面向5G及基于降本增效的傳輸基礎(chǔ)資源部署的研究

劉濤 劉光明 呂云輝

5G時代即將來臨，2.6GHz/3.5/4.9GHz的頻段將需要密集的組網(wǎng)需求，各大運營商在大力建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的同時，也需要基于降本增效的原則。本文重點研究如何在降本增效的原則下進行傳輸基礎(chǔ)資源的部署，分別是機房，機房配套和光纜組網(wǎng)三個方面。首先研究面向5G的解決方案，并與傳統(tǒng)方案進行成本對比分析，在保證滿足5G需求前提下制定經(jīng)濟性最優(yōu)的方案，最終給出傳輸基礎(chǔ)資源部署的建議。

5G的大帶寬、低時延、密集組網(wǎng)等特性對運營商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)造成新的沖擊。由于傳輸基礎(chǔ)資源建設(shè)周期較長，因此需要提前做好資源規(guī)劃，為5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模部署做好資源儲備，在資源部署和部署過程中如何降本增效成是各大通信運營商所關(guān)心的重點。本文從機房，機房配套和光纜組網(wǎng)三個方面出發(fā)，首先研究面向5G的解決方案，并與傳統(tǒng)方案進行成本對比分析，在保證滿足5G需求前提下制定經(jīng)濟性最優(yōu)的方案，最終給出傳輸基礎(chǔ)資源部署的建議。

一、機房部署如何降本增效

（一）C-RAN與D-RAN的簡介

5G網(wǎng)絡(luò)由于引入了大帶寬和低時延的應(yīng)用， 5G的RAN網(wǎng)絡(luò)將從4G網(wǎng)絡(luò)的BBU、RRU兩級結(jié)構(gòu)將演進到CU、DU和 AAU三級結(jié)構(gòu)。CU主要實現(xiàn)非實時的無線高層協(xié)議棧功能，而DU主要處理物理層功能和實時性需求的2層功能。DU的部署分為DU集中式部署和分布式部署，如圖1所示。對傳輸承載要求的不同主要體現(xiàn)在移動城域網(wǎng)接入層，在匯聚層及以上基本相同。集中式部署是將多個DU集中放置在基站機房或者業(yè)務(wù)匯聚機房，統(tǒng)一接入到一臺大容量傳輸設(shè)備回傳，對機房及配套、光纜要求較高，需要機房數(shù)量較少。分布式部署是將每臺DU分布放置于基站機房，通過接入一臺小容量傳輸設(shè)備回傳，對機房及配套、光纜要求較底，需要機房數(shù)量較多。

（二）C-RAN與D-RAN的成本分析

DU機房部署涉及的投資成本包括：機房租金，機房配套/天面改造投資，傳輸設(shè)備投資，光纜投資和電費成本共計5項，根據(jù)全國一二類地市情況，關(guān)鍵參數(shù)取定如表1所示：

根據(jù)以上參數(shù)，計算DU機房采用C-RAN模式和D-RAN模式的成本，并進行成本分析，假設(shè)所有C-RAN機房均采用新建模式，D-RAN機房采用70%利用，30%新建模式，按6年期計算，成本分析如圖2所示。隨著DU數(shù)量的增加，D-RAN模式的成本顯著增加，而C-RAN模式的成本增長緩慢。當(dāng)DU部署數(shù)量大于3時，C-RAN模式比D-RAN模式更具有經(jīng)濟性。主要原因是D-RAN模式隨著DU數(shù)量的增加必然導(dǎo)致機房配套、租金、空調(diào)數(shù)量的成倍數(shù)增長，間接地增加了配套設(shè)備的電費。

綜上所述，當(dāng)DU數(shù)量大于3時，建議采用C-RAN模式，并在機房條件的允許下可增大DU數(shù)量，可最大限度地達到降本增效的目的。

（三）C-RAN機房的規(guī)格要求

根據(jù)成本分析，C-RAN對DU集中系數(shù)是需要大于3，而且集中系數(shù)越高越經(jīng)濟性越好。但根據(jù)目前而言，主要受限于機房的空間和外電條件。根據(jù)調(diào)研，目前城區(qū)業(yè)務(wù)密集區(qū)域的報裝外電一般在25～35KW，根據(jù)表2的機房功耗表計算。外電容量在25～35KW情況下，預(yù)留給無線主設(shè)備的裝機功耗為7～12KW，預(yù)計可集中8～10個DU。

根據(jù)外電條件可部署8～10個DU，再計算傳輸及電源配套的裝機空間，分析如表3所示，合計16個標(biāo)準(zhǔn)機柜，大約占地面積為30平米。

綜合上所述：C-RAN機房外電建議為30KW，若條件不足區(qū)域可放寬至25KW，面積為30平米。

二、機房配套如何降本增效

（一）磷酸鐵鋰電池

繁華城區(qū)寸土寸金，同時滿足傳輸匯聚機房空間和承重要求的選擇不多。隨著機房設(shè)備的能耗持續(xù)增加，如采用增加鉛酸電池組方案，對機房條件的要求進一步提升：空間資源消耗增大，承重要求增高。磷酸鐵鋰電池有著重量輕、占地面積小、循環(huán)壽命高、工作溫度范圍寬、電池單體電壓高和效率高等優(yōu)點。采用磷酸鐵鋰電池替換原有鉛酸電池方案和采用大容量鉛酸電池替換原有鉛酸電池方案，對比如下：

1、空間占用對比

磷酸鐵鋰電池僅為鉛酸電池的55%，如表4所示。