基于C-RAN的传送网建设思路探讨

白鹭， 揭摄

(1 中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司， 合肥 230041； 2 解放军电子工程学院，合肥 230037）

基于C-RAN的传送网建设思路探讨

白鹭1， 揭摄2

(1 中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司， 合肥 230041； 2 解放军电子工程学院，合肥 230037）

中国移动已陆续启动C-RAN的规划和建设，BBU集中化设置将成为今后无线建设的主要模式。本文分析了C-RAN的特点和应用场景，对基于C-RAN的传送网建设思路进行了探讨，并对相关配套设施建设给出了建议。

C-RAN； BBU集中化； PTN； OLT

C-RAN是具有“Centralized集中化、Collaborative协作化、Cloud云计算化”、“Clean绿色节能”的4C无线接入网络构架，采用将BBU集中放置、RRU裸纤拉远的方式接入基站。该方式在减少无线基站建设难度、提升无线载波利用率以及抗干扰能力的同时，也带来了迅速消耗机房和光缆基础资源的问题，并对基站运行的安全性和稳定度要求大幅提升。

目前中国移动已陆续启动C-RAN的规划和建设，BBU集中化设置将成为今后无线建设的主要模式，因此面向C-RAN演进的传送网及相关配套建设必须提前布局，做好准备。

1 C-RAN的应用场景和需求分析

C-RAN的出现主要是为了解决基站密集建设所带来的站址获取难、干扰上升、建站成本高三大难题。总体来说，C-RAN的优劣势是比较明显的，可以归纳为以下几点。

(1) 降低建设成本：通过减少机房数量，并实现配套资源共享（如GPS、电源、蓄电池、传输等），从而降低建站成本。

(2) 降低运营成本：通过减少机房租金、空调等日常运维支出，通过虚拟化技术实现业务量有效均衡，从而降低运营成本。

(3) 节能减排：通过大量减少有机房的基站数量，从而减少能耗和排放。

(4) 弹性容量：通过BBU集中化部署，一个集中式基带池可灵活扩展支持10载波、100载波乃至1 000载波，从而提供更大带宽和更灵活的运营。

(5) 安全性要求此消彼长：网络结构由环型变为星型，对远端RRU的安全性要求相对下降，但对BBU集中机房的安全性要求则上升。

(6) C-RAN集中机房的传输配置要求提高：对BBU集中机房上联传输设备的配置要求提高，而且对BBU下联RRU的传输管线资源需求增大。

(7) C-RAN集中机房配套要求提高：C-RAN集中机房BBU集中数量增加，对电源、装机面积、承重需求增大。

根据C-RAN的特点，可以把C-RAN的应用场景划分为3类。

(1) 点状场景。C-RAN点状场景区域相对较小，物理区域边界较为清晰，如高校、体育场馆、商业区等。此类场景具有业务聚合度高的特点，使用基带资源集中、多载频配置、宏微结合、小区分裂等方式应对高流量和潮汐效应，实现降本增效。

(2) 线状场景。C-RAN线状场景主要包括铁路、地铁、高速、隧道、沿海等。该类区域应根据实际传输情况，将BBU进行小集中，便于提高投资效益。BBU集中后的站点可以进行小区合并，减少高速运动下的切换，提高网络质量。

(3) 面状场景。C-RAN面状场景主要指成片的区域覆盖，如主城区、县城乡镇、农村等。这些区域基站密度不断加大，微站和小基站众多。此类场景情况最复杂、涉及面最广，也是本文重点讨论的范围。

2 基于C-RAN的传送网建设

传送网一直采用分层组环的方式来构建网络，因此与之配套的光缆网络也是成环成网的，这与C-RAN的星型结构差异很大。BBU集中化程度越高，对C-RAN集中机房的装机面积、电源、承重、安全性、传输上行带宽的要求就越高；同时BBU越集中，对BBU和RRU之间的光纤资源消耗就越大。

2.1 C-RAN集中机房选择

对于点状场景，因为C-RAN区比较明确，所以C-RAN集中机房通常在本区域内选择，如基站或业主的接入机房。

对于线状场景，根据地形和传输资源分布，小区域划分C-RAN区，可以就近选择基站作为C-RAN集中机房。

对于面状场景，首先要对C-RAN区进行划分，划分的依据主要是经济性和安全性。经济性是指找到C-RAN模式与传统模式相比建站综合造价的平衡点，安全性是指根据当地的用户数和基站密度测算出满足《电信网络运行监督管理办法》各等级事故的基站集中度。例如某省通过成本测算和网络安全评估，将C-RAN区的覆盖面积按照密集城区、县城乡镇和农村分为：

(1) 密集城区：每个C-RAN区覆盖面积2～5 km2，集中RRU数不超过34个。

(2) 县城乡镇：每个C-RAN区覆盖面积5～10 km2，集中RRU数不超过40个。

(3) 农村：每个C-RAN区覆盖面积不超过49 km2，集中RRU数不超过37个。

经过几年的发展，中国移动的综合业务接入区建设已从城区向乡镇，甚至农村延伸，很多发达省份已实现了综合业务接入区的全覆盖。每个综合业务接入区内建有完善的OLT机房、主干光缆、配线光缆、一级二级光交等资源和设施。

因此，面状场景的C-RAN区的划分在上述测算的范围之内，还应结合传送网的综合业务接入区统筹考虑，C-RAN集中机房优先选择OLT机房，因为作为综合业务接入区的“集中机房”，OLT机房的设置原则与C-RAN集中机房类似，更因为只有OLT下行的ODN网络才能与C-RAN的星型结构最好匹配，而且OLT机房的传输上行带宽通常都是10 GE级别的。

