5G传输锚点创新方案分析及研究

电源

　　概述
　　5G由原来4G面2C市场主转向面2B、2C市场，5G的应用特点主要包括超高速率、超低时延、超大连接，应用对5G网络提出了比4G更高的要求，5G承载网络将需要向更高效、更智能、更大容量、更低时延、更安全转型，针对5G站点传输接入，由于5G发布频谱比4G高，5G基站数量规模将是4G基站的1.5倍更多，现有4G传输接入网络结构和BBU集中同步考虑，受到机房条件等因素影响，BBU集中度低、传输接入设备数量大，网络投资、传输接入网络架构的稳定性及安全性均带来较大影响，5G如采用4G的模式，传输接入点规模、投资将更大，网络架构更复杂，也直接影响网络的质量。
　　针对4G出现的问题，结合5G网络的特点，本文主要针对广东省分公司机房、投资、网络架构等实际情况，抓住5G网络重构的契机，结合5G传输接入设备能力的特点，深入就5G传输接入方案进行探讨和研究，提出一种传输接入站点数量增加、传输设备规模降低、机房空间及用电条件要求降低的低成本、高质量传输锚点及站点R-CRAN解决方案，满足5G站点接入要求。
　　现有4G站点接入存在的问题及5G对接入要求
　　2.14G站点接入存在的问题
　　（1）BBU集中度不足
　　BBU集中在4G建网已全面推广应用，但我们在总结最终的效果时发现，在南方省份BBU集中度普遍比北方省份低，如广东联通全省BBU集中度仅为1：2.8，远低于北方1：5甚至更高的集中度，集中度不足，传输接入设备规模增加，传输投资将提高40%以上，而无线投资、电费等成本缺没得到有效的改善，主要因素主要包括：
　　1）进度不匹配。无线建设进度快，综合接入机房受投资、租赁、报电等原因影响进度无法跟上，基站接入为快速接入，仅能利用现有机房。
　　2）机房条件不足。现有大部分基站、接入等机房空间、电源等不足，无法满足数量多BBU集中建设，传输接入设备只能跟随BBU建设。
　　3）传输设备能力不足：IPRAN1.0接入设备、BBU设备的接入容量均为GE，无法满足远程接入需要。
　　4）光缆纤芯资源不足：BBU集中，对纤芯数量要求高，纤芯资源也是制约因素之一。
　　比较北方某大省，广东联通传输接入设备规模增加超过15000端，投资增加超过6亿。
　　（2）网络架构复杂、不稳定、不安全
　　由于传输接入跟随BBU建设的方式，缺乏接入网络的规范性、安全性规划，传输接入网络出现超大环、单链等接入问题，由于数量规模大，机房电源备电等条件也不好，网络结构不合理、不稳定、不安全问题凸显，成片断站时有发生，直接影响4G客户感知。
　　（3）综合接入机房建设受阻、进度不匹配
　　要满足BBU集中的建设要求，综合接入机房要根据4G基站的规模进行进行规划，广东规模综合接入点超过12000个，但机房需要选址、配套建设才能满足基站接入需求，但受选址、投资等影响往往建设期需要3-5年，但4G网络在发牌照到全面覆盖建设基本2年内完成，综合接入点进度无法满足，所以基站建设时只能就现有机房条件进行建设，BBU集中度受机房条件影响无法达到规划1：5的要求，部分为基站为开通仅能采用DRAN模式。
　　2.25G对接入点要求展望
　　5G对传输接入网络质量提出了更高的要求，现有4G接入方式很明显在网络架构的规范性、稳定性、投资效益等无法满足建网需要，5G建网接入要求几个展望分析如下：
　　（1）质量第一、架构要稳定。5G面对2B、2C市场，用户对时延、速率、连接等要求高，传输网络必须严格按照高质量进行规划和建设，才能确保质量和安全，接入点必须锚定，现有的接入设备跟随BBU布局方式无法满足要求。
