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光通信
2020/9/12 10:03

中國聯通王光全:G.698.4(前G.metro)25G標準與產業鏈趨于成熟,預計明年規模商用

C114通信網  林想

C114訊 9月12日消息(林想)“5G商用,承載先行”,一張高質量的承載網絡是“5G改變社會”的有力支撐。

為了更好的凝聚共識,匯聚產業力量,推動國內5G前傳產業的發展與繁榮,C114通信網攜手中國國際光電博覽會組委會,在第22屆中國國際光電博覽會--2020中國國際光電高峰論壇期間舉辦首屆“5G前傳技術與產業發展高峰論壇”。

會上,中國聯通研究院網絡技術研究中心總監王光全表示,5G大規模的網絡建設,特別是C-RAN的組網方式對于5G前傳提出了挑戰,需要重新認識前傳網絡。經過中國聯通及產業鏈各方共同努力,基于低成本可調諧光模塊的25G波長自適應接入型DWDM系統產業鏈逐步成熟。同時,王光全透露,G.698.4(前G.metro)25G標準修訂主要內容已基本完成,預計2021年發布。

前傳網絡需要重新認識

5G大規模的網絡建設,特別是C-RAN的組網方式對于5G前傳提出了挑戰,需要重新認識前傳網絡。

5G前傳采用WDM技術,多個扇區通過不同波長共享光纖資源,提高纖芯利用率,國內外運營商已達成共識。中國電信和中國聯通進行5G網絡的共建共享需要更寬的頻譜資源,大容量的DWDM技術具有更大的優勢;

隨著5G建設規模和速度,C-RAN部署的規模進一步增大,目前已呈現從D-RAN向大容量C-RAN增加的趨勢,采用WDM技術后對接入光纖的性能要求較光纖直驅和D-RAN組網大幅度提升,光纖的回損、反射及路徑串擾對WDM系統的性能產生較大影響,應予以足夠的重視;

5G大規模C-RAN部署促使運營商重新審視前傳網絡的星形和鏈型結構的合理性,需要重新考慮前傳網絡的規劃,包括接入主干光纜的保護、有條件的地方可實現多點環形組網;

在前傳網絡環形結構下,大容量的DWDM系統具有較大優勢,實現基于OADM的環網保護,實現對3個以上拉遠站的業務連接和保護。

G.698.4 標準日趨完善,基于可調諧激光器的DWDM系統優勢明顯

隨著帶寬需求不斷增加,大容量DWDM技術不斷下沉,走向網絡邊緣。為應對城域多業務綜合承載需求,中國聯通牽頭制定了基于低成本DWDM可調諧激光器的ITU-T G.698.4標準,實現DWDM系統的城域接入,滿足大容量WDM系統下沉的需求,得到行業廣泛認可,目前正在修訂25G接口標準。

“G.metro標準主要規范了基于低成本可調諧光模塊的波長自適應單纖雙向接入DWDM系統,具備波長自適應配置、超低時延、高效透明對稱傳輸、海量遠端設備零接觸運、低功耗等特點。”王光全指出,基于可調諧激光器的G.metro具有三大特性:

基于低成本可調諧激光器的DWDM系統容量大,波長調諧范圍包括6波、12波、20波和40波等;業內首創提出在接入WDM系統模塊內采用基于小信號調制(調頂技術)的消息通道機制,實現波長自動適配和遠程管控,即插即用;目前調頂已成為前傳波分基本功能,已在其它波分前傳方案中廣泛借鑒。

采用可調諧激光器,光模塊型號歸一化,與合分波器間任意連接,不需要一一匹配,不存在光模塊波長識別等問題,極大簡化網絡建設和運維;安裝簡單,即插即用,備件種類和數量大大減少。

“G.metro具備簡潔有效的OAM機制,部署型態多樣化,支持多平臺集成。”王光全指出, 基于G.metro標準規范的消息通道具備光功率/波長/溫度等實時監測,以及告警和環回等快速故障定界功能,提升前傳網絡維護手段和能力,實現對前傳網絡的有效管理,降低維護成本。

