CWDM em acesso e fronthaul móvel: CPRI/eCPRI, MWDM, LWDM

Fora dos data centers, o maior consumidor de ópticas classe CWDM é a rede móvel. Cada rádio 4G/5G em uma torre precisa de um enlace de fibra até sua unidade de banda base — o fronthaul — e as torres raramente têm fibra sobrando. O WDM passivo permite que uma dúzia de rádios compartilhe uma única fibra, e é por isso que existem no mercado os SFPs coloridos de 10G/25G com temperatura industrial. Esta página cobre as interfaces de fronthaul, os planos de WDM usados nele (CWDM, MWDM, LWDM, DWDM) e as restrições operacionais que tornam as ópticas de fronthaul diferentes das corporativas.

Interfaces de fronthaul

Interface	Taxa	Natureza	Óptica
CPRI opção 3 / 6 / 7 / 8	2,5 / 6,1 / 9,8 / 10,1 Gb/s	rádio digitalizado de taxa de bits constante (4G)	SFP/SFP+ de 1G–10G, 8B/10B ou 64B/66B conforme a opção
CPRI opção 9 / 10	12,2 / 24,3 Gb/s	legado 4G/5G	SFP28 classe 25G
eCPRI	Ethernet de 10 / 25 Gb/s	empacotado (5G, split funcional 7.2x)	SFP+ de 10G, SFP28 de 25G — o carro-chefe do 5G
Backhaul / midhaul	10–100G	IP/Ethernet	ópticas padrão

O fronthaul é limitado por latência: um orçamento de sentido único de aproximadamente 100 µs (5G split 7.2x), incluindo a fibra (5 µs/km), limita os rádios a cerca de 10–20 km da banda base — daí as classes de alcance de 10/20/40 km e a ausência de qualquer coisa mais longa.

Por que WDM

Opção	Fibras por site (12 rádios)	Notas
Pares de fibra dedicados	24 (ou 12 BiDi de fibra única)	precisa de bastante fibra
CWDM passivo, fibra dupla	2	12 canais 1271–1491 (ou 1271–1611)
CWDM passivo, fibra única	1	6 enlaces em 12 canais
MWDM / LWDM, fibra dupla	2	12 canais na banda O, adequado para 25G
DWDM (fixo ou sintonizável)	2	40+ canais; SFP28 sintonizável reduz o inventário
WDM semiativo / ativo	1–2	passivo na torre, ativo (com monitoramento) no hub

Planos de comprimento de onda

Plano	Canais	Comprimentos de onda	Taxa	Notas
CWDM 6	6	1271–1371 nm (banda O)	10/25G	baixa dispersão perto de 1310 — bom para 25G; evitar o pico de água em 1383 nm
CWDM 12	12	1271–1491 ou 1291–1511 nm	10G; 25G nos canais da banda O	os canais das bandas E/S têm problemas de dispersão em 25G acima de 10 km
CWDM 18	18	1271–1611 nm	1–10G	grade completa; 1550–1610 limitado por dispersão em 10G/40 km (Plano de canais)
MWDM (medium WDM)	12	os seis primeiros canais CWDM divididos em ±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	somente banda O → 25G seguro quanto à dispersão em 10–20 km; lasers DFB estabilizados por TEC; impulsionado pela China Mobile
LWDM (LAN-WDM)	12	grade de 800 GHz em torno de 1269–1318 nm (estende o conjunto LAN-WDM do 100GBASE-LR4)	25G	banda O; DFB resfriado; filtros mais estreitos do que o CWDM
DWDM	40–96	banda C, 100/50 GHz	10/25G	módulos de fronthaul SFP28 sintonizáveis; resfriados; maior custo e consumo

Referências de comprimento de onda: Bandas de comprimento de onda, Grade ITU.

Requisitos dos módulos de fronthaul

Requisito	Por quê	Valor típico
Temperatura industrial	gabinetes externos e rádios montados em torre	−40 … +85 °C (I-temp)
Alcance de 10 / 20 / 40 km	distâncias torre-hub dentro do orçamento de latência	10G: 10–40 km; 25G: 10–20 km
Tolerância à dispersão em 25G	25G NRZ em 10–20 km nos canais CWDM das bandas E/S/C falha; são necessários planos de banda O ou lasers tolerantes à dispersão	MWDM/LWDM, ou CWDM de 25G limitado a 1271–1371
Baixo consumo	os rádios têm orçamentos de energia limitados	não resfriado onde o plano permite (CWDM), com TEC onde não permite (MWDM/LWDM/DWDM)
DDM com monitoramento remoto	não há técnico na torre	Rx/Tx/temperatura via o gerenciamento do rádio ou do hub
Validação de fabricante	fabricantes de rádio e de banda base colocam ópticas em lista de permissões	Bloqueio do fabricante
Opção sintonizável	um único sobressalente cobre todos os canais	SFP28 DWDM sintonizável (Transceptores sintonizáveis)

WDM semiativo

Para monitorar um site de torre passivo a partir do hub, os sistemas semiativos mantêm a torre passiva (só com mux) e colocam uma unidade ativa no hub que termina e retransmite cada canal, acrescentando supervisão do tipo OTDR, monitoramento de potência por canal e proteção. O WDM totalmente ativo coloca equipamento nas duas pontas. A escolha troca energia e espaço na torre por observabilidade.

Checklist de projeto e comissionamento

Conte os rádios por site e o plano de crescimento → plano de canais (6/12/18, MWDM/LWDM, DWDM).
Distâncias → classe de alcance e verificação de dispersão por comprimento de onda na taxa da interface.
Orçamento por canal, incluindo mux/demux, OADMs e conectores (Mux/demux e orçamento de potência).
Escolha módulos I-temp validados para os fabricantes de rádio e de banda base; verifique a codificação de comprimento de onda e os códigos de taxa na bancada (Transceptores CWDM).
Rotule os módulos por canal; planos de fibra única precisam de etiquetas de par (CWDM de fibra única e OADM).
Registre o Rx por canal nas duas pontas no comissionamento; monitore via o DDM do rádio.

CWDM corporativo e de campus

Os mesmos kits passivos atendem anéis de campus e enlaces metro para serviços de 1G/10G onde cada fibra é alugada individualmente: um par de mux de 8 ou 16 canais substitui 8–16 pares de fibra, OADMs atendem prédios intermediários, e módulos classe 40 km cobrem a maior parte das distâncias metro (Implantação de CWDM).

No CodingBox

As ópticas de fronthaul são lidas como qualquer SFP CWDM/DWDM: o campo de comprimento de onda, os códigos de taxa (as opções de CPRI são codificadas pela sua taxa de bits; o eCPRI como Ethernet de 10G/25G), o grau de temperatura no PN do fabricante e o DDM ao vivo. Codificar o comprimento de onda e a taxa de forma consistente com o laser real é o que mantém a lista de permissões de um fabricante de rádio e um plano de canais do mux em concordância (Check transceiver, EEPROM editor).

Se você encontrar uma imprecisão ou um erro neste artigo, selecione o trecho correspondente e pressione Ctrl+Enter para .