面向5G承載的綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)建設(shè)

文/陳捷

1 前言

5G發(fā)展是十三五規(guī)劃戰(zhàn)略的重要任務(wù)，2019年6月6日，工信部正式向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照，中國(guó)進(jìn)入5G商用元年。5G的頻率比4G更高，單站覆蓋距離更短，連續(xù)覆蓋所需基站數(shù)量將成倍增長(zhǎng)，且5G設(shè)備功耗遠(yuǎn)高于4G設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商應(yīng)提前部署接入光纜網(wǎng)和局站資源以滿足5G建網(wǎng)需求。

本文重點(diǎn)研究綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的建設(shè)模式，對(duì)接入機(jī)房和接入管線基礎(chǔ)資源進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃并做好儲(chǔ)備，為5G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)概述

綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)指為滿足基站、專線、家庭寬帶等業(yè)務(wù)接入需求，結(jié)合行政區(qū)域、自然區(qū)劃、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和客戶分布，將城市區(qū)域或發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)等業(yè)務(wù)密集區(qū)，劃分為多個(gè)能獨(dú)立完成業(yè)務(wù)接入和匯聚的區(qū)域。

2.1 綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)網(wǎng)絡(luò)元素

2.1.1 綜合業(yè)務(wù)局站

綜合業(yè)務(wù)局站是指負(fù)責(zé)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)各類業(yè)務(wù)匯聚的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)原則上設(shè)置1個(gè)綜合業(yè)務(wù)局站，局站內(nèi)設(shè)置OLT、BBU集中點(diǎn)、IPRAN A/B、傳輸、匯聚交換機(jī)等接入和匯聚設(shè)備；接入光纜圍繞綜合業(yè)務(wù)局站組網(wǎng)。

2.1.2 接入網(wǎng)機(jī)房

接入網(wǎng)機(jī)房是綜合業(yè)務(wù)局站的補(bǔ)充，主要作為C-RAN的小集中點(diǎn)設(shè)置4G BBU和5G CU/DU設(shè)備，也可以設(shè)置OLT、IPRAN A等設(shè)備就近接入寬帶或?qū)＞€業(yè)務(wù)。

2.1.3 光節(jié)點(diǎn)

光節(jié)點(diǎn)是接入光纜上用于分纖和接入用戶的分纖設(shè)施，分為主干光節(jié)點(diǎn)和配線光節(jié)點(diǎn)，形態(tài)主要是無(wú)源的光交接箱/間。用戶就近接入光交接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速響應(yīng)。

2.1.4 光纜

主干光纜指主干光節(jié)點(diǎn)與綜合業(yè)務(wù)局站、主干光節(jié)點(diǎn)之間的光纜。配線光纜指配線光節(jié)點(diǎn)到主干光節(jié)點(diǎn)之間的光纜。

表1：綜合業(yè)務(wù)局站設(shè)備機(jī)架需求預(yù)測(cè)

2.2 綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)覆蓋范圍

以綜合業(yè)務(wù)局站為業(yè)務(wù)核心點(diǎn)，結(jié)合城市行政區(qū)域、以及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，按綜合業(yè)務(wù)局站覆蓋范圍，將城市建成區(qū)和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為若干個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)。不同場(chǎng)景下，綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的覆蓋范圍根據(jù)用戶密度有所不同。對(duì)于城市業(yè)務(wù)密集區(qū)，原則上覆蓋面積為3-4平方公里；一般城區(qū)覆蓋4-5平方公里；縣城和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域可按照5-10平方公里覆蓋；農(nóng)村區(qū)域按每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含下轄行政村）劃定為一個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)。

綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)應(yīng)無(wú)縫覆蓋整個(gè)城市和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，且不能重疊，保證綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)資源的唯一歸屬。綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的設(shè)置需滿足以下原則：

（1）成型區(qū)域不跨區(qū)：成型區(qū)域（如住宅小區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、校園等）不能跨綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)；

