5G時代，有線接入網(wǎng)基礎(chǔ)資源布局思路探討

粟新漢，孟鋒立，劉炎東

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司，黑龍江 哈爾濱 150080）

1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

有線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，由大量基礎(chǔ)資源構(gòu)成，投資大，壽命長，重復(fù)利用率低，一旦部署在網(wǎng)絡(luò)中，難以重新調(diào)整，同時其承載著無線網(wǎng)基站、家庭客戶、集團(tuán)客戶，需求來自于各個專業(yè)條線，涉及業(yè)務(wù)多，人員多，各條線融合不足，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)不統(tǒng)一，壁壘重重，缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，極易造成重復(fù)投資。

“上面千條線，下面一根針”，有線接入網(wǎng)基礎(chǔ)資源建設(shè)應(yīng)結(jié)合各類業(yè)務(wù)特性，建立基于覆蓋區(qū)域場景的目標(biāo)網(wǎng)規(guī)劃。具體在部署時可采用一次規(guī)劃，分步實(shí)施的策略。規(guī)劃時，有線接入網(wǎng)應(yīng)分業(yè)務(wù)，分層次，從點(diǎn)、線、面三個層面采用自下而上的方式，從業(yè)務(wù)點(diǎn)規(guī)劃至匯聚機(jī)房進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和部署，在建設(shè)時采用自上而下的方式建設(shè)，先機(jī)房，再主干，最后再引入[1]。

2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

有線接入網(wǎng)作為城域傳送網(wǎng)的最底層，為基站、集團(tuán)客戶和家庭客戶提供有線業(yè)務(wù)接入，由業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房、綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)光纜、基站光纜、各級分纖點(diǎn)以及各類業(yè)務(wù)引入光纜組成。結(jié)合各類業(yè)務(wù)特性，分別組成環(huán)形、鏈形、樹形和星形拓?fù)?。其中綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)主干光纜以普通匯聚機(jī)房或業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房為收斂點(diǎn)呈環(huán)形或鏈形結(jié)構(gòu)，各類業(yè)務(wù)接入二級光交后，以一級光交為中心呈星形結(jié)構(gòu)連接；無線網(wǎng)基站光纜呈環(huán)形雙跨接入兩個匯聚機(jī)房或呈鏈形接入?yún)R聚機(jī)房。

3 接入業(yè)務(wù)的特點(diǎn)

3.1 基站業(yè)務(wù)

目前，中國移動的無線頻段主要有2G、4G和5G業(yè)務(wù)。其中2G有900 MHz和1800 MHz兩個頻段，4G有FDD900 MHz、FDD1800 MHz、TDD-F、TDD-D和3DMIMO等頻段，5G有2.6 GHz頻段和即將開展建設(shè)的700 MHz頻段，任何一個基站存在上述系統(tǒng)中的一套至多套不等的系統(tǒng)。中國移動在5G建設(shè)時無線網(wǎng)基站采用了由D-RAN向C-RAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的演進(jìn)。BBU和RRU的分離，產(chǎn)生了大量的前傳光纜需求，如此可大大減少基站機(jī)房數(shù)量，降低對電池、空調(diào)及傳輸設(shè)備等配套設(shè)施的投入。5G業(yè)務(wù)引入后，基站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，5G業(yè)務(wù)基站的光纜由基站環(huán)分離為前傳和回傳兩部分，在接入時前傳光纜以機(jī)房為中心呈星形結(jié)構(gòu)，光纜單物理路由接入，無保護(hù)措施；回傳光纜以普通匯聚機(jī)房為終點(diǎn)呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用雙物理路由接入，具備環(huán)保護(hù)能力。

