馬培勇

（中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630）

BBU集中設(shè)置對(duì)承載網(wǎng)的影響研究

馬培勇

（中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630）

通過(guò)建立基礎(chǔ)設(shè)施組網(wǎng)模型，研究在LTE BBU不同集中度及設(shè)置位置情況下的承載網(wǎng)建設(shè)成本，得到不同組網(wǎng)模式與承載網(wǎng)建設(shè)成本間的關(guān)系和規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上給出了最優(yōu)組網(wǎng)模式建議，以便運(yùn)營(yíng)商能夠最大程度地平衡網(wǎng)絡(luò)性能和建設(shè)投資的關(guān)系，提升網(wǎng)絡(luò)投資效益。

BBU 集中設(shè)置 承載網(wǎng)

1 引言

為滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)降本增效、節(jié)能減排以及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的需求，LTE的BBU集中部署正逐步成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站的主流形態(tài)。BBU集中部署是指原無(wú)線網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)保持不變，BBU與RRU之間通過(guò)光纜網(wǎng)絡(luò)星形連接，BBU設(shè)備集中放置在一些條件較好的機(jī)房以提高利用率，平均每個(gè)BBU可帶的RRU數(shù)量從3個(gè)提升至6個(gè)。

BBU集中部署模式對(duì)承載網(wǎng)（特別是光纜網(wǎng)）的影響較大，選擇合適的BBU集中度及BBU設(shè)置位置，可有效降低光纜網(wǎng)和IP RAN設(shè)備的建設(shè)成本。本文通過(guò)建立基礎(chǔ)設(shè)施組網(wǎng)模型，重點(diǎn)研究BBU不同集中度及設(shè)置位置與承載網(wǎng)建設(shè)成本的關(guān)系，從而給出最優(yōu)設(shè)置模式的建議。

2 基礎(chǔ)設(shè)施組網(wǎng)模型

2.1 模型設(shè)定和組網(wǎng)說(shuō)明

模型按一個(gè)機(jī)樓（端局）及其覆蓋的范圍為測(cè)算單元，測(cè)算單元為6km×6km的正方形（36km2）。機(jī)樓位于正方形中心；4個(gè)方向各一條接入光纜主干環(huán)，主干環(huán)為邊長(zhǎng)2km的正方形；配線和引入光纜均為鏈型，配線光纜平均800m，引入段光纜平均500m。模型設(shè)置綜合接入點(diǎn)4個(gè)，分別位于4個(gè)主干環(huán)的最遠(yuǎn)處；設(shè)置主干光交8個(gè)，分別位于各主干環(huán)拐點(diǎn)處，如圖1所示：

圖1 模型設(shè)定示意圖

LTE基站在密集城區(qū)按每隔500m（0.25km2）設(shè)置1個(gè)、一般城區(qū)按每隔700m（0.49km2）設(shè)置1個(gè)。在機(jī)樓覆蓋的36km2范圍內(nèi)，按照主干光節(jié)點(diǎn)覆蓋平均劃分為9個(gè)2km×2km的小區(qū)域。全區(qū)域內(nèi)在機(jī)樓設(shè)置一對(duì)B。

基站BBU按照集中度從高到低到完全分散共分成以下組網(wǎng)模式：

模式一（高集中度BBU池）：全部BBU集中到機(jī)樓；

模式二（中集中度BBU池）：BBU按地理位置集中到機(jī)樓和4個(gè)綜合接入點(diǎn)；

模式三（低集中度BBU池）：BBU按地理位置集中到機(jī)樓和8個(gè)主干光交；

模式四（無(wú)BBU池）：BBU分散設(shè)置。

（1）模式一（高集中度BBU池）承載網(wǎng)需求

BBU全部集中在機(jī)樓部署，各基站的RRU通過(guò)接入光纜連接到機(jī)樓BBU池，BBU池直接部署數(shù)個(gè)A2設(shè)備接入所有BBU，并直接上聯(lián)到同機(jī)樓的一對(duì)B設(shè)備上。

每個(gè)基站的3個(gè)RRU全程占用6芯（RRU-BBU間雙纖雙向收發(fā)方式）或3芯光纜（RRU-BBU間單纖雙向收發(fā)方式），引入段平均長(zhǎng)度500m，配線段平均長(zhǎng)度800m，主干段長(zhǎng)度為4km的有4個(gè)小區(qū)域（A/C/G/ I）、長(zhǎng)度為2km的有4個(gè)小區(qū)域（B/D/F/H）、不占用主干光纜的有1個(gè)小區(qū)域（E）。

IP RAN的A-B組環(huán)光纜忽略（同一機(jī)樓）。

（2）模式二（中集中度BBU池）承載網(wǎng)需求

模式二BBU節(jié)點(diǎn)設(shè)置如圖2所示。BBU集中部署在機(jī)樓和4個(gè)綜合接入點(diǎn)，按照對(duì)光纜占用最少的原則，4個(gè)小區(qū)域（A/C/G/I）的基站BBU分別設(shè)置在各自區(qū)域內(nèi)的綜合接入點(diǎn)，其他5個(gè)小區(qū)域（B/D/F/H/ E，見(jiàn)圖2彩色區(qū)域）的基站BBU統(tǒng)一設(shè)置在機(jī)樓。機(jī)樓和4個(gè)綜合接入點(diǎn)部署A設(shè)備。

