程明，杜喆，張德智

（中國(guó)電信股份有限公司研究院，上海 200122）

1 引言

近幾年，5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了從小規(guī)模試點(diǎn)向大規(guī)模商用部署的快速轉(zhuǎn)變，與此同時(shí)，5G前傳的現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)方案也隨之發(fā)生了改變。目前，5G前傳承載主流方案已基本完成從采用雙纖雙向灰光模塊的光纖直連模式向采用6波3通道25 Gbit/s粗波分復(fù)用（coarse wavelength division multiplexing，CWDM）的無(wú)源波分模式轉(zhuǎn)變。

隨著中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通共建共享200 MHz頻譜帶寬，特別是5G網(wǎng)絡(luò)流量快速增長(zhǎng)，6通道25 Gbit/s前傳承載需求日趨明顯?，F(xiàn)有25 Gbit/s CWDM方案中的前6波（1 271～1 371 nm）一般采用直接調(diào)制器激光器（directly modulated laser，DML），具有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈支持和明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但是，在面臨6通道12波25 Gbit/s承載需求時(shí)，CWDM方案的后6波（1 511～1 611 nm）面臨色散代價(jià)大、需要采用電吸收調(diào)制激光器（electro-absorption modulated laser，EML）等問(wèn)題，整體方案成本較高。業(yè)內(nèi)為此提出多種解決方案并開(kāi)展了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要包括：細(xì)波分復(fù)用（LAN wavelength division multiplexing，LWDM）、中等波分復(fù)用（medium wavelength division multiplexing，MWDM）、密集波分復(fù)用（dense wavelength division multiplexing，DWDM）等。上述波分復(fù)用解決方案在高帶寬、線(xiàn)路保護(hù)、管理維護(hù)等方面都有一定的提升和創(chuàng)新，但最受運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的低成本部署需求尚未得到滿(mǎn)足。

2 現(xiàn)網(wǎng)部署的移動(dòng)前傳方案及標(biāo)準(zhǔn)化

2.1 4G前傳及標(biāo)準(zhǔn)化

4G時(shí)代，無(wú)線(xiàn)基站基帶處理單元（base band unit，BBU）與射頻拉遠(yuǎn)單元（radio remote unit，RRU）之間的前傳互聯(lián)主要采用通用公共無(wú)線(xiàn)接口（common public radio interface，CPRI），接口速率為10 Gbit/s及以下，BBU與RRU之間以光纖直連為主。4G部署初期，前傳基本采用雙纖雙向灰光模塊互連。隨著B(niǎo)BU集中、RRU拉遠(yuǎn)的基站建設(shè)模式規(guī)模推廣，光纖資源被大量消耗。因此，在4G部署中后期，采用能夠節(jié)省一半光纖的單纖雙向灰光模塊成為主流。在一些光纖資源特別緊張的區(qū)域，有運(yùn)營(yíng)商少量部署了基于CWDM彩光模塊的前傳網(wǎng)絡(luò)。初期采用CWDM彩光模塊的前傳方案價(jià)格非常昂貴，甚至達(dá)到灰光模塊直連價(jià)格的5～10倍。后期隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，CWDM彩光模塊價(jià)格有所下降，但仍是灰光模塊的2～3倍。

為了規(guī)范4G前傳光模塊，中國(guó)電信集團(tuán)公司牽頭制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 3131-2016《無(wú)線(xiàn)基站BBU與RRU互連用SFP/SFP+光收發(fā)合一模塊》，首次提出將無(wú)線(xiàn)前傳鏈路光功率預(yù)算模型作為前傳光模塊指標(biāo)制定的依據(jù)。4G前傳鏈路的光功率預(yù)算需要考慮傳輸（光纖含熔接）損耗、活動(dòng)連接器損耗（多波系統(tǒng)增加5 dB的復(fù)用/解復(fù)用器插入損耗）和維護(hù)冗余等因素，該鏈路預(yù)算模型在5G前傳光模塊的指標(biāo)制定中也被參考。該標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)10 Gbit/s及以下速率的雙纖雙向灰光模塊、單纖雙向灰光模塊進(jìn)行了指標(biāo)規(guī)范，也涵蓋了基于CWDM的彩光模塊技術(shù)要求，包括ITU-T G.694.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的18個(gè)波長(zhǎng)，從1 271 nm到1 611 nm，通道間隔20 nm，但并未對(duì)不同波長(zhǎng)的彩光模塊指標(biāo)進(jìn)行差異細(xì)化。

