规模扩大,尤其是CRAN小集中和大集中部署模式的逐步规模应用,基于半有源WDM的前传方案占比将显著提升。

任何一项技术实现的背后都离不开完备的产业生态支持,5G承载同样如此。在运营、设备、芯片、模块、测试各环节厂商的共同推动下,半有源5G前传产品已经迈入成熟期。

以半有源Open-WDM/MWDM为例,据中国移动研究院网络与IT技术研究所副所长李晗介绍,在业界广泛支持下整个产业链正在蓬勃发展。设备厂商方面,支持者涵盖了华为、中兴、烽火、诺基亚、爱立信、瑞斯康达、格林威尔、迅特、欣诺、华环、初灵、德科立、奥普泰、安徽皖通、震有、苏州苏驼等;芯片厂商方面,涵盖了光讯、海信、源杰、敏芯、Finisar等光芯片厂商,ADI、Maxim、Semtech等;模块厂商方面,涵盖了旭创、华工、易锐、索尔思、博通、新易盛、永鼎光通、铭普光磁、长飞等。

“核心产业‘光芯片 光模块’已具备量产能力。其中,已有4家厂商可规模量产MWDM光芯片,另有2家处于样品阶段;MWDM光模块方面,8家已规模量产,还有4家厂商将在今年第三季度量产。中国移动将在今年下半年展开半有源前传的集采工作。”他说。

在设备厂商层面,以华为为例,其所推出的Leaf OTN半有源5G前传方案已在全国30多个省市运营商实现商用或试点,有效支撑了三大运营商打造高品质5G前传网络。

“华为积极参与半有源相关标准的运营商企标制定,也开发了完整的半有源前传解决方案,针对5G的多种场景,已经在全国30多个省市,联合运营商做了大规模的试点商用,结果表明半有源方案在容量、可维护性、网络可靠性的优势明显,能大幅提升网络可运维性和业务可用性。”袁勇强表示, “我们呼吁更多的省份加大半有源前传的部署规模,也鼓励全行业一起开展技术和应用创新,共同努力,保证巨量投资建设的5G网络能真正承载5G高品质业务,充分发挥5G新基建使能千行百业数字化的作用。”

以上是来自勇敢说小编的精心推荐,提升5G网络品质需从前传入手,半有源前传优势巨大的详细介绍,你还可以继续访问youjoinit.cn网站了解更多关于提升5G网络品质需从前传入手,半有源前传优势巨大的文章。

相关阅读