引用本文:

周建勇,龚立宽,吴彤浩,等. 一种高可靠性5G接入网络结构[J]. 光通信技术,2021,45(5):1-6.

一种高可靠性5G接入网络结构

周建勇1,龚立宽1,吴彤浩1,刘植伟1,谢 尧2,王 隆2

1.深圳供电局有限公司,广东 深圳 518002;2.中国南方电网数字研究院,广州 511458

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摘要:5G接入网的合理规划与建设有助于提供大带宽、低延时和多接入等新一代网络功能。为了提高5G接入网的可靠性,将树型与双纤环拓扑相结合,为5G接入网设计了一种高可靠性波分复用无源光网络(WDM-PON)架构。其中,树型拓扑可保证网络正常工作时的传输质量;双纤环拓扑可在发生故障时实现节点之间的灵活切换,提供故障保护。分别对正常工作、故障保护模式下信号的传输进行分析。通过理论计算及对信号质量、延时进行实验,证明所提网络结构比常规树型拓扑的可靠性更高。

关键词:5G接入网;波分复用无源光网络;高可靠性;故障保护

中图分类号:TN929.11 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)05-0001-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.05.001

0 引言
       随着5G时代的到来,大带宽和低延时传输愈发重要,对物理层光网络的要求也随之提高[1]。目前,在5G前传部分主要的光纤部署方案为光纤直连、波分复用无源光网络(WDM-PON)和波分复用有源光网络[2]。其中,WDM-PON方案被认为是光网络建设过程的优选方案[3],这是因为WDM-PON可实现大容量接入、高频谱利用率,且系统部署简单、成本相对较低,针对未来网络发展具有可拓展性[4]。
  WDM-PON系统主要由光线路终端(OLT)、远端节点(RN)、光网络单元(ONU)和光纤等几部分组成[4]。树型拓扑[5-8]和环型拓扑[9]最为常见,其中树型拓扑的OLT通过馈线光纤与多个RN相连,RN通过分布光纤连接ONU。树型拓扑结构简单、易于部署,传输延时小,但是常用的冗余光纤保护方式容易浪费光纤资源。而环型拓扑中OLT与RN或ONU连接成环,可双向传输,以均衡馈线光纤和分布光纤间的负载,提高传输性能。环型拓扑具备成熟的保护方式,可靠性较高,但随着信号在环型拓扑的传输,信号所经过的节点数量和光纤长度逐渐增加,信号质量会随之下降并且延时会快速增加。目前,基于WDM-PON的5G接入网结构都是单独使用上述2种拓扑,但未结合两者的优势。
  本文针对WDM-PON中常见的树型拓扑和环型拓扑的优缺点,提出一种基于WDM-PON的树型和双纤环结合的高可靠性、低延时网络结构。

4 结束语
       本文从5G接入网的传输延时和保护倒换角度出发,针对WDM-PON中的树型和环型拓扑的优缺点提出一种高可靠性的5G接入和保护倒换网络结构。该结构由树型和双纤环拓扑结合组成,在正常工作时通过树型拓扑传输,延时与普通树型拓扑接近,同时由双纤环拓扑提供故障保护功能。本文所提网络结构相比普通的树型拓扑可靠性更高,并且通过实验验证了该网络结构具有可行性。