2.2 5G前傳及標(biāo)準(zhǔn)化

5G時(shí)代，無(wú)線(xiàn)基站有源天線(xiàn)單元（active antenna unit，AAU）與分布單元（distributed unit，DU）之間的前傳互聯(lián)主要采用25 Gbit/s速率的增強(qiáng)型通用公共無(wú)線(xiàn)接口（enhanced CPRI，eCPRI）。對(duì)于低頻段100 MHz頻譜寬度、S111（單頻三扇面站址）、64T64R站型，通常需要3通道25 Gbit/s的eCPRI鏈路。5G試商用及部署初期，主要由無(wú)線(xiàn)主設(shè)備廠(chǎng)商提供前傳解決方案，以25 Gbit/s雙纖雙向灰光模塊互連為主。2019年，運(yùn)營(yíng)商小規(guī)模集采和應(yīng)用了25 Gbit/s單纖雙向灰光模塊，同年運(yùn)營(yíng)商省公司招標(biāo)采購(gòu)的25 Gbit/s CWDM彩光模塊規(guī)模則超過(guò)百萬(wàn)量級(jí)。2020年，隨著5G網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)模的擴(kuò)大和建設(shè)進(jìn)度的加快，特別是25 Gbit/s CWDM彩光模塊價(jià)格快速下降，CWDM無(wú)源波分方案成為3通道25 Gbit/s前傳承載的主流，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商都開(kāi)始大規(guī)模集采招標(biāo)用于5G前傳的25 Gbit/s CWDM彩光模塊，部分無(wú)線(xiàn)設(shè)備的集采招標(biāo)模型也明確要求采用CWDM無(wú)源波分方案。

現(xiàn)有用于5G前傳的25 Gbit/s CWDM無(wú)源波分方案使用的波長(zhǎng)是前6波（1 271～1 371 nm），主要原因是短波長(zhǎng)的色散代價(jià)較小，且產(chǎn)業(yè)鏈更為成熟（前4波可共用100GE CWDM4產(chǎn)業(yè)鏈），具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。對(duì)于3通道25 Gbit/s模型，DU側(cè)彩光模塊一般放置在局端，可以只用滿(mǎn)足商業(yè)溫度要求，而AAU側(cè)彩光模塊一般放置在室外，需要滿(mǎn)足工業(yè)溫度要求。在綜合考慮產(chǎn)業(yè)鏈成熟度（1 351 nm和1 371 nm彩光模塊產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)較弱）后，行業(yè)內(nèi)基本形成共識(shí)：1 271 nm、1 291 nm、1 311 nm CWDM彩光模塊放置在AAU側(cè)，1 331 nm、1 351 nm、1 371 nm CWDM彩光模塊放置在DU側(cè)，且成對(duì)使用。與CWDM彩光模塊配套應(yīng)用的CWDM復(fù)用/解復(fù)用器，早期主要使用多個(gè)不同的介質(zhì)薄膜濾波器（thin film filter，TFF）進(jìn)行串聯(lián)堆疊實(shí)現(xiàn)。每個(gè)TFF都能把特定的單一波長(zhǎng)通過(guò)透射篩選出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用功能，因此，可以通過(guò)調(diào)整TFF的串聯(lián)排列順序來(lái)控制各波長(zhǎng)的插入損耗。根據(jù)鏈路預(yù)算模型，由于長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)送和色散代價(jià)（transmitter and dispersion penalty，TDP）較大，所以對(duì)CWDM復(fù)用/解復(fù)用器的要求是長(zhǎng)波長(zhǎng)插入損耗更小，從而實(shí)現(xiàn)TDP與線(xiàn)路損耗的均衡。此外，為了滿(mǎn)足4G與5G混傳的場(chǎng)景，運(yùn)營(yíng)商提出了基于CWDM的12波方案，其中，1 271～1 371 nm波長(zhǎng)為25 Gbit/s速率用于5G前傳，1 471～1 571 nm波長(zhǎng)為10 Gbit/s速率用于4G前傳。12波CWDM方案在實(shí)際應(yīng)用中相對(duì)較少，主要原因是現(xiàn)網(wǎng)對(duì)存量4G前傳鏈路進(jìn)行割接會(huì)影響正常業(yè)務(wù)，而考慮到新建的4G基站未來(lái)向5G基站平滑升級(jí)，會(huì)選擇直接采用25 Gbit/s速率接口。

