CWDM trong mạng truy nhập và fronthaul di động: CPRI/eCPRI, MWDM, LWDM

Bên ngoài trung tâm dữ liệu, bên tiêu thụ thiết bị quang lớp CWDM lớn nhất là mạng di động. Mỗi khối vô tuyến 4G/5G trên cột ăng-ten cần một liên kết sợi quang tới khối băng gốc của nó — fronthaul — và các cột hiếm khi có sợi quang dự phòng. WDM thụ động cho phép hàng chục khối vô tuyến chia sẻ một sợi, đó là lý do vì sao có các SFP màu 10G/25G cấp nhiệt độ công nghiệp trên thị trường. Trang này trình bày các giao diện fronthaul, các sơ đồ WDM được dùng ở đó (CWDM, MWDM, LWDM, DWDM) và các ràng buộc vận hành khiến thiết bị quang fronthaul khác với thiết bị quang doanh nghiệp.

Giao diện fronthaul

Giao diện	Tốc độ	Bản chất	Thiết bị quang
CPRI option 3 / 6 / 7 / 8	2,5 / 6,1 / 9,8 / 10,1 Gb/s	tín hiệu vô tuyến số hóa tốc độ bit không đổi (4G)	SFP/SFP+ 1G–10G, 8B/10B hoặc 64B/66B tùy option
CPRI option 9 / 10	12,2 / 24,3 Gb/s	4G/5G thế hệ cũ	SFP28 lớp 25G
eCPRI	Ethernet 10 / 25 Gb/s	dạng gói (5G, functional split 7.2x)	SFP+ 10G, SFP28 25G — trụ cột của 5G
Backhaul / midhaul	10–100G	IP/Ethernet	thiết bị quang tiêu chuẩn

Fronthaul bị giới hạn bởi độ trễ: quỹ độ trễ một chiều khoảng 100 µs (5G split 7.2x), tính cả sợi quang (5 µs/km), giới hạn khối vô tuyến trong khoảng 10–20 km tính từ khối băng gốc — đó là lý do có các cấp cự ly 10/20/40 km và không có cấp nào xa hơn.

Vì sao dùng WDM

Phương án	Số sợi mỗi trạm (12 khối vô tuyến)	Ghi chú
Cặp sợi riêng	24 (hoặc 12 sợi đơn BiDi)	cần nhiều sợi quang
CWDM thụ động, hai sợi	2	12 kênh 1271–1491 (hoặc 1271–1611)
CWDM thụ động, một sợi	1	6 liên kết trên 12 kênh
MWDM / LWDM, hai sợi	2	12 kênh trong băng O, phù hợp 25G
DWDM (cố định hoặc điều chỉnh được)	2	trên 40 kênh; SFP28 điều chỉnh được giúp giảm tồn kho
WDM bán chủ động / chủ động	1–2	thụ động tại cột, chủ động (có giám sát) tại hub

Các sơ đồ bước sóng

Sơ đồ	Số kênh	Bước sóng	Tốc độ	Ghi chú
CWDM 6	6	1271–1371 nm (băng O)	10/25G	tán sắc thấp quanh 1310 — tốt cho 25G; tránh đỉnh nước 1383 nm
CWDM 12	12	1271–1491 hoặc 1291–1511 nm	10G; 25G trên các kênh băng O	các kênh băng E/S gặp vấn đề tán sắc ở 25G trên cự ly 10 km
CWDM 18	18	1271–1611 nm	1–10G	đủ toàn bộ lưới kênh; dải 1550–1610 bị giới hạn bởi tán sắc ở 10G/40 km (Sơ đồ kênh)
MWDM (medium WDM)	12	sáu kênh CWDM đầu tiên tách đôi ±3,5 nm: 1267,5 / 1274,5, 1287,5 / 1294,5, 1307,5 / 1314,5, 1327,5 / 1334,5, 1347,5 / 1354,5, 1367,5 / 1374,5	25G	chỉ trong băng O → 25G an toàn về tán sắc ở 10–20 km; laser DFB ổn định bằng TEC; do China Mobile thúc đẩy
LWDM (LAN-WDM)	12	lưới 800 GHz quanh 1269–1318 nm (mở rộng từ tập LAN-WDM của 100GBASE-LR4)	25G	băng O; DFB có làm mát; bộ lọc hẹp hơn CWDM
DWDM	40–96	băng C, 100/50 GHz	10/25G	module SFP28 fronthaul điều chỉnh được; có làm mát; chi phí và công suất cao hơn

Tài liệu tham chiếu về bước sóng: Băng bước sóng, Lưới ITU.

