相比于LTE，引入Massive-MIMO、超密集組網(wǎng)等特性以及滿足車聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)需求的5G網(wǎng)絡(luò)對于傳送承載網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延及同步提出了更高要求，包括更大的移動前傳和回傳帶寬，更小的端到端時延，更密集的組網(wǎng)以及更高精度的網(wǎng)絡(luò)同步等，對5G承載傳送網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式和應(yīng)用技術(shù)研究已迫在眉睫。

隨著3G和LTE移動網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，滿足移動前傳和移動回傳需求的本地承載傳送網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)趨于穩(wěn)定，在光纖資源上為建設(shè)5G承載傳送網(wǎng)絡(luò)做好了基礎(chǔ)架構(gòu)準(zhǔn)備。光纖直驅(qū)作為3G和LTE移動前傳的主要手段，在5G時代隨著超密集組網(wǎng)，覆蓋加密，站點增加后，移動前傳對光纖數(shù)量需求巨大，現(xiàn)網(wǎng)光纖容量難以滿足需求;大量新建光纜對管道資源需求太多，光纖施工越來越困難，尤其在密集城區(qū)。如何滿足5G網(wǎng)絡(luò)的前傳需求已成為技術(shù)熱點之一。

G.metro的技術(shù)特征及對5G網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性

中國聯(lián)通聯(lián)合國內(nèi)外主要運營商(包括AT&T、Verizon、中國電信、BT、DT、TI、Telefonica、SKT、NTT和SoftBank等)和設(shè)備商早在2014年就在ITU-T啟動了G.metro技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，G.metro系統(tǒng)框圖如圖所示。

圖1 G.metro系統(tǒng)框圖

面對5G對傳送承載網(wǎng)提出的帶寬、時延及同步需求，相比于其它解決方案，G.metro有著明顯的優(yōu)勢：

• 帶寬大并可自適應(yīng)適配：采用密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)，單波長10G速率，后續(xù)進一步支持25G/50G及更高速率，端口速率自適應(yīng)且可獨立按需升級;系統(tǒng)總?cè)萘看螅芍С?0波道、40波道和80波道。
• 時延小：采用零層WDM透明技術(shù)，對業(yè)務(wù)信號完全透明傳輸，減少了OTN帶來的電層封裝和處理時延和抖動，也避免了分組方案的時延大和抖動問題，能夠更好地滿足時延需求。
• 同步支持能力好：釆用單纖雙向透明傳輸，天然地支持時間同步信號對稱傳遞，同時由于1588定時信息隨光路透傳，也避免電層處理帶來的同步定時信息的多跳累計，從而確保了1588傳遞的精度。

此外，G.metro技術(shù)采用低成本寬范圍波長可調(diào)激光器，具備端口無關(guān)和波長自動適配功能，極大地簡化了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運行維護，且減少備品種類和數(shù)量，降低建網(wǎng)成本;提供光波長級連接，波道獨立工作，用戶間物理隔離，安全性高。在G.metro技術(shù)基礎(chǔ)上增加OTN封裝后可以實現(xiàn)對移動回傳信號的低成本承載;G.metro技術(shù)同時支持星形、鏈型和環(huán)形等多種拓撲，支持室內(nèi)室外全場景接入應(yīng)用。

低成本的G.metro技術(shù)是目前較成熟的固移超寬帶融合接入技術(shù)，非常適用于5G移動前傳和回傳，打造基于WDM技術(shù)的統(tǒng)一承載傳送網(wǎng)絡(luò)(UniHaul)。它可以很好解決城域多業(yè)務(wù)綜合接入對接入主干光纜的光纖芯數(shù)依賴，使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)更加經(jīng)濟合理，降低光纜資源固定資產(chǎn)的折舊和無效沉淀;避免了移動前傳光纖直驅(qū)帶來的巨量纖芯消耗;簡潔有效的OAM機制大大提高了移動前傳網(wǎng)絡(luò)的可維護和可管理性。

G.metro技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用

中國聯(lián)通在推動G.metro標(biāo)準(zhǔn)化的同時，積極推進產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程，同時也得到了國內(nèi)外主流設(shè)備商和光器件廠商的廣泛支持。國內(nèi)外多家光模塊供應(yīng)商(含全球Top3光模塊供應(yīng)商)均在開發(fā)低成本可調(diào)激光器，部分廠家已在OFC2017上展示基于G.metro技術(shù)的波長自動調(diào)諧產(chǎn)品。中國聯(lián)通也邀請多個設(shè)備廠家在實驗室和現(xiàn)網(wǎng)開展了G.metro設(shè)備測試驗證試用，充分驗證了G.metro技術(shù)的性能以及與商用無線設(shè)備的兼容。

移動與固定接入都在向超寬帶方向發(fā)展，構(gòu)建融合超寬帶城域傳送接入體系成為必然，基于WDM的城域全光層網(wǎng)絡(luò)意義深遠。G.metro技術(shù)，將光波長作為一種業(yè)務(wù)(λ as a service)，從當(dāng)前光纖到基站/用戶，擴展到光波長到基站/用戶/專線/數(shù)據(jù)中心等，打造Gbit/s及以上速率融合超寬帶全光接入，實現(xiàn)更高效、更節(jié)省資源的城域超高帶寬服務(wù)提供能力。

G.metro技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化即將完成，預(yù)計在2018年2月SG15日內(nèi)瓦全會上發(fā)布。與此同時，G.metro設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈已基本成熟，相關(guān)核心器件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化也逐步完善，預(yù)計在2018年進行現(xiàn)網(wǎng)小規(guī)模部署應(yīng)用，迎接即將來臨的5G網(wǎng)絡(luò)。

作者：中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院 王光全 沈世奎