面向5G及基于降本增效的传输基础资源部署的研究

刘涛 刘光明 吕云辉

5G时代即将来临，2.6GHz/3.5/4.9GHz的频段将需要密集的组网需求，各大运营商在大力建设5G网络的同时，也需要基于降本增效的原则。本文重点研究如何在降本增效的原则下进行传输基础资源的部署，分别是机房，机房配套和光缆组网三个方面。首先研究面向5G的解决方案，并与传统方案进行成本对比分析，在保证满足5G需求前提下制定经济性最优的方案，最终给出传输基础资源部署的建议。

5G的大带宽、低时延、密集组网等特性对运营商的基础网络造成新的冲击。由于传输基础资源建设周期较长，因此需要提前做好资源规划，为5G网络规模部署做好资源储备，在资源部署和部署过程中如何降本增效成是各大通信运营商所关心的重点。本文从机房，机房配套和光缆组网三个方面出发，首先研究面向5G的解决方案，并与传统方案进行成本对比分析，在保证满足5G需求前提下制定经济性最优的方案，最终给出传输基础资源部署的建议。

一、机房部署如何降本增效

（一）C-RAN与D-RAN的简介

5G网络由于引入了大带宽和低时延的应用， 5G的RAN网络将从4G网络的BBU、RRU两级结构将演进到CU、DU和 AAU三级结构。CU主要实现非实时的无线高层协议栈功能，而DU主要处理物理层功能和实时性需求的2层功能。DU的部署分为DU集中式部署和分布式部署，如图1所示。对传输承载要求的不同主要体现在移动城域网接入层，在汇聚层及以上基本相同。集中式部署是将多个DU集中放置在基站机房或者业务汇聚机房，统一接入到一台大容量传输设备回传，对机房及配套、光缆要求较高，需要机房数量较少。分布式部署是将每台DU分布放置于基站机房，通过接入一台小容量传输设备回传，对机房及配套、光缆要求较底，需要机房数量较多。

（二）C-RAN与D-RAN的成本分析

DU机房部署涉及的投资成本包括：机房租金，机房配套/天面改造投资，传输设备投资，光缆投资和电费成本共计5项，根据全国一二类地市情况，关键参数取定如表1所示：

根据以上参数，计算DU机房采用C-RAN模式和D-RAN模式的成本，并进行成本分析，假设所有C-RAN机房均采用新建模式，D-RAN机房采用70%利用，30%新建模式，按6年期计算，成本分析如图2所示。随着DU数量的增加，D-RAN模式的成本显著增加，而C-RAN模式的成本增长缓慢。当DU部署数量大于3时，C-RAN模式比D-RAN模式更具有经济性。主要原因是D-RAN模式随着DU数量的增加必然导致机房配套、租金、空调数量的成倍数增长，间接地增加了配套设备的电费。

綜上所述，当DU数量大于3时，建议采用C-RAN模式，并在机房条件的允许下可增大DU数量，可最大限度地达到降本增效的目的。

（三）C-RAN机房的规格要求

根据成本分析，C-RAN对DU集中系数是需要大于3，而且集中系数越高越经济性越好。但根据目前而言，主要受限于机房的空间和外电条件。根据调研，目前城区业务密集区域的报装外电一般在25～35KW，根据表2的机房功耗表计算。外电容量在25～35KW情况下，预留给无线主设备的装机功耗为7～12KW，预计可集中8～10个DU。

根据外电条件可部署8～10个DU，再计算传输及电源配套的装机空间，分析如表3所示，合计16个标准机柜，大约占地面积为30平米。

综合上所述：C-RAN机房外电建议为30KW，若条件不足区域可放宽至25KW，面积为30平米。

二、机房配套如何降本增效

（一）磷酸铁锂电池

繁华城区寸土寸金，同时满足传输汇聚机房空间和承重要求的选择不多。随着机房设备的能耗持续增加，如采用增加铅酸电池组方案，对机房条件的要求进一步提升：空间资源消耗增大，承重要求增高。磷酸铁锂电池有着重量轻、占地面积小、循环寿命高、工作温度范围宽、电池单体电压高和效率高等优点。采用磷酸铁锂电池替换原有铅酸电池方案和采用大容量铅酸电池替换原有铅酸电池方案，对比如下：

1、空间占用对比

磷酸铁锂电池仅为铅酸电池的55%，如表4所示。