4G一体化皮飞基站建设方案研究

2016-08-24王成帅

广东通信技术 2016年7期

［王成帅］

4G一体化皮飞基站建设方案研究

［王成帅］

随着移动互联网的迅猛发展，移动用户数及移动4G业务数据量的增长与室内覆盖网络承载能力出现了不平衡，在此背景下4G皮飞站应运而生，其可作为蜂窝网络的有效覆盖补充和容量扩充手段；文章从皮飞站回传方案及选择、同步方案选择及VLAN和IP地址部署各方面进行探讨研究，建设方案切实可行。

4G业务皮飞站回传方案

王成帅

江苏省邮电规划设计院有限责任公司山东分公司，主要从事传输规划及设计工作。

1　引言

随着移动互联网的突飞猛进的发展，移动网络用户数量也节节攀升，据最新统计数据，截止2016年5月底，仅中国移动4G用户数就已突破4亿。据调查显示，近75%的4G业务发生在商场、办公楼、商务酒店、会展中心、高校校园等室内场景。然而，据某运营商用户投诉分布情况分析，室内覆盖不足导致的投诉占比高达 80%。移动用户数及移动4G业务数据量的增长与室内覆盖网络承载能力出现了不平衡。在此情况下4G一体化皮飞站（简称4G皮飞站）应运而生。4G皮飞站是一种低成本室内覆盖解决方案，可作为蜂窝网络的有效覆盖补充和容量扩充手段，可有效解决热点区域覆盖问题，提升用户感知。

2　 4G皮飞站回传方案及选择

4G皮飞站的回传分为两部分：皮飞站至网关和网关至EPC。

2.1 4G皮飞站至网关方案

4G皮飞站至网关方案共有三种，分别是PON+CMNET、PTN+ CMNET、第三方回传连接至皮飞站网关。4G皮飞站回传方案示意图如图1。

图1　4G皮飞站回传方案

（1） PON+CMNET

对于部署在PON覆盖区域的4G皮飞站，原则上采用PON+CMNET回传方案，即末端采用PON接入，通过OLT上联至BRAS/SR，经城域数据网、省干CMNET后连接至4G皮飞站网关。为了保证安全性，在CMNET与皮飞站网关间需经过防火墙，以保证网络的安全性。

对于4G皮飞站规划数量较多的建筑物，比如办公楼宇、宾馆和大型室内活动场馆，建议为皮飞站提供独立PON口，根据皮飞站的密度和收光灵敏度，选用一级分光或二级分光方式。由于当前一体化皮基站主要用于解决弱覆盖和盲区问题，分布较为分散，一级光分路器应设置在综合业务接入区二级分纤点，二级光分路器设置在客户楼宇的弱电间/井内。

对于4G皮飞站规划数量不多或现有光分路器端口空闲端口较多的建筑物，比如营业厅、小型室内活动场馆，建议和专线或家宽共用PON口。该方式能充分利用现网资源、提高开站速度，但需要统筹考虑专线、家宽和皮飞站的带宽需求，并配置相应的QoS。

对于拟建4G皮飞站的营业厅、咖啡馆、商场等类型区域，如果已经安装移动自有产权的ONU设备且有空闲端口，在不影响现有业务的前提下，可利用空闲端口接入皮飞站。

图2　4G皮飞站传输接入方案

（2）PTN+CMNET

对于皮飞站部署场景不具备PON网络但有PTN资源时，采用L2 PTN接入，通过PTN连接至BRAS/SR，PTN和BRAS/SR间可通过LAG保护方式连接。其它类同PON+CMNET。

（3）第三方回传

当自建资源存在建设难度大、成本高等问题时，可采用第三方网络实现皮飞站回传，应注意评估其传输质量，避免影响用户体验。当末端没有接入资源时，也可采用微波接入。

2.2网关至EPC

皮飞站网关部署位置原则上不高于SAE-GW；与EPC间连接首选通过L3 PTN方式，次选直连方式。

（1）L3 PTN方式

对于皮飞站网关设备端口少、流量不大、EPC数量较多、EPC需要组POOL且没有配置交换机时，通过L3 PTN连接至EPC，与宏站共用EPC对接的端口资源。此方案不需EPC扩容或改造，只需对PTN网络进行扩容或改造即可。

皮飞站网关与异机房EPC的通信，由省干PTN系统实现。省干PTN系统通过调度L3 PTN完成跨机房转发。皮飞站网关先与交换机对接，交换机出主、备端口分别与同机房主、备省干落地L3 PTN对接。后期皮飞站网关若实现多机房容灾备份可直接与同机房省干落地PTN对接。皮飞站网关至EPC（ L3 PTN方式）示意图如图3。

图3　皮飞站网关至EPC（ L3 PTN方式）

（2）直连方式

对于皮飞站网关设备端口少且没有配置有交换机时，可采用皮飞站网关和EPC直连方式，即通过光纤或WDM/OTN进行连接。但目前的4G皮飞站网关设备端口有限，建设初期流量不大，因此近期不建议采用此方案。

3　皮飞站的同步方案选择

皮飞站可根据部署情况，选择采用无线空口同步、GPS直接同步或地面传输1588v2同步方式，其中地面传输1588v2方式可采用从末端接入的PON或PTN设备提取同步信号。

（1）PON+CMNET方案：现有PON设备需升级支持1588V2，同步于GPS或同机房PTN设备，再通过PON网络对基站进行同步。同步于GPS需从同机房现有的GPS引接，但增加功分器会对时钟信号引入3dB插损，可能会影响无线站同步接收。

（2）PTN+CMNET方案：PTN网络在核心机房时间同步服务器引入同步信号，需要对PTN全网进行改造，改造之后可直接从PTN设备提取同步信号。

（3）如采用微波或第三方资源，则需微波或第三方设备支持1588v2。

通过上述对比，现网PTN、OLT设备升级支持1588v2难度较大，因此首选无线空口同步和GPS直接同步。

4　VLAN和IP地址

PON承载皮飞站业务时，到宽带边缘网关（BRAS或SR）间采用SVLAN+CVLAN（QinQ）方式进行VLAN规划，其中外层SVLAN用于区分业务类型、OLT和PON口，内层CVLAN用于区分用户和业务。皮飞站VLAN分配示意图如图4。

图4　皮飞站VLAN分配

VLAN分配应统一规划各类业务的VLAN资源，具体应根据PON网络使用情况确定。

5　场景案例分析

场景：XXX巷地处背街小巷，宏站信号遮挡严重；周边有多个经济型酒店（如家酒店），客流量大，业务需求量大；存在问题：旅游热点区域，宏站只能保证面的基础覆盖，深度覆盖效果差，影响用户体验；已不能满足网络覆盖和容量的需求；环境复杂，站点安装受限，选址难度大。解决方案：采用4G皮飞基站+就近光缆接入的方案。具体现场图如图5。