PON網(wǎng)絡(luò)開通4G小基站

◆郝超仁

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司呼和浩特市分公司 內(nèi)蒙古 010000）

1 實施背景

（1）基站深度覆蓋需求

4G基站的廣覆蓋建設(shè)已接近尾聲，深度覆蓋、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成為下一步工作重點。小基站在運(yùn)用中具有安裝靈活、工期迅速、維護(hù)便捷的特點，在“補(bǔ)盲補(bǔ)熱”的場景中有廣泛的應(yīng)用，未來5G高頻部署更是不可缺少。但是在實際運(yùn)用中，由于小基站的不確定性，要求回傳網(wǎng)絡(luò)更加靈活。受到現(xiàn)網(wǎng)中傳輸資源限制，最后100米接入成為小基站入網(wǎng)瓶頸。

（2）PON全光網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋

呼市聯(lián)通全光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建成，PON網(wǎng)絡(luò)已覆蓋到市區(qū)、鄉(xiāng)村各個角落，特別是商務(wù)樓宇、住宅小區(qū)等無線網(wǎng)需要深度覆蓋的目標(biāo)區(qū)域。同時PON接入網(wǎng)的點到多點的海量光纖和末端分光點與小基站的部署需求基本吻合，利用PON網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)低成本快速接入和單站1Gbps（GPON）的接入帶寬。

在此背景下，2019年網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化網(wǎng)格、移動網(wǎng)建設(shè)網(wǎng)格、數(shù)據(jù)維護(hù)網(wǎng)格在市區(qū)范圍內(nèi)嘗試使用固網(wǎng)接入層PON網(wǎng)絡(luò)開通4G小基站。

2 PON網(wǎng)絡(luò)回傳小基站可行性分析

小基站主要用于局部“補(bǔ)盲”和熱點分流，可放置在室內(nèi)/室外，安裝方式多樣，具有小巧輕便，易于安裝的特性。小基站具有分散性和不確定性，因此小基站對回傳網(wǎng)絡(luò)主要有以下幾點要求：

（1）小基站傳輸接入應(yīng)采用常見、易實現(xiàn)、可廣泛應(yīng)用的方式；

（2）小基站帶有GPS天線，回傳的“承載網(wǎng)”可以不提供時鐘同步功能，利用GPS功能實現(xiàn)時鐘同步即可；

（3）移動網(wǎng)用戶有高速率、大帶寬的傳輸需求，基站的接入設(shè)備也要具有提供高速傳輸?shù)哪芰Γ?/p>

（4）作為基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)的一部分，小基站的傳輸回傳必須是安全可靠的；

根據(jù)小基站接入工作的各項要求，結(jié)合PON網(wǎng)絡(luò)的特點進(jìn)行分析。PON網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本實現(xiàn)城區(qū)“廣覆蓋”，如果需要接入基站只需增加小段光皮線或網(wǎng)線即可；本次采用的ONU設(shè)備，體積、功耗要求很低，同時ONU設(shè)備可提供最大100Mb/s的下行端口，可以滿足小基站的承載速率要求；PON網(wǎng)絡(luò)能夠提供監(jiān)控本端、對端設(shè)備及端口的運(yùn)行狀態(tài)、鏈路通斷、帶寬利用率、丟包數(shù)以及鏈路負(fù)載狀況等多種安全保障措施。同時提供eLTE業(yè)務(wù)路徑診斷功能，針對指定的無線承載業(yè)務(wù)路徑設(shè)置Ping檢測參數(shù)和告警閾值，通過IP PING方式檢測業(yè)務(wù)路徑上各區(qū)段的連通性、丟包率、抖動、延時、信號強(qiáng)弱等性能指標(biāo)，并以以圖形、圖表方式呈現(xiàn)，可直觀的了解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行健康情況，對網(wǎng)絡(luò)部署及業(yè)務(wù)的調(diào)整提供決策依據(jù)。

綜上所述利用PON網(wǎng)絡(luò)回傳小基站是科學(xué)、可行的。

3 組網(wǎng)方案

PON網(wǎng)絡(luò)承載微基站回傳，在接入現(xiàn)有OLT和ODN網(wǎng)絡(luò)，從末端ONU引出網(wǎng)線連接小基站，在核心“側(cè)采用”城域網(wǎng)承載方案。

3.1 接入“側(cè)組網(wǎng)”

基站使用網(wǎng)線接入平安城市的ONU端口，ONU為基站提供100M帶寬。ONU將使用vlan轉(zhuǎn)換的方式將基站固定使用的vlan1000和2000轉(zhuǎn)換為規(guī)劃vlan，并上傳給匯聚交換機(jī)。

3.2 安全方案

PON網(wǎng)絡(luò)具有比較完善的VLAN功能，通過劃分VLAN進(jìn)行多業(yè)務(wù)隔離，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流分類、優(yōu)先級標(biāo)記、隊列調(diào)度、緩存管理、擁塞控制，為基站回傳業(yè)務(wù)提供虛擬專用通道保障。

