萬千企業(yè)希望掘金5G，讓5G發(fā)展炙手可熱。但別以為5G發(fā)展最大挑戰(zhàn)在業(yè)務(wù)探索，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營工程師來說，5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維同樣遇到不少挑戰(zhàn)。
2G時(shí)代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)幾乎只承擔(dān)個(gè)人語音/短信業(yè)務(wù)，功能單一，好運(yùn)維；3G/4G時(shí)代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)還要承載大量個(gè)人數(shù)據(jù)服務(wù)，運(yùn)維人員難度加大；5G時(shí)代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不只要承載數(shù)十億個(gè)人數(shù)據(jù)需求，還要支撐千行百業(yè)不同的數(shù)字化轉(zhuǎn)型高要求，是數(shù)字化底座。
正因?yàn)榘缪葜鬃巧?G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠性至關(guān)重要。比如工廠中自動(dòng)化運(yùn)行的機(jī)器，如果網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)受到影響，帶來經(jīng)濟(jì)損失；遠(yuǎn)程緊急會(huì)診時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)延時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)，就會(huì)造成會(huì)診失誤，錯(cuò)過最佳治療時(shí)期；即將到來的自動(dòng)駕駛，如果不能保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，自動(dòng)駕駛普及就永遠(yuǎn)是夢(mèng)想。
因此，5G網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展中，需要高效的運(yùn)維方式保障網(wǎng)絡(luò)可靠性。以前，我們更多關(guān)注5G基站和核心網(wǎng)的運(yùn)維，其實(shí)5G承載網(wǎng)的5G前傳網(wǎng)絡(luò)同樣是運(yùn)維人員關(guān)心的重要環(huán)節(jié)之一。許多5G前傳網(wǎng)絡(luò)是無源的，故障預(yù)測(cè)和定位困難，那運(yùn)營商該采用何種5G前傳部署方式，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率并降低成本？
01、5G時(shí)代呼喚高效運(yùn)維
5G時(shí)代，一方面，新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能提出更高要求。比如自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等應(yīng)用。另一方面，5G網(wǎng)絡(luò)終端連接數(shù)大幅增長。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，到2025年，全球大約會(huì)有550億的設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來。
此時(shí)，運(yùn)營商傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維方式早已不堪重負(fù)。據(jù)OVUM分析報(bào)告顯示，過去十年電信行業(yè)的收入增長從來沒有跑贏過OPEX的增長。其中，電信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營維護(hù)嚴(yán)重依賴于人員經(jīng)驗(yàn)和技能，電信網(wǎng)絡(luò)平均每1萬臺(tái)設(shè)備的運(yùn)營維護(hù)需要300個(gè)工程師，而OTT只需要3個(gè)工程師，存在100倍的效率差距。
比如，在2G時(shí)代，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，指揮中心會(huì)向維修點(diǎn)發(fā)出指令后，維修點(diǎn)才會(huì)進(jìn)行維修工作。如果出現(xiàn)的故障比較嚴(yán)重，維修人員大不了加個(gè)班，但卻要花費(fèi)許多時(shí)間在故障點(diǎn)定位上。
有一位人士向筆者分享：“有一次，從用戶投訴到網(wǎng)絡(luò)的正常恢復(fù)，花了36個(gè)小時(shí)。”試想一下，如果是在5G應(yīng)用全面普及后，36個(gè)小時(shí)無法上網(wǎng)，會(huì)給企業(yè)和個(gè)人造成怎樣的損失？對(duì)運(yùn)營商的品牌口碑帶來怎樣的打擊？
