基于廣電網(wǎng)絡(luò)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案與規(guī)劃關(guān)鍵研究

何威敬

【摘要】在多年發(fā)展的過程當(dāng)中，我國有線電視網(wǎng)絡(luò)具有了豐富的光纖資源，在多個(gè)級(jí)別實(shí)現(xiàn)了有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接。在該情況下，需要能夠結(jié)合5G發(fā)展做好對(duì)應(yīng)的方案建設(shè)與規(guī)劃工作。在本文中，將就基于廣電網(wǎng)絡(luò)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案與規(guī)劃進(jìn)行一定的研究。

【關(guān)鍵詞】廣電網(wǎng)絡(luò);5G網(wǎng)絡(luò);建設(shè)方案;

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.02.002

2019年6月，中國廣電獲得5G商用牌照，計(jì)劃以協(xié)同組網(wǎng)方式對(duì)全國范圍的廣電5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建立。作為從零開始的無線網(wǎng)絡(luò)，中國廣電在基礎(chǔ)設(shè)施資源方面存在一定的不足。在該情況下，需要能夠積極做好適合廣電5G建設(shè)方案的研究，在實(shí)現(xiàn)5G快速部署的情況下更好的實(shí)現(xiàn)商用目標(biāo)。對(duì)此，則需要能夠充分做好方案建設(shè)把握，進(jìn)一步提升工作開展水平。

1. 5G基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃

1.1 傳輸網(wǎng)架構(gòu)

在現(xiàn)有廣電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，根據(jù)物理連接可以分為匯聚、核心與接入幾個(gè)層級(jí)，同時(shí)包括有省、市、縣、鄉(xiāng)、社區(qū)節(jié)點(diǎn)。（1）核心層：在核心層方面，包括有國家與省級(jí)干線網(wǎng)。其設(shè)備在國家省市核心機(jī)房當(dāng)中部署，對(duì)各級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。該類設(shè)備具有較大的帶寬以及較高的QOS保證標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)房使用UPS與雙路供電保護(hù)，環(huán)接設(shè)備分為主備兩臺(tái)，每一臺(tái)使用雙向光路以及雙電源，核心網(wǎng)具有較大的容量空間，能夠?qū)?G應(yīng)用試運(yùn)營與測(cè)試進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)測(cè)算，在5G核心網(wǎng)運(yùn)行后其階段，對(duì)于容量具有更高的要求，在廣電5G商用的情況下，廣電網(wǎng)絡(luò)則需要結(jié)合基站接入數(shù)量進(jìn)一步做好核心層的升級(jí)。（2）匯聚層：該層級(jí)設(shè)備在市級(jí)機(jī)房當(dāng)中配備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)形狀，通過環(huán)網(wǎng)雙環(huán)物理倒換能力實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保障。該類階段主要為口字型以及環(huán)形組網(wǎng)，以成對(duì)的方式接入節(jié)點(diǎn)。為了保證5G傳輸速度，對(duì)于一對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)，需要保證接入在6個(gè)子環(huán)以內(nèi)。就目前來說，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的核心為中心機(jī)房，多個(gè)方向做好子環(huán)以及主環(huán)的建設(shè)，能夠較好的滿足5G前期建設(shè)。（3）接入層：在現(xiàn)階段，廣電網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備在市級(jí)及以下機(jī)房中建設(shè)，現(xiàn)有廣電網(wǎng)絡(luò)接入層對(duì)星型網(wǎng)+環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行使用。對(duì)于鏈形單點(diǎn)故障來說，當(dāng)發(fā)生時(shí)可能使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生大面積癱瘓情況，對(duì)此，不建議對(duì)該方式進(jìn)行使用。接入鏈路方面，可以分為EPNON、PTN、MSTP等技術(shù)，以此保證5G網(wǎng)絡(luò)能夠得到有效靈活的接入。

1.2 承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)

5G基站接入網(wǎng)絡(luò)方面，可以分為分布單元、中央控制單元與有源天線處理單元。其中，有源天線單元當(dāng)中對(duì)天線、射頻單元進(jìn)行了整合，應(yīng)用到大規(guī)模天線技術(shù)。分布單元之下具有無限協(xié)議功能，中央控制單元具有無線協(xié)議棧功能：第一，前傳。對(duì)分布單元與有源天線單元數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞;第二，中傳。傳遞中央控制單元與分布單元數(shù)據(jù)。在5G建設(shè)初期階段，可以對(duì)該方式進(jìn)行使用，其也統(tǒng)稱為基帶處理單元;第三，回傳。對(duì)核心網(wǎng)網(wǎng)元與中央控制單元間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞。

