4G一體化皮飛基站建設方案研究

［王成帥］

4G一體化皮飛基站建設方案研究

［王成帥］

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，移動用戶數(shù)及移動4G業(yè)務數(shù)據(jù)量的增長與室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡承載能力出現(xiàn)了不平衡，在此背景下4G皮飛站應運而生，其可作為蜂窩網(wǎng)絡的有效覆蓋補充和容量擴充手段；文章從皮飛站回傳方案及選擇、同步方案選擇及VLAN和IP地址部署各方面進行探討研究，建設方案切實可行。

4G業(yè)務 皮飛站 回傳方案

王成帥

江蘇省郵電規(guī)劃設計院有限責任公司山東分公司，主要從事傳輸規(guī)劃及設計工作。

1　引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的突飛猛進的發(fā)展，移動網(wǎng)絡用戶數(shù)量也節(jié)節(jié)攀升，據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止2016年5月底，僅中國移動4G用戶數(shù)就已突破4億。據(jù)調(diào)查顯示，近75%的4G業(yè)務發(fā)生在商場、辦公樓、商務酒店、會展中心、高校校園等室內(nèi)場景。然而，據(jù)某運營商用戶投訴分布情況分析，室內(nèi)覆蓋不足導致的投訴占比高達 80%。移動用戶數(shù)及移動4G業(yè)務數(shù)據(jù)量的增長與室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡承載能力出現(xiàn)了不平衡。在此情況下4G一體化皮飛站（簡稱4G皮飛站）應運而生。4G皮飛站是一種低成本室內(nèi)覆蓋解決方案，可作為蜂窩網(wǎng)絡的有效覆蓋補充和容量擴充手段，可有效解決熱點區(qū)域覆蓋問題，提升用戶感知。

2　 4G皮飛站回傳方案及選擇

4G皮飛站的回傳分為兩部分：皮飛站至網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)關(guān)至EPC。

2.1 4G皮飛站至網(wǎng)關(guān)方案

4G皮飛站至網(wǎng)關(guān)方案共有三種，分別是PON+CMNET、PTN+ CMNET、第三方回傳連接至皮飛站網(wǎng)關(guān)。4G皮飛站回傳方案示意圖如圖1。

圖1　4G皮飛站回傳方案

（1） PON+CMNET

對于部署在PON覆蓋區(qū)域的4G皮飛站，原則上采用PON+CMNET回傳方案，即末端采用PON接入，通過OLT上聯(lián)至BRAS/SR，經(jīng)城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、省干CMNET后連接至4G皮飛站網(wǎng)關(guān)。為了保證安全性，在CMNET與皮飛站網(wǎng)關(guān)間需經(jīng)過防火墻，以保證網(wǎng)絡的安全性。

對于4G皮飛站規(guī)劃數(shù)量較多的建筑物，比如辦公樓宇、賓館和大型室內(nèi)活動場館，建議為皮飛站提供獨立PON口，根據(jù)皮飛站的密度和收光靈敏度，選用一級分光或二級分光方式。由于當前一體化皮基站主要用于解決弱覆蓋和盲區(qū)問題，分布較為分散，一級光分路器應設置在綜合業(yè)務接入?yún)^(qū)二級分纖點，二級光分路器設置在客戶樓宇的弱電間/井內(nèi)。

對于4G皮飛站規(guī)劃數(shù)量不多或現(xiàn)有光分路器端口空閑端口較多的建筑物，比如營業(yè)廳、小型室內(nèi)活動場館，建議和專線或家寬共用PON口。該方式能充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源、提高開站速度，但需要統(tǒng)籌考慮專線、家寬和皮飛站的帶寬需求，并配置相應的QoS。

對于擬建4G皮飛站的營業(yè)廳、咖啡館、商場等類型區(qū)域，如果已經(jīng)安裝移動自有產(chǎn)權(quán)的ONU設備且有空閑端口，在不影響現(xiàn)有業(yè)務的前提下，可利用空閑端口接入皮飛站。

圖2　4G皮飛站傳輸接入方案

（2）PTN+CMNET

對于皮飛站部署場景不具備PON網(wǎng)絡但有PTN資源時，采用L2 PTN接入，通過PTN連接至BRAS/SR，PTN和BRAS/SR間可通過LAG保護方式連接。其它類同PON+CMNET。

（3）第三方回傳

當自建資源存在建設難度大、成本高等問題時，可采用第三方網(wǎng)絡實現(xiàn)皮飛站回傳，應注意評估其傳輸質(zhì)量，避免影響用戶體驗。當末端沒有接入資源時，也可采用微波接入。

