王晓
中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司,山东 济南 250100
摘要:针对5G业务特性,结合传输汇聚机房、管线及综合业务区资源,制定C-RAN传输组网方案,打破原有传输网环网结构,降低网络建设和运行维护成本,提高建设灵活性。
关键词:5G传输网络;规划与发展;策略
引言
根据5G网络布局,规划5GNSA及SA传输组网,新建SPN网络,支撑5G大带宽需求,实现业务切片、动态路由等新型应用。充分整合传输资源,规划C-RAN组网,降低建设成本,实现5G业务快速开通,为后续边缘计算、传输网智能化运维等技术部署打下基础。
一、NSA到SA组网关键变化点
1、打通到跨省大区业务流程,新增SPN和IP专网对接组网。
2、删除4G和5G锚点站之间的连接配置。
二、L2/L3层及核心网UPF下沉,SPN网络结构扁平化
根据目前标准和技术进展情况,5G应用场景初期应用为eMBB业务,uRLLC和mMTC业务将随技术和市场发展逐步开展。5G初期主要是eMBB业务,业务端到端时延10ms;5G中长期引入uRLLC、V2X业务,5G网络结构实现扁平化,L2/L3层下沉为骨干汇聚层,核心网UPF下沉到地市,降低传输距离,满足后续业务低时延需求。接入层10GE/50GE组网,核心层、汇聚层按需100GE或200GE组网。L3功能部署到骨干汇聚甚至下沉到接入节点来满足动态灵活连接需求。
1、业务部署原则:5G基站在SPN网络承载;原有4G基站和新增独立4G基站在现有PTN网络承载;双模站的4G站可基于市场项目需求通过SPN网络或PTN网络承载。
2、业务承载方式:5G业务选择L3到接入方案;4G业务可以选择L3到接入或者L2+静态L3VPN方案;4G、5G优选不共用VPN承载,实现单独管理4G、5G业务的能力。
3、未来SPN网络实现集客、LTE、2GIP化、5G业务的统一承载,业务层采用L3VPN+L2VPN混合组网,通过L3调度实现多业务的协同组网。
三、依据机房承载能力,合理布局C-RAN节点
1、gNodeB包含BBU和RRU,BBU和RRU部署在同一个机房对应D-RAN接入场景;BBU集中部署在综合接入机房,简称BBU集中,对应C-RAN接入场景。
2、选取标准汇聚机房,作为大C-RAN集中节点,新建100G汇聚环网。原则上单个集中机房以5-15个物理基站为宜,最大不宜超过20个。建议BBU集中规模控制在4-10个。
3、超前购置汇聚机房,为C-RAN组网奠定坚实基础。深度挖掘现有机房潜力,合理配置配套资源,全量摸排、整合现有机房空间,提高已投产机房使用效率,提前对汇聚机房承载能力进行提升改造,有效支撑5G建设快速达产、快速形成能力。根据汇聚机房及基站机房承载能力、结合网优规划原则合理进行大C-RAN、小C-RAN组网。根据汇聚机房空间、引电情况,确定接入集中C-RAN机房的5G基站数量。适当选取稳定基站机房,作为小C-RAN集中节点,新建50G接入环网。原则上单个集中机房以3-5个物理基站为宜。
四、充分整合传输资源,综合搭建基站光交网
C-RAN组网打破原有环网结构,弱化接入层,BBU集中或BBU整合至汇聚层C-RAN机房,C-RAN规划应深度挖潜传输资源,分区域、分站型、分场景。
1、微基站参考室分基站。
2、普通乡镇、农村区域的室外宏站,需新建C-RAN集中机房且站间距大,光纤拉远距离受限,原则上不考虑C-RAN集中。
3、城区、县城及重要乡镇的室外宏站应优先考虑C-RAN集中,4G基站应在满足投资效益的前提下搬迁集中。
