浅谈中小城市5G前传网络与中国移动综合业务区接入光缆网的融合

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浅谈 中小城市

5G 前传网络与中国移动综合业务区接入光缆网的融合

引言：对于4G来说 ，5G网络的传输速度更快，快到几秒钟能到下载一部高清视频的程度 ，然而现在的5G基站部署 、传输网络部署还远没有达到预期要求 ，5G的高速度的传输理所当然的对其传输网络提出了更高的要求。如今我国的运营商所采用的传输网络大多是从 SDH变更、迭代来的，该网络过于重视 Q oS ．架构呈现出纵向发展结构，拓展性比较差 ，因此会给传输网络的布置与后期维护带来教 高的成本 ，这就不适合于5G 传输网络的应用要求了。

对于5G传输网络 ，一般会有以下的要求：

(1)具有性能较高的稳定网络 ：容量足 ，时延底，稳定性 高；

(2 )智能化 ：对于网络资源能够灵活运用 ；

(3)分布式：本地管理与统一管理相结合 ，提高效率；

(4)开放 式 ：开创 性 ，创新性 。

一、5G 前传方案分析

5G RAN 的部署方式分为分布式无线接入网（D-RAN）和集中式无线接入网（C-RAN），通常采用集中单元（CU）、分布单元（DU）和有源天线单元（AAU）三级结构，相应地，传输将演变为前传、中传和回传三级结构，通常将 DU 和 AAU 间的电路传输称为前传。

随着5G 接入网云化将推动 CU、DU 和 AAU 分离的大规模C-RAN 式部署，可减少基站机房数量，减少能耗，实现资源协作，提高频谱效率，达到低成本，高带宽、低时延、大连接的业务传送运营方式如图1所示

图1 5G承载网架构示意图

5G D-RAN 分布式部署场景下的CU/DU 与 AAU 同址，前传方案采用光纤直驱方式连接。5GC-RAN 集中式部署前传方案主要有以下几种 ：

（1）光纤直驱 ：无线 AAU 和 DU 配置白光光口，之间采用光纤直驱连接，每个连接需要2芯光纤，采用单芯双向光模块后光纤数为1芯。组网结构简单、接入便捷，但需消耗大量纤芯资源，一般每个基站按24 ～ 48芯光缆容量配置。

（2）无源 WDM ：无线 AAU 和 DU 配置臵彩光口方式承载，通过无源的 WDM 合分波板，实现一对 / 一根光纤上多路前传信号的传输。

（3）有源系统：指采用 WDM/OTN、SPN 等有源传输系统承载。

（4）以单个5G 拉远站为例，各前传方案投资对比。见表1。

表1 各前传方案投资对比表

方案	综合造价（万元）	备注
光纤直连	1.5	按单站48芯光缆0.5公里（利旧管道或架空资源不放）+利旧光缆纤芯资源2公里估算
无源WDM	0.96	1个4G/5G逻辑站（3个RRU/AAU）的无源WDM前传方案造价约0.17万元/0.45万元，按每个物理站9个RRU、3个AAU估算
有源系统	3.5	按通过DMT算法达到较少端口的低成本WDM方案考虑，每个物理站9个RRU、3个AAU估算

综上分析，如下 ：

①光纤直驱方案 ：对纤芯的消耗量非常大，但总体建维成本并不高 ；技术可靠、产业成熟。适合在现网接入光缆纤芯资源丰富、需新建光缆规模小或光缆扩容条件好的区域采用。

②无源 WDM 方案 ：总体建设成本虽不高，若仅考虑5G 逻辑站的前传则成本较高 ；在光模块色谱辨识、链路光功率方面存在不足，产业链成熟度有待提升，且需存维护备件也较多。在接入光缆的纤芯资源不足，光缆建设难度大、成本高、工程时效难以保证的情况下，可采用无源 WDM 方案。

③有源方案 ：虽具有较强的 OAM 功能，但成本较高，在逻辑站较少的场景下低成本 WDM 方案单端口的造价也会偏高。适合在前传距离远，对安全性要求较高的场景采用。

建议 ：在管线资源条件较好的区域，5G 前传建设应以光纤直驱方案为主，局部距离长、光纤资源不足站点可采用无源WDM、有源设备等承载方式作为补充。

二、 5G 前传网络对基础资源的需求

通过5G 前传部署方式对比，C-RAN 集中式前传部署对现网汇聚机房、光缆、管道等基础资源需求量大，需提前做好以下储能规划：

汇聚机房 ：作为综合性机房，应结合各专业网络演进及结构调整进行独立规划，在满足近期需求的同时，应快速进行资源储备，确保网络长期稳定发展。

光缆 ：按一个综合业务接入区1-2个汇聚机房，包含4-6个一级分纤点，8个以上二级分纤点，预计接入5-15个基站，平均集中到2个汇聚机房的模型测算纤芯需求。如图1所示。