5G前傳光模塊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定略慢于現(xiàn)網(wǎng)部署速度。2019年發(fā)布了25 Gbit/s雙纖雙向灰光模塊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 3125.2-2019《通信用增強(qiáng)型SFP光收發(fā)合一模塊（SFP+） 第2部分：25 Gbit/s》，2020年發(fā)布了25 Gbit/s單纖雙向灰光模塊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 2759.2-2020 《單纖雙向光收發(fā)合一模塊第2部分：25 Gbit/s》。目前，業(yè)內(nèi)正在加緊制定針對(duì)5G前傳場(chǎng)景的xWDM（CWDM、LWDM、MWDM、DWDM）相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，涉及CWDM方案的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有系統(tǒng)技術(shù)要求《城域N×25 Gbit/s波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求 第2部分：CWDM》和25 Gbit/s CWDM光模塊技術(shù)要求《25 Gbit/s波分復(fù)用（WDM）光收發(fā)合一模塊 第1部分：CWDM》。此外，與25 Gbit/s CWDM光模塊配套使用的CWDM復(fù)用/解復(fù)用器技術(shù)要求《城域接入用單纖雙向波分復(fù)用器 第2部分：CWDM》剛于2020年年底完成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。

3 新型CWDM承載方案

3.1 新型CWDM承載方案架構(gòu)

為了滿(mǎn)足6通道25 Gbit/s前傳低成本承載需求，中國(guó)電信股份有限公司研究院率先提出并驗(yàn)證了基于CWDM/光環(huán)行器的承載方案。該承載方案采用無(wú)源架構(gòu)，主要包括DU側(cè)光模塊、DU側(cè)復(fù)用/解復(fù)用器、AAU側(cè)復(fù)用/解復(fù)用器和AAU側(cè)光模塊，總體架構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 基于光環(huán)行器的CWDM承載方案架構(gòu)示意圖

其中，DU側(cè)光模塊采用CWDM前6波（工作波長(zhǎng)1 271～1 371 nm），工作溫度要求為商業(yè)溫度或擴(kuò)展溫度。DU側(cè)復(fù)用/解復(fù)用器集成了6波復(fù)用器、6波解復(fù)用器和光環(huán)行器，工作溫度要求為商業(yè)溫度或擴(kuò)展溫度，DU側(cè)彩光模塊發(fā)送的光信號(hào)經(jīng)復(fù)用器合波后，通過(guò)光環(huán)行器到達(dá)線(xiàn)路側(cè)，從AAU側(cè)過(guò)來(lái)的合波信號(hào)則經(jīng)過(guò)光環(huán)行器和解復(fù)用器到達(dá)DU側(cè)彩光模塊。AAU側(cè)復(fù)用/解復(fù)用器集成了6波復(fù)用器、6波解復(fù)用器和光環(huán)行器，工作溫度要求為工業(yè)溫度或擴(kuò)展溫度，AAU側(cè)彩光模塊發(fā)送的光信號(hào)經(jīng)復(fù)用器合波后，通過(guò)光環(huán)行器到達(dá)線(xiàn)路側(cè)，從DU側(cè)過(guò)來(lái)的合波信號(hào)則經(jīng)過(guò)光環(huán)行器和解復(fù)用器到達(dá)AAU側(cè)彩光模塊。AAU側(cè)光模塊采用CWDM前6波，工作溫度要求為工業(yè)溫度或擴(kuò)展溫度。