4、大容量室分基站RRU数量较多,为天然C-RAN架构,BBU可不做二次集中。小容量室分基站,如放置机房稳定,则无需集中。
五、高校、大型园区、医院等特殊场景
将区域内的所有新建基站按照C-RAN组网进行集中,同时推动现有4G基站搬迁集中。通过C-RAN组网一次性规划基站光交网,原则上单个基站均需配置基站出局光交箱,周边已具备综合业务区光交的考虑充分利旧,单个基站配置纤芯不低于48芯,以满足后期网络演进使用。对于新购置汇聚机房,机房配套项目一次性设立入局光交,以满足后期新增业务接入使用。传输末端接入业务最大程度上使用综合业务区或通过基站光交网进行业务上联,不允许直接布放光缆入局。
六、BBU集中新增前传网络,后续可实现CU/DU分离前传网络应综合考虑建设成本和光纤资源条件,选择合理的前传方案
1、对于接入距离较短或光纤资源丰富的场景宜采用光纤直驱,并优先选择单纤双向方式,减少时钟部署难度,成本最低。
2、当光纤资源受限或接入距离较长时,可综合现网管孔及分纤点资源、其他业务需求选择无源波分、半无源波分。无源波分和有源波分都能节省光纤,无源方案更加省电节省投资,有源彩光与小型化OTN提供了更多的管理维护选项,但对比无源方案成本上升较明显。
3、功率预留:对于拉远RRU的光功率预算要满足RRU的接收光功率要求,并预留3-5dB的冗余值,传输路由设计应减少跳纤。
4、网络切片功能实现业务隔离,保障业务带宽
网络端到端,按不同层次和场景,分别进行FlexE部署,支撑网络切片相关业务功能,提供带宽保证,最低时延等不同业务需求的分片。如SPN网络未来承载LTE、集客、家庭宽带等不同业务,在汇聚环、接入环同时承载多种业务,可分别使用不同信道化子接口来承载不同类型的业务,各种业务间带宽实现严格隔离。FlexETH接口是采用FlexETH技术实现类似物理端口的硬管道接口,采用FlexETH接口实现信道化能力,基于信道化子接口配置带宽,实现同一物理接口上不同信道化子接口之间的带宽隔离,解决不同业务之间的带宽抢占的问题。
七、根据网络层级划分SR域,实现动态路由
SR是基于控制器强大的计算能力,实现路径控制及转发的新一代隧道技术。控制平面基于IGP路由协议扩展实现,转发层面基于MPLS转发网络实现。业务路由器是可扩展升级的Internet路由器,可以提供尽力而为的Internet业务,使传统的数据业务的迁移成为可能。
八、1588V2时钟部署,实现高精度时间同步
针对无线基站高精度时间的需求,GPS虽能解决频率和时间同步问题,但存在安装选址难、维护困难、馈线铺设困难、安全隐患高、成本高等弊端。
SPN网络引入一种高精度的时间同步方案1588V2技术,可实现亚微秒级精度的时间同步,精度与当前的GPS实现方案类似,但是在成本、维护、安全等方面有一定的优势。
九、根据网络层级划分SR域,可实现动态路由,进一步提升业务安全性
1、普通汇聚及下挂接入环划分为1个IS-IS域。
2、核心点、核心调度、骨干汇聚划分为1个IS-IS域。
十、结语
综上述,5G业务三大应用场景大带宽、低时延以及海量连接,需要传输提供高性价比的智能承载网,满足10倍以上带宽需求增长,业务云化,万物互联,低时延转发,智能运维等。传输网规划以业务发展需求为基础,充分利用现有资源,做到传输能力提前储备,提前启动SPN网络及汇聚机房规划,开展传输资源普查整治,实现传输网NSA向SA演进,有力支撑4/5G协同建设。
参考文献:
[1]刘楠.分析5G来临前的网络规划建设思考[J].中国新通信,2020(02):22.
[2]何小玲.关于智慧城市中5G移动网络规划技术的应用[J].通讯世界,2020(05):97-98.