基于可調諧激光器的G.metro具有哪三大特性？

“5G商用，承載先行”，一張高質量的承載網(wǎng)絡是“5G改變社會”的有力支撐。

為了更好的凝聚共識，匯聚產(chǎn)業(yè)力量，推動國內5G前傳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與繁榮，C114通信網(wǎng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”。

會上，中國聯(lián)通研究院網(wǎng)絡技術研究中心總監(jiān)王光全表示，5G大規(guī)模的網(wǎng)絡建設，特別是C-RAN的組網(wǎng)方式對于5G前傳提出了挑戰(zhàn)，需要重新認識前傳網(wǎng)絡。經(jīng)過中國聯(lián)通及產(chǎn)業(yè)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(tǒng)產(chǎn)業(yè)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(fā)布。

前傳網(wǎng)絡需要重新認識

5G大規(guī)模的網(wǎng)絡建設，特別是C-RAN的組網(wǎng)方式對于5G前傳提出了挑戰(zhàn)，需要重新認識前傳網(wǎng)絡。

5G前傳采用WDM技術，多個扇區(qū)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(lián)通進行5G網(wǎng)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(yōu)勢；

隨著5G建設規(guī)模和速度，C-RAN部署的規(guī)模進一步增大，目前已呈現(xiàn)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(wǎng)大幅度提升，光纖的回損、反射及路徑串擾對WDM系統(tǒng)的性能產(chǎn)生較大影響，應予以足夠的重視；

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

在前傳網(wǎng)絡環(huán)形結構下，大容量的DWDM系統(tǒng)具有較大優(yōu)勢，實現(xiàn)基于OADM的環(huán)網(wǎng)保護，實現(xiàn)對3個以上拉遠站的業(yè)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(tǒng)優(yōu)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(wǎng)絡邊緣。為應對城域多業(yè)務綜合承載需求，中國聯(lián)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(xiàn)DWDM系統(tǒng)的城域接入，滿足大容量WDM系統(tǒng)下沉的需求，得到行業(yè)廣泛認可，目前正在修訂25G接口標準。

“G.metro標準主要規(guī)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(tǒng)，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?！蓖豕馊赋?，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(tǒng)容量大，波長調諧范圍包括6波、12波、20波和40波等；業(yè)內首創(chuàng)提出在接入WDM系統(tǒng)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(xiàn)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(wǎng)絡建設和運維；安裝簡單，即插即用，備件種類和數(shù)量大大減少。

“G.metro具備簡潔有效的OAM機制，部署型態(tài)多樣化，支持多平臺集成?！蓖豕馊赋觯?基于G.metro標準規(guī)范的消息通道具備光功率/波長/溫度等實時監(jiān)測，以及告警和環(huán)回等快速故障定界功能，提升前傳網(wǎng)絡維護手段和能力，實現(xiàn)對前傳網(wǎng)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(tài)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(jīng)明確規(guī)范了遠端有源和無源兩種設備型態(tài)，也被其他波分前傳方案借鑒。

G.metro標準自2014年4月立項，經(jīng)過多年努力，于2018年2月ITU-T SG15全會正式通過并發(fā)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(shù)等主要內容已經(jīng)基本完成，正在進行細節(jié)的補充和完善，預計2021年發(fā)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(tǒng)技術要求，已發(fā)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(tǒng)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(guī)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(xiàn)機制，精簡了消息通道的消息類型和TEE狀態(tài)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(chǎn)和即將量產(chǎn)階段

王光全表示，ITU-T G.698.4國際標準和相關行業(yè)標準的制定，大大促進和推動了國內可調激光器產(chǎn)業(yè)的自主化和國產(chǎn)化。經(jīng)過中國聯(lián)通及產(chǎn)業(yè)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(tǒng)產(chǎn)業(yè)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(fā)出或正在開發(fā)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(tài)。再加上國外II-VI（Finisar）、EFFECT、Lumentum等公司，可調諧激光器產(chǎn)業(yè)鏈已基本成熟。

目前10G可調諧光模塊已經(jīng)有商用產(chǎn)品，應用場景包括LTE/5G前傳及數(shù)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(tǒng)測試和現(xiàn)網(wǎng)試點，并納入中國聯(lián)通自研的WDM-CPE管控系統(tǒng)（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(xiāng)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(chǎn)可調諧25G光模塊處于量產(chǎn)和即將量產(chǎn)階段。

據(jù)王光全介紹，2020年7月初，中國聯(lián)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(tǒng)適配，包括華為、烽火在內的4個設備商目前正在聯(lián)通研究院進行設備集采測試以及與聯(lián)通自研管控系統(tǒng)的納管測試。他透露，聯(lián)通計劃在2020年Q4完成實驗室集采測試和現(xiàn)網(wǎng)試點后進行設備集采，預計2021年規(guī)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(lián)通近期采用G.698.4 DWDM系統(tǒng)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(tǒng)相結合可提供保密專線業(yè)務。

采用G.698.4 10G DWDM系統(tǒng)中的1個波長或多個波長作為連續(xù)變量量子秘鑰分發(fā)（CV-QKD）的量子加密信號傳輸通道，與其他10G業(yè)務波長的經(jīng)典光通信進行共纖傳輸。測試結果表明，在經(jīng)過12.6km光纖傳輸后，不同間隔和不同波道數(shù)下，系統(tǒng)中10G業(yè)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(tǒng)承載CV-QKD量子加密通信，為專線業(yè)務提供低成本量子加密的增值服務，并節(jié)省大量額外光纖。
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