1. WDM-PON incluye escenarios de aplicación 5G

1.1 Definición de arquitectura de red previa a la transmisión

Con el rápido desarrollo de Internet móvil y la aparición de una variedad de nuevas aplicaciones como el Internet de las Cosas, para hacer frente al futuro crecimiento explosivo del tráfico de datos móviles y la conectividad masiva de dispositivos, surgió la quinta generación de tecnología de comunicación móvil (5G).

En 2015, la UIT-R definió oficialmente tres escenarios de aplicación típicos para 5G: eMBB, mMTC y URLLC. eMBB corresponde a servicios de banda ancha móvil de gran capacidad como el vídeo 3D/Ultra HD. mMTC corresponde a servicios de Internet de las Cosas a gran escala, mientras que URLLC corresponde a servicios como sin controlador, automatización industrial, etc., que requieren baja latencia y alta fiabilidad.

El 28 de noviembre de 2016, China Mobile publicó un documento técnico sobre los requisitos, arquitectura y desafíos del 5G C-RAN.

Escenarios de aplicación y investigación tecnológica para portadores WDM-PON
Figura 1 Arquitectura de investigación de la BBU: de un nodo único 4G a arquitectura de dos niveles 5G cu/DU

La función BBU 5G se reconstruirá en dos entidades funcionales, CU y DU (véase la Figura 1). La CU incluye principalmente funciones inalámbricas de pila de protocolos de alta capa no en tiempo real, y soporta el hundimiento parcial de funciones de red central y el despliegue de servicios de aplicación en el borde. La función de Capa 2, que se ocupa principalmente de funciones de capa física y requisitos en tiempo real, se divide en dos niveles: pre-transmisión de un nivel y pre-transmisión de dos niveles.

La existencia de la CU implementa algunas de las funciones de la UBU original, es decir, es compatible con el despliegue centralizado completo y también soporta el despliegue distribuido de DU.

La arquitectura de preámbulo C-RAN de dos etapas proporciona soporte de red para pooling de DU o pooling de CU. Una de las precuelas es Fronthaul, que puede soportar acuerdos previos como eCPRI; la precuela de segundo nivel también se conoce como Midhaul (Zhongchuan). Fronthaul y Midhaul tienen diferentes requisitos de latencia y ancho de banda para distintos servicios 5G.

Los grandes requisitos de ancho de banda de la pre-transmisión y el backhaul 5G impulsan los amplios requisitos de interfaz de la red de transmisión, incluyendo interfaces Ethernet de alta velocidad o interfaces de transmisión como OTN/DWDM. Al mismo tiempo, con la definición de la nueva interfaz preámbulo de eCPRI, la arquitectura de red evoluciona hacia una nueva arquitectura que soporta el pooling de DU y CU, lo que presenta nuevas oportunidades y desafíos para el acceso inalámbrico y los portadores 5G.

1.2 WDM-PON incluye escenarios de aplicación 5G

Escenarios de aplicación y investigación tecnológica para portadores WDM-PON
Figura 2 Nueva escena o escena hotspot 5G

El escenario típico de aplicación de WDM-PON en 5G se muestra en la Figura 2 anterior.

Cuando el operador tiene la presión de selección del sitio, o necesita liberar la sala de la BBU, o el área densa necesita desplegar el pool de DU de forma centralizada, la ubicación de la UD puede moverse hacia adelante y desplegarse en estos escenarios. Especialmente para los nuevos escenarios de operadores con servicios cableados e inalámbricos existentes, es muy adecuado llevar el portador del WDM-PON para la interfaz previa a la transmisión. El OLT puede aprovechar la ventaja de acceder a la sala de equipos para desplegar centralmente la DU, el pool de DU y el sitio común del OLT. Para el servicio URLLC 5G, se recomienda que la CU también comparta el sitio con el OLT y el DU. El co-sitio de pooling de DU hará que la ruta de transmisión de datos en plano de usuario de la demanda de coordinación (como CoMP) entre las unidades DU más cercanas sea más cercana; la coestación DU y CU hará desaparecer el Midhaul, y el retraso de transmisión del avión de usuario 5G RAN será menor.

2. La realización de la tecnología WDM-PON y su importancia como portador 5G

Arquitectura WDM-PON:

Escenarios de aplicación y investigación tecnológica para portadores WDM-PON

Figura 3 Arquitectura WDM-PON

Las tecnologías clave de WDM-PON se centran actualmente en: tecnología ONU incolora, es decir, ITU-T G. 989.2 y tecnología explícitamente ajustable del estándar CCSA WR WDM-PON para lograr ONU incolora; la otra es la tecnología de canal de gestión auxiliar (AMCC), concretamente el tono piloto RF y la sobremodulación de banda base.

En la solución WDM-PON, el desarrollo de tecnologías clave como la tecnología de módulos ópticos, la gestión OAM y la conmutación de protección desempeña un papel importante en la planificación y uso a gran escala de portadores WDM-PON 5G. Los acuerdos relevantes se están debatiendo y desarrollando en la organización de normalización.

