基于ITU-T G.698.4国际标准的可调谐激光器DWDM系统优势明显

“5G商用，承载先行”，一张高质量的承载网络是“5G改变社会”的有力支撑。

为了更好的凝聚共识，汇聚产业力量，推动国内5G前传产业的发展与繁荣，C114通信网携手中国国际光电博览会组委会，在第22届中国国际光电博览会--2020中国国际光电高峰论坛期间举办首届“5G前传技术与产业发展高峰论坛”。

会上，中国联通研究院网络技术研究中心总监王光全表示，5G大规模的网络建设，特别是C-RAN的组网方式对于5G前传提出了挑战，需要重新认识前传网络。经过中国联通及产业链各方共同努力，基于低成本可调谐光模块的25G波长自适应接入型DWDM系统产业链逐步成熟。同时，王光全透露，G.698.4（前G.metro）25G标准修订主要内容已基本完成，预计2021年发布。

前传网络需要重新认识

5G大规模的网络建设，特别是C-RAN的组网方式对于5G前传提出了挑战，需要重新认识前传网络。

5G前传采用WDM技术，多个扇区通过不同波长共享光纤资源，提高纤芯利用率，国内外运营商已达成共识。中国电信和中国联通进行5G网络的共建共享需要更宽的频谱资源，大容量的DWDM技术具有更大的优势；

随着5G建设规模和速度，C-RAN部署的规模进一步增大，目前已呈现从D-RAN向大容量C-RAN增加的趋势，采用WDM技术后对接入光纤的性能要求较光纤直驱和D-RAN组网大幅度提升，光纤的回损、反射及路径串扰对WDM系统的性能产生较大影响，应予以足够的重视；

5G大规模C-RAN部署促使运营商重新审视前传网络的星形和链型结构的合理性，需要重新考虑前传网络的规划，包括接入主干光缆的保护、有条件的地方可实现多点环形组网；

在前传网络环形结构下，大容量的DWDM系统具有较大优势，实现基于OADM的环网保护，实现对3个以上拉远站的业务连接和保护。

G.698.4 标准日趋完善，基于可调谐激光器的DWDM系统优势明显

随着带宽需求不断增加，大容量DWDM技术不断下沉，走向网络边缘。为应对城域多业务综合承载需求，中国联通牵头制定了基于低成本DWDM可调谐激光器的ITU-T G.698.4标准，实现DWDM系统的城域接入，满足大容量WDM系统下沉的需求，得到行业广泛认可，目前正在修订25G接口标准。

“G.metro标准主要规范了基于低成本可调谐光模块的波长自适应单纤双向接入DWDM系统，具备波长自适应配置、超低时延、高效透明对称传输、海量远端设备零接触运、低功耗等特点。”王光全指出，基于可调谐激光器的G.metro具有三大特性：

基于低成本可调谐激光器的DWDM系统容量大，波长调谐范围包括6波、12波、20波和40波等；业内首创提出在接入WDM系统模块内采用基于小信号调制（调顶技术）的消息通道机制，实现波长自动适配和远程管控，即插即用；目前调顶已成为前传波分基本功能，已在其它波分前传方案中广泛借鉴。

采用可调谐激光器，光模块型号归一化，与合分波器间任意连接，不需要一一匹配，不存在光模块波长识别等问题，极大简化网络建设和运维；安装简单，即插即用，备件种类和数量大大减少。

“G.metro具备简洁有效的OAM机制，部署型态多样化，支持多平台集成。”王光全指出， 基于G.metro标准规范的消息通道具备光功率/波长/温度等实时监测，以及告警和环回等快速故障定界功能，提升前传网络维护手段和能力，实现对前传网络的有效管理，降低维护成本。

此外，该标准支持有源和半有源等多种型态灵活部署，独立或多平台集成（WDM/OTN/IPRAN）部署，充分利用机房资源。在G.metro标准的10G版本行标（YD/T 3551-2019）中，就已经明确规范了远端有源和无源两种设备型态，也被其他波分前传方案借鉴。

