CWDM in toegangsnetwerken en mobiele fronthaul: CPRI/eCPRI, MWDM, LWDM

Buiten datacenters is het mobiele netwerk de grootste afnemer van optiek in de CWDM-klasse. Elke 4G/5G-radio op een mast heeft een glasvezellink naar zijn basebandunit nodig — fronthaul — en masten hebben zelden ongebruikte glasvezels. Met passieve WDM kunnen een dozijn radio's één vezel delen. Daarom bestaan de industriële 10G/25G-SFP's met gekleurde golflengten die op de markt zijn. Deze pagina behandelt fronthaulinterfaces, de daar gebruikte WDM-plannen (CWDM, MWDM, LWDM, DWDM) en de operationele beperkingen die fronthauloptiek onderscheiden van bedrijfsoptiek.

Fronthaulinterfaces

Interface	Snelheid	Aard	Optiek
CPRI option 3 / 6 / 7 / 8	2,5 / 6,1 / 9,8 / 10,1 Gb/s	gedigitaliseerde radio met constante bitsnelheid (4G)	1G–10G SFP/SFP+, 8B/10B of 64B/66B per optie
CPRI option 9 / 10	12,2 / 24,3 Gb/s	legacy voor 4G/5G	SFP28 van de 25G-klasse
eCPRI	10 / 25 Gb/s Ethernet	pakketgebaseerd (5G, functionele splitsing 7.2x)	10G SFP+, 25G SFP28 — het werkpaard voor 5G
Backhaul / midhaul	10–100G	IP/Ethernet	standaardoptiek

Fronthaul is latencygebonden: eenrichtingsbudget van ongeveer 100 µs (5G-splitsing 7.2x), inclusief glasvezel (5 µs/km), beperkt radio's tot ongeveer 10–20 km van de baseband. Vandaar de bereikklassen van 10/20/40 km en het ontbreken van iets langers.

Waarom WDM

Optie	Glasvezels per locatie (12 radio's)	Opmerkingen
Toegewijde glasvezelparen	24 (of 12 BiDi met één glasvezel)	vereist veel glasvezel
Passieve CWDM, dubbele glasvezel	2	12 kanalen 1271–1491 (of 1271–1611)
Passieve CWDM, enkele glasvezel	1	6 links op 12 kanalen
MWDM / LWDM, dubbele glasvezel	2	12 kanalen in de O-band, geschikt voor 25G
DWDM (vast of afstembaar)	2	40+ kanalen; afstembare SFP28 beperkt de voorraad
Semi-actieve / actieve WDM	1–2	passief bij de mast, actief (met monitoring) in de hub

Golflengteplannen

Plan	Kanalen	Golflengten	Snelheid	Opmerkingen
CWDM 6	6	1271–1371 nm (O-band)	10/25G	lage dispersie bij 1310 — goed voor 25G; vermijd de waterpiek bij 1383 nm
CWDM 12	12	1271–1491 of 1291–1511 nm	10G; 25G op O-bandkanalen	E/S-bandkanalen hebben dispersieproblemen bij 25G over 10 km
CWDM 18	18	1271–1611 nm	1–10G	volledig raster; 1550–1610 dispersiebeperkt bij 10G/40 km (Kanaalplan)
MWDM (medium WDM)	12	de eerste zes CWDM-kanalen gesplitst met ±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	alleen O-band → dispersieveilige 25G bij 10–20 km; TEC-gestabiliseerde DFB-lasers; door China Mobile gedreven
LWDM (LAN-WDM)	12	raster van 800 GHz rond 1269–1318 nm (breidt de LAN-WDM-set van 100GBASE-LR4 uit)	25G	O-band; gekoelde DFB; krappere filters dan CWDM
DWDM	40–96	C-band, 100/50 GHz	10/25G	afstembare SFP28-fronthaulmodules; gekoeld; hogere kosten en hoger vermogen

Referenties voor golflengten: Golflengtebanden, ITU-raster.

Vereisten voor fronthaulmodules

Vereiste	Waarom	Typische waarde
Industriële temperatuur	buitenkasten en radio's op de mast	−40 … +85 °C (I-temp)
Bereik 10 / 20 / 40 km	afstanden van mast naar hub binnen het latencybudget	10G: 10–40 km; 25G: 10–20 km
Dispersietolerantie bij 25G	25G NRZ over 10–20 km op CWDM-kanalen in de E/S/C-band faalt; O-bandplannen of dispersietolerante lasers zijn nodig	MWDM/LWDM, of 25G CWDM beperkt tot 1271–1371
Laag vermogen	radio's hebben beperkte vermogensbudgetten	ongekoeld waar het plan dit toelaat (CWDM), TEC waar dat niet kan (MWDM/LWDM/DWDM)
DDM met monitoring op afstand	geen technicus bij de mast	Rx/Tx/temperatuur via beheer van de radio of hub
Validatie door de fabrikant	fabrikanten van radio en baseband whitelisten optiek	Fabrikantvergrendeling
Afstembare optie	één reserve dekt alle kanalen	afstembare DWDM-SFP28 (Afstembare transceivers)

Semi-actieve WDM

Om een passieve mastlocatie vanuit de hub te monitoren, houden semi-actieve systemen de mast passief (alleen mux) en plaatsen zij een actieve unit in de hub die elk kanaal afsluit en opnieuw uitzendt. Dit voegt OTDR-achtig toezicht, vermogensmonitoring per kanaal en beveiliging toe. Volledig actieve WDM plaatst apparatuur aan beide uiteinden. Deze keuze wisselt vermogen en ruimte bij de mast af tegen zichtbaarheid.

Checklist voor ontwerp en inbedrijfstelling

Tel radio's per locatie en het groeiplan → kanaalplan (6/12/18, MWDM/LWDM, DWDM).
Afstanden → bereikklasse en dispersiecontrole per golflengte bij de interfacesnelheid.
Budget per kanaal met mux/demux, OADM's en connectoren (Mux/demux en linkbudget).
Kies I-temp-modules die zijn gevalideerd voor de fabrikanten van radio en baseband; controleer golflengtecodering en snelheidscodes op de werkbank (CWDM-transceivers).
Label modules per kanaal; plannen met één glasvezel hebben labels voor paren nodig (CWDM met één glasvezel en OADM).
Registreer Rx per kanaal aan beide uiteinden bij inbedrijfstelling; monitor via DDM van de radio.

CWDM voor ondernemingen en campussen

Dezelfde passieve kits bedienen campusringen en metrolinks voor 1G/10G-diensten wanneer glasvezel per vezel wordt gehuurd: een mux-paar met 8 of 16 kanalen vervangt 8–16 glasvezelparen, OADM's bedienen tussengelegen gebouwen en modules van de 40-km-klasse dekken de meeste metroafstanden (CWDM-implementatie).

In CodingBox

Fronthauloptiek wordt gelezen zoals elke CWDM/DWDM-SFP: het golflengteveld, snelheidscodes (CPRI-opties zijn gecodeerd als hun bitsnelheid; eCPRI als 10G/25G Ethernet), temperatuurklasse in het PN van de fabrikant en live DDM. Een consistente codering van golflengte en snelheid met de werkelijke laser houdt de whitelist van een radiofabrikant en een mux-kanaalplan op elkaar afgestemd (Check transceiver, EEPROM editor).

Vindt u een onjuistheid of fout in dit materiaal? Selecteer het betreffende fragment en druk op Ctrl+Enter om .