3.3 數(shù)據(jù)規(guī)劃

（1）VLAN：對于PON網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的VLAN資源，規(guī)劃vlan1000-1100用于4G業(yè)務(wù)使用，vlan2000-2100用于基站管理使用，實現(xiàn)對不同業(yè)務(wù)QoS的管理。

（2）IP地址：本方案小基站的IP地址仍采用4G預(yù)留“私網(wǎng)”地址。

LTE小基站規(guī)劃見表1。

表1 LTE小基站規(guī)劃表

4 分析總結(jié)

4.1 適用場景

在PON網(wǎng)絡(luò)已覆蓋區(qū)域，使用PON回傳小基站建設(shè)成本相對較低、節(jié)約纖芯資源、施工難度小，可以滿足小基站業(yè)務(wù)低成本、快速開通的需求。

考慮PON網(wǎng)絡(luò)回傳小基站在時延、安全性、“運(yùn)維”能力等方面存在不足之處，IPRAN接入仍應(yīng)作為小基站回傳主要方式。但在新建光纜難度大、建設(shè)成本高、市場要求快速開通等場景下，可考慮采用PON回傳小基站業(yè)務(wù)，作為小基站回傳的臨時解決方案或重要補(bǔ)充手段（表2）。

表2 PON網(wǎng)絡(luò)回傳小基站適用場景

4.2 優(yōu)勢分析

提升網(wǎng)絡(luò)效能。深度覆蓋的目標(biāo)區(qū)域（住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)），也是寬帶用戶聚焦區(qū)域，寬帶資源充裕，便于為小基站提供回傳網(wǎng)絡(luò)。采用PON網(wǎng)絡(luò)承載小基站回傳業(yè)務(wù)可充分發(fā)揮FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中已有的ODN網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)點等基礎(chǔ)設(shè)施資源的網(wǎng)絡(luò)效能，有效提升端口實占率。

節(jié)省光纖資源。相比傳統(tǒng)點到點拓?fù)浣M網(wǎng)結(jié)構(gòu)，PON網(wǎng)絡(luò)采用點到多點的分光拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種組網(wǎng)方式與組網(wǎng)靈活、位置不可預(yù)測的小基站結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。同時使用分光的ODN網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)省光纜資源，小基站的密度越高，節(jié)省的主干光纜量越大。

部署簡單快速。ODN分光點遍布小區(qū)、樓宇、街道、鄉(xiāng)村，寬帶網(wǎng)絡(luò)到位區(qū)域，簡單敷設(shè)光皮線或網(wǎng)線即可接入。

低成本超高帶寬接入。PON網(wǎng)絡(luò)可低成本提供千兆甚至萬兆接入能力，滿足基站帶寬需求。

4.3 存在問題

（1）網(wǎng)絡(luò)可靠性不高：無節(jié)點保護(hù)，無法解決單點失效風(fēng)險；鏈路保護(hù)要進(jìn)行“現(xiàn)網(wǎng)”的升級改造，保護(hù)倒換時間可能不滿足<50ms的要求；

（2）組網(wǎng)穩(wěn)定性差：ONU存在長發(fā)光隱患，影響同一PON口下基站業(yè)務(wù)；

（3）不具備端到端“運(yùn)維”：不具備端到端“運(yùn)維”能力，基站業(yè)務(wù)性能無法做端到端監(jiān)控；

（4）配置復(fù)雜度：基站的IP、VLAN必須統(tǒng)一規(guī)劃，由于PON網(wǎng)絡(luò)的VLAN已被寬帶業(yè)務(wù)、視頻及各類專線占用，剩余可用VLAN資源較少，且可能與現(xiàn)有基站VLAN規(guī)劃沖突。

4.4 其他建議

在OLT專業(yè)“網(wǎng)管”內(nèi)，可將開通小基站的ONU設(shè)置為重要網(wǎng)元，從而出現(xiàn)異常時能夠及時發(fā)現(xiàn)故障；

當(dāng)小基站分布較密集時，不易采用高密度的ONU設(shè)備接入（如24口ONU設(shè)備），應(yīng)采用FTTH型ONU接入。

在PON網(wǎng)絡(luò)未覆蓋區(qū)域或采用PON網(wǎng)絡(luò)接入成本過高時，考慮采用傳統(tǒng)IPRAN方式接入。

5 結(jié)語

隨著5G時代的到來，小基站業(yè)務(wù)量將不斷增長，部分業(yè)務(wù)密集的OLT、匯聚交換機(jī)上聯(lián)帶寬逐漸飽和，可發(fā)展提升上聯(lián)帶寬。小基站應(yīng)用的普及，對“承載網(wǎng)”提出了全新的需求。“承載網(wǎng)”需要進(jìn)一步積累建設(shè)運(yùn)營經(jīng)驗，完善小基站承載的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而適應(yīng)工程建設(shè)的需要，提升端到端的客戶實際體驗。