5G基站C-RAN集中方案研究

［陶永胜 陈大威］

1 引言

随着2019年6月工信部向各运营商颁发5G牌照，运营商迅速开展5G网络建设工作。现阶段5G基站的CU/DU并未分离，根据DU/BBU、AAU/RRU、传输设备的部署位置不同可分为C-RAN、D-RAN、R-CRAN三种5G基站前传接入方式。从成本和技术需求等多方面综合考虑，各运营商均选择了以DU/BBU集中部署的C-RAN前传接入方式为主，其他方式为辅的5G基站前传接入方式。

运营商本地网已经划分了汇聚区、综合业务接入区，同时设置了汇聚机房、综合业务接入机房，但并未针对5G基站DU/BBU集中机房和对应的管辖区域进行规划。没有明确的DU/BBU集中点归属关系和区域划分，5G基站的DU/BBU集中方向存在很多不明确，会出现5G基站接入无序和混乱的现象。做好DU/BBU集中机房规划和对应网格划分，确保每个5G基站对应的DU/BBU集中点有唯一性，能使现阶段和后期不断增加的5G基站更加有序和合理的接入。

2 5G基站前传接入方式介绍

根据DU/BBU、AAU/RRU、传输设备部署位置不同，5G基站主要有C-RAN、D-RAN、R-CRAN三种前传接入方式，对机房配套、光缆纤芯等需求各不相同，如图1所示。

图1 5G基站C-RAN、D-RAN、R-CRAN三种前传接入方式图

5G基站的C-RAN前传接入需通过划分网格、选取或新建DU/BBU集中机房来确定网格范围和C-RAN集中度，DU/BBU集中机房和网格划分一旦确定后不宜再进行大范围变动，否则可能会导致相应的主干光缆、管道、机房配套等重新建设，造成投资浪费。采用C-RAN方式的5G基站前传接入规划的重点在于如何划分DU/BBU集中网格和选取DU/BBU集中机房，需从多个方面进行综合考虑，合理确定网格范围和C-RAN集中度，同时应根据5G基站分布情况、DU/BBU集中机房传输设备组网方案以及其他业务需求等来规划主干光缆、管道建设方案。

3 DU/BBU集中网格划分建议

DU/BBU集中网格划分应考虑经济性、合理性、长远性。如图2所示，对于已经在综合业务接入区下划分了微网格的地区应以微网格为基本单位进行DU/BBU集中网格划分，一个DU/BBU集中网格应覆盖一个或多个相连的微网格，原则上DU/BBU集中网格划分不得跨越综合业务接入区。

图2 已划分微网格区域DU/BBU集中网格划分图

未划分微网格的地区应以综合业务接入区为单位进行划分，一个综合业务接入区划分为若干个DU/BBU集中网格。DU/BBU集中网格划分需要注意以下几点：

（1）DU/BBU集中网格区域应在单一个综合业务接入区内，原则上不得跨综合业务接入区、汇聚区。

（2）DU/BBU集中网格区域内应尽量保持同制式的基站设备厂家单一，原则上不得异厂家插花集中。

（3）围绕综合业务接入区内主干道路，结合光缆资源，重点依据现有基站物理站点引入光缆分布方向或以基站光缆建设容易为准则确定DU/BBU集中网格划分的边界。

（4）应以现有基站物理站点分布密度为基准，结合机房产权、机房空间、网络安全性、管线现状、光缆建设难度等因素合理划分DU/BBU集中网格大小，确定C-RAN集中度。

（5）特殊区域如大型室分建筑群等可单独划分为一个DU/BBU集中网格。

4 DU/BBU集中机房选取和建设建议

DU/BBU集中机房应综合考虑地理位置、经济性、安全性、稳定性、便利性等因素合理选取和建设，需要注意以下几点：

（1）DU/BBU集中机房应充分考虑现有机房情况以“资源利旧或改造建设为主，新建为辅”，优先从现网符合条件或者改造后符合条件的机房中选取。首先选取条件好的现有综合业务接入机房、其次考虑条件好的自有基站机房，再次选取第三方机房。

（2）DU/BBU集中机房应充分利旧现有光缆，选择位于DU/BBU集中网格内光缆资源相对丰富且易于集中、出局路由红线外双路由、管线施工物业阻力小的机房。

（3）DU/BBU集中机房应选择产权稳定、无逼迁、无投诉、现有机房剩余租期大于5年，且续租意向强；剩余租期不足5年，可续租达到5年以上的机房。

（4）选取的DU/BBU集中机房剩余空间应能满足DU/BBU集中网格内中远期的5G基站接入需求，或者能通过改扩建、拆除下电机柜、机柜腾挪等方式满足空间需求。

（5）新建DU/BBU集中机房应根据机房的重要性采用购置或者长租的方式，充分考虑地理位置、租期、面积、光缆管道进出局路由安全性和难易性、日常维护是否容易等因素，具体可以参考各运营商综合接入机房建设标准执行。