1.3 前傳場(chǎng)景

對(duì)于上述幾種方式來說，都可以結(jié)合實(shí)際情況做好合并以及分開部署方式，根據(jù)分布單元、中央控制單元部署，基站在具體接入方面的場(chǎng)景中：（1）C-RAN：在該模式當(dāng)中，設(shè)備將在匯聚機(jī)房當(dāng)中布置，具有10至60的連接基站數(shù)。該方案在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，適合熱點(diǎn)場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)高速服務(wù)的提供，能夠有效節(jié)約接入層環(huán)網(wǎng)資源，網(wǎng)絡(luò)具有扁平化特點(diǎn)，能夠較好的管理軟件定位網(wǎng)絡(luò)。BBU能夠應(yīng)用池化技術(shù)開展管理、基帶用戶面處理以及慢速干擾管理等等。但該方式也存在一定的不足，即將消耗較多的管道以及光纖資源。

在廣電5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)當(dāng)中，其匯聚、核心機(jī)房是區(qū)域重點(diǎn)機(jī)房，具有豐富的光纖、設(shè)備與管道，同時(shí)區(qū)縣當(dāng)中具有較多的業(yè)務(wù)類型以及較大的業(yè)務(wù)量，具有較大的人口密度，光纖、管道資源消耗速度較快且很難擴(kuò)容。對(duì)此，網(wǎng)絡(luò)則可以結(jié)合人員密集區(qū)域，通過C-RAN方式的應(yīng)用開展建設(shè)，在對(duì)接入網(wǎng)壓力有效降低的基礎(chǔ)上，使用戶能夠獲得更好的感受。（2）C-RAN小集中：在機(jī)房局所位置部署中央控制單元與分布單元，連接5至10個(gè)基站。一般來說，需要在基站附近對(duì)20m2左右的的機(jī)房進(jìn)行建設(shè)。該方案在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，能夠?qū)饫w資源進(jìn)行有效的節(jié)約，能夠在熱點(diǎn)場(chǎng)所提供高速服務(wù)，且能夠保證偏遠(yuǎn)區(qū)域信號(hào)的覆蓋。該方式的不足，即將增加一定的土地租賃成本與機(jī)房建設(shè)投入。

廣電5G建設(shè)方面，首先，保證網(wǎng)絡(luò)匯聚、核心機(jī)房具有接入機(jī)房功能。同時(shí)，在每一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)當(dāng)中，也具有1-2個(gè)鎮(zhèn)機(jī)房的建設(shè)，在保證電力的情況下，具有完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且在此當(dāng)中設(shè)備具有較小的升級(jí)投入，同時(shí)具有較多的光纜管道資源，架空線路在此當(dāng)中容易擴(kuò)容。在該情況下，則可以將BBU在匯聚、接入與核心機(jī)房部署，應(yīng)用小集中方式做好5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。（3）D-RAN：在該方式中，將中央控制單元與分布單元在前端機(jī)房位置布置，接入數(shù)量在1至3個(gè)之間。該方案的優(yōu)點(diǎn)，即不同站點(diǎn)當(dāng)中都具有完整的協(xié)議處理，在下沉網(wǎng)絡(luò)處理能力的情況下，更好的開展5G應(yīng)用服務(wù)。存在的不足，也將增加一定的土地房屋成本。

廣電5G建設(shè)方面，首先，雖然在高密度住宅區(qū)具有前端機(jī)房的設(shè)置，但主要功能即是傳輸有線電視信號(hào)，具有較少的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。在該情況下，如果需要使機(jī)房具有D-RAN接入條件，則需要能夠做好機(jī)房數(shù)據(jù)的升級(jí)處理。

1.4 基站前傳介質(zhì)

1.4.1 雙纖雙向直連

該方式的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：具有單向光信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中不會(huì)受到干擾，不用頻分與時(shí)分，具有較大的通信容量以及較低的信號(hào)衰減，具有較長(zhǎng)的傳輸距離，不會(huì)受到來自電磁的干擾，在實(shí)際施工應(yīng)用當(dāng)中較為漸變。存在的不足，即會(huì)對(duì)現(xiàn)有管道、光纖資源進(jìn)行快速的消耗。

1.4.2 單纖雙向光纖直聯(lián)

該方式具有施工簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，是實(shí)際工作當(dāng)中經(jīng)常使用到的鏈接方法，具有較低的信號(hào)衰減以及較大的帶寬，同雙纖雙向直連方式相比，具有50%的消耗。存在的不足，即在長(zhǎng)期運(yùn)行情況下，具有較大的管道以及光纜資源消耗。

1.4.3 WDM-PON

該方式適合應(yīng)用PON結(jié)構(gòu)，能夠有效實(shí)現(xiàn)主干光纖的節(jié)約。同時(shí)，具有豐富的波資源，能夠有效實(shí)現(xiàn)管道資源占用成本與光纜建設(shè)成本的節(jié)約。存在的不足，即是需要增加設(shè)備建設(shè)與管理成本。