3.2 家庭客戶

現(xiàn)階段家庭客戶主要業(yè)務(wù)類型為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和有線電視業(yè)務(wù)，同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)相比，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和有線電視業(yè)務(wù)中斷后的影響范圍和用戶感知均相對降低，同時從4G時代開始，手機(jī)傳輸速率大幅提升，各類手機(jī)App業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)逐步分流了一部分用戶，因此家庭用戶對固網(wǎng)的依賴性有所下降，鑒于家庭用戶對固網(wǎng)的時延和業(yè)務(wù)保障級別需求相對較低，因此樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的PON網(wǎng)絡(luò)因投資效益較高而得到了大力發(fā)展，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用光纜單物理路由接入，無保護(hù)措施。在接入時，光纜單路由接入綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)二級分纖點(diǎn)。

3.3 集團(tuán)客戶

（1）互聯(lián)網(wǎng)專線：用于滿足用戶接入互聯(lián)網(wǎng)需求。在接入時，根據(jù)帶寬需求和保護(hù)級別進(jìn)行接入方案選擇，當(dāng)需求帶寬在1000 Mbps以下，保護(hù)級別要求較低時，采用PON網(wǎng)絡(luò)或小型化PTN接入，光纜單路由接入綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)二級分纖點(diǎn)；當(dāng)需求帶寬在1000 Mbps以下，保護(hù)級別較高時，采用PTN接入，光纜雙路由接入綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)或兩個基站；當(dāng)需求帶寬在1000 Mbps及以上時，采用交換機(jī)（IP城域網(wǎng)延伸）或OTN方式進(jìn)行接入，光纜雙路由接入?yún)R聚機(jī)房。

（2）語音專線：用于滿足用戶固話語音需求，由于IP語音的發(fā)展，語音專線使用規(guī)模和保護(hù)級別需求逐漸降低。在接入時根據(jù)客戶電話多少進(jìn)行建設(shè)，電話數(shù)量不超過16臺時采用PON+IAD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載，電話數(shù)量超過16臺時采用小型化PTN+PBX進(jìn)行承載，在光纜建設(shè)時，PON網(wǎng)絡(luò)和小型化PTN均采用單路由接入。

（3）數(shù)據(jù)專線：數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)分類較多，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分，可分為單點(diǎn)對單點(diǎn)數(shù)據(jù)專線和單點(diǎn)對多點(diǎn)專線。在接入時根據(jù)帶寬和時延要求不同，可選擇采用PON、PTN和OTN承載。光纜接入時，總點(diǎn)或保護(hù)級別較高的點(diǎn)因采用PTN和OTN承載因此需雙路由接入就近基站或匯聚機(jī)房，分點(diǎn)或保護(hù)級別低的點(diǎn)采用PON和小型化PTN接入。

4 布局思路

對于有線接入網(wǎng)的部署必須做好統(tǒng)籌，以始為終。在網(wǎng)絡(luò)布局上，有線接入網(wǎng)應(yīng)從面（業(yè)務(wù)匯聚區(qū)）、線（光纜）、點(diǎn)（分纖點(diǎn)）三個層面進(jìn)行規(guī)劃和部署。

4.1 面

有線接入網(wǎng)的面應(yīng)是以業(yè)務(wù)接入機(jī)房為收斂核心展開的業(yè)務(wù)匯聚區(qū)所覆蓋的區(qū)域范圍。普通匯聚機(jī)房的布局應(yīng)結(jié)合綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的覆蓋范圍以及區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)匯聚區(qū)的數(shù)量進(jìn)行布局，建議每3～4個業(yè)務(wù)匯聚區(qū)設(shè)置一個普通匯聚機(jī)房。

業(yè)務(wù)接入機(jī)房主要用于節(jié)省上連管線資源，收斂局部小范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)，部署設(shè)備為OLT、BBU及接入層PTN、SPN等，重要節(jié)點(diǎn)可增加接入層OTN設(shè)備。鑒于機(jī)房的北向接入幾乎都采用雙路由接入，而南向接入時大部分采用單路由接入，因此業(yè)務(wù)中斷多因?yàn)闃I(yè)務(wù)接入機(jī)房的南向光纜中斷，或機(jī)房停電導(dǎo)致的設(shè)備脫管，本節(jié)僅討論機(jī)房脫管導(dǎo)致的區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)中斷問題，南向光纜中斷問題將在“線”章節(jié)進(jìn)行闡述。

