5G網絡基站傳輸承載接入光纜網的建設策略

盛 瓊

（廈門華絡通信設計有限公司，福建 廈門 361000）

0 引 言

在社會發展過程中，信息技術發展迅速，成為社會信息化建設的重要技術。在衡量信息化建設標準時，常將傳輸速度作為重要指標。當前，光纜傳輸常使用4G網絡。和4G網絡相比，5G網絡的信息傳輸速度更快。目前，我國已經初步具備5G網絡的建設基礎，可充分利用4G硬件建設5G網絡。本文對5G網絡的基站傳輸問題展開研究，探索接入光纜網的主要方法，從而構建符合5G業務要求的網絡架構，保證網絡信息的傳遞效率。

1 5G基站傳輸承載光纜網的建設意義

5G技術的發展為科技創新和產業升級提供了必要的技術支持。未來，5G業務逐漸增長，海量的數據和大量設備的接入能夠為網絡傳輸應用場景的多樣化和各類新業務提供支持，真正達到萬物互聯的傳輸要求，完成社會數字化平臺的建設。5G網絡能夠適應低延時和高可靠（Ultra Reliable Low Latency Communication，URLLC）、海量數據連接（massive Machine Type of Communication，mMTC）以及移動寬帶增強（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）等場景的信息傳輸。由于5G網絡在不同行業應用過程中的指標存在差異性，因此對網絡系統的信息吞吐量、安全性能、時延要求、高度可用性以及可靠性保障性多個方面提出了更高要求，需要通過建設基站傳輸接入光纜來保證信息傳輸需求[1]。表1為5G基站組成和應用場景信息表。

表1 5G基站及應用場景信息表

2 5G網絡基站傳輸承載接入光纜網的建設策略

2.1 承載網的建設流程

5G技術和相關產業鏈需要經歷長時間的發展才能逐漸完善。從移動通信相關技術的發展能夠看出，4G和5G能夠在未來特定時期內實現系統發展。為確保5G網絡能夠被高效利用，需要較為穩定的傳輸網絡作為支持，且對信息傳輸展開統一規劃。5G的網絡傳輸的建設要通過網絡設計拓展對應業務，并制定完善的技術方案，全面考慮產業鏈末端和建設成本等因素。經綜合分析后部署相關工作，具體建設流程如下。第一，全面統籌管控多個網絡，有效融合室內無線網絡、室外網絡、4G網絡以及5G網絡等，以適應多種業務場景需求，不斷提高業務水平。第二，不斷融合目標網和技術的經濟性，保證網絡的高質量建設，全面分析技術性和經濟性，并選擇重點技術完成工作計劃的制定。第三，5G傳輸網絡的建設應該考慮現有的網絡資源和業務接入選址多重因素，保證光纜網絡中的資源能夠共享。充分借助寬帶接入資源，集中部署接入層設備，如4G BBU設備、5G DU/CU設備以及OLT設備等，打造全新的業務模式。融合光纜建設和5G RAN等實際需求，高效利用當前的接入網資源，從而降低5G的建設難度，實現高效和低成本的建設[2]。

2.2 承載網的傳輸方案

5G傳輸承載網的特點主要有時延超低、組網靈活、同步精度高、能夠支持智能化協同管控和網絡切片、可用性較高以及速率超高。傳輸承載網由前傳、中傳以及回傳3部分組成。建設5G網絡可利用CU/DU進行綜合部署，將建設重點置于前傳和回傳等部分，結合實際傳輸需求合理選擇組網方案。前傳主要利用無線端的網元設備，通過單纖雙向技術以光纖直連的形式實現AAU和DU兩者之間的數據傳輸。回傳主要利用無線端的網源設備展開核心網元數據之間的傳輸。建設初期可通過IP RAN網絡承載業務，而后期業務的拓展可借助OTN方案實現。該方案適用于業務量集中且業務量大的區域。此外，PON技術能夠作為特定場景的補充技術，輔助網絡完成傳輸。

承載網的建設應該從用戶密度和具體業務需求等方向出發進行統籌規劃，綜合安排固網業務和移動網業務，為業務開展提供統一化的承載網絡。建設入網光纜需要先建設FTTS網，之后以環接入方式接入主干網絡，配合配纖拓撲和引入拓撲等共同組成樹形結構，最大化利用當前光纜路由和光纜資源。使用此建設模式能夠利用5G網絡前傳和回傳提供優良服務，進而實現固網業務和移動網絡業務之間的高度融合。