除此之外，对于还未建设综合业务接入区的地区，传输汇聚节点和条件较好的基站也可作为C-RAN集中机房的备选方案，这里有两种组网思路。

(1) 光交+联络光缆方式：通过建设光交到传输汇聚节点或基站的联络光缆，实现BBU的集中化，如图1所示。

(2) 环上BBU集中方式：利用PTN环上的光缆资源，把环上的RRU集中到C-RAN集中机房，如图2所示。

2.2 C-RAN的BBU上联方案

图1 光交+联络光缆方式组网示意图

图2 环上BBU集中方式组网示意图

C-RAN集中机房的PTN应采用10 GE环形组网，而且应进行双交换（主控）、双电源保护，应配置不少于2块PTN支路板对接BBU，实现端口分担，避免单个板卡故障而造成BBU全阻。在重要性很高、业务量很大的C-RAN集中机房可配置2套PTN设备接入不同传输环网系统，实现更大程度上的业务分摊，避免单台设备故障引起的基站大面积阻断。

2.3 C-RAN的BBU-RRU下联方案

从承载方式上讲可以分为白光传输和彩光传输两类，白光即通常意义上的光纤直驱，彩光即采用某些技术将多路信号合并到1-2根光纤上传输，比如无源波分和某厂家的有源光路聚合。

目前在光缆线路资源允许的条件下，建议优先使用白光传输。在建有综合业务接入区的区域，RRU就近接入附近的末端光交，如二级光交或普通光交。白光传输需要重点关注主干光缆纤芯资源的消耗和整个链路的跳接情况两个方面。在综合业务接入区规划之初，主干光缆环上为每个一级光交分配的纤芯并不多，经过这几年集客、家客、基站和室分的大力建设，主干纤芯已所剩无几或消耗殆尽。BBU-RRU整条链路如果需要穿越主干光缆、一级光交、配线光缆、二级光交等多个层级，则故障点太多且衰耗太大。因此，针对高集中度的场景，可在二级光交放直达光缆到C-RAN集中机房。在没有综合业务接入区的区域，如广大农村，则可采用PTN接入环上的BBU集中方式，实现BBU-RRU的下联。

BBU-RRU整条链路在满足RRU接收光功率的基础上，还要考虑3～5 dB的冗余以应对今后的诸多不确定因素。

3 相关配套设施要求

3.1 C-RAN集中机房条件

C-RAN集中机房是C-RAN组网最基础的资源，因此机房应选在环境安全、交通方便、市电引入方便、进出维护方便、传输条件较好的自建或自购机房。机房应结构方正，面积应不小于20 m2，且保证不少于2～4个标准机柜以上的剩余装机空间。

机房的地面负荷应大于6 kN/m2，并尽量选择一层机房。对于不在一层的机房，蓄电池组的排列建议采用单层单列的方式，并采取必要的加固措施。

新建集中机房应确保有至少8个GPS天线安装位置并保证南面无阻挡。

3.2 电源条件

小型集中机房交流引入容量建议按照20 kW(63 A/3 P）考虑；大型集中机房交流引入容量建议城区按照50 kW(100 A/3 P)、农村按照30 kW(80 A/3 P)考虑。

集中机房蓄电池容量根据市场要求配置，建议市电条件良好的按照3或5 h长配置，市电条件较差的可适当延长至7 h。原则上30个BBU以下的配置1台600 A开关电源和2组500 Ah蓄电池，30个BBU以上的配置2台600 A开关电源和4组500 Ah蓄电池。面积和承重条件受限的机房可选用新型柜式铁锂电池，其体积和重量远小于现有的铅酸电池，可作为替代品。

远端RRU接电应有稳定的接入电源，如周边市电接入困难或市电引入成本较大时，也可采用直流远供从局端站通过直流远供线缆或光电复合缆给远处RRU供电。远端RRU对电源后备时间有要求时，可配置蓄电池组。

3.3 光缆进出局

为避免因光缆中断导致大量RRU同时退服，C-RAN集中机房应至少具备2条以上的光缆进出局路由，同时保证整个PTN环网上没有光缆同路由情况。

3.4 时钟同步

优先选择GPS/北斗时钟同步方式，待1588v2运维模式成熟后可使用1588v2时钟同步。当选择GPS/北斗时钟同步方式时，可使用功分器聚合GPS/北斗天线，最大功分比不应超过1：4。

4 结束语

虽然对传输而言，BBU的集中化部署是对整个传输组网的大颠覆、大变革，但它丝毫不能阻挡C-RAN大踏步向我们走来的步伐。目前已有部分省份预计2017年将有不少于一半的新建站采用C-RAN模式建设，并逐步对存量基站进行集中化改造。因此传送网固有的“环网”思维应顺应这一变化而有所转变，积极融入整个C-RAN的大系统中，寻找全局最优的系统解决方案。

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[3] 马培勇. BBU集中设置对承载网的影响研究[J]. 移动通信， 2015(10).

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Discussion on the construction of transport network based on C-RAN

BAI Lu1, JIE She2
(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China; 2 Electronic Engineering Institute of PLA, Hefei 230037, China)

China Mobile has started the planning and construction of C-RAN, BBU centralized settings will become the main mode of wireless construction in the future. The paper analyzes the characteristics and application scenarios of C-RAN, discusses the construction ideas of transport network based on C-RAN,and gives some suggestions on the construction of related facilities.

C-RAN; BBU centralized settings; PTN; OLT

TN915

A

1008-5599（2017）11-0041-04

2017-05-03