G.metro标准自2014年4月立项，经过多年努力，于2018年2月ITU-T SG15全会正式通过并发布，编号为ITU-T G.698.4。2019年7月启动修订，增加25G速率。目前相关的调谐方法和机制、接口参数等主要内容已经基本完成，正在进行细节的补充和完善，预计2021年发布。

与此同时，G.metro标准在CCSA标准化也取得了多项突破。王光全表示，10G城域接入型WDM系统技术要求，已发布YD/T 3551-2019；10G可调谐光模块，2020年7月已报批；DWDM单纤双向和分波器，2020年9月上会讨论；Nx25G DWDM系统和25G DWDM光模块将在2020年9月/10月上会讨论。

在谈到G.698.4工作波长及波长自适应机制方面，王光全指出，25G采用与10G相同的起止波长和波长配对关系，暂只规定100GHz通道间隔的20通道双向应用；针对25G修订，适当简化了port-agnostic（端口无关特性）实现机制，精简了消息通道的消息类型和TEE状态机，该简化机制同样适用于10G。

国内可调谐25G光模块处于量产和即将量产阶段

王光全表示，ITU-T G.698.4国际标准和相关行业标准的制定，大大促进和推动了国内可调激光器产业的自主化和国产化。经过中国联通及产业链各方共同努力，基于低成本可调谐光模块的波长自适应接入型WDM系统产业链逐步成熟。

目前有多个国内光芯片/模块公司（海思、海信宽带、瑞泰科技、光迅、华工正源、兰特普、中芯光电、芯耘光电等），已开发出或正在开发低成本10G/25G可调谐激光器芯片/光模块，逐步构建起国内可调谐激光器技术生态。再加上国外II-VI（Finisar）、EFFECT、Lumentum等公司，可调谐激光器产业链已基本成熟。

目前10G可调谐光模块已经有商用产品，应用场景包括LTE/5G前传及数字化室内分布及OTN/WDM-CPE专线接入等，目前已完成多个设备商基于该模块的系统测试和现网试点，并纳入中国联通自研的WDM-CPE管控系统（基于NETCONF+YANG模型）进行集中管控，即将进行OTN/WDM-CPE设备的集采；该模块还将用于县乡波分场景以代替彩光模块。

王光全指出，国内外已有多个光模块公司可提供可调谐25G光模块进行测试；国产可调谐25G光模块处于量产和即将量产阶段。

据王光全介绍，2020年7月初，中国联通启动5G波分前传集采测试功能，在无源CWDM方案外，首次将波长自适应城域接入型WDM（G.metro）方案纳入。当前，已有6个设备商已完成系统适配，包括华为、烽火在内的4个设备商目前正在联通研究院进行设备集采测试以及与联通自研管控系统的纳管测试。他透露，联通计划在2020年Q4完成实验室集采测试和现网试点后进行设备集采，预计2021年规模应用。

王光全建议，在应用部署时，初期也可以采用固定（DU侧）+可调（AAU侧）搭配的方式，降低设备成本，未来两端可考虑逐步采用全可调的方式。

同时，王光全还展示了中国联通近期采用G.698.4 DWDM系统承载量子通信的测试结果，表明基于G.698.4的WDM-CPE与量子加密系统相结合可提供保密专线业务。

采用G.698.4 10G DWDM系统中的1个波长或多个波长作为连续变量量子秘钥分发（CV-QKD）的量子加密信号传输通道，与其他10G业务波长的经典光通信进行共纤传输。测试结果表明，在经过12.6km光纤传输后，不同间隔和不同波道数下，系统中10G业务无影响，所承载的CV-QKD量子安全密钥成码率无明显波动，满足量子加密服务需求。实验表明，可利用G.698.4 DWDM系统承载CV-QKD量子加密通信，为专线业务提供低成本量子加密的增值服务，并节省大量额外光纤。

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