　　（2）效益优先、提高网络竞争力。5G传输接入建设，要按照提高传输接入站点规模，减少传输设备规模、减少综合接入点规模进行建设，按照1：5甚至更高的传输接入度建设，大幅节省投资及运营成本提升网络竞争能力。
　　（3）进度保障、5G领先。5G发牌后，将进入快速建设布局阶段，如综合接入点和基站同步建设，综合接入点无法满足基站建设进度，需要新的办法满足基站建设进度要求。
　　传输锚点方案
　　传输锚点，就是传输接入点围绕4G现有宏站、室分、小站等站点分布，结合5G布局规模，提前对站点传输接入点进行规划、选址并锚定。未来5G基站建设按照锚点规划进行接入，接入方式结合站点建设进度、光缆资源情况、机房的情况等，采用“锚点+CRAN”、“锚点+R-CAN”、“锚点+DRAN”灵活的接入方式，锚点方案主要思路包括：
　　（1）5G布局，传输先行，提前规划锚定。
　　5G网的建设考虑投资效益、面向2B等不同特点，5G建网优先在现有站点进行建设，续时间较长，要确保传输网络稳定，就要提前围绕现有的站点，按照不低于1:5的集中度进行规划，选定锚点机房，输出锚点内接入站点情况，提前进行锚定，并有序适度超前开始锚点配套、光缆等改造工作，确保保障5G站点的快速接入。
　　
　　图1.锚点示意图图2 锚定区域示例
　　（2）架构合理，安全和效益并行
　　锚点目标是要稳定传输网络架构，提高传输接入站点规模及集中度，保障5G网络质量，降低投资成本，锚定方案既不能只考虑成本，无限提高集中度，也不能只考虑断站等因素，无限增加锚点数量，环路锚点数适度控制。
　　1）结合3G、4G经验及教训、结合设备带宽及端口能力、并按照集团目前对断站考核要求，每个环路接入站点控制在50-80个较为合适，每个环路锚点数量控制在4-8个，其中价值区域每个环路锚点数量控制在4-5个，每个锚点接入站点不超过8-10个；一般区域每个环路锚点数量控制在5-6个，每个锚点接入站点不超过10-12个；偏远村镇、山区等区域每个环路锚点数量控制在7-8个，每个锚点接入站点不超过12-15，具体不同省、市，应结合本地区的实际站点分布、光缆情况等，适当进行调整，确保合适本区域实际需要。
　　2）锚点传输设备的供电要求提高，传输锚点设备接入基站数量增加，传输设备断电对断站影响大，锚点规模减少，要提高锚点供电安全性，包括锚点原则采用不同开关的双电源接入，锚点设置为高频开通电源最高供电级别保障，电池后备时间不低于4小时。
　　（3）充分发挥现有各类机房、光缆资源优势，合理选点，灵活接入
　　锚点的优势，是锚点传输设备功率较小，按目前测算IPRAN2.0设备功率在500W-1000W；安装位置要求低，一般在2U-4U，所以机房条件要求较低，而5G的DDU建设方案结合机房实际情况、建站的规划等可采用灵活的接入方式，主要包括如下几方面：
　　1）锚点机房选址。以综合接入区为基础，以现有无线宏站、室分、小站等物理站点为基础，按照1：5-8集中度进行机房选址，选址按照优先满足锚点设备安装，适度考虑DU集中需求；优先现有机房，按需新建；优先自有产权、自己租赁的综合接入点、接入机房、基站，适度考虑铁塔、共享方式的原则进行选址。
　　2）锚点机房的管线要求。锚点机房是站点接入点主要站点，主干方面必须利旧或新建能满足锚点环组网需要；接入方面，通过利旧、新建、无源波分有源波分等方式，满足锚定区域的名单站点及未来规划新建5G站点接入需要。主干光缆及现有站点接入光缆在确定锚点后，应适度超前建设，满足未来站点接入需要。
　　3）无线站点灵活接入方式。锚点确定后，站点接入可根据锚点机房条件、无线基站条件等灵活采用不同接入方式，主要包括“锚点+CRAN”、“锚点+R-CRAN”、“锚点+DRAN”接入方式。
