5G時代，有線接入網基礎資源布局思路探討

粟新漢，孟鋒立，劉炎東

（中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司，黑龍江 哈爾濱 150080）

1 網絡現狀分析

有線接入網網絡規模大，由大量基礎資源構成，投資大，壽命長，重復利用率低，一旦部署在網絡中，難以重新調整，同時其承載著無線網基站、家庭客戶、集團客戶，需求來自于各個專業條線，涉及業務多，人員多，各條線融合不足，網絡建設目標不統一，壁壘重重，缺少統籌規劃，極易造成重復投資。

“上面千條線，下面一根針”，有線接入網基礎資源建設應結合各類業務特性，建立基于覆蓋區域場景的目標網規劃。具體在部署時可采用一次規劃，分步實施的策略。規劃時，有線接入網應分業務，分層次，從點、線、面三個層面采用自下而上的方式，從業務點規劃至匯聚機房進行統一規劃和部署，在建設時采用自上而下的方式建設，先機房，再主干，最后再引入[1]。

2 網絡結構

有線接入網作為城域傳送網的最底層，為基站、集團客戶和家庭客戶提供有線業務接入，由業務匯聚機房、綜合業務接入區光纜、基站光纜、各級分纖點以及各類業務引入光纜組成。結合各類業務特性，分別組成環形、鏈形、樹形和星形拓撲。其中綜合業務接入區主干光纜以普通匯聚機房或業務匯聚機房為收斂點呈環形或鏈形結構，各類業務接入二級光交后，以一級光交為中心呈星形結構連接；無線網基站光纜呈環形雙跨接入兩個匯聚機房或呈鏈形接入匯聚機房。

3 接入業務的特點

3.1 基站業務

目前，中國移動的無線頻段主要有2G、4G和5G業務。其中2G有900 MHz和1800 MHz兩個頻段，4G有FDD900 MHz、FDD1800 MHz、TDD-F、TDD-D和3DMIMO等頻段，5G有2.6 GHz頻段和即將開展建設的700 MHz頻段，任何一個基站存在上述系統中的一套至多套不等的系統。中國移動在5G建設時無線網基站采用了由D-RAN向C-RAN拓撲結構的演進。BBU和RRU的分離，產生了大量的前傳光纜需求，如此可大大減少基站機房數量，降低對電池、空調及傳輸設備等配套設施的投入。5G業務引入后，基站的網絡結構發生了很大的變化，5G業務基站的光纜由基站環分離為前傳和回傳兩部分，在接入時前傳光纜以機房為中心呈星形結構，光纜單物理路由接入，無保護措施；回傳光纜以普通匯聚機房為終點呈環形結構，采用雙物理路由接入，具備環保護能力。

3.2 家庭客戶

現階段家庭客戶主要業務類型為互聯網業務和有線電視業務，同數據業務和語音業務相比，互聯網業務和有線電視業務中斷后的影響范圍和用戶感知均相對降低，同時從4G時代開始，手機傳輸速率大幅提升，各類手機App業務蓬勃發展，無線網絡逐步分流了一部分用戶，因此家庭用戶對固網的依賴性有所下降，鑒于家庭用戶對固網的時延和業務保障級別需求相對較低，因此樹形拓撲結構的PON網絡因投資效益較高而得到了大力發展，這種拓撲結構采用光纜單物理路由接入，無保護措施。在接入時，光纜單路由接入綜合業務接入區二級分纖點。

3.3 集團客戶

（1）互聯網專線：用于滿足用戶接入互聯網需求。在接入時，根據帶寬需求和保護級別進行接入方案選擇，當需求帶寬在1000 Mbps以下，保護級別要求較低時，采用PON網絡或小型化PTN接入，光纜單路由接入綜合業務接入區二級分纖點；當需求帶寬在1000 Mbps以下，保護級別較高時，采用PTN接入，光纜雙路由接入綜合業務接入區或兩個基站；當需求帶寬在1000 Mbps及以上時，采用交換機（IP城域網延伸）或OTN方式進行接入，光纜雙路由接入匯聚機房。

（2）語音專線：用于滿足用戶固話語音需求，由于IP語音的發展，語音專線使用規模和保護級別需求逐漸降低。在接入時根據客戶電話多少進行建設，電話數量不超過16臺時采用PON+IAD網絡進行承載，電話數量超過16臺時采用小型化PTN+PBX進行承載，在光纜建設時，PON網絡和小型化PTN均采用單路由接入。