該方案利用CWDM前6波，通過(guò)復(fù)用器和解復(fù)用器實(shí)現(xiàn)合分波，利用光環(huán)行器的方向性實(shí)現(xiàn)合波信號(hào)在主干光纖中的單纖雙向傳送，從而完成6通道25 Gbit/s的承載。其中，光模塊接收機(jī)為寬譜接收，鏈路的波長(zhǎng)配對(duì)由光模塊接收機(jī)與復(fù)用/解復(fù)用器之間光纖連接進(jìn)行選擇。兩端波長(zhǎng)配對(duì)建議沿用原有CWDM前傳波長(zhǎng)配對(duì)方案，即1 271 nm與1 331 nm波長(zhǎng)配對(duì)，1 291 nm與1 351 nm波長(zhǎng)配對(duì)，1 311 nm與1 371 nm波長(zhǎng)配對(duì)。

3.2 新型CWDM承載方案的優(yōu)勢(shì)與面臨的挑戰(zhàn)

該方案使用CWDM前6波彩光模塊，產(chǎn)業(yè)鏈最為成熟，相比其他方案有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。與原有CWDM無(wú)源波分方案相比，新方案使用的彩光模塊指標(biāo)略有提升，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)引入一對(duì)光環(huán)行器會(huì)帶來(lái)1 dB左右的插入損耗。此外，前6波彩光模塊都可能放置在AAU側(cè)，因此1 331 nm、1 351 nm、1 371 nm彩光模塊也需要滿(mǎn)足工業(yè)溫度或擴(kuò)展溫度的要求，該需求可以通過(guò)在光模塊中集成低成本的加熱器來(lái)滿(mǎn)足。對(duì)于復(fù)用/解復(fù)用器，其集成的6波復(fù)用器和6波解復(fù)用器非常成熟，支持CWDM前6波的光環(huán)行器技術(shù)上不復(fù)雜并已有成熟商用產(chǎn)品，完全能夠滿(mǎn)足規(guī)模部署的供貨需求。

該方案面臨的最大挑戰(zhàn)是引入光環(huán)行器后前傳鏈路上的反射光更容易對(duì)正常的業(yè)務(wù)信號(hào)光產(chǎn)生干擾。采用該方案的前傳鏈路分為3段：DU到復(fù)用/解復(fù)用器（DU側(cè)）之間的局內(nèi)跳纖段；復(fù)用/解復(fù)用器（DU側(cè)）到復(fù)用/解復(fù)用器（AAU側(cè)）之間的主干光纖段；復(fù)用/解復(fù)用器（AAU側(cè)）到AAU之間的配線(xiàn)光纖段。根據(jù)前傳鏈路光反射點(diǎn)的位置不同，產(chǎn)生的反射光對(duì)正常業(yè)務(wù)光信號(hào)的影響也不一樣。以DU側(cè)發(fā)送的業(yè)務(wù)光信號(hào)為例，不同光反射點(diǎn)對(duì)其影響如圖2所示。

圖2 不同光反射點(diǎn)對(duì)CWDM/光環(huán)行器承載方案的影響

（1）當(dāng)光反射點(diǎn)出現(xiàn)在DU到復(fù)用/解復(fù)用器（DU側(cè)）之間時(shí)，產(chǎn)生的反射光將從光反射點(diǎn)折返回光模塊的發(fā)送端。光模塊發(fā)送機(jī)的光回波損耗容限指標(biāo)能夠確保光模塊容忍一定的反射光信號(hào)，此外，25 Gbit/s光模塊在發(fā)送端內(nèi)置有隔離器來(lái)降低反射光對(duì)光模塊發(fā)送機(jī)的影響。

（2）當(dāng)光反射點(diǎn)出現(xiàn)在復(fù)用/解復(fù)用器（DU側(cè)）到復(fù)用/解復(fù)用器（AAU側(cè)）之間時(shí)，產(chǎn)生的反射光將從光反射點(diǎn)折返，與AAU側(cè)發(fā)送的相同波長(zhǎng)業(yè)務(wù)光信號(hào)一起，經(jīng)過(guò)復(fù)用/解復(fù)用器（DU側(cè)）中的光環(huán)行器和解復(fù)用器，到達(dá)DU側(cè)光模塊的接收端。此時(shí)，AAU側(cè)發(fā)送的正常光信號(hào)將受到反射光的同頻串?dāng)_，降低鏈路的光信噪比（optical signal noise ratio，OSNR），從而影響正常業(yè)務(wù)的承載。

