光纤通信技术任重道远 5G创新在路上

在日前召开的“2018年IMT-2020(5G)峰会”上，中国工程院院士邬贺铨表示，5G将重新定义信息技术的新应用，推动移动网与固网技术的融合，光纤通信技术将在5G时代发挥更大作用。他认为，WDM-PON在5G的光纤前传和中传系统中将发挥主要作用。

“5G基站的密集组网需要大量光纤，5G的无线接入网的前传和中传及回传对光纤传输系统提出高带宽低时延的要求。”邬贺铨认为，“WDM-PON在5G的光纤前传和中传系统中将发挥主要作用，在以太网基础上改进的时延敏感网络TSN可实现基站用户数据流的统计复用，提升了传输速率。”

“CPRI是目前宏基站点到点的前传接口的事实标准，以TDM方式且与实际用户业务无关的固定速率传送调制的无线信号，在大规模MIMO情况下，其需要的带宽过高，而且欠灵活性。考虑到大规模MIMO、载波聚合、多频带应用、多种规模的蜂窝并存、集中于虚拟的RAN等场景，IEEE1914.1正在定义基于以太网的前传接口NGFI(下一代前传接口)。”邬贺铨指出，“NGFI采用以太网包封CPRI信号，但需要解决分组通信的不确定性与不精确的时间同步，”因此需要采用TSN、ROE等技术。

邬贺铨认为，5G的MIMO层通常不会全部是独立的，可通过天线分组来提高无线信道吞吐量，同时空口的吞吐量随着无线信道的实际情况而变化，采用TDM方式效率低。5G前传带宽高，空口时延和时间同步精度比4G从严十倍，还要考虑对网络切片支持。

“5G如果采用以太网的统计复用机制，能够动态地适应流量状况，并汇聚多个基站的业务，但传统以太网带宽窄、效率低且实时性差。”邬贺铨表示，TSN保留了以太网统计复用特点，增加了新的功能。

使用标准以太网组件，改进数据链路层协议，按照QOS等级为高优先级的帧提供抢占功能;TSN继承了现有以太网的许多特性，比如HTTP接口和Web服务，实现了IIoT系统所需的远程诊断、可视化和修复功能;可跨越多层级通信，可实现OT和IT的融合，在工业、车联网和5G中提供高可靠低时延服务;TSN可利用标准以太网芯片集就可以利用批量生产的商业芯片，从而降低了组件的成本。

邬贺铨进一步表示，“5G利用TSN提供下一代前传接口(NGFI)，实现RoE，使用分组方式允许前传接口按多点到多点连接工作。ROE可以响应负载的变化自适应带宽，允许接口的业务流与天线数解耦，支持确定性的业务流调度、分组包封与无线域同步。”

此外，邬贺铨认为，随着5G站点大幅增加，将导致从天线到机房的前传/中传光纤资源非常紧张，需要节省光纤资源，实现5G网络低成本部署。在光纤直连、有源DWDM、WDM-PON、OTN等多个选择中，WDM-PON更适于5GRAN。

WDM-PON是点到多点的技术，节省光纤;对于每一个连接，WDM-PON在逻辑上又是点到点的，可独享一个波长，带宽可达25Gbps;WDM-PON中间无源且只有一跳，相比环网的多跳有最低的时延;用分波器代替分光器可降低损耗，获得较长传输距离;在网络管理方面，采用AMCC信号调顶技术，管理信道叠加在每个波长上。

最后，邬贺铨强调，5G的标准化还在进行中，还有很多挑战尚未解决，5G的创新永远在路上。