（3）數據專線：數據專線業務分類較多，從拓撲結構分，可分為單點對單點數據專線和單點對多點專線。在接入時根據帶寬和時延要求不同，可選擇采用PON、PTN和OTN承載。光纜接入時，總點或保護級別較高的點因采用PTN和OTN承載因此需雙路由接入就近基站或匯聚機房，分點或保護級別低的點采用PON和小型化PTN接入。

4 布局思路

對于有線接入網的部署必須做好統籌，以始為終。在網絡布局上，有線接入網應從面（業務匯聚區）、線（光纜）、點（分纖點）三個層面進行規劃和部署。

4.1 面

有線接入網的面應是以業務接入機房為收斂核心展開的業務匯聚區所覆蓋的區域范圍。普通匯聚機房的布局應結合綜合業務接入區的覆蓋范圍以及區域內業務匯聚區的數量進行布局，建議每3～4個業務匯聚區設置一個普通匯聚機房。

業務接入機房主要用于節省上連管線資源，收斂局部小范圍內的業務，部署設備為OLT、BBU及接入層PTN、SPN等，重要節點可增加接入層OTN設備。鑒于機房的北向接入幾乎都采用雙路由接入，而南向接入時大部分采用單路由接入，因此業務中斷多因為業務接入機房的南向光纜中斷，或機房停電導致的設備脫管，本節僅討論機房脫管導致的區域內業務中斷問題，南向光纜中斷問題將在“線”章節進行闡述。

目前中國移動網絡維護成本中“三費”壓力巨大，因此為了減少三費支出，盡可能采用共用機房，共享外市電、開關電源、電池、空調、機房空間以及SPN、PTN等配套設施，最有效的辦法就是將各項系統全都采用C-RAN模式進行拉遠，但C-RAN結構也造成業務過于集中，容易發生重大通信故障。因此為了減少成本支出，結合單個物理地址存在2G/4G/5G多套系統的情況，在進行C-RAN建設時應進行2G/4G/5G協同建設，統一拉遠。為此在布局業務接入機房時，單個機房覆蓋區域內接入基站物理站址數量應在10個以內，可滿足區域內同時有2個業務接入機房同時中斷才會發生重大通信故障的要求。按照目前基站密度：中心城區每平方千米有6～8個基站，一般城區按每平方千米有4～5個計算，單個機房覆蓋面積=20/機房密度，中心城區單個業務接入機房覆蓋面積應為1.25～1.5平方千米，一般城區和發達鄉鎮可適當放大覆蓋范圍。在鄉鎮農村場景中，由于用戶密度相對較低，基站較為分散，建議在鄉鎮中心建設。

為滿足效益最優，在進行業務接入機房布局時，應優先考慮各類業務同時接入，因此單個業務接入機房覆蓋業務匯聚區應同時滿足家客業務和無線接入網業務接入要求，即在中心城區覆蓋面積應不超過1平方千米，一般城區可視潛在業務密度進行相應調整。

4.2 線

4.2.1 引入光纜

在規劃引入光纜時，要結合業務場景劃分，充分考慮到未來5年內場景潛在業務對光纖的需求，將家客、集客、室分纖芯需求分為PON網絡業務需求、SPN/OTN業務需求，在規劃光纜容量時，同基站前傳光纜一并進行統籌考慮，做好纖芯預留。

（1）互聯網業務纖芯需求。在規劃互聯網業務纖芯時，根據場景內用戶規模，充分考慮PON口分光比、終期接入率等因素，按照纖芯容量=住戶數×終期接入率/PON口分光比進行纖芯配置。在選取PON口分光比時，一級分光按照1∶64計算，在采用二級分光時，考慮到二級分光端口利用率相對較低等問題，按照1∶40計算。在部署光纜時，按照單路由接入就近二級分纖點進行規劃。

（2）SPN/OTN業務纖芯需求。在規劃SPN/OTN業務纖芯時，結合場景內用戶規模，對于有傳輸設備統一下沉計劃，按照終期設備規模，纖芯容量=終期設備數量×4芯進行配置；對于不具備設備下沉的場景，在規劃時，按纖芯容量=用戶數量×30%×4芯進行配置。在建設時，光纜采用雙物理路由接入不同的兩個二級分纖點或匯聚機房，接入二級分纖點時要確保兩個二級分纖點通過不同路由跳纖至一個或兩個匯聚機房。

（3）基站前傳光纜。基站前傳光纜用于滿足C-RAN結構中基站AAU/RRU至BBU拉遠需求，將AAU單路由接入BBU機房。鑒于目前在進行C-RAN方案選擇時有兩種方案，即僅5G C-RAN和2/4/5G全部C-RAN，采用哪種方案將影響基站前傳光纜的規劃，下面將具體分析兩種方案的優劣勢。