（3）當(dāng)光反射點(diǎn)出現(xiàn)在復(fù)用/解復(fù)用器（AAU側(cè)）到AAU之間時(shí)，產(chǎn)生的反射光將從光反射點(diǎn)折返回復(fù)用/解復(fù)用器（AAU側(cè)）中的光環(huán)行器，因?yàn)楣猸h(huán)行器具有方向性、高隔離度和高回波損耗等特性，因此反射光將不會(huì)繼續(xù)傳播。

從上述分析可知，主干光纖的鏈路質(zhì)量情況將是影響該方案在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用效果的主要因素。

對(duì)于正常連接的主干光纖，其鏈路光反射一般較小，因?yàn)楣饫w連接器和光環(huán)行器的回波損耗很大。可能出現(xiàn)較強(qiáng)反射光的情況主要有：光纖連接器或光纖斷開(kāi)、光纖連接器虛連接、光纖端面臟污等。

當(dāng)光纖連接器或光纖斷開(kāi)時(shí)，正常業(yè)務(wù)光信號(hào)將中斷，而斷開(kāi)的端面可能產(chǎn)生較強(qiáng)反射光并形成光路環(huán)回，從而可能會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的故障判斷。

當(dāng)光纖連接器虛連接或光纖端面臟污時(shí)，會(huì)增加光纖線(xiàn)路損耗，并有一定概率產(chǎn)生相對(duì)較強(qiáng)的反射光，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)光信號(hào)OSNR下降。當(dāng)業(yè)務(wù)光信號(hào)OSNR劣化到一定程度時(shí)，會(huì)影響光模塊接收正常的業(yè)務(wù)光信號(hào)。

此外，當(dāng)該方案承載3通道時(shí)，如果波長(zhǎng)配對(duì)沿用了原有CWDM無(wú)源波分方案，即前6波波長(zhǎng)兩兩配對(duì)，則業(yè)務(wù)光信號(hào)將不受反射光的影響，因?yàn)榉瓷涔馀c業(yè)務(wù)光不會(huì)出現(xiàn)同波長(zhǎng)且同方向的情況。

3.3 線(xiàn)路光反射的影響分析

在傳輸系統(tǒng)中，OSNR一般由式（1）定義，單位為dB。

其中，Pi是第i個(gè)通路內(nèi)的信號(hào)功率，單位為dBm，Ni是等效噪聲帶寬Bm范圍內(nèi)竄入的噪聲功率，單位為dBm，Bm是噪聲等效帶寬，Br是參考光帶寬。

對(duì)于CWDM/光環(huán)行器方案，前傳鏈路距離一般較短，當(dāng)OSNR劣化可能影響正常業(yè)務(wù)光信號(hào)接收時(shí)，反射光將明顯強(qiáng)于后向瑞利散射噪聲，等效噪聲主要需要考慮反射光的因素。當(dāng)接收到的業(yè)務(wù)光信號(hào)與反射光信號(hào)中心波長(zhǎng)相同時(shí)，反射光對(duì)業(yè)務(wù)光的影響一般最大。此時(shí)，OSNR可以簡(jiǎn)化為第i個(gè)通路內(nèi)信號(hào)功率（單位dBm）與反射光功率（單位dBm）的差值。

參考SDH通信系統(tǒng)和WDM光纖傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)要求，10 Gbit/s傳輸系統(tǒng)接收機(jī)OSNR容限為20 dB，25 Gbit/s傳輸系統(tǒng)接收機(jī)OSNR容限約為24 dB（提高4 dB左右），即接收端比特誤碼率不低于10?12時(shí)，接收機(jī)可以容忍的最小OSNR值為24 dB。

4 新型CWDM承載方案的實(shí)驗(yàn)室評(píng)估與現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)

