淺談5G前傳網絡與中國移動綜合業務接入區接入光纜網的融合

2020-04-06 09:25:28韋承飛

數字通信世界 2020年3期

韋承飛

（海南中京南方信息工程有限公司，海口 570125）

1 5G前傳方案分析

5G RAN的部署方式分為分布式無線接入網（D-RAN）和集中式無線接入網（C-RAN），通常采用集中單元（CU）、分布單元（DU）和有源天線單元（AAU）三級結構，相應地，傳輸將演變為前傳、中傳和回傳三級結構，通常將DU和AAU間的電路傳輸稱為前傳。

隨著5G接入網云化將推動CU、DU和AAU分離的大規模C-RAN式部署，可減少基站機房數量，減少能耗，實現資源協作，提高頻譜效率，達到低成本，高帶寬、低時延、大連接的業務傳送運營方式。如圖1所示。

圖1 5G承載網架構示意圖

5G D-RAN分布式部署場景下的CU/DU與AAU同址，前傳方案采用光纖直驅方式連接。5G C-RAN集中式部署前傳方案主要有以下幾種：

（1）光纖直驅：無線AAU和DU配置白光光口，之間采用光纖直驅連接，每個連接需要2芯光纖，采用單芯雙向光模塊后光纖數為1芯。組網結構簡單、接入便捷，但需消耗大量纖芯資源，一般每個基站按24～48芯光纜容量配置。

（2）無源WDM：無線AAU和DU配置臵彩光口方式承載，通過無源的WDM合分波板，實現一對/一根光纖上多路前傳信號的傳輸。

（3）有源系統：指采用WDM/OTN、SPN等有源傳輸系統承載。

（4）以單個5G拉遠站為例，各前傳方案投資對比。見表1。

表1 各前傳方案投資對比表

綜上分析，如下：

①光纖直驅方案：對纖芯的消耗量非常大，但總體建維成本并不高；技術可靠、產業成熟。適合在現網接入光纜纖芯資源豐富、需新建光纜規模小或光纜擴容條件好的區域采用。

②無源WDM方案：總體建設成本雖不高，若僅考慮5G邏輯站的前傳則成本較高；在光模塊色譜辨識、鏈路光功率方面存在不足，產業鏈成熟度有待提升，且需存維護備件也較多。在接入光纜的纖芯資源不足，光纜建設難度大、成本高、工程時效難以保證的情況下，可采用無源WDM方案。

③有源方案：雖具有較強的OAM功能，但成本較高，在邏輯站較少的場景下低成本WDM方案單端口的造價也會偏高。適合在前傳距離遠，對安全性要求較高的場景采用。

建議：在管線資源條件較好的區域，5G前傳建設應以光纖直驅方案為主，局部距離長、光纖資源不足站點可采用無源WDM、有源設備等承載方式作為補充。

2 中國移動綜合業務接入區的應用場景

中國移動綜合業務接入區的建設是緊密依托城市建成區，根據業務接入需求，結合自然區劃、功能區劃、路網結構等將城市和發達鄉鎮區域劃分成多個能獨立完成業務匯聚的區域。每個綜合業務接入區內規劃部署業務匯聚機房，主干接入光纜、配線光纜，一、二級分纖點等網絡要素，建成構架合理、層次分明、接入有序、管理清晰的光纜有線接入網。如圖2所示：

圖2 綜合業務接入區光纜網絡結構圖

目前中國移動不同類型的標準綜合業務接入區規模已超5.5萬個，一級分纖點設置數量超25萬個，覆蓋全國發達鄉鎮以上級別的城市建成區域。同時開展微網格規劃，根據業務分布點、地理信息、路網走向、基礎資源等將綜合業務接入區劃分更小的網格單元，并結合業務形態不同，劃分為住宅小區、商務樓宇、綜合體、校園、工業園區、獨立企業、專業市場、待建空地、無效區域、農村、城中村、其他等多種業態類型的微網格，通過設置二級分纖點面向微網格內的基站接入、集團客戶、家庭寬帶、WLAN等全業務實施統一接入，統一管理。如圖3所示：

圖3 綜合業務接入區綜合場景示意圖

3 5G前傳網絡對基礎資源的需求

通過5G前傳部署方式對比，C-RAN集中式前傳部署對現網匯聚機房、光纜、管道等基礎資源需求量大，需提前做好以下儲能規劃：

匯聚機房：作為綜合性機房，應結合各專業網絡演進及結構調整進行獨立規劃，在滿足近期需求的同時，應快速進行資源儲備，確保網絡長期穩定發展。

光纜：按一個綜合業務接入區2個匯聚機房，包含4-6個一級分纖點，8個以上二級分纖點，預計接入20個以上基站，平均集中到2個匯聚機房的模型測算纖芯需求。如圖4所示。

圖4 纖芯需求預測模型圖

根據以上測算結果：現網主干144-288芯，集中部署單段消耗12-30芯；現網配線48-96芯，集中部署單段消耗6-24芯；越靠近DU集中部署的機房，纖芯消耗數量越大。當同時考慮2/4/5G等基站時，需要的纖芯數量會更多，應及時摸排、梳理現網纖芯資源，并喚醒啞資源的使用。

按單個微網格預測：面向未來3～10年，“傳輸+無線”纖芯需求至少為104芯，其中，傳輸需求：按覆蓋家寬、集客2000用戶計算，需求纖芯數量是32芯；無線需求：按24個基站配置，考慮單纖雙向后，纖芯需求為72芯。如表2所示。

表2 單個微網格內無線專業纖芯需求測算表

管道：5G前傳需新建大量光纜，相應需占用大量管孔資源，應遵循“開源節流”的原則。加快打通城區管道斷點確保管道貫通。

4 5G前傳網絡與綜合業務接入區接入光纜網的融合演進

根據統計，至2018年中國移動現網光纜規模超過1400萬皮長千米；光纖使用量達到1.3億芯千米；其中，綜合業務接入區接入各類業務光纜長度占比約85%。各類匯聚機房和宏站約38萬個。充沛的基礎網絡資源是中國移動依托綜合業務接入區接入光纜網承載5G前傳網絡的重要保障。根據5G C-RAN前傳部署特征，綜合業務接入區接入光纜網相應做以下融合演進：

（1）5G C-RAN區的規劃應綜合考慮基站部署特征、基礎網絡資源、機房情況等，規劃區域邊界與綜合業務接入區邊界相吻合，不得跨綜合業務接入區規劃部署。

（2）在規劃AAU歸屬DU時應以微網格為單位進行合并融合，形成前傳網格，確保末端接入的唯一性和有序性，如圖5所示。