圖2 模式二BBU設(shè)置和主干光纜示意圖

5個(gè)小區(qū)域（A/C/G/I/E）的基站RRU到BBU池光纜僅占用引入段和配線段，不占用主干段。4個(gè)小區(qū)域（B/D/F/H）的基站RRU到BBU池光纜占用引入段、配線段和2km的主干段光纜。

IP RAN的A-B間需組4個(gè)環(huán)，每個(gè)環(huán)占用主干8km（2芯）。

（3）模式三（低集中度BBU池）承載網(wǎng)需求

模式三BBU節(jié)點(diǎn)設(shè)置如圖3所示。BBU集中部署在機(jī)樓、4個(gè)綜合接入點(diǎn)和4個(gè)主干光交點(diǎn)，各小區(qū)域的基站BBU都設(shè)置在各自區(qū)域內(nèi)。機(jī)樓、4個(gè)綜合接入點(diǎn)和4個(gè)主干光交點(diǎn)都部署A設(shè)備。

圖3 模式三BBU設(shè)置和主干光纜示意圖

各個(gè)小區(qū)域的基站RRU到BBU池光纜都僅占用引入段和配線段，不占用主干段。

IP RAN的A-B間需組4個(gè)環(huán)，每個(gè)環(huán)占用主干8km（2芯）。

（4）模式四（無(wú)BBU池）承載網(wǎng)需求

BBU分散部署在各基站，并在各基站處設(shè)置A1設(shè)備。

各基站RRU到BBU均不占用接入光纜。

IP RAN的A-B間采用環(huán)形組網(wǎng)模式，平均每4個(gè)A設(shè)備和一對(duì)B設(shè)備組環(huán)。所有A-B環(huán)在配線層和引入層的光纖占用方式一樣，即每個(gè)配線光交點(diǎn)下帶2個(gè)A節(jié)點(diǎn)，每個(gè)A-B環(huán)占用兩條配線光纜，每條配線光纜占用來(lái)回雙向共4芯纖芯。除區(qū)域E外的其他8個(gè)小區(qū)域的A設(shè)備都要依托主干成環(huán)，每個(gè)環(huán)分別占用主干光纜2芯×8km。A-B環(huán)占用光纜路由如圖4所示。

2.2 成本測(cè)算參數(shù)說(shuō)明

（1）引入段光纜：基站引入段光纜一般是6至12芯小芯數(shù)光纜且為基站獨(dú)占，無(wú)論何種組網(wǎng)模式，此段光纜建設(shè)成本差異不大。模型中均按2.5萬(wàn)元/皮長(zhǎng)公里計(jì)算。

（2）配線段光纜：800元/纖芯公里，纖芯利用率按30%計(jì)。

（3）主干光纜：500元/纖芯公里，纖芯利用率按35%計(jì)。

（4）A1設(shè)備綜合造價(jià)：0.5萬(wàn)元/臺(tái)，最多接入3臺(tái)BBU。

圖4 模式四光纜占用路由示意圖

（5）A2設(shè)備綜合造價(jià)：4萬(wàn)元/臺(tái)，最多接入20臺(tái)BBU。

（6）B設(shè)備：各種組網(wǎng)模式對(duì)B設(shè)備成本影響不大，不納入測(cè)算范圍。

3 模型測(cè)算結(jié)果

3.1 建設(shè)成本測(cè)算結(jié)果

密集城區(qū)（144個(gè)基站）承載網(wǎng)資源需求規(guī)模及建設(shè)成本如表1所示。

一般城區(qū)（73個(gè)基站）承載網(wǎng)資源需求規(guī)模及建設(shè)成本如表2所示。

3.2 測(cè)算結(jié)果分析

（1）接入光纜在承載網(wǎng)的建設(shè)成本中處于絕對(duì)主導(dǎo)地位，占承載網(wǎng)（光纜+IP RAN設(shè)備）建設(shè)成本的80%～95%。因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注BBU設(shè)置模式對(duì)接入光纜建設(shè)成本的影響。

（2）影響承載網(wǎng)建設(shè)成本的關(guān)鍵因素有2個(gè)：BBU池位置、BBU-RRU間光纖形式，具體如下：

◆BBU低集中模式（集中到接入光纜主干環(huán)上的節(jié)點(diǎn)，如機(jī)樓、接入點(diǎn)、主干光交等）時(shí)承載網(wǎng)總成本最低，且與BBU分散設(shè)置方式成本基本持平；BBU集中度越高，承載網(wǎng)建設(shè)成本也就越高。