目前中國移動網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本中“三費(fèi)”壓力巨大，因此為了減少三費(fèi)支出，盡可能采用共用機(jī)房，共享外市電、開關(guān)電源、電池、空調(diào)、機(jī)房空間以及SPN、PTN等配套設(shè)施，最有效的辦法就是將各項(xiàng)系統(tǒng)全都采用C-RAN模式進(jìn)行拉遠(yuǎn)，但C-RAN結(jié)構(gòu)也造成業(yè)務(wù)過于集中，容易發(fā)生重大通信故障。因此為了減少成本支出，結(jié)合單個物理地址存在2G/4G/5G多套系統(tǒng)的情況，在進(jìn)行C-RAN建設(shè)時應(yīng)進(jìn)行2G/4G/5G協(xié)同建設(shè)，統(tǒng)一拉遠(yuǎn)。為此在布局業(yè)務(wù)接入機(jī)房時，單個機(jī)房覆蓋區(qū)域內(nèi)接入基站物理站址數(shù)量應(yīng)在10個以內(nèi)，可滿足區(qū)域內(nèi)同時有2個業(yè)務(wù)接入機(jī)房同時中斷才會發(fā)生重大通信故障的要求。按照目前基站密度：中心城區(qū)每平方千米有6～8個基站，一般城區(qū)按每平方千米有4～5個計(jì)算，單個機(jī)房覆蓋面積=20/機(jī)房密度，中心城區(qū)單個業(yè)務(wù)接入機(jī)房覆蓋面積應(yīng)為1.25～1.5平方千米，一般城區(qū)和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)可適當(dāng)放大覆蓋范圍。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村場景中，由于用戶密度相對較低，基站較為分散，建議在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心建設(shè)。

為滿足效益最優(yōu)，在進(jìn)行業(yè)務(wù)接入機(jī)房布局時，應(yīng)優(yōu)先考慮各類業(yè)務(wù)同時接入，因此單個業(yè)務(wù)接入機(jī)房覆蓋業(yè)務(wù)匯聚區(qū)應(yīng)同時滿足家客業(yè)務(wù)和無線接入網(wǎng)業(yè)務(wù)接入要求，即在中心城區(qū)覆蓋面積應(yīng)不超過1平方千米，一般城區(qū)可視潛在業(yè)務(wù)密度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

4.2 線

4.2.1 引入光纜

在規(guī)劃引入光纜時，要結(jié)合業(yè)務(wù)場景劃分，充分考慮到未來5年內(nèi)場景潛在業(yè)務(wù)對光纖的需求，將家客、集客、室分纖芯需求分為PON網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求、SPN/OTN業(yè)務(wù)需求，在規(guī)劃光纜容量時，同基站前傳光纜一并進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，做好纖芯預(yù)留。

（1）互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)纖芯需求。在規(guī)劃互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)纖芯時，根據(jù)場景內(nèi)用戶規(guī)模，充分考慮PON口分光比、終期接入率等因素，按照纖芯容量=住戶數(shù)×終期接入率/PON口分光比進(jìn)行纖芯配置。在選取PON口分光比時，一級分光按照1∶64計(jì)算，在采用二級分光時，考慮到二級分光端口利用率相對較低等問題，按照1∶40計(jì)算。在部署光纜時，按照單路由接入就近二級分纖點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃。

（2）SPN/OTN業(yè)務(wù)纖芯需求。在規(guī)劃SPN/OTN業(yè)務(wù)纖芯時，結(jié)合場景內(nèi)用戶規(guī)模，對于有傳輸設(shè)備統(tǒng)一下沉計(jì)劃，按照終期設(shè)備規(guī)模，纖芯容量=終期設(shè)備數(shù)量×4芯進(jìn)行配置；對于不具備設(shè)備下沉的場景，在規(guī)劃時，按纖芯容量=用戶數(shù)量×30%×4芯進(jìn)行配置。在建設(shè)時，光纜采用雙物理路由接入不同的兩個二級分纖點(diǎn)或匯聚機(jī)房，接入二級分纖點(diǎn)時要確保兩個二級分纖點(diǎn)通過不同路由跳纖至一個或兩個匯聚機(jī)房。