4.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試評(píng)估

新方案使用的CWDM彩光模塊與原方案相比，只在發(fā)光功率或接收靈敏度指標(biāo)上提高了1 dB，以及要求安裝在AAU側(cè)的CWDM 6波（工作波長(zhǎng)1 271～1 371 nm）光模塊工作溫度均滿(mǎn)足工業(yè)溫度。25 Gbit/s CWDM彩光模塊的可靠性和穩(wěn)定性已經(jīng)過(guò)行業(yè)內(nèi)光模塊廠(chǎng)商測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署的檢驗(yàn)。對(duì)于內(nèi)置光環(huán)行器的CWDM復(fù)用/解復(fù)用器，其工作溫度要求滿(mǎn)足擴(kuò)展溫度，插入損耗指標(biāo)增加1 dB。光環(huán)行器、CWDM復(fù)用器和解復(fù)用器均為無(wú)源器件，作為成熟商用器件，其可靠性和穩(wěn)定性也經(jīng)過(guò)行業(yè)內(nèi)光器件廠(chǎng)商的測(cè)試檢驗(yàn)。

為了評(píng)估光反射可能造成的影響，中國(guó)電信股份有限公司研究院定制了集成6波復(fù)用器、6波解復(fù)用器、光環(huán)行器的CWDM復(fù)用/解復(fù)用器，通過(guò)了第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的功能、性能和高低溫在線(xiàn)可靠性測(cè)試，并在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了利用新型CWDM/光環(huán)行器方案模擬承載前傳鏈路的測(cè)試工作，得到以下結(jié)果。

· 當(dāng)光纖鏈路正常連接時(shí)，該系統(tǒng)在室溫及高低溫環(huán)境下均能夠正常工作。

· 在CWDM彩光模塊和復(fù)用/解復(fù)用器之間增加反射點(diǎn)或提高反射光光功率，正常業(yè)務(wù)不受影響。

· 當(dāng)主干光纖段的光纖連接器或光纖斷開(kāi)時(shí)，可能產(chǎn)生較強(qiáng)的反射光信號(hào)。特別地，當(dāng)復(fù)用/解復(fù)用器的線(xiàn)路端口斷開(kāi)時(shí)，支路側(cè)同波長(zhǎng)的出射光比入射光光功率小18～20 dB。該出射光不是因?yàn)楣猸h(huán)行器串?dāng)_導(dǎo)致，而是因?yàn)榫€(xiàn)路側(cè)端口出現(xiàn)大的光反射導(dǎo)致，如圖3所示。此時(shí)，業(yè)務(wù)處于中斷/環(huán)回狀態(tài)，業(yè)務(wù)板卡告警指示燈變紅，但是端口告警指示燈可能顯示正常，需要網(wǎng)管或現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員基于復(fù)用/解復(fù)用器不同端口的光功率數(shù)據(jù)做出綜合故障判斷。當(dāng)線(xiàn)路端口連接恢復(fù)正常后，無(wú)線(xiàn)設(shè)備能夠從環(huán)回狀態(tài)中恢復(fù)正常。

圖3 復(fù)用/解復(fù)用器線(xiàn)路端口斷開(kāi)后反射光的傳播路徑示意圖

· 當(dāng)人為造成光纖連接器虛連接或光纖連接器端面臟污時(shí)，有一定概率在產(chǎn)生較強(qiáng)反射光的同時(shí)業(yè)務(wù)光信號(hào)不中斷。此時(shí)，需要根據(jù)光模塊接收端的業(yè)務(wù)光信號(hào)光功率和反射光信號(hào)光功率來(lái)初步判斷是否會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)的正常接收產(chǎn)生影響。

為了評(píng)估反射光對(duì)業(yè)務(wù)的影響，中國(guó)電信股份有限公司研究院搭建了測(cè)試環(huán)境，如圖4所示。光模塊1模擬正常業(yè)務(wù)光信號(hào)的收發(fā)，光模塊2模擬發(fā)送反射光，溫度控制管理模塊通過(guò)溫度調(diào)節(jié)來(lái)控制光模塊2發(fā)送光信號(hào)的中心波長(zhǎng)，可調(diào)光衰減器用于控制業(yè)務(wù)光信號(hào)和反射光信號(hào)的光功率。