（2）網(wǎng)絡(luò)連接不跨區(qū)：各層級(jí)光節(jié)點(diǎn)和設(shè)備不跨區(qū)連接；

（3）用戶接入不跨區(qū)： 家庭、政企客戶接入不跨區(qū)； C-RAN集中點(diǎn)不跨區(qū)連接基站。

3 綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)建設(shè)思路

3.1 5G無(wú)線接入網(wǎng)建設(shè)思路

5G時(shí)代，天線和RRU合二為一，組成了全新的單元AAU（有源天線單元），基站架構(gòu)由4G的BBU和RRU兩層架構(gòu)演進(jìn)為DU、CU和AAU三層架構(gòu)。5G建設(shè)初期將以CU/DU合設(shè)部署為主，一方面減少網(wǎng)絡(luò)層級(jí)有利于降低時(shí)延，另一方面CU/DU分設(shè)部署成本高、維護(hù)壓力大，不利于前期快速建網(wǎng)。

5G RAN承載主要包括C-RAN大集中和C-RAN小集中兩種方式。綜合業(yè)務(wù)局站應(yīng)規(guī)劃為C-RAN大集中點(diǎn)，收斂綜合業(yè)務(wù)局站周邊的基站，比例不低于綜合業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)基站總數(shù)的50%；同方向基站數(shù)量多、光纜路由長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)規(guī)劃接入網(wǎng)機(jī)房作為C-RAN小集中點(diǎn)；充分利用條件好的鐵塔基站機(jī)房作為C-RAN小集中點(diǎn)，接入周邊少量基站。此外，不應(yīng)將全部CU/DU規(guī)劃部署在綜合業(yè)務(wù)局站，導(dǎo)致綜合業(yè)務(wù)局站的電源和光纜需求過大，擴(kuò)容困難。

3.2 綜合業(yè)務(wù)局站建設(shè)思路

綜合業(yè)務(wù)局站是綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)業(yè)務(wù)匯聚的中心點(diǎn)，主要設(shè)置C-RAN大集中的4G BBU和5G CU/DU、IPRAN A/B以及承載家寬業(yè)務(wù)的OLT和傳輸設(shè)備OTN，機(jī)房面積應(yīng)滿足接入?yún)^(qū)內(nèi)全業(yè)務(wù)的接入需求，滿足各專業(yè)設(shè)備、空調(diào)電源配套對(duì)安裝空間的需求，同時(shí)預(yù)留一定的空間。

3.2.1 綜合業(yè)務(wù)局站面積需求測(cè)算

綜合業(yè)務(wù)局站的機(jī)房面積應(yīng)根據(jù)終局寬帶用戶、專線用戶和4G/5G無(wú)線基站接入需求，結(jié)合接入網(wǎng)機(jī)房的規(guī)劃方案進(jìn)行測(cè)算。除了OLT、BBU、CU/DU、IPRAN、ODF等可根據(jù)遠(yuǎn)期用戶數(shù)量和區(qū)域面積估算外，還應(yīng)為邊緣計(jì)算、接入OTN各預(yù)留2個(gè)機(jī)架。在測(cè)算面積的基礎(chǔ)上，可再預(yù)留不超過20平方米的機(jī)房面積作為未來(lái)發(fā)展的擴(kuò)展空間。

以城市密集區(qū)為例，綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)不設(shè)置接入網(wǎng)機(jī)房，綜合業(yè)務(wù)局站共需機(jī)架數(shù)10-15個(gè)（詳見表1：綜合業(yè)務(wù)局站設(shè)備機(jī)架需求預(yù)測(cè)）。

安裝15個(gè)機(jī)架及后備電源，機(jī)房可用面積需要約40平方米，考慮不超過20平方米的預(yù)留面積，綜合業(yè)務(wù)局站可用面積應(yīng)為40-60平方米（按70%的得房率，建筑面積約為57-86平方米）。

3.2.2 綜合業(yè)務(wù)局站電源配套需求測(cè)算

綜合業(yè)務(wù)局站的市電引入、蓄電池應(yīng)考慮各類設(shè)備中長(zhǎng)期用電要求進(jìn)行配置，空調(diào)可根據(jù)實(shí)際安裝情況按需配置。