　　接入方式1：“锚点+CRAN”方式，主要是传输锚点机房空间、电源等条件较好，满足锚点设备、DDU共同安装。该方式优先选用，可降低无线站点安装难度、减少铁塔等租赁费用，但由于AAU无法级联，每个站需要纤芯6芯以上，纤芯数量要求较高。
　　
　　接入方式2：“锚点+R-CRAN”方式，主要为混合接入方式，主要是锚点机房条件较好，部分满足DU集中，其它DU可再选择集中机房或直接安装到无线站点。该方式能充分利用现有无线站点资源，较接近南方机房条件不好的实际，租金成本和纤芯需求适中。
　　
　　方式3：“锚点+DRAN”方式，主要锚点机房在满足传输接入设备安装后，无法满足DU的安装，附近也无DU等集中机房可选或无线站点条件较好，DU直接安装到无线站点。该方案会增加无线站点建设难度及租金，但每个DU仅需2芯纤芯，节省接入纤芯数量。
　　
　　（4）锚点设备选用。锚点传输设备选用要考虑环路容量、接入站点数量及端口容量，必须按照IPRAN2.0的威廉希尔官方网站指标执行，接入环容量满足多10GE捆绑、50GE、100GE成环；和DU连接满足10GE、25GE、50GE接入能力，端口数量满足成环及接入DDU数量并适度冗余备份。
　　（5）新建锚点机房要求。新建的锚点机房，按照一级综合接入点标准执行，确保有效支撑锚点、DU、政企专网、OLT等接入需要。
　　（6）锚点安装5G设备功率。设备功率对锚点安装DU等数量影响较大，在评估锚点或DU机房时，要充分考虑设备功耗情况，目前主要无线设备功耗参考如下表：
　　
　　共享共建设想
　　5G网络要求高，投资规模大，国家鼓励运营商共享共建，实现资源共享，降低建网成本及运营成本，如我司能和友商进行共享共建，几个方式思路提供探讨：
　　（1）共建共享机房、光缆资源：可以借助友商机房、管线资源丰富，机房供电等条件好的特点，可采用“锚点+CRAN”建设方式，实现传输投资、DU租赁成本双下降。
　　（2）共享共建机房、管线、传输系统：无线站点独立建设，如增加传输系统建设，可考虑共享共建核心、汇聚层，接入层新建的方式，既能确保站点独立接入，又可节省核心、汇聚层的重复投资。
　　（3）共享共建机房、管线、传输、无线系统：5G网络基本实现共享共建，可按照区域划分的方式进行建设。
　　锚点成效评估
　　通过对锚点建设方案的分析及研究，并在广深5G实验网时进行实验，锚点在保持传输网络稳定、节省传输及机房投资、减少建设阻力、节省运营成本等有着明显的效果，主要评估如下：
　　（1）TCO效果明显。采用锚点方案，传输接入站点数量由原来4G的2.8个提升到8-10个，广东5G可减少传输设备规模超过1.2万端以上设备，节省投资超过20亿，减少综合接入机房建设超过7000个，节省投资10亿以上，年节省租金超过2亿以上。
　　（2）建设阻力明显降低。由于锚点要求比DDU集中的机房条件要求低，大部分锚点机房不需要新建综合接入点，充分利用现有机房，原机房选址、配套建设、管线建设难度大幅降低。
　　（3）网络稳定性、安全性提升。锚点按照提前规划方式进行建设，确保锚点按环路进行组网，严控环路锚点数量，避免了超长环路、单链等问题的发生，同时对锚点的双路供电、供电后备时间等进行规范配置，提高了供电可靠性，确保了锚点的运行稳定和安全，也确保5G网络的稳定和安全。锚点设备能力提前规划，也避免网络重复割接带来的安全隐患。
　　小结
　　本文通过对5G传输锚点创新方案分析及研究，该方案能有效满足5G网络高速率、低时延、大连接的建设要求，面对5G建网的大投入，该方案能大幅降低运营商的投资成本和运营成本；同时该方案具很好的借鉴及推广价值，社会效益明显。

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