5G前传网络带来的测量新挑战

随着5G网络的不断建设，5G时代已经到来。5G带来了高带宽，广连接，高容量，低时延等特点。5G基站分为宏站、微站和皮站。由于5G频段更高，基站的覆盖范围缩短。其中，宏站覆盖范围在200米以上，微基站覆盖范围在100米左右，皮基站用于室分，覆盖范围几十米。5G移动承载网络围绕着这些技术特性。采用大规模超密集基站部署，基站拉远光纤替代传统的馈线电缆。为了实现5G信号的全覆盖，5G宏基站数量约为4G基站的2倍，小基站数量为4G基站的3倍。基站数量的倍增将催生5G承载网对光纤光缆资源的大量需求。巨量基站、海量的物联网接入、光纤化室内分布以及智慧城市的建设。我们即将面对的是一个庞大的光纤5G前传网络。光纤的部署将成为前传通信的重要组成部分。

目前国内运营商的5G前传网络有几种组网方式：光纤直驱、无源WDM、有源OTN等。

光纤直驱方案

光纤直驱方案分为单芯单向和单芯双向（Bi-direction，BIDI）两种。AAU和DU设备上分别安装白光模块，需要的光纤资源分别为6芯/3芯，如下图。单芯单向采用1310nm波长，单芯双向采用1270nm/1330nm波长。光纤直驱方案建设成本低，时延特性好，因此成为运营商5G前传的主要的方案之一。但由于一个基站三个天线扇区，一个基站就需要6芯光纤，光纤资源消耗很高。

无源WDM方案

无源WDM方案也是目前运营商主要的前传组网方式，WDM技术可大幅节省光纤资源。WDM方案包括CWDM粗波分和DWDM密集波分两种。25G CWDM前传方案采用无源合/分波+彩光直驱方案，DU前端配置光合波器OMD，AAU节点配置光分插复用器OAD，AAU和DU之间采用1芯光缆。目前业界25G CWDM方案一般为6波或者12波，从1271nm-1611nm，通道间隔20nm。其中O波段的前6波用于5G前传。12波方案用于4G和5G系统混传。采用单芯双向WDM技术，可以大幅节约光纤资源。另外，WDM方案引入了合/分波器，线路整体结构复杂、损耗较高，因此在WDM方案里功率预算是一个关键问题。

方案优点：节省光纤资源、成本较低、安装简单。方案缺点：结构复杂，网络对功率预算要求较高，缺少监控和运维管理手段，没有保护倒换措施。

OTN方案
OTN方式信号承载，采用时分复用的技术。接入OTN设备客户侧，映射和复用成高速的OTN信号并转换成彩光接口，进行波分复用后在一对光纤中传输，大幅节省光纤资源。有源OTN也成为5G前传网络探讨的方案。如下图所示，AAU站点和DU两端设置有源OTN设备，支持多个AAU通过OTN技术共享光纤资源。AAU和DU设备上各设置1个有源OTN设备，一般占用2芯主干光纤。

采用OTN技术，通过时分复用技术可节省大量光纤资源，同时OTN带有丰富的开销管理字节，可以给网络提供更丰富的OAM功能和故障诊断能力，并可以支持网络保护。这一点是其他组网方式不具备的。但由于OTN设备是有源的，在前传网络组网中面临成本较高、网络复杂等问题。

另外还有WDM-PON方案，AAU和DU两端分别设置ONU和OLT，通过光分路器组成P2MP型PON网路。

上述的5G前传组网方式各有优缺，适用的场景也各不相同。从现阶段来看，光线直驱方案结构简单、安装及维护简便，技术最成熟，光纤直驱方案作为光纤资源充足场景的5G前传首选方案。而WDM技术承载方案，可以节约大量的光纤资源。随着规模部署，WDM方案越来越被运营商青睐。

面对海量的光纤资源，如何有效的管理、维护、利用光纤网络，将成为5G前传网络的新挑战。我们知道无论光纤直驱还是WDM组网方式，目前都还属于光纤基础网络 “哑资源”，受限于无源特性，近似“黑盒”的管理效率低下，且极易出错。“因此，如何充分有效地利用FTTx大建设的光纤光缆等基础设施资源，将成为运营商5G和智慧城市低成本建设和差异化竞争的利器。”5G前传网络的光纤检测、管理和维护成为了重中之重。

在这里我们简单介绍一下5G前传网络的光纤检测新技术。