PON承载基站回传业务解决室内深度覆盖问题的应用

◆柳丹

PON承载基站回传业务解决室内深度覆盖问题的应用

◆柳丹

（中国电信股份有限公司 潜江分公司 湖北 433199）

目前，4G网络已深度融入我们的生活并将长期存在，城市经济高速发展，高密度高楼层小区日益增多，地下室移动网络覆盖问题也日益突出。本文主要研究了如何在网络资源紧张的情况下实现基站的快速接入，以解决部分区域 4G 用户信号弱覆盖的问题，对现有网络质量和信号覆盖能力提升具有实际意义。

IPRAN；PON 网络；4G皮基站

在当前现代化社会发展中，网络技术发展越来越快，无线技术已经步入 5G 时代，而4G网络在很长一段时间内仍会是数据和语音业务的主要承载网，在人们信息化生活中发挥重要作用。现今，各大运营商在5G网络上投资比重大，4G 网络建设基本处于停止状态，而4G手机用户仍然较多，在城市高密度高楼层小区中较小的室内弱覆盖问题突出，严重影响4G手机用户的通信生活。

1 基本概念

IPRAN：RAN是无线接入网（Radio Access Network）的简称，目的是为无线基站和核心网之间提供稳定高效的承载和回传网络。在2G和3G时代，RAN网络主要承担BTS（基站）和BSC（基站控制器）之间的承载，通常采用MSTP等传输技术组网，实现全程业务冗余、快速故障切换、保证较好QOS和传输质量。随着4G无线网络IP化，为满足不同的带宽需求，解决通道资源不能复用的问题，RAN网络也IP化以提供高可靠、大容量的基站回传流量的承载。

PON网络：PON（Passive Optical Network）是无源光纤网络的简称，PON（无源光网络）是指（光配线网中）不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备，主要是为家庭、企业等用户提供宽带、固定电话和ITV等有线业务提供稳定高效的传输承载网络。

皮基站技术：皮基站（Pico Site）是一种比微基站更小的基站，皮基站技术是采取基于 IP 的有线宽带回传链路和网关接入核心网技术，通过光猫专用接口接入皮基站专用网络（IPRAN 网）。

2 网络发展现状及存在问题

移动网络已经进入5G时代，现今社会处于4/5G并存并将长期并存的时期，在大部分中小型城市4G手机用户占比远远高于5G手机用户；在城市的地下室、电梯和密集住宅区还存在较多的4G信号弱覆盖问题。

2.1 网络发展现状

响应国家网络强国战略目标，国内三大运营商在5G网络上投资占比大，4G 网络建设基本处于停止状态，在大部分中小型城市4G手机用户占比远远高于5G手机用户。

在4G承载网架构上，三大运营商中的电信联通，采用IPRAN组网技术，依托城域骨干网搭建实现基站业务回传和政企三层接入的综合业务接入网。IPRAN在本地网的组网上主要分为接入层和核心层两部分。接入层由接入路由器（A设备）、汇聚路由器（B设备）和核心路由器（ER设备）组成，A设备成环状组网上联至一对B设备上，BB对之间链路互联形成保护电路，2台B口字型双上联至2台ER，基站有线侧设备通常与A路由器放置在同一机房，通过光纤上联到A设备上。

2.2 存在问题

城市高速发展带来的高密度高楼层小区室内弱覆盖问题日益突出，运营商因室内小范围无线网络信号弱而收到的用户投诉也日益增多，在室内小范围区域开通室分基站是解决弱覆盖问题的一种解决方法。室分基站一般安装于地下室、电梯、密集城区部分无信号区域，正常开通流程一般是通过 IPRAN 网络经过主干和配线光缆的跳接来实现；而用户接入基站的A路由器设备和端口资源紧张，且部分区域主干光缆和配线光缆资源有限，导致实现室分基站无法快速开通，不能在短时期内解决问题导致用户重复投诉。

3 分析过程及解决措施

3.1 分析过程

有线网络发展成熟稳定，地市接入层PON网络建设规划具有充足的光缆和带宽资源，接入网络灵活，网络稳定，已经形成成熟的自动开通流程；同时设备厂商推出的一体化皮基站具有使用要求低，安装简便，4G 速率可达 70Mbps 以上的优良特性，考虑采用IPRAN和PON混合组网方式接入4G皮基站，提高网络开通和维护效率的同时节省室分4G皮基站的建设成本。

3.2 解决措施

目前，城市深度覆盖主要采取小区点射方式，在室内弱覆盖区域新建微站或新型室分等方式来解决实际问题，但因前期物业和楼房配套建设等已建设成型，后期扩容等方面存在制约，实施难度较大。而皮基站的微型化、低功率和采用光纤宽带回传，摆脱了物业和相关配套工程建设带来的制约，具有部署快捷、成本低廉的特性，有利于快速地提升4G网络的深度覆盖能力。具体解决方法如下：

3.2.1组网方式

通常情况下，IPRAN 4G承载网采用接入层、汇聚层、核心层三级架构，各层级网络通过环形或双上连组网增强网络可靠性，无线网络4G基站接入A路由器，组网方式如图1所示。

图1 4G承载网网络架构

采用皮基站技术解决4G网络弱覆盖问题，通过PON网络的ONU专用接口接入皮基站，IPRAN网络的A路由器和PON接入网的OLT之间开通OLT到A路由器的独立基站专用上行电路，打通IPRAN承载网与PON接入网之间的通道，组网拓扑图如图2所示。

图2 IPRAN与PON网络混合组网拓扑

3.2.2基站业务

在上述打通IPRAN和PON网络，实现皮基站的有线接入以后，就可以根据现网数据规划开通基站业务，实现区域小范围内深度信号覆盖。在基站业务开通时，为了更好地保障网络安全稳定及业务发展需求，需要注意以下几点：

一是OLT开通一条专用电路作为独立的 4G业务专用上行，与公众宽带网络隔离，以提高网络安全性和稳定性；二是OLT采用单独的 PON 口承载基站业务，满足用户高带宽低时延的上网需求；三是预估好网络性能指标，无线类业务对于带宽、速率、稳定性、安全性方面有较高的质量要求，丢包率、时延、光功率在有线接入网络指标要求上更为严格，其中丢包率控制在0.1%以内，基站到网管的时延小于100ms，ONU接受光功率在-10-22dbm之间。

4 应用价值

当今是信息化社会高速发展的时代，人们对信息技术的应用已经常态化，日常工作对无线网络需求高，4/5G网络的协同发展，需要在保障网络高质量覆盖满足用户智慧生活需求的情况下进行。在运营商网络投资成本有限的情况下，以IPRAN和 PON网络共同承载的方式，提供稳定可靠的网络信号覆盖，成功解决小范围内的信号问题，可以有效提升业务感知，具有广泛应用价值。

5 结语

综上可见，利用现有PON网络资源充足覆盖面广的优势，以及皮基站安装方便，工程实施周期短等的优势，在一些住宅、小型企业和商业区地下室等室内补盲补热场景，引入皮基站接入PON网络的方法，可以很好地解决室内深度覆盖能力不足的问题，对提升网络能力和改善用户体验具有积极的现实意义。随着5G建设深入开展，将PON应用于5G基站的接入也能有助于解决5G覆盖不全的问题。

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