DU/BBU集中机房确定后，应依据运营商机房运行维护标准结合DU/BBU集中度对不满足要求的机房电源配套进行升级改造。还应结合主干光缆现状、管道现状、无线中远期5G基站规划、5G前传采用的方式（主要为裸纤和无源波分）、DU/BBU集中机房传输设备组网需求、其他业务需求等做好主干光缆和管道的规划和建设。选取好的DU/BBU集中机房需和现有接入主干光缆融合，一般采用直接新建光缆或者割接原光缆的方式就近双路由接入归属网格内的同一个主干光缆环的2个主干光交，如图3所示。

图3 DU/BBU集中机房与主干光缆融合图

采用C-RAN方式的DU/BBU集中机房的传输设备应单独组环，双挂于2端汇聚设备下，应避免与D-RAN方式的传输设备混合组环，以免后期由于传输设备等级不同而导致无法进行整环扩容升级，如图4所示。

图4 DU/BBU集中机房传输设备组网图

采用D-RAN前传方式的5G基站传输设备可以单独组环下挂在2端汇聚设备下或者以少量环或链的形式下挂于DU/BBU集中机房传输设备下，对于必须与DU/BBU集中机房传输设备共同组环的D-RAN传输设备建议采用与DU/BBU集中机房同等级的传输设备。

5 具体案例说明

如图5所示，某运营商某地市第一批5G站点75个，均为共原有站址站点，分布在7个综合业务接入区内。7个综合业务区接入区内现有4G宏站和室分物理站点共944个，现有4G物理站点中67个采用D-RAN方式接入，其余均采用C-RAN方式集中在130个BBU集中点上，平均每个BBU集中点集中6.75个4G物理站点。BBU集中点集中的站点数量不均衡，其中集中2-5个4G物理站点的BBU集中点占52%，最多的BBU集中点集中了39个4G物理站点。

图5 现网4G物理站点BBU集中(BBU和RRU关系)分布图

4G基站建设时未对BBU集中点和其管辖的区域进行统一规划，以基站快速开通为准则，BBU往有空间、跳纤容易的机房汇集，出现跨综合业务接入区接入、长距离接入、BBU集中不均衡等不合理现象，导致部分BBU集中机房空间紧张、电源消耗过快、主干光缆纤芯消耗过快等问题随之而来。5G建设时期希望通过DU/BBU集中机房选取和对应网格划分来避免4G建设时存在的这些问题。

如图6所示，结合DU/BBU集中网格划分建议和DU/BBU集中机房选取和建设建议将7个综合业务接入区划分为136个DU/BBU集中网格，每个网格设置1个DU/BBU集中机房，平均每DU/BBU集中机房集中6.94个现有物理站点。收敛3-9个现有物理站点的DU/BBU集中点占比79%。依据无线专业规划，后期5G基站比4G基站部署更密集，每个DU/BBU集中点将会集中更多的5G站点的DU/BBU。

图6 DU/BBU集中网格规划图

由于本运营商自有机房资源匮乏，7个综合业务接入区内选取24个综合业务接入机房、23个自有基站机房、76个第三方机房作为DU/BBU集中机房。考虑到一些连片的网格无自有机房，安全性、稳定性存在一定隐患，需要在这些区域内新建自有DU/BBU集中机房来分摊风险，共需新建13个DU/BBU集中机房，如表1所示。

表1 DU/BBU集中机房选取和建设表

第三方机房以铁塔机房为主占比达到56%，铁塔机房为多家运营商共同使用，存在如剩余空间不固定、维护等级不高等因素，对DU/BBU集中机房的安全性、稳定性都有一定的影响，在投资允许的情况下，应在后期加大自有DU/BBU集中机房的建设。

如图7所示，DU/BBU集中机房的传输设备组网以综合业务接入区为单位进行总体规划，根据集中机房地理位置、光缆现状、汇聚机房分布等对每个综合业务接入区内的DU/BBU集中机房的传输设备进行独立组环，7个综合业务接入区136个DU/BBU集中点共规划29个目标环路。

944个现网物理站点中有382个站点规划的DU/BBU集中点与4G基站的BBU集中点重合，占比40%，剩余60%的物理站点需逐个分析机房、光缆、跳纤情况来确定是否有必要将4G的BBU搬迁回目标DU/BBU集中点。

图7 DU/BBU集中点组网规划图

第一批75个5G站点分布在54个DU/BBU集中网格，均采用C-RAN方式接入本区域内的DU/BBU集中机房。由于运营商无法将DU/BBU集中点传输设备目标环路一次性建设完成，现阶段的DU/BBU集中点传输设备按照目标结构以部分节点先成环，后期增加的DU/BBU集中点传输设备按照目标结构以破环加点的形式加入现有环路中。

6 结束语

合理的DU/BBU集中网格和DU/BBU集中机房规划使5G基站接入更加合理和有序，围绕DU/BBU集中机房提前做好主干光缆、机房配套改造等建设能为接下来大规模5G基站接入做好铺垫，提高5G基站建设速度。但DU/BBU集中机房的质量取决于运营商自有机房资源条件，是一个长期积累的过程，机房资源建设主要取决于运营商投资策略，是否加大对机房建设的投资还需运营商自己把控。