4G与FTTx融合组网研究及应用

1 引言

4G组网呈现了“宏微协同”、“立体覆盖”等特点，4G基站产品形态较3G有很大变化，4G小基站集成度更高，集成了天线、BBU和RRU，具备零站址安装条件，微基站、一体化小基站逐步被广泛应用，可快速解决关键楼宇、居民小区等4G信号覆盖问题。但开通4G基站需要更高的传输带宽资源，需要新建IPRAN承载网络，IPRAN建设周期慢、新建成本高，难以及时响应用户需求。因此，研究利旧PON网络资源，创新4G基站传输接入方式，通过PON接入快速开通4G基站，快速解决楼宇、居民区4G深度覆盖问题，同时提升光网资源利用率。此外，可优化4G室分、驻地网建设、维护管理模式，建立4G室分建设和FTTH驻地网建设融合建网模式和末梢网络综合化维护模式，降低建设成本和提高维护效率。

2 基于PON网络承载4G小基站技术

2.1 PON网络接入4G小基站性能分析

小基站基于3GPP LTE标准，支持Band1、Band3多频段，支持毫瓦级、瓦级功率发射，支持以太网电口、光口连接PON、IPRAN等多种传输网接入，具备远程升级、监控、告警等网管功能，具备即插即用、快速部署等优点，可快速实现盲点覆盖和速率提升。对新增站址困难、室分系统建设困难及复杂建筑的覆盖场景，可快速解决4G信号覆盖问题。实现室内从无源到有源，实现有源设备从机房转移至末端，在楼宇末梢实现了传输由馈线变为光纤和网线，天线和设备一体化，解决了传统室分平层故障难以定位问题。同时在速率性能上实现室内MIMO双流，是传统合路室分速率性能的2倍，解决了当前室分单支路不能实现MIMO双流问题。

随着全光网的创建，较IPRAN网络，PON网络在商务楼宇、居民小区等末梢场景覆盖具有丰富的资源优势，光缆、机房等基础设施无需新建，可快速满足网络局部补盲覆盖和灵活扩容的需求。相对于点到点拓扑结构的IPRAN技术，PON采用点到多点的拓扑结构，适合部署小基站，只要OLT和主干光缆铺设完成，即可满足多个小基站的传输需求。在性能上可达到IPRAN接入方案的要求，如表1所示，因此，重点需要打通城域网和IPRAN网络物理链路，实现基站到核心网的整条链路的连通。

上述分析可知，PON承载4G小基站可满足LTE技术体制要求。

表1 PON承载4G小基站技术指标

2.2 基于PON网络承载4G小基站技术方案

基于PON网络接入4G小基站主要思路是充分利旧PON网络资源，打通城域网和IPRAN链路，实现4G小基站通过光网接入4G核心网，解决了4G传输建设难以及时到位的问题。总体技术方案如图1所示，4G小基站连接ONU，经末端交换机进行端口汇聚接入OLT，OLT通过城域数据网交换机接入SR，由SR实现4G小基站接入4G核心网。

图1 4G小基站经PON网络接入核心网

本方案实施的关键在于创新打通城域网和IPRAN物理链路和完成逻辑数据配置，在实际场景中，如IPRAN A设备与OLT在同一机房，可使用光纤连接OLT和A设备。如不在同一机房，可在城域网接入路由器上配置静态路由数据实现任意点接入。在数据配置上，原则上根据现网地址规则，一个基站分配一个VLAN地址，对于2G/4G双模基站分配两个VLAN。采用PON接入4G小基站时，光分路器应尽量设置在主干分纤点以下，优先采用独享PON口方案，以保证4G小基站业务质量。实际开通时，需根据FTTB和FTTH不同资源场景下，合理规划小基站数量、频段带宽及其他业务需求，满足不同FTTx场景下4G速率性能要求。在实际开通时，需进一步明确不同场景、不同厂家设备4G基站开通要求，建立和完善各专业的小基站开通工作流程，保障小基站及时开通。

创建基于PON网络的4G基站传输方式，充分利旧FTTx网络资源，降低4G IPRAN传输网建设成本，同时有助于建立光网驻地网和移动网室分融合建设、维护模式，驻地网建设时考虑4G接入容量，同时减少4G室分建设立项、施工、验收工作，快速低成本部署4G网络，快速满足市场需求。

3 应用场景及效果

根据FTTB、FTTH等不同接入类型，以及在高层写字楼、大型卖场、大型会议室、客户家庭等四种无线覆盖场景下，接入中兴ZXSDR BS8102型号小基站，2天线单小区20M带宽配置，发射功率为2×125 mW，在徐州电信现网进行了测试验证。

在商务楼宇高层覆盖场景下，选取较为典型的徐州财富大厦写字楼进行测试，使用客户交换机接入，覆盖穿透效果较好，可有效覆盖垂直5层（上三层和下二层）或穿透4堵砖混墙，测试信号覆盖情况如图2所示。在卖场等半封闭场景下，建筑内部无遮挡，选取丰县华山营业厅卖场及大型会议中心进行测试，覆盖可超过1 000平米面积，支持接入100个以上4G用户。家庭场景下，在典型的客户家庭里，使用光猫接入，开通4G小基站，4G下载速率可稳定在80 Mbit/s以上，并可实现iTV、无线上网等多业务并存，如图3所示。