（3）基站前傳光纜。基站前傳光纜用于滿足C-RAN結(jié)構(gòu)中基站AAU/RRU至BBU拉遠(yuǎn)需求，將AAU單路由接入BBU機(jī)房。鑒于目前在進(jìn)行C-RAN方案選擇時有兩種方案，即僅5G C-RAN和2/4/5G全部C-RAN，采用哪種方案將影響基站前傳光纜的規(guī)劃，下面將具體分析兩種方案的優(yōu)劣勢。

為什么要采用C-RAN結(jié)構(gòu)？采用D-RAN結(jié)構(gòu)，機(jī)房租金、共享設(shè)備的電費(fèi)、傳輸設(shè)備、電源等配套設(shè)施費(fèi)用以及服務(wù)費(fèi)居高不下，降本增效勢在必行。5G C-RAN的優(yōu)點(diǎn)是保留現(xiàn)有機(jī)房，現(xiàn)網(wǎng)可利用基站多，原有機(jī)房內(nèi)集客業(yè)務(wù)無須調(diào)整，降低了5G租金和SPN設(shè)備數(shù)量；缺點(diǎn)是機(jī)房數(shù)量未減少，服務(wù)費(fèi)未下降，有線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。全部C-RAN優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房大量減少，租金、服務(wù)費(fèi)等各項(xiàng)成本支出大量降低，有線接入網(wǎng)趨近扁平化；劣勢是需要新增業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房，需要調(diào)整現(xiàn)網(wǎng)集客業(yè)務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和投資效益對比分析，2G/4G/5G全部采用C-RAN結(jié)構(gòu)應(yīng)是首選方案。

4.2.2 回傳光纜

當(dāng)采用C-RAN結(jié)構(gòu)時，無線BBU集中放置在業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房內(nèi)，回傳光纜一邊可利用綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)主干光纜進(jìn)行上連至本綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的普通匯聚機(jī)房，另一邊可單獨(dú)布放聯(lián)絡(luò)光纜至周邊綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)一級光交，通過周邊綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)主干光纜跳纖至其他普通匯聚機(jī)房。聯(lián)絡(luò)光纜容量按照24～48芯進(jìn)行規(guī)劃。

農(nóng)村地區(qū)因站間光纜距離長，光纜路由少等因素，采用C-RAN結(jié)構(gòu)會降低機(jī)房密度，不利于周邊家集客業(yè)務(wù)收斂，因此不建議采用C-RAN結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，在建設(shè)回傳光纜時，光纜容量按照24芯進(jìn)行規(guī)劃。

4.2.3 配線光纜

配線光纜用于將二級分纖點(diǎn)業(yè)務(wù)收斂至一級分纖點(diǎn)，在進(jìn)行纖芯部署時要充分考慮單個二級分纖點(diǎn)覆蓋區(qū)域內(nèi)的潛在業(yè)務(wù)類型。

（1）有線寬帶業(yè)務(wù)為主：當(dāng)覆蓋范圍潛在用戶以有線寬帶業(yè)務(wù)為主時，按照PON網(wǎng)絡(luò)1∶64分光計(jì)算，同時考慮到二級分光端口利用率相對較低等問題，覆蓋時單芯按照覆蓋40個用戶進(jìn)行計(jì)算，同時考慮到小區(qū)周邊有ATM機(jī)等業(yè)務(wù)接入，配線光纜以24芯為主。

（2）政企業(yè)務(wù)為主：當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)為商務(wù)樓宇或銀行、黨、政、軍等政企業(yè)務(wù)相對較多時，如無法下沉接入層SPN或OTN設(shè)備，配線光纜以48芯為主。