對(duì)此，業(yè)內(nèi)人士更是形象的表示，這就好比北京交通早晚高峰期，汽車擁有量增加，道路的擴(kuò)張，交通信號(hào)設(shè)施增多，此時(shí)，傳統(tǒng)的交通管理模式顯然無法適應(yīng)變化。5G網(wǎng)絡(luò)同樣面臨這樣的難題。
面對(duì)日益復(fù)雜的交通管理問題，智慧交通的出現(xiàn)讓問題得到解決。同樣，如今的5G網(wǎng)絡(luò)也需要高效的運(yùn)維方式。
正是存在這樣的需求，不論是運(yùn)營商還是設(shè)備廠商都在積極探尋提升運(yùn)維效率的方式，希望借助新技術(shù)，可以早期發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。
02、5G前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維遭遇挑戰(zhàn)
如果將5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率提升比作系統(tǒng)工程的話，前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率提升則是最重要一環(huán)。也許很多人并不認(rèn)同這一觀點(diǎn)。別急，當(dāng)筆者講完什么是前傳網(wǎng)絡(luò)后，你也許會(huì)改變自己的看法。
為了降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算，5G網(wǎng)絡(luò)將4G網(wǎng)絡(luò)的BBU、RRU兩級(jí)結(jié)構(gòu)演進(jìn)到CU、DU和AAU三級(jí)結(jié)構(gòu)。其中，CU負(fù)責(zé)處理非實(shí)時(shí)協(xié)議和服務(wù)；DU負(fù)責(zé)處理物理層協(xié)議和實(shí)時(shí)服務(wù)；AAU是有源天線處理單元，也就是我們看到的5G基站桿上掛著的部分。
前傳網(wǎng)絡(luò)則是連接AAU與DU之間的部分，是5G網(wǎng)絡(luò)中最靠近AAU天線的傳輸環(huán)節(jié)。5G AAU天線對(duì)前傳網(wǎng)絡(luò)要求高：一方面，越來越多5G基站采用Massive MIMO作為天線核心技術(shù)，而5G AAU內(nèi)部的天線振子與4G相比有大幅升級(jí)；另一方面，5G基站數(shù)量龐大，這導(dǎo)致5G前傳網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大，從而使5G前傳網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維及部署成本非常敏感。截至2020年底，我國三大運(yùn)營商全部已開通5G基站超過71.8萬個(gè)，2021年我國將新建5G基站60萬個(gè)以上。
因此，5G前傳網(wǎng)絡(luò)可謂是連接用戶終端與5G核心網(wǎng)的橋梁。橋梁“得病”，5G網(wǎng)絡(luò)就不能安寧。如果前傳網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)維方面無法提升效率，核心網(wǎng)建的再好也是徒勞。這就好比，不論你將高速公路修得再好，但上高速公路的入口不僅窄，且道路不平，車輛都會(huì)被堵在入口處。
講到這里，想必你已發(fā)現(xiàn)5G前傳網(wǎng)絡(luò)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率提升的重大價(jià)值。此前，運(yùn)營商部署前傳網(wǎng)絡(luò)的方案主要包括以下幾種：
第一，光纖直驅(qū)，將每個(gè)AAU與DU全部采用光纖點(diǎn)到點(diǎn)直連組網(wǎng)；
第二，無源WDM方式，通過無源合分波器，將不同中心波長的光信號(hào)在同一根光纖中傳輸，節(jié)約了部署成本；
第三，有源WDM方式，在AAU站點(diǎn)和DU機(jī)房中配置相應(yīng)的WDM/OTN/SPN設(shè)備，多個(gè)前傳信號(hào)通過WDM技術(shù)共享光纖資源；
第四，微波方式，通過微波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
但在部署中，以下幾種方式各有缺陷：
光纖直驅(qū)需要建設(shè)多條光纖網(wǎng)絡(luò)，成本很高；
無源WDM雖然成本降低很多，但存在啞管道資源不易管理、故障定位較難等運(yùn)維問題；
有源WDM雖然解決了維護(hù)和組網(wǎng)問題，但存在部署成本高過問題；
微波方式只適合視距空曠地區(qū)，無法大規(guī)模部署。
運(yùn)營商顯然在建設(shè)5G前傳網(wǎng)絡(luò)時(shí)陷入兩難選擇。如果選擇運(yùn)維效率更高的有源WDM方式，成本就會(huì)增加；如果選擇低成本部署的無源WDM方式，運(yùn)維效率難以提升，未來無法匹配業(yè)務(wù)需求，運(yùn)營商辛辛苦苦建設(shè)的5G網(wǎng)絡(luò)也將失去意義。