Yêu cầu đối với module fronthaul

Yêu cầu	Vì sao	Giá trị điển hình
Nhiệt độ công nghiệp	tủ ngoài trời và khối vô tuyến lắp trên cột	−40 … +85 °C (I-temp)
Cự ly 10 / 20 / 40 km	khoảng cách từ cột tới hub nằm trong quỹ độ trễ	10G: 10–40 km; 25G: 10–20 km
Khả năng chịu tán sắc ở 25G	25G NRZ trên 10–20 km ở các kênh CWDM băng E/S/C sẽ lỗi; cần sơ đồ băng O hoặc laser chịu tán sắc	MWDM/LWDM, hoặc CWDM 25G giới hạn ở 1271–1371
Công suất thấp	khối vô tuyến có quỹ công suất hạn chế	không làm mát ở nơi sơ đồ cho phép (CWDM), dùng TEC ở nơi không cho phép (MWDM/LWDM/DWDM)
DDM kèm giám sát từ xa	không có kỹ thuật viên tại cột	Rx/Tx/nhiệt độ qua hệ thống quản lý của khối vô tuyến hoặc của hub
Xác thực nhà sản xuất	nhà sản xuất khối vô tuyến và khối băng gốc đưa thiết bị quang vào danh sách cho phép	Khóa nhà sản xuất
Tùy chọn điều chỉnh được	một đơn vị dự phòng phủ được mọi kênh	SFP28 DWDM điều chỉnh được (Transceiver điều chỉnh được)

WDM bán chủ động

Để giám sát một trạm cột thụ động từ hub, hệ thống bán chủ động giữ cho phía cột hoàn toàn thụ động (chỉ có mux) và đặt một khối chủ động tại hub để kết cuối và phát lại từng kênh, bổ sung khả năng giám sát kiểu OTDR, theo dõi công suất theo từng kênh và bảo vệ. WDM chủ động hoàn toàn đặt thiết bị ở cả hai đầu. Lựa chọn này đánh đổi công suất và không gian tại cột lấy khả năng quan sát.

Checklist thiết kế và đưa vào vận hành

Đếm số khối vô tuyến trên mỗi trạm và kế hoạch tăng trưởng → sơ đồ kênh (6/12/18, MWDM/LWDM, DWDM).
Khoảng cách → cấp cự ly và kiểm tra tán sắc theo từng bước sóng ở tốc độ giao diện.
Quỹ công suất theo từng kênh, tính cả mux/demux, OADM và đầu nối (Bộ ghép/tách kênh CWDM & quỹ công suất tuyến).
Chọn module I-temp đã được kiểm định cho nhà sản xuất khối vô tuyến và khối băng gốc; xác minh mã hóa bước sóng và mã tốc độ trên bàn thử (Transceiver CWDM).
Dán nhãn module theo từng kênh; sơ đồ một sợi cần nhãn theo cặp (CWDM sợi đơn, OADM và bộ chia băng).
Ghi lại công suất Rx theo từng kênh ở cả hai đầu khi đưa vào vận hành; giám sát qua DDM của khối vô tuyến.

CWDM doanh nghiệp và khuôn viên

Cùng những bộ kit thụ động đó phục vụ vòng ring khuôn viên và liên kết metro cho dịch vụ 1G/10G ở nơi sợi quang được thuê theo từng sợi: một cặp mux 8 hoặc 16 kênh thay thế cho 8–16 cặp sợi, OADM phục vụ các tòa nhà nằm giữa tuyến, và module cấp 40 km bao phủ phần lớn khoảng cách metro (Triển khai CWDM).

Trong CodingBox

Thiết bị quang fronthaul được đọc như bất kỳ SFP CWDM/DWDM nào khác: trường bước sóng, mã tốc độ (các CPRI option được mã hóa theo tốc độ bit của chúng; eCPRI mã hóa như Ethernet 10G/25G), cấp nhiệt độ trong PN của nhà sản xuất và DDM trực tiếp. Mã hóa bước sóng và tốc độ khớp với laser thật là điều giữ cho danh sách cho phép của nhà sản xuất khối vô tuyến và sơ đồ kênh của mux luôn nhất quán với nhau (Check transceiver, EEPROM editor).

Nếu bạn phát hiện thông tin chưa chính xác hoặc lỗi trong bài viết này, hãy chọn đoạn liên quan và nhấn Ctrl+Enter để .