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فارسی CWDM im Access und mobilen Fronthaul: CPRI/eCPRI, MWDM, LWDM
Außerhalb von Rechenzentren ist das Mobilfunknetz der größte Abnehmer von Optik der CWDM-Klasse. Jede 4G/5G-Funkeinheit an einem Mast braucht einen Faserlink zu ihrer Baseband-Einheit — Fronthaul — und Masten haben selten Reservefasern. Passives WDM lässt ein Dutzend Funkeinheiten sich eine Faser teilen, weshalb es die industrietauglichen 10G/25G-Colored-SFPs auf dem Markt überhaupt gibt. Diese Seite behandelt die Fronthaul-Schnittstellen, die dort verwendeten WDM-Pläne (CWDM, MWDM, LWDM, DWDM) und die betrieblichen Einschränkungen, durch die sich Fronthaul-Optik von Enterprise-Optik unterscheidet.
Fronthaul-Schnittstellen
| Schnittstelle | Rate | Art | Optik |
|---|---|---|---|
| CPRI Option 3 / 6 / 7 / 8 | 2,5 / 6,1 / 9,8 / 10,1 Gb/s | digitalisierter Funk mit konstanter Bitrate (4G) | 1G–10G SFP/SFP+, 8B/10B oder 64B/66B je nach Option |
| CPRI Option 9 / 10 | 12,2 / 24,3 Gb/s | 4G/5G Legacy | SFP28 der 25G-Klasse |
| eCPRI | 10 / 25 Gb/s Ethernet | paketiert (5G, funktionaler Split 7.2x) | 10G SFP+, 25G SFP28 — das Arbeitspferd von 5G |
| Backhaul/Midhaul | 10–100G | IP/Ethernet | Standardoptik |
Fronthaul ist latenzbegrenzt: Ein Einweg-Budget von etwa 100 µs (5G-Split 7.2x) inklusive Faser (5 µs/km) begrenzt Funkeinheiten auf etwa 10–20 km vom Baseband — daher die Reichweitenklassen 10/20/40 km und das Fehlen von allem Weiterreichenden.
Warum WDM
| Option | Fasern pro Standort (12 Funkeinheiten) | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Dedizierte Faserpaare | 24 (oder 12 Einzelfaser-BiDi) | braucht reichlich Faser |
| Passives CWDM, Doppelfaser | 2 | 12 Kanäle 1271–1491 (oder 1271–1611) |
| Passives CWDM, Einzelfaser | 1 | 6 Links auf 12 Kanälen |
| MWDM/LWDM, Doppelfaser | 2 | 12 Kanäle im O-Band, 25G-freundlich |
| DWDM (fix oder durchstimmbar) | 2 | 40+ Kanäle; durchstimmbares SFP28 reduziert den Lagerbestand |
| Semi-aktives/aktives WDM | 1–2 | passiv am Mast, aktiv (mit Monitoring) am Hub |
Wellenlängenpläne
| Plan | Kanäle | Wellenlängen | Rate | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| CWDM 6 | 6 | 1271–1371 nm (O-Band) | 10/25G | geringe Dispersion nahe 1310 — gut für 25G; den Wasserpeak bei 1383 nm meiden |
| CWDM 12 | 12 | 1271–1491 oder 1291–1511 nm | 10G; 25G auf O-Band-Kanälen | E/S-Band-Kanäle haben bei 25G über 10 km Dispersionsprobleme |
| CWDM 18 | 18 | 1271–1611 nm | 1–10G | vollständiges Raster; 1550–1610 dispersionsbegrenzt bei 10G/40 km (Kanalplan) |
| MWDM (Medium WDM) | 12 | die ersten sechs CWDM-Kanäle aufgespalten ±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 | nur O-Band → dispersionssicheres 25G bei 10–20 km; TEC-stabilisierte DFB-Laser; von China Mobile getrieben |
| LWDM (LAN-WDM) | 12 | 800-GHz-Raster um 1269–1318 nm (erweitert den LAN-WDM-Satz von 100GBASE-LR4) | 25G | O-Band; gekühlter DFB; engere Filter als CWDM |
| DWDM | 40–96 | C-Band, 100/50 GHz | 10/25G | durchstimmbare SFP28-Fronthaul-Module; gekühlt; höhere Kosten und Leistungsaufnahme |
Referenzen zu Wellenlängen: Wellenlängenbänder, ITU-Raster.