图1 纤芯需求预测模型图

根据以上测算结果 ：现网主干144-288芯，集中部署单段消耗12-30芯 ；现网配线48-96芯，集中部署单段消耗6-24芯 ；越靠近 DU 集中部署的机房，纤芯消耗数量越大。当同时考虑2/4/5G等基站时，需要的纤芯数量会更多，应及时摸排、梳理现网纤芯资源，并唤醒哑资源的使用。

按单个微网格预测 ：面向未来3~10年，“传输+ 无线”纤芯

需求至少为104芯，其中，传输需求 ：按覆盖家宽、集客2000用

户计算，需求纤芯数量是32芯 ；无线需求：按24个基站配置，

考虑单纤双向后，纤芯需求为72芯。如表2所示。

表2 单个微网格内无线专业纤芯需求测算表

基站	基站数	频段	单站RRU/AAU数	纤芯需求   （原始需求）	纤芯需求    （单纤双向后）
5G基站	4	低频段（2.6GHz）	3	24	12
	12	高频段（28GHz）	3	72	36
4G基站	2	F频段	3	12	6
	2	D频段	3	12	6
4G基站（FDD-LTE）	2	900M频段	3	12	6
	2	1800M频段	3	12	6
合计	24			144	72

管道 ：5G 前传需新建大量光缆，相应需占用大量管孔资源，应遵循“开源节流”的原则。加快打通城区管道断点确保管道贯通。

三、5G前传网络与综合业务区接入光缆网的融合

充沛的基础网络资源是中国移动依托综合业务区接入光缆网承载5G前传网络的重要保障。根据5G C-RAN前传部署特征，综合业务区接入光缆网相应做以下融合 ：

（1）5G C-RAN 区的规划应综合考虑基站部署特征、基础网络资源、机房情况等，规划区域边界与综合业务区边界相吻合，不得跨综合业务区规划部署。

（2）在规划AAU归属DU时应以微网格为单位进行合并融合，形成前传网格，确保末端接入的唯一性和有序性，如图2所示。

图2前传网格示意图

（3）DU集中机房位置等同于业务汇聚机房。应结合业务分布，5G 基部署情况，统筹规划考虑，一般情况下，每个综合业务接入区需要1~2个 DU 集中机房。

（4）5G C-RAN 前传网络与综合业务区接入光缆网络构架融合，具体如下 ：

①优先利旧现网基础资源，并按需改造和新建补充。

②新增业务汇聚机房。

③新增业务汇聚层光缆。

④新增一级分纤点至业务汇聚机房主干接入光缆。

⑤方案内容，如表3和图4所示

表3 建设方案表

        

序号

      

项目

   

单位

   

原综合业务区

   

   

面向5G调整

   

  
   

1

  

业务汇聚机房

  

个

  

无

  

平局每个接入区1-2个（可利旧汇聚机房+新建业务汇聚机房）

   

2

  

业务汇聚层光缆

  

芯

  

无

  

需求少，优先利旧现有主干144芯光缆资源，个别段落资源不足时新建光缆

   

3

  

主干接入光缆容量

  

芯

  

以144芯为主，部分密集区使用288芯

  

　

   

4

  

一级分纤电至业务汇聚机房主干接入光缆

  

芯

  

无

  

根据5G前传不同需求，新建96-288芯光缆

   

5

  

一级分纤点容量

  

端子

  

以576为主，部分密集区可使用1152芯

  

原有576芯光交按需扩容1152芯，新建光交以576芯为主，部分密集区可使用1152芯

   

6

  

配线光缆

  

芯

  

以48芯为主

  

综合考虑单纤双向、设备复用等手段满足5G前传，以48芯为主，按需扩容

   

7

  

二级分纤点铜梁

  

端子

  

以288芯为主

  

部分密集区可以使用576芯

图6 5G C-RAN前传网络与综合业务接入区接入光缆网络构架融合示意图

四、结束语

通过网络构架融合，做到5G前传网络与现有综合业务区接入光缆网结构统一，激活存量资源，对中国移动5G 网络的建设取到积极促进作用。

参考文献

[1] 企业标准 . 中国移动综合业务接入区建设指导意见 [S]，2017.

[2] 企业标准 . 中国移动综合业务接入区分区域分场景规划建设要求 [S]，2018.

[3] 企业标准 . 中国移动 5G 省内传送网规划建设指导意见 [S]，2019.