2.2網(wǎng)關(guān)至EPC

皮飛站網(wǎng)關(guān)部署位置原則上不高于SAE-GW；與EPC間連接首選通過L3 PTN方式，次選直連方式。

（1）L3 PTN方式

對于皮飛站網(wǎng)關(guān)設備端口少、流量不大、EPC數(shù)量較多、EPC需要組POOL且沒有配置交換機時，通過L3 PTN連接至EPC，與宏站共用EPC對接的端口資源。此方案不需EPC擴容或改造，只需對PTN網(wǎng)絡進行擴容或改造即可。

皮飛站網(wǎng)關(guān)與異機房EPC的通信，由省干PTN系統(tǒng)實現(xiàn)。省干PTN系統(tǒng)通過調(diào)度L3 PTN完成跨機房轉(zhuǎn)發(fā)。皮飛站網(wǎng)關(guān)先與交換機對接，交換機出主、備端口分別與同機房主、備省干落地L3 PTN對接。后期皮飛站網(wǎng)關(guān)若實現(xiàn)多機房容災備份可直接與同機房省干落地PTN對接。皮飛站網(wǎng)關(guān)至EPC（ L3 PTN方式）示意圖如圖3。

圖3　皮飛站網(wǎng)關(guān)至EPC（ L3 PTN方式）

（2）直連方式

對于皮飛站網(wǎng)關(guān)設備端口少且沒有配置有交換機時，可采用皮飛站網(wǎng)關(guān)和EPC直連方式，即通過光纖或WDM/OTN進行連接。但目前的4G皮飛站網(wǎng)關(guān)設備端口有限，建設初期流量不大，因此近期不建議采用此方案。

3　皮飛站的同步方案選擇

皮飛站可根據(jù)部署情況，選擇采用無線空口同步、GPS直接同步或地面?zhèn)鬏?588v2同步方式，其中地面?zhèn)鬏?588v2方式可采用從末端接入的PON或PTN設備提取同步信號。

（1）PON+CMNET方案：現(xiàn)有PON設備需升級支持1588V2，同步于GPS或同機房PTN設備，再通過PON網(wǎng)絡對基站進行同步。同步于GPS需從同機房現(xiàn)有的GPS引接，但增加功分器會對時鐘信號引入3dB插損，可能會影響無線站同步接收。

（2）PTN+CMNET方案：PTN網(wǎng)絡在核心機房時間同步服務器引入同步信號，需要對PTN全網(wǎng)進行改造，改造之后可直接從PTN設備提取同步信號。

（3）如采用微波或第三方資源，則需微波或第三方設備支持1588v2。

通過上述對比，現(xiàn)網(wǎng)PTN、OLT設備升級支持1588v2難度較大，因此首選無線空口同步和GPS直接同步。

4　VLAN和IP地址

PON承載皮飛站業(yè)務時，到寬帶邊緣網(wǎng)關(guān)（BRAS或SR）間采用SVLAN+CVLAN（QinQ）方式進行VLAN規(guī)劃，其中外層SVLAN用于區(qū)分業(yè)務類型、OLT和PON口，內(nèi)層CVLAN用于區(qū)分用戶和業(yè)務。皮飛站VLAN分配示意圖如圖4。

圖4　皮飛站VLAN分配

VLAN分配應統(tǒng)一規(guī)劃各類業(yè)務的VLAN資源，具體應根據(jù)PON網(wǎng)絡使用情況確定。

5　場景案例分析

場景：XXX巷地處背街小巷，宏站信號遮擋嚴重；周邊有多個經(jīng)濟型酒店（如家酒店），客流量大，業(yè)務需求量大；存在問題：旅游熱點區(qū)域，宏站只能保證面的基礎(chǔ)覆蓋，深度覆蓋效果差，影響用戶體驗；已不能滿足網(wǎng)絡覆蓋和容量的需求；環(huán)境復雜，站點安裝受限，選址難度大。解決方案：采用4G皮飛基站+就近光纜接入的方案。具體現(xiàn)場圖如圖5。

圖5　皮飛站現(xiàn)場安裝

建網(wǎng)效果：弱覆蓋提升明顯，深度覆蓋從無到有；RSRP平均值提升9.74db，SINR平均值提升8.72db；補熱后網(wǎng)絡性能良好和用戶體驗提升明顯，激活后，4G皮飛站和宏站之前切換成功率100%。RSRP、SINR前后建網(wǎng)效果圖如6。切換成功率表如表1。

表1　4G皮飛站與宏站切換成功率

6　結(jié)束語

某電信運營商根據(jù)自身業(yè)務發(fā)展需要，從皮飛站回傳方案及選擇、同步方案選擇及VLAN和IP地址部署各方面進行探討研究，通過具體場景具體分析，得出建設方案切實可行。

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.07.011

2016-07-04）