為什么要采用C-RAN結構？采用D-RAN結構，機房租金、共享設備的電費、傳輸設備、電源等配套設施費用以及服務費居高不下，降本增效勢在必行。5G C-RAN的優點是保留現有機房，現網可利用基站多，原有機房內集客業務無須調整，降低了5G租金和SPN設備數量；缺點是機房數量未減少，服務費未下降，有線接入網結構更加復雜。全部C-RAN優點是現網機房大量減少，租金、服務費等各項成本支出大量降低，有線接入網趨近扁平化；劣勢是需要新增業務匯聚機房，需要調整現網集客業務。從網絡演進和投資效益對比分析，2G/4G/5G全部采用C-RAN結構應是首選方案。

4.2.2 回傳光纜

當采用C-RAN結構時，無線BBU集中放置在業務匯聚機房內，回傳光纜一邊可利用綜合業務接入區主干光纜進行上連至本綜合業務接入區的普通匯聚機房，另一邊可單獨布放聯絡光纜至周邊綜合業務接入區一級光交，通過周邊綜合業務接入區主干光纜跳纖至其他普通匯聚機房。聯絡光纜容量按照24～48芯進行規劃。

農村地區因站間光纜距離長，光纜路由少等因素，采用C-RAN結構會降低機房密度，不利于周邊家集客業務收斂，因此不建議采用C-RAN結構進行規劃，在建設回傳光纜時，光纜容量按照24芯進行規劃。

4.2.3 配線光纜

配線光纜用于將二級分纖點業務收斂至一級分纖點，在進行纖芯部署時要充分考慮單個二級分纖點覆蓋區域內的潛在業務類型。

（1）有線寬帶業務為主：當覆蓋范圍潛在用戶以有線寬帶業務為主時，按照PON網絡1∶64分光計算，同時考慮到二級分光端口利用率相對較低等問題，覆蓋時單芯按照覆蓋40個用戶進行計算，同時考慮到小區周邊有ATM機等業務接入，配線光纜以24芯為主。

（2）政企業務為主：當覆蓋范圍內為商務樓宇或銀行、黨、政、軍等政企業務相對較多時，如無法下沉接入層SPN或OTN設備，配線光纜以48芯為主。

4.2.4 主干光纜

主干光纜用于將一級分纖點業務收斂至業務接入機房，主干光纜主要有單點環（接入一個業務接入機房）和雙點環（接入兩個業務接入機房）兩種拓撲結構，農村地區面積大，業務密度低，同時機房之間距離遠，因此可采用鏈型結構。主干光纜在纖芯配置時按照每個一級分纖點單路由上行48芯進行配置，總體配置纖芯為96～144芯。

（1）雙點環：雙點環同一個一級分纖點業務可通過兩個路由接入不同業務接入機房，在業務匯聚區內不必成環，不受管網結構限制，更便于接入需要雙路由保護的政企業務，但在接入家集客業務時，同一分纖點下業務不能接入同一機房內，不利于后期業務維護。

（2）單點環：單點環同一個一級分纖點業務通過不同路由接入同一業務接入機房，業務架構清晰，便于家集客業務和基站前傳維護，但在接入需要雙路由保護的政企業務時，需要在相鄰2個業務匯聚區布放聯絡光纜，同時受業務匯聚區內管網結構限制。

鑒于業務匯聚區內占用纖芯較多的基站前傳和家集客業務均不進行雙路由保護，因此建議在部署主干光纜時按照單點環部署相對較好。

4.3 點

4.3.1 二級分纖點

二級分纖點要盡量接近業務點，確保中心城區每個二級分纖點覆蓋半徑在100米左右，同時為確保接入率。二級分纖點不建議提前部署，應在規劃覆蓋半徑內有首個業務接入時同期建設，做到統籌規劃、按需建設。二級分纖點應按照144～288芯進行配置。

4.3.2 一級分纖點

一級分纖點在規劃建設時應提前劃分覆蓋區域，覆蓋區域應包含3～5個二級分纖點，一級分纖點應選擇在二級分纖點較為中心的位置，減少后期配線光纜的布放。一級分纖點應按照288～576芯進行配置。

5 結束語

雙千兆時代，由于5G網絡建設成本巨大，因此在規劃建設時應充分考慮各類業務的綜合接入，因此做好基礎網絡資源的統籌規劃尤為重要，應充分適配自身業務發展和運維需求，通過提供高質量、差異化服務，降低維護難度，挖掘投資效益，提高用戶滿意度。