5G网络基站传输承载接入光缆网的建设策略

2020-02-02盛琼

通信电源技术 2020年20期

盛琼

（厦门华络通信设计有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

在社会发展过程中，信息技术发展迅速，成为社会信息化建设的重要技术。在衡量信息化建设标准时，常将传输速度作为重要指标。当前，光缆传输常使用4G网络。和4G网络相比，5G网络的信息传输速度更快。目前，我国已经初步具备5G网络的建设基础，可充分利用4G硬件建设5G网络。本文对5G网络的基站传输问题展开研究，探索接入光缆网的主要方法，从而构建符合5G业务要求的网络架构，保证网络信息的传递效率。

1 5G基站传输承载光缆网的建设意义

5G技术的发展为科技创新和产业升级提供了必要的技术支持。未来，5G业务逐渐增长，海量的数据和大量设备的接入能够为网络传输应用场景的多样化和各类新业务提供支持，真正达到万物互联的传输要求，完成社会数字化平台的建设。5G网络能够适应低延时和高可靠（Ultra Reliable Low Latency Communication，URLLC）、海量数据连接（massive Machine Type of Communication，mMTC）以及移动宽带增强（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）等场景的信息传输。由于5G网络在不同行业应用过程中的指标存在差异性，因此对网络系统的信息吞吐量、安全性能、时延要求、高度可用性以及可靠性保障性多个方面提出了更高要求，需要通过建设基站传输接入光缆来保证信息传输需求[1]。表1为5G基站组成和应用场景信息表。

表1 5G基站及应用场景信息表

2 5G网络基站传输承载接入光缆网的建设策略

2.1 承载网的建设流程

5G技术和相关产业链需要经历长时间的发展才能逐渐完善。从移动通信相关技术的发展能够看出，4G和5G能够在未来特定时期内实现系统发展。为确保5G网络能够被高效利用，需要较为稳定的传输网络作为支持，且对信息传输展开统一规划。5G的网络传输的建设要通过网络设计拓展对应业务，并制定完善的技术方案，全面考虑产业链末端和建设成本等因素。经综合分析后部署相关工作，具体建设流程如下。第一，全面统筹管控多个网络，有效融合室内无线网络、室外网络、4G网络以及5G网络等，以适应多种业务场景需求，不断提高业务水平。第二，不断融合目标网和技术的经济性，保证网络的高质量建设，全面分析技术性和经济性，并选择重点技术完成工作计划的制定。第三，5G传输网络的建设应该考虑现有的网络资源和业务接入选址多重因素，保证光缆网络中的资源能够共享。充分借助宽带接入资源，集中部署接入层设备，如4G BBU设备、5G DU/CU设备以及OLT设备等，打造全新的业务模式。融合光缆建设和5G RAN等实际需求，高效利用当前的接入网资源，从而降低5G的建设难度，实现高效和低成本的建设[2]。

2.2 承载网的传输方案

5G传输承载网的特点主要有时延超低、组网灵活、同步精度高、能够支持智能化协同管控和网络切片、可用性较高以及速率超高。传输承载网由前传、中传以及回传3部分组成。建设5G网络可利用CU/DU进行综合部署，将建设重点置于前传和回传等部分，结合实际传输需求合理选择组网方案。前传主要利用无线端的网元设备，通过单纤双向技术以光纤直连的形式实现AAU和DU两者之间的数据传输。回传主要利用无线端的网源设备展开核心网元数据之间的传输。建设初期可通过IP RAN网络承载业务，而后期业务的拓展可借助OTN方案实现。该方案适用于业务量集中且业务量大的区域。此外，PON技术能够作为特定场景的补充技术，辅助网络完成传输。

承载网的建设应该从用户密度和具体业务需求等方向出发进行统筹规划，综合安排固网业务和移动网业务，为业务开展提供统一化的承载网络。建设入网光缆需要先建设FTTS网，之后以环接入方式接入主干网络，配合配纤拓扑和引入拓扑等共同组成树形结构，最大化利用当前光缆路由和光缆资源。使用此建设模式能够利用5G网络前传和回传提供优良服务，进而实现固网业务和移动网络业务之间的高度融合。

