运营商传输网络架构逐渐明晰

三大运营商目前各自的传输网络架构逐渐明晰，总体而言，呈现以下几个特点：运营商5G传输网技术方案不一，差别较大，光模块的需求明确。针对5G承载的应用场景，各运营商均提出了自己的组网架构、前传方案和光模块选择等技术细节，相互间差别较大。中国移动坚持以SPN标准为承载网的主要技术，计划在原PTN的基础上进行改造;中国电信则提出全光网2.0的融合性网络，采用扁平化的架构，将城域网WDM/OTN下沉到边缘，接入5G前传进行承载;中国联通在接入层使用IPRAN技术，采用10GE接入，未来升级到25/50G，核心汇聚层则采用路由交换技术，目标实现100G组网。在相关交流中，运营商主要是对相关组网技术进行介绍，相关详细的技术选择方案和建设节奏尚未明确，但对前传25G，中回传50G/100G/200G/400G光模块的需求较为明朗。

　　5G传输网建设思路倾向快速部署，后续迭代升级。5G商用牌照提前发布，运营商为抢占先发优势，都在积极建设5G网络，争取早日实现5G商用。在提速降费降本增效的大背景下，运营商的5G建设倾向于先快速部署实现重点城市重点区域的连续覆盖，后期再扩大范围实现全网连续覆盖。传输网的建设也有类似趋势，运营商目前的传输网建设方案也着重实现低成本的快速部署，如重用成熟的已有光模块光器件产业链，通过微创新实现多波长传输等。

　　传输大融合趋势显现,高速长距光模块需求逐渐提升。从中国电信和中国联通的传输网技术方案来看，未来传输网发展将呈现大融合的趋势。中国电信的全光网2.0将实现架构扁平化，促进骨干网一二干融合，城域网WDM/OTN到边缘延伸;中国联通提出要将DWDM不断下沉到接入，打造基于DWDM的大容量基础网络，以承载上层业务网络。传输网络的大融合将提升高速长距光模块的需求。

　　软硬件解耦的模块化设计思想成为业界共识，影响光模块商业模式。软硬件解耦将对业界生态带来较大变革，其中最重要的是为运营商直采光模块提供了可能性。中国电信提出要实现纵向的、控制平面和数据平面的解耦和横向的、数据平面硬件之间的解耦，推进灰盒设备+开放线路系统，实现开放能力和统一管控之间的平衡;中国联通则要实现PON解耦，OTN接入端解耦，WDM设备解耦以及运营商直接采购光模块。软硬件的解耦开放将改变光模块下游客户，为行业带来新的影响。

　　1、中国移动以SPN网络作为革新性的5G传输网

　　中国移动基于原PTN网络的架构，演进SPN网络，网络的整体结构没有发生太大变化。5G前传网络的范围较4G时有所扩展，在3G/4G时代，站点资源选择较为自由，前传范围较小。5G时代前传网络将升级到10G/25G接入，接入层主要以50G
PAM4BiDi技术为基础，核心汇聚层则以低成本的N*100G彩光和轻量级ROADM传输为主。目前SPN已经在八个连续覆盖的地市形成规模商用。明年中国移动将在上百个城市实现5G网络的连续覆盖，全部都将基于SPN技术，明年的SPN相关产业需求将有较大提升。

　　4G时代的前传组网主要以D-RAN为主，每个BBU连接1~3个基站。5G前传需求有较大提升，前传将主要以C-RAN为主，每个DU连接6~10个基站。此外对于10个基站集中的中等以上规模的C-RAN场景，一个基站连续覆盖需要3个AAU，移动5G频宽为160M，每个AAU需要两个光接口，每个接口上行和下行两个光纤，若DU连接10个基站则总共需要120根光纤，光纤用量较大，所以需要引入WDM技术，以节省光纤资源并提供运维能力。预计5G时代中国移动的C-RAN组网场景的规模占比相较4G有较大幅度的提升。

　　据中国移动对Open-WDM/MWDM技术的介绍，作为半有源波分复用，整个前传网络传输系统由AAU设备彩光模块、AAU侧无源WDM设备、DU侧有源WDM设备、DU设备光模块和相关光纤光缆组成。这种方案有利于降低对纤芯资源的依赖，清晰划分无线和传输的维护界面管理域，也利于解耦设备和光模块，便于集中统一采购和配置光模块。以200万基站为例，若考虑AAU开启最大载波使用，则需要2个25GE的eCPRI接口，即每个AAU需要4个25G彩光模块实现两路eCPRI收发，再加上DU侧WDM主设备与DU的光模块用量，整体将带来4800万个25G光模块的需求。为实现快速部署，中国移动建议Open-WDM方案中的WDM技术选用O波段(1260nm-1380nm)，以便于重用低成本25G波分成熟产业链，快速满足5G商用需求。