2.1 Esquema previo a la transmisión

Escenarios de aplicación y investigación tecnológica para portadores WDM-PON

Figura 4 Solución de red pre-transmisión WDM-PON basada en la plataforma de acceso óptico unificado OLT

La plataforma unificada de acceso óptico OLT del dispositivo WDM-PON se utiliza para la pre-transmisión móvil 5G y soporta servicios de acceso óptico por cable. El pool de DU o BBU 5G y la RRU están conectados a través de una red óptica pasiva WDM-PON para implementar la pretransmisión de servicios móviles.

WDM-PON como esquema de pre-transmisión 5G refleja las siguientes características técnicas:

1. La tecnología WDM-PON tiene un pequeño retardo y puede proporcionar garantía de rendimiento de red y servicio separada para 5G, servicios gubernamentales y empresariales;

2. Gran ancho de banda, que soporta 10G y 25G por canal, cumpliendo con los requisitos de ancho de banda de las señales preámbulas eCPRI de 25G;

3. Alta eficiencia de transmisión. Reflejado en dos aspectos: uno es el ancho de banda exclusivo sin planificación de DBA, punto a punto lógico. El otro es el aspecto de gestión, que utiliza tecnología de sintonización de señal AMCC, el canal de gestión se superpone a cada longitud de onda, no hay reserva OMCC y no hay desperdicio causado por la reserva de recursos de GEMPORT.

WDM-PON como solución de pre-transmisión 5G también reflejará valor en aplicaciones de ingeniería:

1. La solución WDM-PON es adecuada para cubrir áreas residenciales urbanas densamente pobladas. Debido a la «topología natural de cables en forma de árbol», «negocio de convergencia por desplazamiento sólido» y «cobertura intensiva».

2. Se pueden compartir los ajustes existentes de infraestructura de fibra. El despliegue de la red 5G requiere una gran cantidad de recursos de fibra. La arquitectura de la red se basa en una topología de red de árbol punto a multipunto de redes ópticas pasivas, lo que puede ahorrar muchos recursos de enrutamiento de fibra. Actualmente, la red de fibra FTTx cubre una amplia área, y los recursos de línea y puertos son abundantes. La utilización completa de la red de fibra FTTx puede reducir el coste de despliegue de la red 5G, disminuir la inversión repetitiva, mejorar la utilización de los recursos existentes de la red y mejorar rápidamente la cobertura densa de la red 5G.

3. El AWG distribuye múltiples longitudes de onda y luego se distribuye a la fibra de rama, ahorrando muchos recursos de fibra troncal.

4. El AWG tiene menos pérdida que el POWER SPLITER. En el caso de la misma red ODN, reemplazar el SPLITER por el AWG supone una mayor distancia de transmisión.

El acceso 5.5G y cableado puede compartir recursos de sala, como puntos de acceso locales PoP. En particular, la sala de equipos basada en la reconstrucción de la AO puede aprovechar al máximo las ventajas de la construcción integral de redes y la inversión igualitaria.

6. El OLT puede compartirse para acceder al usuario doméstico, al usuario de la empresa gubernamental y a la estación base 5G. Mejorar aún más la utilización de equipos, ahorrar costes de despliegue de equipos de red y reducir los requerimientos de recursos como las salas de equipos.

7. Tras la agrupación de la DU, ayuda a compartir y compartir recursos para el acceso inalámbrico y cableado, y a construir una red de convergencia móvil fija orientada al futuro. Incluyendo la fusión de planos de control de estado sólido, para lograr autenticación, facturación y información de usuario unificadas; lograr un equipo de plataforma común UPF de desplazamiento fijo de transferencia y superficie de transferencia sólida; también puede lograr una integración sólida de recursos de almacenamiento, como recursos CDN y MEC.

2.2 Progreso de las normas WDM-PON y demandas de los operadores

Actualmente, el estándar WDM-PON estudia principalmente sistemas WDM-PON con longitudes de onda individuales inferiores a 10G (1,25G/2,5G/10G). Cuando la tasa de onda única alcanza 10G, la tecnología principal de la ONU incolora WDM-PON es la tecnología ajustable. Las organizaciones de normalización están empezando a centrarse en la aplicación de WDM-PON en la pre-transmisión 5G, especialmente en el sistema WDM-PON de una sola onda y tasa 25G. ITU-T G. ¿Qué pasa? El grupo de discusión de 5GP está avanzando y debatiendo sobre el WDM-PON de 25G.

Desde 2017, los operadores internacionales han estudiado WDM-PON como un programa clave para la precuela 5G. Legal Orange, la red actual es mayoritariamente D-RAN, C-RAN no mucho, 5G C-RAN, considera colocar CU en punto NG-POP, 5G pre-transmisión presta mucha atención y estudia WDM-PON. DT, considerando la separación C-RAN, CU/DU, CU se concentra en la capa de agregación. La precuela de WDM-PON es de interés. Telstra, para la precuela C-RAN, compara soluciones DWDM activas y WDM-PON. Los tres principales operadores de China, el Instituto de Investigación de Telecomunicaciones de China, promovieron activamente las pruebas y ensayos comerciales de WDM-PON; El portador 5G de China Unicom impulsa G. Metro, la tecnología WDM-PON es similar, puede usarse como una versión simplificada de G. Metro; China Mobile promoverá FlexE para portadores 5G, y WDM-PON podrá integrarse con él.

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Hora de publicación: 04-dic-2019