圖4 反射光對(duì)業(yè)務(wù)影響實(shí)驗(yàn)室評(píng)估測(cè)試示意圖

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試發(fā)現(xiàn)，業(yè)務(wù)光信號(hào)能否正常傳輸與反射光的中心波長(zhǎng)和光功率關(guān)聯(lián)度很高。反射光與業(yè)務(wù)光的中心波長(zhǎng)越接近，光模塊對(duì)反射光的光功率容忍度越低，即要求業(yè)務(wù)光與反射光的光功率差值越高。圖5為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境下，誤碼率為10?12時(shí)，不同測(cè)試光模塊接收端反射光信號(hào)與業(yè)務(wù)光信號(hào)的中心波長(zhǎng)差值和光功率差值之間的關(guān)系。

圖5 業(yè)務(wù)光信號(hào)與反射光信號(hào)的光功率差值和中心波長(zhǎng)差值之間的關(guān)系

當(dāng)反射光與業(yè)務(wù)光中心波長(zhǎng)非常接近（≤±0.1 nm）時(shí)，為確保傳輸糾前誤碼率<10?12，業(yè)務(wù)光應(yīng)比反射光的光功率高23.5 dB以上，測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算基本一致。隨著反射光與業(yè)務(wù)光中心波長(zhǎng)偏差越多，正常業(yè)務(wù)承載對(duì)業(yè)務(wù)光與反射光之間的光功率差值要求也越低。當(dāng)反射光與業(yè)務(wù)光中心波長(zhǎng)之間的差值超過(guò)0.4 nm后，業(yè)務(wù)光比反射光的光功率高8 dB以上，就能保證傳輸糾前誤碼率小于10?12。此外，5G前傳25 Gbit/s eCPRI采用前向糾錯(cuò)（forward error correction，F(xiàn)EC）RS(528, 514)有約5 dB的編碼增益，會(huì)降低對(duì)接收端OSNR的要求。實(shí)際應(yīng)用中，相同規(guī)格光模塊的發(fā)射中心波長(zhǎng)會(huì)有差異，但為保證接收端的反射光不對(duì)正常接收的業(yè)務(wù)光產(chǎn)生影響，建議線(xiàn)路測(cè)試時(shí)確保業(yè)務(wù)光應(yīng)比反射光的光功率高19 dB以上。

4.2 現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)

為了驗(yàn)證新型CWDM承載方案的可行性，2020年，中國(guó)電信在多個(gè)地市公司開(kāi)展了現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)測(cè)試工作。試點(diǎn)場(chǎng)景包括：同波長(zhǎng)配對(duì)部署3通道25 Gbit/s、波長(zhǎng)兩兩配對(duì)部署3通道25 Gbit/s、部署6通道25 Gbit/s。目前，所有現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)基站均運(yùn)行良好。

現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，城市范圍內(nèi)部署的5G基站普遍前傳距離較短，接收端光功率也較大。同向同波長(zhǎng)的業(yè)務(wù)光與反射光之間的差值正常情況下都超過(guò)20 dB（復(fù)用器/解復(fù)用器與主干光纖連接后在線(xiàn)測(cè)試），部分線(xiàn)路質(zhì)量好的光纖中業(yè)務(wù)光與反射光之間的差值甚至超過(guò)30 dB。現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了個(gè)別主干光纖存在線(xiàn)路質(zhì)量較差、反射光較強(qiáng)的情況，此時(shí)，光纖鏈路在線(xiàn)路損耗等指標(biāo)上也不滿(mǎn)足要求，需要進(jìn)行施工整改。絕大多數(shù)光反射問(wèn)題可以通過(guò)重新插拔光纖和清潔光纖端面來(lái)解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于CWDM/光環(huán)行器的5G前傳承載方案，利用CWDM前6波波長(zhǎng)，通過(guò)光環(huán)行器的方向性實(shí)現(xiàn)單纖雙向12波光信號(hào)的傳送，能夠滿(mǎn)足6通道25 Gbit/s的低成本承載需求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，初步驗(yàn)證了該方案的可行性及穩(wěn)定性。采用該方案的前傳系統(tǒng)對(duì)反射光更加敏感，可能會(huì)對(duì)后續(xù)現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)、施工、驗(yàn)收及維護(hù)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)，但這些問(wèn)題可以通過(guò)制定相關(guān)規(guī)范和進(jìn)行流程管理予以解決。