C－RAN基站、RRU、一体化基站的监控方案

陈志芬

（深圳中兴力维技术有限公司）

1 新站型的监控需求

为了提供更好的网络覆盖和网络容量，以及满足不断增长的无线宽带业务需求，移动运营商不断增加基站数量和增加空中接口带宽，随之而来的基站站点建设问题、能源消耗等问题变得日益严重。为了解决这些问题，运营商开发了各种手段，包括一体化基站，BBU（基带单元）＋RRU（远端射频单元）分布式基站，以及基于集中式基带处理池、远端无线射频单元、天线和云平台的无线接入网（C－RAN）等方案。这些方案，具有节省建网费用、节省机房面积、可快速部署、便于升级、节省能源，容易实现网络覆盖的扩展或网络容量的增加等优点，已被广泛采用。

一体化基站和远端射频单元（RRU），其一般安装在包括难以采用常规基站的楼顶、路边、高速铁路、地铁等沿线或铁塔等室外环境，工作环境比较恶劣。该类基站常常因为传输资源种类单一，基站体积较小、内部无法提供额外的动环监控设备安装空间等原因，无法有效监控基站内各种设备运行状况，设备故障累积得不到及时解决，往往在基站退服或者客户投诉后才能发现。出于设备维护工作实际考虑，对这些站点的监控需求比较迫切。

2 解决方案探讨

2.1 监控对象

对RRU监控的最终目的是在其出现故障告警后，可通过被监测的参数判断出故障原因，从而安排对应部门的维护人员及时处理故障。RRU故障告警可从移动通信系统主设备网管上获得，但无法判断具体的故障原因。造成RRU故障的主要原因包括：RRU电源供电中断、传输光纤中断、RRU设备本身故障；前两种原因是造成RRU故障的多数原因，目前主要是选取RRU供电电源中断作为监控对象。

RRU供电一般采用直流拉远供电和远端就近供电两种方式，由单独的220 V或48 V供电，监控模块正常工作时的供电来源与RRU设备相同。对于直流拉远供电方式，监测其直流电源意义不大。对于远端就近供电方式，监控模块监测电源设备的市电或蓄电池输入电压，停电时发送告警。另外监控部分环境量，如门磁、温度、烟感以及1～2个USB摄像头。

一体化电源柜中部分环境量如门磁、温度和蓄电池电压等相关监控内容均为开关电源集成监控，只需使用监控模块对电源作为智能设备接入、解析即可，再针对电源监控模块故障，配置交流电压变送器和直流电压变送器，另外热交换器等也需要纳入监控范围。

2.2 传输方式

大部分一体化基站和RRU传输均直接使用光纤接入，故无法使用2 M／E1电口传输，监控该类基站一般只能采用光纤、内部链路或无线三种传输方式。下面以RRU站为例说明：

2.2.1 光纤方式

RRU一般通过光缆与BBU互相连接，BBU对外提供若干对光缆接口，除了接到了RRU站点内的无线功放上，剩余空闲光纤线路可以供监控系统利用。在RRU处监控模块通过光纤收发器连接到BBU，然后在BBU处通过光接口板或光接口转换器，将光纤接口转换为2 M、以太网等形式再向监控中心传输。此种方式存在设备成本高、施工复杂等缺点，同时占用了BBU与RRU之间的光纤链路（见图1）。

图1 光纤传输方式

2.2.2 RRU 内部链路

部分厂家的RRU提供了一个对外的RS485异步串口接口，可用于连接监控模块，数据流通过其内部通道传输到网管OMC－R输出，再接入到动环监控系统；通过已实施的项目经验，其内部信道留给该接口的带宽有限，在主业务流量高峰期会冲击该内部接口带宽，数据传输可靠性无法保障，同时存在同一OMC－R接入站点数量限制、多厂家配合等因素，工程实施困难较大，不建议采用（见图2）。

2.2.3 无线传输方式

监控模块可采用无线传输方式（如短信、GPRS、TD等），直接与监控中心建立连接；无线传输方式具备容易部署的优点，在具备网络信号的地点都可使用，也是目前主流的监控方式。但是也存在一点风险，即被监控的RRU故障后，本地移动网络信号覆盖消失，如没有临近的基站信号覆盖过来，监控模块的传输链路也会中断，造成告警信息无法及时发出（见图3）。

图3 无线传输方式

2.3 安装环境

一体化基站均处于室外，监控模块的安装一般可安装于一体化电源机柜内，电源柜内有1 U－3 U标准空间可供监控设备安装。如果机柜没有地方安装，则需提供安装箱把监控模块以及一些传感器放到里面去，安装箱抱杆或挂墙安装。

在RRU站点，监控模块应与RRU就近安装，如为室外环境，须将监控模块安装在室外防护箱内，提供防水、防尘、事宜温度等工作环境，整体达到IP65（或IP55）等级。

3 监控模块的要求

因为一体化基站和RRU的安装环境特殊，常规基站内采用的监控模块难以推广应用，此时对本类新型站点的监控模块提出了特别的要求。

（1）结构紧凑。一体化基站和RRU安装空间小，而且监控内容不多，所以监控模块要求尺寸要比较小，最好能内置输入电压等常用变送器，组织紧凑，容易放入机柜或者安装箱内。

（2）传输方式。需要具备无线接口，因为监控模块不需要一直在线，所以需要具备GPRS（长连接／短连接）和短信 两种数据通信方式，而且需具备自动登陆网络、断线自动重连的功能，让用户免于维护数据链路。

（3）防护等级。因一体化基站和RRU环境恶劣，所以监控模块需要具备IP65以上防护水平。

（4）内置电池。监控模块需要内置电池，在远端供电停电时能正常发送断电告警以及执行其他工作。

（5）成本。一体化基站和RRU数量大，监控内容有限，所以要求监控模块成本低，适合大规模应用。

（6）扩展功能。能根据现场需要灵活配置监控模块功能，比如如果机柜内部有热交换器，如果该热交换器没有自动倒换功能，则可以使用监控模块的DO输出以及电流变送器实现自动倒换，节省用户投资。

中兴力维公司针对一体化基站和RRU站点的监控、传输和环境要求，特别推出了ZXM10 CFMU监控模块。CFMU采用防水防尘设计，内嵌可充电电池、无线通信模块、市电监测模块、A／D采样模块、数字控制模块，可用来监测现场的市电工作状态、设备工况、环境信息，在站点停电等突发事件发生时，可及时上报到网管中心。经过一段时间的应用，取得了很好的实际效果（见图4）。

图4 CFMU监控模块

4 结束语

C－RAN基站、RRU、一体化基站的大量部署，对运营商现有的维护体制和维护力量提出了挑战。由于运维手段和运维人员不足，很多基站处于疏于看管状态，基站长时间在低质量下运行。采用合适的技术手段，把这些新型基站纳入到运维体系中来，对提升网络质量，提高运维水平，有积极的作用。通过对基站监控内容、传送方式和监控模块的分析，对各种情况综合考虑，针对采用一体化基站和RRU，可重点考虑采用无线方式传输，对设备和环境进行监控。经过多个项目的实际运行证明，这种方式在效果和成本上都是比较理想的。