1 前言
相对于4g无线接入网（ran）的基带处理单元（bbu）、射频拉远单元（rru）两级结构，5g ran通常采用集中单元（cu）、分布单元（du）和有源天线单元（aau）三级结构。相应地，传输将演变为前传、中传和回传三级结构，通常将du和aau间的电路传输称为前传，如图1所示。
图1 4g/5g 无线接入网架构示意图
5g ran的部署方式分为分布式无线接入网（dran）和集中式无线接入网（cran），5g接入网云化将推动cu、du和aau分离的大规模cran部署，此时，du堆叠在中心机房（如4g的bbu集中机房），aau分布在远端，如图2所示。
图2 dran与cran的结构示意图
2 5g前传的接口需求
5g商用初期，aau将主要利用现有rru的物理站址，而du也部署在bbu集中机房，因此，5g前传应综合考虑5g和4g混合承载的需求。4g和5g的前传的接口分别为：cpri和ecpri，传输速率分别为10g和25g，传输时延小于100um。
前传接口的数量则和每个物理站部署的逻辑站数量有关，以某运营商为例，一个物理站可能部署的逻辑站所使用的频段及端口数见表1；大多数情况下一个物理站cpri的端口需求为6或9个、ecpri端口需求为3。
3 5g前传方案分析
满足5g前传接口需求的前传方案主要有：光纤直连方案、无源wdm方案、有源wdm方案、spn方案和wdm-pon方案。
3.1 光纤直连方案
光纤直连方案是将bbu/du的端口与rru/aau的端口采用光纤直接连接的方式，通常每个bbu/du与rru/aau的连接需要2芯，当bbu/du和rru/aau采用bidi（单芯双向）光模块时，连接的光纤数为1芯。
光纤直连方案组网结构简单、接入方便，但即便采用单芯双向方案，依然需消耗大量纤芯资源，通常每个4g和5g共址站需要24～36芯。按每个站新建36芯光缆0.5km（利用现有管道或杆路资源布放）、利旧原有光缆纤芯2.0km估算，光缆投资约1.2万元。
3.2 无源wdm方案
无源wdm方案的详细介绍详见《无源波分技术及其在4g/5g前传中的应用》一文。
该方案中，由于需要将原有bbu/du和rru/aau的光模块替换成彩光模块，从而增加了彩光模块的成本。当前，用于1个4g/5g逻辑站（3个rru/aau）的无源wdm前传方案造价约0.15万元/0.25万元，按每个物理站9个rru、3个aau估算，总造价约0.7万。
3.3 有源wdm方案
由于传统wdm方案造价过高，有源wdm方案主要指低成本wdm方案。
低成本wdm方案采用dmt（离散多载波）算法，用低速的光器件传输高速的信号，从而大大减少了设备成本。例如，传统wdm设备传送10个10ge的信号需要通过10个10g光模块合波成1个100g；而低成本的wdm方案则采用2个10g光模块，通过dmt算法使每个光模块传送50g的信号，再将2个50g信号合波成1个100g，如图3所示。与传统wdm方案相比，低成本wdm方案可使光模块的使用量减少数倍，从而使设备的成本减少1/2以上。
图3 传统wdm与低成本wdm方案中光信号的合路方式
低成本wdm方案的造价和所提供的端口有关，按每个物理站9个rru、3个aau估算，总造价约3.5万。
3.4 wdm-pon方案
wdm-pon采用wdm技术，在olt与awg（阵列波导光栅）将多个波长复用在一根光纤上传输，从而节省olt与awg间的光纤资源，wdm-pon前传方案的拓扑结构如图4所示。wdm-pon可充分利用现有odn资源，避免光缆线路的重复建设，降低5g网络部署成本，快速完成5g网络的覆盖。
图4 wdm-pon前传方案的拓扑结构
wdm-pon技术虽然出现较早，由于缺少必要的应用，技术的发展及产业化进程一直比较缓慢。当前，随着5g前传需求的提出，wdm-pon关键技术的相关标准正在进一步完善，但wdm-pon技术实现难度较高、器件的成熟度较低、设备成本较高，近期难以成为主流传输技术。
3.5 几种前传方案的比较
以上共介绍了4种用于5g前传的技术，不同前传方案的对比见表2。
通过对以上几种可用于5g前传技术的对比分析，可以看出：
（1）光纤直连方案对纤芯的消耗量非常大，但总体建维成本并不高；
（2）无源波分方案总体建设成本虽不高，但当前25g光模块价格较高，若仅考虑5g逻辑站的前传则成本较高；而且，该方案在维护中存在维护备件较多、光模块色谱难以辨识、链路光功率预算不足等问题。
（3）有源方案具有较强的oam功能，可靠性高；但wdm-pon技术尚不成熟，低成本wdm方案在逻辑站较少的场景下单端口的造价依然较高。
4 前传方案选择的建议
综上所述，合理的光缆纤芯储备对5g快速建网和持续发展起重要的作用；当前应对5g前传，在需要新建光缆的段落预留充足的纤芯资源依然是最好的选择。具体建议如下：
（1）在现有接入光缆的纤芯数可满足纤芯直连需求，或现有接入光缆的纤芯数虽不满足需求，但光缆建设条件较好且平均每站新建长度不超过1km时，应采用光纤直连方案；
（2）现有接入光缆的纤芯不满足光纤直连需求时，若光缆建设难度较大、或光缆建设成本较高（例如：平均每站新建长度超过1km）、或工程时效性难以满足的情况下，宜采用无源wdm方案；
（3）对安全性要求较高的场景，应尽量采用dran方式（用ptn/spn组环网接入），当采用cran方式时可采用低成本wdm方案。
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