1.4.4 無源CWDM

該方式通過彩光模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的傳輸，能夠結(jié)合站型前傳光纖需求，對(duì)6至18波無源彩光設(shè)備進(jìn)行選擇。在城區(qū)位置，需要做好點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無源波分的配置，在高速紅線以及高鐵當(dāng)中，需要做好多點(diǎn)無源彩光的配置。

1.5 覆蓋模式

在5G技術(shù)當(dāng)中，其大連接物聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)移動(dòng)帶寬與高可靠低時(shí)延等服務(wù)特性的存在，要求能夠通過超密集組網(wǎng)方式覆蓋信號(hào)。從施工效率、施工成本等方面考慮，在實(shí)際對(duì)5G信號(hào)進(jìn)行覆蓋時(shí)，則需要能夠做好宏小結(jié)合、分層覆蓋方式的應(yīng)用。

1.5.1 宏基站+微基站

該類基站用途有：第一，室外/室內(nèi)補(bǔ)盲。適合應(yīng)用在宏站無法完全覆蓋的區(qū)域以及建筑當(dāng)中信號(hào)穿透不足的區(qū)域。能夠在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中獲得較好的用戶體驗(yàn)以及傳輸效果，有效的強(qiáng)化、延伸信號(hào);第二，增強(qiáng)熱點(diǎn)。適合在人員密集區(qū)域應(yīng)用，能夠?qū)π诺榔鸬捷^好的擴(kuò)容效果;第三，控承分離。移動(dòng)端同時(shí)與微站、宏站接入，通過其覆蓋廣特點(diǎn)作用的發(fā)揮，由宏站定位移動(dòng)設(shè)備、傳輸控制信號(hào)，同時(shí)協(xié)同管理微基站資源，且在資源方面不具有較高的要求。微站的存在，則將會(huì)對(duì)終端定位功能進(jìn)行弱化，專注于對(duì)于數(shù)據(jù)的高速傳輸，在對(duì)芯片運(yùn)算能力有效釋放的情況下，實(shí)現(xiàn)信道資源的節(jié)約，對(duì)微站當(dāng)中移動(dòng)終端切換導(dǎo)致的體驗(yàn)問題進(jìn)行優(yōu)化。

1.5.2 微基站模式

在該模式當(dāng)中，即是通過微基站的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)密集網(wǎng)絡(luò)宏小區(qū)的建設(shè)。在該小區(qū)當(dāng)中，能夠?qū)θ簝?nèi)多個(gè)微基站進(jìn)行協(xié)調(diào)，在此當(dāng)中有效的共享資源，包括有信號(hào)、信道以及載波的共享等等。在同一個(gè)集群當(dāng)中，微基站能夠有效對(duì)面?zhèn)鬏斍闆r進(jìn)行控制，且同時(shí)具有宏站功能。

2 5G建設(shè)

2.1 基站建設(shè)

在室外基站建設(shè)方面，可以對(duì)原有立桿進(jìn)行改建，可以新建，也可以對(duì)立桿進(jìn)行租用與借用。對(duì)于借用、租用這兩種方式來說，往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間。在該情況下，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的快速部署，則可以在新建的基礎(chǔ)上，對(duì)原有廣播立桿進(jìn)行改建處理。根據(jù)有限電視光纖資源與網(wǎng)絡(luò)管道，在選擇前期布點(diǎn)時(shí)，需要在同管道相近以及距離光交箱的區(qū)域設(shè)置。從無線覆蓋角度考慮，也需要能夠做好做好組網(wǎng)工作。

2.2 前傳建設(shè)

為了做好網(wǎng)絡(luò)的快速布置，因站房在建設(shè)當(dāng)中需要較長(zhǎng)時(shí)間的規(guī)劃審批，對(duì)此，在前期基站接入時(shí)，可以對(duì)C-RAN方式進(jìn)行應(yīng)用，通過GPON網(wǎng)的應(yīng)用，以快速的方式將基站接入到鎮(zhèn)級(jí)機(jī)房匯聚層位置，而在后期相關(guān)業(yè)務(wù)不斷開展的情況下，再對(duì)BBU進(jìn)行割接下移處理。

3. 結(jié)束語

可以說，在5G商用的背景下，廣電5G建設(shè)成為了一項(xiàng)重點(diǎn)工作內(nèi)容，對(duì)于廣電未來發(fā)展具有十分積極的意義。但在此當(dāng)中，也將面臨到來自資金、技術(shù)與管理方面的壓力。對(duì)此，則需要能夠從多方面入手做好建設(shè)規(guī)劃，更好的實(shí)現(xiàn)5G建設(shè)目標(biāo)。

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