4G與FTTx融合組網(wǎng)研究及應用

1 引言

4G組網(wǎng)呈現(xiàn)了“宏微協(xié)同”、“立體覆蓋”等特點，4G基站產品形態(tài)較3G有很大變化，4G小基站集成度更高，集成了天線、BBU和RRU，具備零站址安裝條件，微基站、一體化小基站逐步被廣泛應用，可快速解決關鍵樓宇、居民小區(qū)等4G信號覆蓋問題。但開通4G基站需要更高的傳輸帶寬資源，需要新建IPRAN承載網(wǎng)絡，IPRAN建設周期慢、新建成本高，難以及時響應用戶需求。因此，研究利舊PON網(wǎng)絡資源，創(chuàng)新4G基站傳輸接入方式，通過PON接入快速開通4G基站，快速解決樓宇、居民區(qū)4G深度覆蓋問題，同時提升光網(wǎng)資源利用率。此外，可優(yōu)化4G室分、駐地網(wǎng)建設、維護管理模式，建立4G室分建設和FTTH駐地網(wǎng)建設融合建網(wǎng)模式和末梢網(wǎng)絡綜合化維護模式，降低建設成本和提高維護效率。

2 基于PON網(wǎng)絡承載4G小基站技術

2.1 PON網(wǎng)絡接入4G小基站性能分析

小基站基于3GPP LTE標準，支持Band1、Band3多頻段，支持毫瓦級、瓦級功率發(fā)射，支持以太網(wǎng)電口、光口連接PON、IPRAN等多種傳輸網(wǎng)接入，具備遠程升級、監(jiān)控、告警等網(wǎng)管功能，具備即插即用、快速部署等優(yōu)點，可快速實現(xiàn)盲點覆蓋和速率提升。對新增站址困難、室分系統(tǒng)建設困難及復雜建筑的覆蓋場景，可快速解決4G信號覆蓋問題。實現(xiàn)室內從無源到有源，實現(xiàn)有源設備從機房轉移至末端，在樓宇末梢實現(xiàn)了傳輸由饋線變?yōu)楣饫w和網(wǎng)線，天線和設備一體化，解決了傳統(tǒng)室分平層故障難以定位問題。同時在速率性能上實現(xiàn)室內MIMO雙流，是傳統(tǒng)合路室分速率性能的2倍，解決了當前室分單支路不能實現(xiàn)MIMO雙流問題。

隨著全光網(wǎng)的創(chuàng)建，較IPRAN網(wǎng)絡，PON網(wǎng)絡在商務樓宇、居民小區(qū)等末梢場景覆蓋具有豐富的資源優(yōu)勢，光纜、機房等基礎設施無需新建，可快速滿足網(wǎng)絡局部補盲覆蓋和靈活擴容的需求。相對于點到點拓撲結構的IPRAN技術，PON采用點到多點的拓撲結構，適合部署小基站，只要OLT和主干光纜鋪設完成，即可滿足多個小基站的傳輸需求。在性能上可達到IPRAN接入方案的要求，如表1所示，因此，重點需要打通城域網(wǎng)和IPRAN網(wǎng)絡物理鏈路，實現(xiàn)基站到核心網(wǎng)的整條鏈路的連通。

上述分析可知，PON承載4G小基站可滿足LTE技術體制要求。

表1 PON承載4G小基站技術指標

2.2 基于PON網(wǎng)絡承載4G小基站技術方案

基于PON網(wǎng)絡接入4G小基站主要思路是充分利舊PON網(wǎng)絡資源，打通城域網(wǎng)和IPRAN鏈路，實現(xiàn)4G小基站通過光網(wǎng)接入4G核心網(wǎng)，解決了4G傳輸建設難以及時到位的問題?？傮w技術方案如圖1所示，4G小基站連接ONU，經末端交換機進行端口匯聚接入OLT，OLT通過城域數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機接入SR，由SR實現(xiàn)4G小基站接入4G核心網(wǎng)。

圖1 4G小基站經PON網(wǎng)絡接入核心網(wǎng)

本方案實施的關鍵在于創(chuàng)新打通城域網(wǎng)和IPRAN物理鏈路和完成邏輯數(shù)據(jù)配置，在實際場景中，如IPRAN A設備與OLT在同一機房，可使用光纖連接OLT和A設備。如不在同一機房，可在城域網(wǎng)接入路由器上配置靜態(tài)路由數(shù)據(jù)實現(xiàn)任意點接入。在數(shù)據(jù)配置上，原則上根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)地址規(guī)則，一個基站分配一個VLAN地址，對于2G/4G雙?；痉峙鋬蓚€VLAN。采用PON接入4G小基站時，光分路器應盡量設置在主干分纖點以下，優(yōu)先采用獨享PON口方案，以保證4G小基站業(yè)務質量。實際開通時，需根據(jù)FTTB和FTTH不同資源場景下，合理規(guī)劃小基站數(shù)量、頻段帶寬及其他業(yè)務需求，滿足不同F(xiàn)TTx場景下4G速率性能要求。在實際開通時，需進一步明確不同場景、不同廠家設備4G基站開通要求，建立和完善各專業(yè)的小基站開通工作流程，保障小基站及時開通。

創(chuàng)建基于PON網(wǎng)絡的4G基站傳輸方式，充分利舊FTTx網(wǎng)絡資源，降低4G IPRAN傳輸網(wǎng)建設成本，同時有助于建立光網(wǎng)駐地網(wǎng)和移動網(wǎng)室分融合建設、維護模式，駐地網(wǎng)建設時考慮4G接入容量，同時減少4G室分建設立項、施工、驗收工作，快速低成本部署4G網(wǎng)絡，快速滿足市場需求。

3 應用場景及效果

根據(jù)FTTB、FTTH等不同接入類型，以及在高層寫字樓、大型賣場、大型會議室、客戶家庭等四種無線覆蓋場景下，接入中興ZXSDR BS8102型號小基站，2天線單小區(qū)20M帶寬配置，發(fā)射功率為2×125 mW，在徐州電信現(xiàn)網(wǎng)進行了測試驗證。

在商務樓宇高層覆蓋場景下，選取較為典型的徐州財富大廈寫字樓進行測試，使用客戶交換機接入，覆蓋穿透效果較好，可有效覆蓋垂直5層（上三層和下二層）或穿透4堵磚混墻，測試信號覆蓋情況如圖2所示。在賣場等半封閉場景下，建筑內部無遮擋，選取豐縣華山營業(yè)廳賣場及大型會議中心進行測試，覆蓋可超過1 000平米面積，支持接入100個以上4G用戶。家庭場景下，在典型的客戶家庭里，使用光貓接入，開通4G小基站，4G下載速率可穩(wěn)定在80 Mbit/s以上，并可實現(xiàn)iTV、無線上網(wǎng)等多業(yè)務并存，如圖3所示。