4.2.4 主干光纜

主干光纜用于將一級分纖點(diǎn)業(yè)務(wù)收斂至業(yè)務(wù)接入機(jī)房，主干光纜主要有單點(diǎn)環(huán)（接入一個業(yè)務(wù)接入機(jī)房）和雙點(diǎn)環(huán)（接入兩個業(yè)務(wù)接入機(jī)房）兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，農(nóng)村地區(qū)面積大，業(yè)務(wù)密度低，同時機(jī)房之間距離遠(yuǎn)，因此可采用鏈型結(jié)構(gòu)。主干光纜在纖芯配置時按照每個一級分纖點(diǎn)單路由上行48芯進(jìn)行配置，總體配置纖芯為96～144芯。

（1）雙點(diǎn)環(huán)：雙點(diǎn)環(huán)同一個一級分纖點(diǎn)業(yè)務(wù)可通過兩個路由接入不同業(yè)務(wù)接入機(jī)房，在業(yè)務(wù)匯聚區(qū)內(nèi)不必成環(huán)，不受管網(wǎng)結(jié)構(gòu)限制，更便于接入需要雙路由保護(hù)的政企業(yè)務(wù)，但在接入家集客業(yè)務(wù)時，同一分纖點(diǎn)下業(yè)務(wù)不能接入同一機(jī)房內(nèi)，不利于后期業(yè)務(wù)維護(hù)。

（2）單點(diǎn)環(huán)：單點(diǎn)環(huán)同一個一級分纖點(diǎn)業(yè)務(wù)通過不同路由接入同一業(yè)務(wù)接入機(jī)房，業(yè)務(wù)架構(gòu)清晰，便于家集客業(yè)務(wù)和基站前傳維護(hù)，但在接入需要雙路由保護(hù)的政企業(yè)務(wù)時，需要在相鄰2個業(yè)務(wù)匯聚區(qū)布放聯(lián)絡(luò)光纜，同時受業(yè)務(wù)匯聚區(qū)內(nèi)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)限制。

鑒于業(yè)務(wù)匯聚區(qū)內(nèi)占用纖芯較多的基站前傳和家集客業(yè)務(wù)均不進(jìn)行雙路由保護(hù)，因此建議在部署主干光纜時按照單點(diǎn)環(huán)部署相對較好。

4.3 點(diǎn)

4.3.1 二級分纖點(diǎn)

二級分纖點(diǎn)要盡量接近業(yè)務(wù)點(diǎn)，確保中心城區(qū)每個二級分纖點(diǎn)覆蓋半徑在100米左右，同時為確保接入率。二級分纖點(diǎn)不建議提前部署，應(yīng)在規(guī)劃覆蓋半徑內(nèi)有首個業(yè)務(wù)接入時同期建設(shè)，做到統(tǒng)籌規(guī)劃、按需建設(shè)。二級分纖點(diǎn)應(yīng)按照144～288芯進(jìn)行配置。

4.3.2 一級分纖點(diǎn)

一級分纖點(diǎn)在規(guī)劃建設(shè)時應(yīng)提前劃分覆蓋區(qū)域，覆蓋區(qū)域應(yīng)包含3～5個二級分纖點(diǎn)，一級分纖點(diǎn)應(yīng)選擇在二級分纖點(diǎn)較為中心的位置，減少后期配線光纜的布放。一級分纖點(diǎn)應(yīng)按照288～576芯進(jìn)行配置。

5 結(jié)束語

雙千兆時代，由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本巨大，因此在規(guī)劃建設(shè)時應(yīng)充分考慮各類業(yè)務(wù)的綜合接入，因此做好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)籌規(guī)劃尤為重要，應(yīng)充分適配自身業(yè)務(wù)發(fā)展和運(yùn)維需求，通過提供高質(zhì)量、差異化服務(wù)，降低維護(hù)難度，挖掘投資效益，提高用戶滿意度。