浅析5G有线接入建设方案

余嗣兵（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，安徽合肥 230088）

0 引言

《IMT-2020（5G）推进组5G 承载需求白皮书》中规定，5G承载网为集中单元（CU）、分布单元（DU）和有源天线单元（AAU）三级结构，当CU 和DU 合设时，相应承载变为前传和回传两级结构，当CU、DU、AAU 分设时，相应承载将演进为前传、中传和回传三级结构。通信运营商采用何种承载网络架构，如何建设5G有线接入网络，成为通信运营商首先要解决的问题。本文首先对4G 与5G 有线接入网架构进行对比分析，分别分析无线网络CU 和DU 分设和合设不同场景下5G 有线接入网络架构变化，然后紧密结合中国移动某分公司的机房、光缆、传输系统网络资源现状及投资等因素，综合考虑提出5G有线接入建设方案。

1 4G与5G RAN组网架构对比分析

4G RAN 组网架构分为前传和回传二级架构，而5G RAN 组网架构分为前传、中传和回传三级架构。4G与5G RAN组网架构对比分析如图1所示。

图1 4G与5G RAN组网架构对比分析示意图

当5G 中的CU 和DU 分设时，5G RAN 组网架构为三级，分别是前传、中传和回传。CU 设置于传输汇聚节点或综合业务区接入区节点机房内，DU设置于基站机房或业务汇聚机房内，AAU 为远端站，无机房。5G RAN 分设组网架构类似于2G/4G 基站接入网架构模型，需要传输节点机房、基站机房/业务汇聚机房、光缆网纤芯和传输系统资源。当5G 中的CU 和DU 合设时，5G RAN 组网架构由三级变为二级，分别是前传和回传，就与4G RAN 组网架构类似，若CU 和DU 合设于综合业务区传输节点机房，前传组网架构类似于综合业务区建设思路，仅需要传输节点机房和光缆网资源；若CU 和DU 合设于基站机房/业务汇聚机房内，5G RAN 合设组网架构等同于4G RAN 组网架构，需要基站机房/业务汇聚点机房和光缆网资源。因此，5G 有线接入网络将充分利用既有4G 网络基础资源（机房、光缆和传输设备资源）进行建设。

2 中国移动某分公司基础资源现状及分析

目前，中国移动某分公司已经完成综合业务区接入主干光缆环、基站接入主干光缆环、GE及10GE PTN接入环双跨传输节点机房的建设（见图2）以及基础资源使用/改造统计（见表1）。

根据图2 和表1，可以分析判断出，5G 承载网在CU 和DU 合设场景下，综合业务区接入主干光缆环纤芯不能满足需求；在CU 和DU 分设场景下，基站机房自有率低，可新增设备基站机房较少，业务汇聚点大部分还未建成，基站和业务汇聚点暂时均不能满足5G承载网建设需求，但近期基站接入主干光缆环剩余纤芯和传输系统带宽能够满足CU 和DU 分设场景下的建设需求。因此，根据以上分析，结合各种基础资源情况，提出了5G 有线接入在不同时期的建设演进思路。

3 5G有线接入建设方案

根据以上对5G RAN 组网架构和中国移动某分公司基础资源现状的分析，同时结合中国移动某分公司的站点属性（新建AAU 站还是既有基站升级改造）、CRAN 建设指导意见、传输设备成熟度、建设投资等因素，建议在5G有线接入中采用CU和DU分设方式。

图2 中国移动某分公司资源现状示意图

表1 中国移动某分公司资源现状使用/改造统计表

3.1 5G有线接入初期建设方案

中国移动某分公司在建设5G 实验网以及建网初期，由于5G 站点建设量少、分布散等特点，5G 有线接入网建设初期是充分利用现有资源进行建设，在CU和DU 分设场景下建设，CU 设置于传输节点机房，DU设置于基站机房内，前传网络采用光纤直驱方式接入，中传网络光缆部分利用现网基站接入主干光缆环剩余纤芯，传输系统部分是对现网GE/10GE PTN 系统进行扩容升级来满足业务网发展需求。

如图3 所示，建网初期仅涉及到传输系统升级和部分少量的新增站点的光缆建设。传输系统是由原有的GE/10GE 接入环升级到10G/双10GE 接入环，新建AAU 站的光缆就近接入DU 机房，采用支链方式进行组网，光缆芯数为12～24 芯。本方案具有建设规模小，实施难度较小，投资小等特点。

图3 5G有线接入初期建设方案示意图

3.2 5G有线接入中远期建设方案

随着5G无线网建网规模的不断扩大深入，传输系统带宽不能满足业务网需求，需要在基站机房安装设备，但目前基站机房条件有限，而且租金较贵，新建传输设备的可能性较小，此时DU 设置于基站机房已不太合适。因此DU 上移至业务汇聚点或综合业务区传输节点机房与CU 合设（若CU 设置于综合业务区传输节点机房，DU 设置于业务汇聚点，则继续采用CU 和DU 分设模式；若CU 和DU 均设置于综合业务区传输节点机房或业务汇聚点，则采用CU 和DU 合设场景模式，分设方案需要建设光缆和传输系统，合设方案仅需要建设光缆），同时结合分公司已规划建设大量业务汇聚点的情况和CRAN 建设指导意见（纯新建业务汇聚点场景），建议把CU 和DU 合设于业务汇聚机房，即CRAN机房。

如图4 所示，新建AAU 站采用支链方式通过光缆就近接入二级光交，光缆芯数为24～48 芯。同时新建CRAN 机房至综合业务区一级光交段光缆，光缆芯数为72～144 芯（576 芯一级光交升级扩容至1 152 芯，满足光缆成端需求）；传输系统部分建设方案是新建N×100GE SPN系统环，满足业务网带宽需求。

4 结束语

图4 5G有线接入中远期建设方案示意图

5G 有线接入网络根据无线网络部署而变化，不同的组网架构各有相应的优缺点，具体采用光纤直驱方式接入，还是采用传输设备接入，还需要根据运营商的网络现状、传输设备的成熟度等因素进行综合判断。本文简单介绍了中国移动在建设初期，采用CU和DU 分设方案，5G 接入采用利旧基站接入主干光缆环剩余纤芯同时升级扩容传输系统的方式进行建设；中远期采用CU 和DU 合设方案，新建CRAN 机房接入光缆加新建传输设备组网方式进行建设，上述方案仅供同行在5G 有线接入建设过程中参考。另外，根据中国移动某分公司CRAN 建设指导意见，业务汇聚机房可能存在与传输节点机房共址、与基站共址和纯新建机房3 种情况，若CU 和DU 合设于综合业务区传输节点机房（中国移动某分公司计划将CRAN 覆盖区与综合业务区融合），此种架构可减少中传网络，节约传输设备投资，方便维护管理。