　　2、中国电信推出全光网2.0，打造云网协同新传输

　　中国电信目前正在积极推动5G+云改，以打造具有中国电信特色的信息基础设施，形成新一代云化全光化的智能网络，即全光网2.0。全光网2.0的主要特点包括有架构扁平化(如城域网WDM/OTN到边缘延伸)、调度全光化(波长级业务全光智能调度，使用超低损耗大有效面积新型光纤，实现高速率超长距全光传输)，运维智能化。其中用于5G承载的光网络设备可分为4种类型：接入设备(M1，接入、站点机房)、汇聚设备(M2，接入汇聚机房)、核心设备(M3，一般机楼机房、M4，核心机房)。

　　200G/400G超长距离传输技术是实现全光网2.0的一个关键，该传输技术主要有两个目标。一个是需要实现在50GHz波道间隔下，尽可能延长无电中继传输距离，目前已在1142km传输距离上实现了现网200G
PM-16QAM传输试验，表明采用50GHz波道间隔，可以实现从100G 
PM-QPSK到200G的平滑升级;另一个是不受50GHz波道间隔限制，尽可能延长无电中继传输距离，目前在现网已实现75GHz间隔下使用200G 
PM-QPSK传输2174km，传输能力与100G PM-QPSK相当，此外实现了400G 
PM-16QAM在100km+范围内的75GHz间隔的传输，距离和性能还有待提升。

　　未来将WDM/OTN下沉到接入汇聚点(即M2点)会是综合业务承载的发展趋势，用于城域网接入或城域网汇聚，采用环网或者点对点的拓扑结构，传输距离不超过40km，少量不超过80km。5G前传部分则仍将以光纤直连方案为主，D-RAN不超过300m，C-RAN以10km-15km为主。另外还存在点到点无源/有源的WDM/OTN和以WDMPON/G.metro为主的点到多点WDM两种补充方案。

　　3、中国联通下沉大容量DWDM，更好承载上层业务网络

　　为满足不断增加的带宽需求，中国联通提出要推进大容量DWDM不断下沉，逐步走向网络边缘。从骨干层到城域到边缘接入，都需要基于DWDM的大容量基础网络，以承载上层业务网络。未来业务将主要通过DC进行统一控制和集中调度，叠加业务云化的需求，对承载网络提出了更高的要求。其中5G对传送承载的基本需求包括大带宽，低时延，高精度时间同步，网络切片、网络智能化和低成本。

　　中国联通将城域网络总体上分为核心汇聚层和接入层，接入层又可细分为综合业务接入层和末端业务接入层两层。需要注意的是城域网的两层，不完全与5G网络的前传、中传、回传一一对应。其中：

　　核心汇聚层将采用路由交换技术，简化结构，核心层采用2核心结构，汇聚层可采用口字形结构，目标为100G。核心汇聚层还应考虑与IP城域网及通信云网络的融合。

　　接入层则主要采用IPRAN，由现网的GE接入环速率升级到10GE。热点和高流量区域可采用2*10G捆绑，未来可升级为25/50G组网。接入环由4-8个节点组成。

　　由于5G基站数量庞大，前传成本敏感度高。前传主要以光纤直驱为主，在光纤不足时可采用WDM设备。5G的前传协议主要是25GeCPRI，接口包括有25GBiDi(单纤双向，10-15km，适用于C-RAN)，25GDuplex(双纤双向，300m，采用FP/FB激光器，适用于D-RAN)和25G可调谐DWDM接口(满足G.698.4标准/前G.metro的PAB-WDM设备)。此外在核心汇聚层，城域网100G端口用量大，成本敏感，中国联通建议行业内针对城域应用，开发最优化的低成本城域相干100G光模块。

　　中国联通也提出要对光传输系统进行解耦开放与设备模块化，以促进创新，降低成本。通过解耦开放，可避免被设备厂商锁定，产业链更为开放，降低建设成本。各个功能板块可独立开发和升级，加速创新，更快的引入新技术，降低成本。用户自定义网络，实现业务快速发放。简化运营，降低网络运营成本。波分设备模块化有利于波分设备在单位带宽等方面，优势明显。