因此，運(yùn)營商希望尋找兼顧成本及運(yùn)營效率的5G前傳網(wǎng)絡(luò)部署方式。
03、半有源前傳方案破解兩難困境
俗話說，魚和熊掌不可兼得。但5G承載領(lǐng)域通信人，借助創(chuàng)新打破了這一規(guī)律。筆者注意到，中國移動(dòng)倡導(dǎo)的MWDM（MWDM，Medium Wavelength Division Multiplexing）半有源前傳方案，就是讓“魚”和“熊掌”全都要成為可能。幾年來，中國移動(dòng)積極投入，在該方案的理論及實(shí)踐中，不斷取得成績。
在理論探索方面，據(jù)悉，中國移動(dòng)早在2019年時(shí)，就面向5G C-RAN組網(wǎng)需求，提出了“中等波分復(fù)用”MWDM技術(shù)，2020年6月，中國移動(dòng)在ITU-T SG15 Q6中間會(huì)議上，中國移動(dòng)聯(lián)合華為、中興通訊等企業(yè)，首次提出基于12波25Gbps O-band WDM立項(xiàng)需求及半有源MWDM技術(shù)方案。
在實(shí)踐方面，中國移動(dòng)已在福建、廣東、甘肅等12省相繼開通了基于半有源MWDM的5G前傳商用網(wǎng)絡(luò)。
甘肅移動(dòng)
5G前傳半有源MWDM商用首局開通
據(jù)悉，MWDM半有源前傳方案支持從光纜到前傳系統(tǒng)全方位的管理和監(jiān)控，其原理是采用光模塊調(diào)頂技術(shù)將遠(yuǎn)端光模塊納入局端DU側(cè)管理，通過在現(xiàn)有信號(hào)上“疊加”一個(gè)不會(huì)干擾主信號(hào)的輕量級(jí)OAM報(bào)文信號(hào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)前傳系統(tǒng)的端到端管理和維護(hù)，在DU側(cè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控前傳系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)故障的快速定界。
該方案得到多位承載網(wǎng)領(lǐng)域領(lǐng)軍專家認(rèn)可。中國移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所副所長李晗曾指出，中國移動(dòng)提出半有源MWDM方案，一舉破解了前傳啞資源管理、光纖資源緊張、低成本需求等綜合難題，一經(jīng)發(fā)布，立刻得到產(chǎn)業(yè)界迅速響應(yīng)。
中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所副所長張海懿認(rèn)為，基于WDM前傳部署形態(tài)橫向?qū)Ρ?，依托半有源型部署的運(yùn)營維護(hù)管理優(yōu)勢(shì)較為突出。
中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)研究部主任王光全強(qiáng)調(diào)道：“提供具有OAM功能的大容量波長可調(diào)半有源DWDM系統(tǒng)，更快降低關(guān)鍵光模塊成本，滿足5G前傳及擴(kuò)展?jié)M足其他包括云在內(nèi)的云網(wǎng)業(yè)務(wù)接入。”
從生態(tài)構(gòu)建來看，半有源5G前傳已初具規(guī)模。目前已經(jīng)有36家設(shè)備商、芯片商、模塊商參與半有源MWDM標(biāo)準(zhǔn)討論和產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)，16家設(shè)備廠商參與半有源MWDM系統(tǒng)生產(chǎn)，光芯片、光模塊已具備量產(chǎn)能力。
觀察：辨明方向，才能到達(dá)終點(diǎn)
從5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)來看，高效的運(yùn)維將是5G網(wǎng)絡(luò)最基礎(chǔ)的需求。而在5G網(wǎng)絡(luò)中，前傳網(wǎng)絡(luò)所起的作用至關(guān)重要。正如行業(yè)人士所講，整個(gè)5G新的增長點(diǎn)主要來源于前傳。
縱觀5G前傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式，半有源5G前傳解決方案讓運(yùn)營商在成本和運(yùn)維效率中找到平衡點(diǎn)。
從產(chǎn)業(yè)角度分析，加大半有源的試點(diǎn)和商用規(guī)模、上下游產(chǎn)業(yè)廣泛協(xié)同創(chuàng)新、攜手行業(yè)合作伙伴探索孵化更多應(yīng)用等舉措，可以推動(dòng)5G前傳產(chǎn)業(yè)、乃至5G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
我們認(rèn)為，在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，各大運(yùn)營商在方案選擇上，不能唯價(jià)格論英雄，需要從長遠(yuǎn)考慮，算大賬，看運(yùn)維，選擇創(chuàng)新的道路。只有選擇正確，才能真正走向5G商用成功！