Anforderungen an Fronthaul-Module
| Anforderung | Warum | Typischer Wert |
|---|---|---|
| Industrietemperatur | Außenschränke und mastmontierte Funkeinheiten | −40 … +85 °C (I-Temp) |
| Reichweite 10 / 20 / 40 km | Distanzen Mast-Hub innerhalb des Latenzbudgets | 10G: 10–40 km; 25G: 10–20 km |
| Dispersionstoleranz bei 25G | 25G NRZ über 10–20 km auf E/S/C-Band-CWDM-Kanälen scheitert; O-Band-Pläne oder dispersionstolerante Laser nötig | MWDM/LWDM, oder 25G-CWDM begrenzt auf 1271–1371 |
| Geringe Leistungsaufnahme | Funkeinheiten haben begrenzte Leistungsbudgets | ungekühlt, wo der Plan es zulässt (CWDM), TEC, wo nicht (MWDM/LWDM/DWDM) |
| DDM mit Fernüberwachung | kein Techniker am Mast | Rx/Tx/Temperatur über das Management der Funkeinheit oder des Hubs |
| Herstellervalidierung | Funk- und Baseband-Hersteller führen Whitelists für Optik | Herstellersperre |
| Durchstimmbare Option | ein Ersatzteil deckt alle Kanäle ab | durchstimmbares DWDM-SFP28 (Durchstimmbare Transceiver) |
Semi-aktives WDM
Um einen passiven Mast-Standort vom Hub aus zu überwachen, halten semi-aktive Systeme den Mast passiv (nur Mux) und stellen am Hub eine aktive Einheit auf, die jeden Kanal terminiert und neu aussendet, ergänzt um OTDR-ähnliche Überwachung, Leistungsmonitoring pro Kanal und Schutzschaltung. Vollständig aktives WDM setzt Equipment an beiden Enden ein. Die Wahl tauscht Leistung und Platz am Mast gegen Beobachtbarkeit.
Checkliste für Design und Inbetriebnahme
- Funkeinheiten pro Standort und den Wachstumsplan zählen → Kanalplan (6/12/18, MWDM/LWDM, DWDM).
- Distanzen → Reichweitenklasse und Dispersionsprüfung je Wellenlänge bei der Schnittstellenrate.
- Budget pro Kanal inklusive Mux/Demux, OADMs und Steckverbindern (Mux/Demux & Leistungsbudget).
- I-Temp-Module wählen, die für die Funk- und Baseband-Hersteller validiert sind; Wellenlängencodierung und Ratencodes auf der Werkbank prüfen (CWDM-Transceiver).
- Module nach Kanal beschriften; Einzelfaser-Pläne brauchen Paar-Beschriftung (Einzelfaser-CWDM & OADM).
- Rx pro Kanal an beiden Enden bei der Inbetriebnahme erfassen; über die DDM der Funkeinheit überwachen.
CWDM für Enterprise und Campus
Dieselben passiven Kits bedienen Campus-Ringe und Metro-Links für 1G/10G-Dienste, wo Fasern strangweise gemietet werden: Ein 8- oder 16-Kanal-Mux-Paar ersetzt 8–16 Faserpaare, OADMs bedienen Zwischengebäude, und Module der 40-km-Klasse decken die meisten Metro-Distanzen ab (CWDM-Deployment).
In CodingBox
Fronthaul-Optik wird wie jedes CWDM/DWDM-SFP ausgelesen: das Wellenlängenfeld, Ratencodes (CPRI-Optionen werden als ihre Bitrate codiert; eCPRI als 10G/25G-Ethernet), Temperaturklasse in der Hersteller-PN und Live-DDM. Wellenlänge und Rate konsistent mit dem tatsächlichen Laser zu codieren, hält die Whitelist eines Funkherstellers und einen Mux-Kanalplan in Übereinstimmung (Check transceiver, EEPROM-Editor).