（1）市電引入

原則上綜合業(yè)務(wù)局站引入三類市電，至少滿足10年期用電規(guī)劃需求，建議不低于125A/380V交流電。

（2）蓄電池

蓄電池應(yīng)按照中長(zhǎng)期的設(shè)備功耗配置，備電時(shí)間1-3小時(shí)，預(yù)留油機(jī)接口。

（3）空調(diào)機(jī)房

機(jī)房空調(diào)原則采用專用小型空調(diào)或商業(yè)空調(diào)，保證設(shè)備運(yùn)行大的穩(wěn)定，一般設(shè)置2-3臺(tái)3匹或5匹壁掛式/柜式空調(diào)。

3.3 綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)光纜網(wǎng)建設(shè)思路

接入光纜網(wǎng)以綜合業(yè)務(wù)局站為核心，組成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的接入光纜網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)單獨(dú)組網(wǎng)，統(tǒng)一規(guī)劃光節(jié)點(diǎn)和光纜纖芯，充分利用已建的光纜網(wǎng)，進(jìn)行各類業(yè)務(wù)的接入逐步形成統(tǒng)一的光纜網(wǎng)絡(luò)。

3.3.1 主干接入光纜建設(shè)思路

主干接入光纜的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)滿足中長(zhǎng)期發(fā)展需求，結(jié)合現(xiàn)有業(yè)務(wù)發(fā)展需求，適當(dāng)提高主干光纜纖芯數(shù)量，特別是5G基站的需求應(yīng)按照現(xiàn)有4G基站的2-3倍考慮。

由于綜合業(yè)務(wù)局站出局光纜芯數(shù)較多（在發(fā)達(dá)城區(qū)出局光纜纖芯數(shù)達(dá)到1432芯，需建設(shè)12個(gè)以上光交），主干接入光纜原則上應(yīng)一次性布放144芯及以上光纜，光纜結(jié)構(gòu)以環(huán)形為主，每個(gè)綜合業(yè)務(wù)局站下掛2-4個(gè)主干光纜環(huán)路，每個(gè)主干光纜環(huán)上主干節(jié)點(diǎn)以3-4為宜，覆蓋范圍大且用戶稀疏的區(qū)域，可適當(dāng)增加主干光節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

3.3.2 基站引入光纜建設(shè)思路

5G基站應(yīng)通過基站引入光纜就近接入配線光交，與政企專線和FTTH光網(wǎng)共用配線和主干光纜資源。

現(xiàn)有4G基站同址升級(jí)5G時(shí)，應(yīng)充分利用現(xiàn)有4G基站的引入光纜資源。在摸查現(xiàn)有4G基站引入光纜纖芯資源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，制定基站引入光纜建設(shè)方案。C-RAN模式的基站對(duì)引入光纜的需求為3芯（單纖雙向光模塊），D-RAN模式的基站對(duì)引入段光纜的需求為4芯，可統(tǒng)一按照每基站需求4芯光纖再預(yù)留2芯維護(hù)纖考慮（同樣滿足C-RAN模式下單芯單向傳輸，每個(gè)AAU需要2芯，共6芯）?，F(xiàn)有引入光纜空閑6芯以上的4G基站，原則上不應(yīng)為升級(jí)5G新建光纜；現(xiàn)有引入光纜空閑纖芯不足6芯時(shí)，可擴(kuò)容一條12-24芯引入光纜。

5G采用C-RAN模式組網(wǎng)時(shí)，拉遠(yuǎn)基站宜占用主干光交的獨(dú)占纖芯至綜合業(yè)務(wù)局站的CU/DU設(shè)備，多個(gè)相鄰拉遠(yuǎn)站接入同一主干光節(jié)點(diǎn)時(shí)，相鄰基站應(yīng)選擇不同方向的纖芯。

5G采用D-RAN模式組網(wǎng)時(shí)，基站宜占用主干光纜的公共纖芯，與其他基站共享主干纖芯組環(huán)。

4 結(jié)束語(yǔ)

5G建設(shè)、承載先行。本文結(jié)合5G部署策略，以綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)建設(shè)作為承載方案，詳細(xì)介紹了局站、機(jī)房配套和接入光纜的建設(shè)思路和具體方法，此方案既儲(chǔ)備了遠(yuǎn)期5G建網(wǎng)所需求的基礎(chǔ)資源，又提高了冗余資源使用效率，對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商有一定的指導(dǎo)作用。