按照本地网络基站部署情况和接入光缆的网络资源，5G环境之下RAN的组网模式共有3种。第一，使用大集中模式完成C-RAN的部署，通常需要在综合业务局和机楼中共同部署CU/DU，以保证部署阶段集中完成。在综合业务局内部的A设备，可借助中继光缆和B设备共同组成环状网络，其中可容纳10～60个基站的建设。第二，采用小集中的形式完成C-CAN的建设，在综合业务局和接入点的机房中部署CU/DU，借助B设备和主干光缆共同组环，可容纳5～10个基站的接入。第三，建设D-RAN模式，分别在机房和宏站等地部署CU/DU，可容纳1～3个基站的接入[3]。具体结构如图1所示。

图1 5G组网部署模式图

部署5G基站网时，需要结合3种建设方式特点，按照实际需求灵活选择建设模式。基站的设计需要考虑线路管道、空调电源、机房空间以及光纤资源多种因素，采取统一规范，因地制宜，完成部署模式的选择。同时，基站设计还需结合建设环境对系统布局展开优化设计，统筹考虑网络建设的高效性和运维经济性，并兼顾跨基站信息传输速率，保证建设项目的性价比达到最优。C-RAN建设需要设备制造厂加大对高容量的机架式DU设备的开发力度，进而增加机房空间的利用效率，有效利用机架空间、电源空间以及GPS空间，防止过度占据机房的资源，不断减少互联网光纤接口的数量，助力于基站之间的协同运行，提升设备运行可靠性，并且在网络升级和维护期间保证网络的畅通性。

利用4G回传网架构形式实现IP RAN方案，不仅可最大化开发二层网络和三层网络的组网功能，不断提高产业链的运行效率，还能确保4G网络和5G网络相关技术的高度融合，进一步提升信息的传输质量和传递效率，实现信息的远距离传递。在此期间，IP RAN设备的波长级连接可由WDM/OTN等网络提供。波长级连接可进一步提升5G业务的信息传递效率。OTN方案能够支持环状和树状等组网形式，按照业务实际需求配置波长，还能为ODUK提供直达的通道，确保5G业务的低时延和高速率等优势。

使用PON传输方案可在基站的机房同站址部署DU/CU，以满足小基站之间的信息传输效率，确保信息传递稳定并增加信息传递的容量。CU、DU以及AAU等组成的小站能够支持超过10 Gb/s的速率传输，还能借助FTTH、OLT和ODN等设备提高传输速率，在低成本的前提之下快速完成基站部署。

2.3 承载网的建设路径

在接入网建设期间，接入层的建设需要综合考虑4G和5G基站的接入情况保证基站运行安全。重要的5G基站中，A设备应该成环。5G的承载网络接入层需要利用新型的A设备，完成接入环的组建，当其具备入网条件以后，需要立刻停用以往A设备和相板卡。结合全业务需求接入光缆，将综合业务局当中的业务作为核心，建立多个互相独立的接入光缆。光缆结构的选择不仅要适应无线路由的保护和政企客户的使用需求，还要保证家庭客户树形组网对成本方面的需求。设置光缆网节点和配置纤芯时，应该满足业务多样性需求，符合业务传输不确定性特点，以保证网络能够长期稳定运行。

光缆网中存在主干层、引入层以及配线层3层架构。主干层主要使用环形结构，配线光缆和引入光缆通常以树型和链型等结构为主。建设5G基站的接入光缆，应该最大化利用原有4G光缆的内部纤芯资源。如果出现资源不足问题，可结合基站建设要求合理扩建，引入其他光缆和附近光缆进行就近连接，以保证政企业务和有线业务能够共同接入光缆网的主干位置。

5G基站光缆的引入根据就近原则与配线光缆连接，并和政企专线、FTTH光网共同利用配线资源，共用主干的光缆资源，发挥了资源的协同和共享功能。重点基站中的A类和B类设备可与主干光缆连接，升级5G时借助4G基站，将光缆资源引入。因为C-RAN基站要求使用3芯的引入光缆，D-RAN要求使用4芯的引入光缆，所以应结合不同基站需求在4芯的光缆上预留2芯，以满足维护需求。当前4G基站内超过6芯的空闲光缆，原则上不可升级为5G光缆。如果引入光缆的空闲纤芯小于6芯，则可增设12～24芯的光缆，扩容接入。