5G承载网丨5G前传网络中的4种WDM技术

态路通信

5G前传是5G承载网中重要组成部分，前传由于光纤资源不足，基站数量庞大，成本敏感度高等因素，光纤不足的区域引用彩光（WDM波分复用）技术，WDM的优点在于从基站到局端，只需要升级终端设备，无需挖掘沟槽来埋设更多的光纤而增加不必要的成本。
彩光方案除了有CWDM粗波分方案，DWDM密集波分方案，还有LWDM和MWDM波分方案，本文主要介绍这4种WDM技术。

什么是WDM技术？

WDM（Wavelength Division Multiplexing）波分复用是将不同波长的光信号通过合波器耦合到一根光纤上传输，再用解复用器将会和光信号分解成原来的多路光波信号。

之前文章有介绍
态路小课堂丨CWDM简介
态路小课堂丨DWDM简介

4种WDM技术

01 CWDM
CWDM波长范围从1271nm-1611nm（最开始ITU规定的是1270nm-1610nm），波长间隔20nm，有18个波段。

在12波应用，CWDM方案中的前6波（1270nm-1370nm）可采用无制冷DML激光器和PIN探测器的低成本配置，并且具有成熟的产业链支持，具有非常大的优势，可以很好地满足6波基站需求。
后6波（1470nm-1570nm）色散代价较大，需要采用EML激光器或APD探测器来保证相同的链路功率预算；因此，在面临12波的应用需求时，该方案在成本控制上有较大难度。
02 DWDM
DWDM主要是基于ITU-T G.698.x标准，DWDM的波长间隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm，可以容纳40、80、160个波（最大可支持192波）。DWDM的波长范围为1525nm至1565nm（C波段）和1570nm至1610nm（L波段）。

DWDM方案包括两种不同的实现手段：
1、波长可调谐光模块:该方案具有端口无关、波长自适应等优点，波长可调谐范围包括6波、12波、20波和40波等，一款光模块可以满足所有应用场景的需求，但可调谐光模块的高成本成为其推广、应用于5G前传的瓶颈。
2、固定波长光模块:该方案可以支持48波/96波，但整体运行维护更加复杂。DWDM波长处于色散代价较高的区域，激光器仅能使用EML激光器方案，成本较高。
03 LWDM
LWDM（LAN-WDM）细波分复用，符合IEEE 802.3BA标准，是中国电信推出的传输方案，LWDM是采用了位于O-band（1260nm～1360nm）范围的1269nm～1332nm波段的12个波长，波长间隔为4nm。

在4*25G QSFP28 LR4光模块中，采用4路LWDM波长
前4个波：
1295.56nm 1300.05nm 1304.58nm 1309.14nm
后4个波：
1273.54nm 1277.89nm 1282.26nm 1282.66nm
复用CWDM的4个波长：
1269.23nm 1332.41.nm 1313.73nm 1291.10nm
LWDM方案中的波长色散代价很小，采用PIN探测器接收就能很好地解决10km甚至15km的传输，但是目前LWDM方案仅有8个波长较为成熟。中国联通、中国电信共建共享5G基站，共站频谱带宽达到200MHz，需要12波的解决方案，按照800GHz通道间隔上下扩展实现。
由于波长间隔较短，需要TEC温控来稳定光源的工作波长，会增加光模块的功耗，但此配置的8个波长激光器的产业链成熟。4个新扩展波长激光器，有一个借用CWDM 1291nm，其余3个可在原有LWDM波长基础上扩展得到。
04 MWDM
MWDM是中等波分复用，是中国移动推出的传输方案，在CWDM方案的前6波的基础上，通过增加TEC（Thermal Electronic Cooler, 半导体制冷器）温度控制，通过将这6波分别向左或右平移3.5nm波长，从原有的6波扩展成12波。

这种方案既重用了CWDM的产业链，也能够满足前传10km距离需求，同时也节约了大量的光纤资源。
MWDM优势明显，可以重用低成本25G WDM产业链，快速成熟满足5G前传12波商用。通过TEC温控技术实现2倍扩波，快速重用CWDM低成本25G DML光芯片；设计DML激光器波长，和CWDM共外延工艺和芯片生产产业链，仅调整光栅设计参数；采用TEC温控的MWDM与CWDM光模块光电器件一致，理论上成本和功耗趋同。

总结

不同的WDM技术各有优缺点，当前的5G前传网络是色散受限的高速短距传输，因此传输波长选择以1310nm为中心的O波段，主要的技术方向是6通道采用6波长CWDM配置，12通道采用12波长MWDM/LWDM配置。