C-RAN 助力運營商打造5G 精品網絡*

楊慶勇，楊之騰，丁 遠

（1.上海諾基亞貝爾股份有限公司，四川 成都 610000；2.中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210009）

0 引言

2020 年是5G 大發(fā)展的一年，5G 已成為我國新基建首選。4G 近年來雖高速發(fā)展，用戶規(guī)模階梯性增長，但建設和運營投資水漲船高，網絡制式越來越復雜。為避免4G 建設帶來的后續(xù)問題，建設“覆蓋全國、技術先進、品質優(yōu)良”的5G 精品網絡是運營商未來維持競爭優(yōu)勢的路線之一，其中C-RAN 是關鍵技術之一。

5G-BBU 可采用C-RAN（集中式）和D-RAN（分布式）相結合的建設模式。為實現快速規(guī)模化建站，原來4G 建設運營商基本上采用的是D-RAN部署方式。4G 建設共享的鐵塔機房內布滿了主設備，電源功耗巨增，傳輸帶寬資源緊缺，租金昂貴，維護困難。如果要在原本擁擠不堪的機房再新增幾套5G 大功耗大帶寬設備將非常困難，因此5G 網絡建設沿用D-RAN 方式部署站點困難[1]。為降低租賃成本和保證無線網絡穩(wěn)定性，5G-BBU 將重點考慮C-RAN 集中部署B(yǎng)BU 方式，同時逐步集中周邊2G/4G BBU，實現2G、3G、4G 和5G 多基站、多載波共BBU 框，以節(jié)省機架、BBU 框、主控板以及傳輸接口等資源。

1 C-RAN 部署條件

RAN 或D-RAN 部署從建設難度、周期、所需資源等多個角度的對比情況，如表1 所示。

表1 C-RAN 和D-RAN 比選分析

表1 表明，C-RAN 接入機房或綜合機房要求高，在傳輸、空間、外電和安全性方面有嚴格要求，施工周期長但整體投資少，核心資產掌握在自己手里，性能好。D-RAN 新址施工周期短，但共址改造困難，租賃或新建配套成本高。因此，要實現C-RAN 部署需滿足機房空間、傳輸帶寬資源、距離、外電和安全性5 個嚴格條件。實際5G 基站部署并不是一步到位實施C-RAN，應結合不同場景和現實要求，按“規(guī)劃一步到位、能力分步部署”的策略，完成符合原則區(qū)域內BBU 集中部署的目標[2]。

2 BBU 集中部署原則

綜合考慮投資效益、網絡安全等因素，以6～15個物理站的BBU 集中為宜，最大不宜超過20 個。對于高電費、高租金基站，在可降低TCO 的前提下，集中物理站規(guī)模可適當下調，但不少于3 個。BBU須充分利用機柜空間，同時兼顧考慮機柜散熱能力。建議高度1.6 m 機柜放置華為/中興2G/4G/5G BBU 4 個，愛立信BBU 10 個；高度2.2 m 綜合機柜放置華為/中興8 個2G/4G BBU 或6 個5G BBU，愛立信可放置20 個BBU[3]。

3 C-RAN 部署方案

需統(tǒng)籌考慮各系統(tǒng)共用BBUhe 設備利舊情況，合理安排BBU 機架安裝。若C-RAN 機房空間較大，可直接新增5G BBU 框，如圖1 所示。若C-RAN機房空間較小，則將4G/5G 共用一個BBU 框，如圖2 所示。

圖1 新增部署5G BBU

圖2 收編4G BBU 新增5G BBU

3.1 BBU 配置方案

以典型集中8 個BBU 為例，8 個物理站滿配，即GNF900、GNF1800、TDD-D、TDD-F、5G 共5頻9 模，基帶板配置如表2 所示。

考慮系統(tǒng)特性與維護要求，建議5G 與4G D 頻段共BBU 機框，GNF 與FA 頻系統(tǒng)共機框，單個物理站點滿配置的情況下需要2 臺BBU 機框，8 個物理站集中下BBU 安裝標準配置如圖3 所示。

表2 華為單物理站BBU 基帶板配置

圖3 2.2 m 綜合機柜內華為245G BBU 集中放置情況

3.2 前傳解決方案

前傳網絡部署方案有光纖直連、無源WDM、有源WDM 和半有源波分4 種。其中，D-RAN 一般采用光纖直連方案，C-RAN 一般采用無源WDM 方案，如圖4 所示[4]。它的局端和遠端均采用無源器件，節(jié)省光纜，時延低，成本低，免維護，無需供電。

圖4 前傳網絡部署方案

無源波分方案采用波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術，將彩光模塊安裝在無線設備（AAU/RRU 和DU）上，通過無源的合、分波板卡或設備完成WDM 功能，利用一對甚至一根光纖可以提供多個AAU/RRU 到DU 之間的連接。

（1）AAU/RRU 側光模塊無源化：AAU/RRU側插入的光模塊不含光源，因此所有光模塊完全一樣，不區(qū)分波長，稱之為無色化或無源化，極大降低了成本，提高了可靠性和維護便利性。

（2）BBU 側光源集中部署：在中心局節(jié)點設置集中光源，并向各個無源模塊節(jié)點輸送直流光信號（不帶調制），無源光模塊通過接收來自集中光源的連續(xù)光波并加以調制，成為信號光后返回中心局節(jié)點實現上行。

3.3 回傳解決方案

回傳網絡根據C-RAN 集中度選擇10G 或50G環(huán)路。

（1）接入環(huán)主環(huán)路上SPN 節(jié)點數控制在8～10個（DRAN 站點每端SPN 等效1 個節(jié)點，CRAN 小集中站點每端SPN 等效2 個節(jié)點，CRAN 大集中站點每端SPN 等效4 個節(jié)點），整環(huán)（含鏈及環(huán)帶環(huán)）SPN 接入設備端數原則上不超12 個[5]。

（2）集中機房內的傳輸設備應確保成環(huán)且無同路由（出局第一個人口井后具有兩個不同的物理路由），并優(yōu)先考慮雙歸。

（3）集中機房內的傳輸設備應具備雙交叉（主控）、雙電源，配置不少于2 塊支路板卡對接BBU設備[6]。

4 結語

5G 大規(guī)模建設高潮已經來臨，各運營商都在“搶”已有資源，鐵塔新增或改造機房困難，C-RAN是5G 建設的必選之路。雖然綜合實際困難和施工周期等因素仍有大量站點沿用D-RAN 方式部署，但D-RAN 只是C-RAN 的過渡階段。待5G uRLLc和mMTC 技術和市場成熟后，C-RAN 更有利于過渡至CU 云化部署。