此外,該標準支持有源和半有源等多種型態靈活部署,獨立或多平臺集成(WDM/OTN/IPRAN)部署,充分利用機房資源。在G.metro標準的10G版本行標(YD/T 3551-2019)中,就已經明確規范了遠端有源和無源兩種設備型態,也被其他波分前傳方案借鑒。

G.metro標準自2014年4月立項,經過多年努力,于2018年2月ITU-T SG15全會正式通過并發布,編號為ITU-T G.698.4。2019年7月啟動修訂,增加25G速率。目前相關的調諧方法和機制、接口參數等主要內容已經基本完成,正在進行細節的補充和完善,預計2021年發布。

與此同時,G.metro標準在CCSA標準化也取得了多項突破。王光全表示,10G城域接入型WDM系統技術要求,已發布YD/T 3551-2019;10G可調諧光模塊,2020年7月已報批;DWDM單纖雙向和分波器,2020年9月上會討論;Nx25G DWDM系統和25G DWDM光模塊將在2020年9月/10月上會討論。

在談到G.698.4工作波長及波長自適應機制方面,王光全指出,25G采用與10G相同的起止波長和波長配對關系,暫只規定100GHz通道間隔的20通道雙向應用;針對25G修訂,適當簡化了port-agnostic(端口無關特性)實現機制,精簡了消息通道的消息類型和TEE狀態機,該簡化機制同樣適用于10G。

國內可調諧25G光模塊處于量產和即將量產階段

王光全表示,ITU-T G.698.4國際標準和相關行業標準的制定,大大促進和推動了國內可調激光器產業的自主化和國產化。經過中國聯通及產業鏈各方共同努力,基于低成本可調諧光模塊的波長自適應接入型WDM系統產業鏈逐步成熟。

目前有多個國內光芯片/模塊公司(海思、海信寬帶、瑞泰科技、光迅、華工正源、蘭特普、中芯光電、芯耘光電等),已開發出或正在開發低成本10G/25G可調諧激光器芯片/光模塊,逐步構建起國內可調諧激光器技術生態。再加上國外II-VI(Finisar)、EFFECT、Lumentum等公司,可調諧激光器產業鏈已基本成熟。

目前10G可調諧光模塊已經有商用產品,應用場景包括LTE/5G前傳及數字化室內分布及OTN/WDM-CPE專線接入等,目前已完成多個設備商基于該模塊的系統測試和現網試點,并納入中國聯通自研的WDM-CPE管控系統(基于NETCONF+YANG模型)進行集中管控,即將進行OTN/WDM-CPE設備的集采;該模塊還將用于縣鄉波分場景以代替彩光模塊。

王光全指出,國內外已有多個光模塊公司可提供可調諧25G光模塊進行測試;國產可調諧25G光模塊處于量產和即將量產階段。

據王光全介紹,2020年7月初,中國聯通啟動5G波分前傳集采測試功能,在無源CWDM方案外,首次將波長自適應城域接入型WDM(G.metro)方案納入。當前,已有6個設備商已完成系統適配,包括華為、烽火在內的4個設備商目前正在聯通研究院進行設備集采測試以及與聯通自研管控系統的納管測試。他透露,聯通計劃在2020年Q4完成實驗室集采測試和現網試點后進行設備集采,預計2021年規模應用。

王光全建議,在應用部署時,初期也可以采用固定(DU側)+可調(AAU側)搭配的方式,降低設備成本,未來兩端可考慮逐步采用全可調的方式。

同時,王光全還展示了中國聯通近期采用G.698.4 DWDM系統承載量子通信的測試結果,表明基于G.698.4的WDM-CPE與量子加密系統相結合可提供保密專線業務。

采用G.698.4 10G DWDM系統中的1個波長或多個波長作為連續變量量子秘鑰分發(CV-QKD)的量子加密信號傳輸通道,與其他10G業務波長的經典光通信進行共纖傳輸。測試結果表明,在經過12.6km光纖傳輸后,不同間隔和不同波道數下,系統中10G業務無影響,所承載的CV-QKD量子安全密鑰成碼率無明顯波動,滿足量子加密服務需求。實驗表明,可利用G.698.4 DWDM系統承載CV-QKD量子加密通信,為專線業務提供低成本量子加密的增值服務,并節省大量額外光纖。

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