浅谈5G前传网络与中国移动综合业务接入区接入光缆网的融合

韦承飞

（海南中京南方信息工程有限公司，海口 570125）

1 5G前传方案分析

5G RAN的部署方式分为分布式无线接入网（D-RAN）和集中式无线接入网（C-RAN），通常采用集中单元（CU）、分布单元（DU）和有源天线单元（AAU）三级结构，相应地，传输将演变为前传、中传和回传三级结构，通常将DU和AAU间的电路传输称为前传。

随着5G接入网云化将推动CU、DU和AAU分离的大规模C-RAN式部署，可减少基站机房数量，减少能耗，实现资源协作，提高频谱效率，达到低成本，高带宽、低时延、大连接的业务传送运营方式。如图1所示。

图1 5G承载网架构示意图

5G D-RAN分布式部署场景下的CU/DU与AAU同址，前传方案采用光纤直驱方式连接。5G C-RAN集中式部署前传方案主要有以下几种：

（1）光纤直驱：无线AAU和DU配置白光光口，之间采用光纤直驱连接，每个连接需要2芯光纤，采用单芯双向光模块后光纤数为1芯。组网结构简单、接入便捷，但需消耗大量纤芯资源，一般每个基站按24～48芯光缆容量配置。

（2）无源WDM：无线AAU和DU配置臵彩光口方式承载，通过无源的WDM合分波板，实现一对/一根光纤上多路前传信号的传输。

（3）有源系统：指采用WDM/OTN、SPN等有源传输系统承载。

（4）以单个5G拉远站为例，各前传方案投资对比。见表1。

表1 各前传方案投资对比表

综上分析，如下：

①光纤直驱方案：对纤芯的消耗量非常大，但总体建维成本并不高；技术可靠、产业成熟。适合在现网接入光缆纤芯资源丰富、需新建光缆规模小或光缆扩容条件好的区域采用。

②无源WDM方案：总体建设成本虽不高，若仅考虑5G逻辑站的前传则成本较高；在光模块色谱辨识、链路光功率方面存在不足，产业链成熟度有待提升，且需存维护备件也较多。在接入光缆的纤芯资源不足，光缆建设难度大、成本高、工程时效难以保证的情况下，可采用无源WDM方案。

③有源方案：虽具有较强的OAM功能，但成本较高，在逻辑站较少的场景下低成本WDM方案单端口的造价也会偏高。适合在前传距离远，对安全性要求较高的场景采用。

建议：在管线资源条件较好的区域，5G前传建设应以光纤直驱方案为主，局部距离长、光纤资源不足站点可采用无源WDM、有源设备等承载方式作为补充。

2 中国移动综合业务接入区的应用场景

中国移动综合业务接入区的建设是紧密依托城市建成区，根据业务接入需求，结合自然区划、功能区划、路网结构等将城市和发达乡镇区域划分成多个能独立完成业务汇聚的区域。每个综合业务接入区内规划部署业务汇聚机房，主干接入光缆、配线光缆，一、二级分纤点等网络要素，建成构架合理、层次分明、接入有序、管理清晰的光缆有线接入网。如图2所示：

图2 综合业务接入区光缆网络结构图

目前中国移动不同类型的标准综合业务接入区规模已超5.5万个，一级分纤点设置数量超25万个，覆盖全国发达乡镇以上级别的城市建成区域。同时开展微网格规划，根据业务分布点、地理信息、路网走向、基础资源等将综合业务接入区划分更小的网格单元，并结合业务形态不同，划分为住宅小区、商务楼宇、综合体、校园、工业园区、独立企业、专业市场、待建空地、无效区域、农村、城中村、其他等多种业态类型的微网格，通过设置二级分纤点面向微网格内的基站接入、集团客户、家庭宽带、WLAN等全业务实施统一接入，统一管理。如图3所示：

图3 综合业务接入区综合场景示意图

3 5G前传网络对基础资源的需求

通过5G前传部署方式对比，C-RAN集中式前传部署对现网汇聚机房、光缆、管道等基础资源需求量大，需提前做好以下储能规划：

汇聚机房：作为综合性机房，应结合各专业网络演进及结构调整进行独立规划，在满足近期需求的同时，应快速进行资源储备，确保网络长期稳定发展。

光缆：按一个综合业务接入区2个汇聚机房，包含4-6个一级分纤点，8个以上二级分纤点，预计接入20个以上基站，平均集中到2个汇聚机房的模型测算纤芯需求。如图4所示。

图4 纤芯需求预测模型图

根据以上测算结果：现网主干144-288芯，集中部署单段消耗12-30芯；现网配线48-96芯，集中部署单段消耗6-24芯；越靠近DU集中部署的机房，纤芯消耗数量越大。当同时考虑2/4/5G等基站时，需要的纤芯数量会更多，应及时摸排、梳理现网纤芯资源，并唤醒哑资源的使用。

按单个微网格预测：面向未来3～10年，“传输+无线”纤芯需求至少为104芯，其中，传输需求：按覆盖家宽、集客2000用户计算，需求纤芯数量是32芯；无线需求：按24个基站配置，考虑单纤双向后，纤芯需求为72芯。如表2所示。

表2 单个微网格内无线专业纤芯需求测算表

管道：5G前传需新建大量光缆，相应需占用大量管孔资源，应遵循“开源节流”的原则。加快打通城区管道断点确保管道贯通。

4 5G前传网络与综合业务接入区接入光缆网的融合演进

根据统计，至2018年中国移动现网光缆规模超过1400万皮长千米；光纤使用量达到1.3亿芯千米；其中，综合业务接入区接入各类业务光缆长度占比约85%。各类汇聚机房和宏站约38万个。充沛的基础网络资源是中国移动依托综合业务接入区接入光缆网承载5G前传网络的重要保障。根据5G C-RAN前传部署特征，综合业务接入区接入光缆网相应做以下融合演进：

（1）5G C-RAN区的规划应综合考虑基站部署特征、基础网络资源、机房情况等，规划区域边界与综合业务接入区边界相吻合，不得跨综合业务接入区规划部署。

（2）在规划AAU归属DU时应以微网格为单位进行合并融合，形成前传网格，确保末端接入的唯一性和有序性，如图5所示。

图5 前传网格示意图

（3）DU集中机房位置等同于业务汇聚机房。应结合业务分布，5G基站部署情况，统筹规划考虑，一般情况下，每个综合业务接入区需要3～4个DU集中机房。

（4）5G C-RAN前传网络与综合业务接入区接入光缆网络构架融合演进，具体如下：

①优先利旧现网基础资源，并按需改造和新建补充。

②新增业务汇聚机房。

③新增业务汇聚层光缆。

④新增一级分纤点至业务汇聚机房主干接入光缆。

⑤方案内容，如表3和图6所示。

表3 建设方案表

图6 5G C-RAN前传网络与综合业务接入区接入光缆网络构架融合演进示意图

5 结束语

通过网络构架融合演进，做到5G前传网络与现有综合业务接入区接入光缆网结构统一，激活存量资源，对中国移动5G网络的建设取到积极促进作用。