按照本地網絡基站部署情況和接入光纜的網絡資源，5G環境之下RAN的組網模式共有3種。第一，使用大集中模式完成C-RAN的部署，通常需要在綜合業務局和機樓中共同部署CU/DU，以保證部署階段集中完成。在綜合業務局內部的A設備，可借助中繼光纜和B設備共同組成環狀網絡，其中可容納10～60個基站的建設。第二，采用小集中的形式完成C-CAN的建設，在綜合業務局和接入點的機房中部署CU/DU，借助B設備和主干光纜共同組環，可容納5～10個基站的接入。第三，建設D-RAN模式，分別在機房和宏站等地部署CU/DU，可容納1～3個基站的接入[3]。具體結構如圖1所示。

圖1 5G組網部署模式圖

部署5G基站網時，需要結合3種建設方式特點，按照實際需求靈活選擇建設模式。基站的設計需要考慮線路管道、空調電源、機房空間以及光纖資源多種因素，采取統一規范，因地制宜，完成部署模式的選擇。同時，基站設計還需結合建設環境對系統布局展開優化設計，統籌考慮網絡建設的高效性和運維經濟性，并兼顧跨基站信息傳輸速率，保證建設項目的性價比達到最優。C-RAN建設需要設備制造廠加大對高容量的機架式DU設備的開發力度，進而增加機房空間的利用效率，有效利用機架空間、電源空間以及GPS空間，防止過度占據機房的資源，不斷減少互聯網光纖接口的數量，助力于基站之間的協同運行，提升設備運行可靠性，并且在網絡升級和維護期間保證網絡的暢通性。

利用4G回傳網架構形式實現IP RAN方案，不僅可最大化開發二層網絡和三層網絡的組網功能，不斷提高產業鏈的運行效率，還能確保4G網絡和5G網絡相關技術的高度融合，進一步提升信息的傳輸質量和傳遞效率，實現信息的遠距離傳遞。在此期間，IP RAN設備的波長級連接可由WDM/OTN等網絡提供。波長級連接可進一步提升5G業務的信息傳遞效率。OTN方案能夠支持環狀和樹狀等組網形式，按照業務實際需求配置波長，還能為ODUK提供直達的通道，確保5G業務的低時延和高速率等優勢。

使用PON傳輸方案可在基站的機房同站址部署DU/CU，以滿足小基站之間的信息傳輸效率，確保信息傳遞穩定并增加信息傳遞的容量。CU、DU以及AAU等組成的小站能夠支持超過10 Gb/s的速率傳輸，還能借助FTTH、OLT和ODN等設備提高傳輸速率，在低成本的前提之下快速完成基站部署。

2.3 承載網的建設路徑

在接入網建設期間，接入層的建設需要綜合考慮4G和5G基站的接入情況保證基站運行安全。重要的5G基站中，A設備應該成環。5G的承載網絡接入層需要利用新型的A設備，完成接入環的組建，當其具備入網條件以后，需要立刻停用以往A設備和相板卡。結合全業務需求接入光纜，將綜合業務局當中的業務作為核心，建立多個互相獨立的接入光纜。光纜結構的選擇不僅要適應無線路由的保護和政企客戶的使用需求，還要保證家庭客戶樹形組網對成本方面的需求。設置光纜網節點和配置纖芯時，應該滿足業務多樣性需求，符合業務傳輸不確定性特點，以保證網絡能夠長期穩定運行。

光纜網中存在主干層、引入層以及配線層3層架構。主干層主要使用環形結構，配線光纜和引入光纜通常以樹型和鏈型等結構為主。建設5G基站的接入光纜，應該最大化利用原有4G光纜的內部纖芯資源。如果出現資源不足問題，可結合基站建設要求合理擴建，引入其他光纜和附近光纜進行就近連接，以保證政企業務和有線業務能夠共同接入光纜網的主干位置。

5G基站光纜的引入根據就近原則與配線光纜連接，并和政企專線、FTTH光網共同利用配線資源，共用主干的光纜資源，發揮了資源的協同和共享功能。重點基站中的A類和B類設備可與主干光纜連接，升級5G時借助4G基站，將光纜資源引入。因為C-RAN基站要求使用3芯的引入光纜，D-RAN要求使用4芯的引入光纜，所以應結合不同基站需求在4芯的光纜上預留2芯，以滿足維護需求。當前4G基站內超過6芯的空閑光纜，原則上不可升級為5G光纜。如果引入光纜的空閑纖芯小于6芯，則可增設12～24芯的光纜，擴容接入。

3 結 論

5G網絡基站的傳輸承載接入光纜建設期間，應該根據理論依據，結合項目需求進行實踐。建設過程應對當前網絡基站的資源信息、分布情況以及光纜的纖芯資源展開精細化分析，明確建設思路，并制定合理的建設方案，將具體部署內容落實到實踐中，從而高效完成工程建設，為相關領域人員展開5G網絡接入光纜的建設提供借鑒。