表1 密集城區(qū)（144個(gè)基站）承載網(wǎng)資源需求規(guī)模及建設(shè)成本

表2 一般城區(qū)（73個(gè)基站）承載網(wǎng)資源需求規(guī)模及建設(shè)成本

◆BBU-RRU間采用單纖雙向方式，可較大程度地降低對(duì)配線光纜和主干光纜纖芯的占用，有效降低承載網(wǎng)建設(shè)成本。

（3）基站密度對(duì)承載網(wǎng)建設(shè)成本影響不大。

（4）修改機(jī)樓覆蓋區(qū)域范圍重新建模測(cè)算，測(cè)算結(jié)果表明機(jī)樓覆蓋區(qū)域大小對(duì)承載網(wǎng)建設(shè)成本影響不大。

3.3 各種模式優(yōu)缺點(diǎn)分析及適用場(chǎng)景

從承載網(wǎng)的角度看，BBU低集中設(shè)置模式和分散設(shè)置模式建設(shè)成本最低。而B(niǎo)BU集中設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)BBU間的信號(hào)聯(lián)合處理與動(dòng)態(tài)聯(lián)合無(wú)線資源管理、共享基帶資源，提升小區(qū)邊緣用戶接入速率，且可大幅減少對(duì)機(jī)房數(shù)量的需求。但另一方面，BBU集中設(shè)置后BBU至RRU間是鏈型連接，不能進(jìn)行環(huán)網(wǎng)保護(hù)，直接影響到基站安全性。

（1）BBU高集中度模式：BBU和IP RAN設(shè)備均集中放置在機(jī)樓，無(wú)需接入點(diǎn)機(jī)房空間、電源等配套；但光纜占用資源最多，主干光纜資源壓力大，且BBU至RRU間鏈型連接距離最長(zhǎng)，安全隱患最大。該模式適用于主干光纜環(huán)上無(wú)接入點(diǎn)或接入點(diǎn)不具備新增BBU等設(shè)備條件的場(chǎng)景。

（2）BBU中集中度模式：BBU和IP RAN設(shè)備放置在機(jī)樓及主干光纜環(huán)上的接入點(diǎn)，光纜占用資源較高集中度模式少，主干光纜資源壓力較小，BBU至RRU間鏈型連接距離相對(duì)較短，安全隱患較小。該模式適用于主干光纜環(huán)上接入點(diǎn)具備新增BBU等設(shè)備條件的場(chǎng)景。

（3）BBU低集中度模式：BBU和IP RAN設(shè)備放置在機(jī)樓、接入點(diǎn)及主干光纜交接箱，光纜占用資源較少，BBU至RRU間安全隱患也最?。ㄅc分散模式相當(dāng)）；但交接箱處設(shè)置BBU和IP RAN設(shè)備需要采用室外機(jī)柜模式，會(huì)額外增加基礎(chǔ)設(shè)施投資且加大維護(hù)工作量和難度。一般情況下不建議該模式。

（4）BBU分散模式：對(duì)光纜資源占用最小，安全性最高，但與BBU集中設(shè)置的大趨勢(shì)相左，不能實(shí)現(xiàn)BBU間的信號(hào)聯(lián)合處理與動(dòng)態(tài)聯(lián)合無(wú)線資源管理、共享基帶資源等功能。新建基站不建議采用BBU分散模式，現(xiàn)有分散的BBU基站如條件具備，可逐步改造為BBU集中模式。

3.4 組網(wǎng)建議

根據(jù)對(duì)各種組網(wǎng)模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，可得出BBU設(shè)置組網(wǎng)建議如下：

（1）一般情況下，建議采用BBU適度集中的建設(shè)方式，即BBU集中匯聚于主干光纜上的機(jī)樓和綜合接入點(diǎn)，每個(gè)BBU匯聚點(diǎn)接入基站一般為10至60個(gè)。

（2）若自有綜合接入點(diǎn)較少時(shí)，可適當(dāng)增大BBU集中部署的集中度，避免為BBU新建或租用機(jī)房，以降低總體建設(shè)成本。

（3）BBU-RRU間采用單纖雙向方式，以降低接入光纜網(wǎng)建設(shè)成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

BBU集中設(shè)置是大勢(shì)所趨，但不同省、市在具體操作上差異較大，如少數(shù)地市BBU高度集中在數(shù)個(gè)核心機(jī)房，而部分地市還完全采用分散部署模式，BBU分散在數(shù)千個(gè)基站節(jié)點(diǎn)。本文通過(guò)建模研究BBU最優(yōu)集中度，并給出BBU集中設(shè)置組網(wǎng)建議，對(duì)于指導(dǎo)各省市分公司規(guī)范組網(wǎng)、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資以及提升網(wǎng)絡(luò)投資效益提供了參考。

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Research on Impact of BBU Centralized Provisioning on Bearer Network

MA Pei-yong
(Guangzhou Research Institute of China Telecom Co., Ltd., Guangzhou 510630, China)

By building networking model of infrastructure, the cost of bearer network construction in the conditions of different LTE BBU concentration degrees and provisioning locations was researched to obtain the relationship and law between different networking modes and bearer network construction costs. Furthermore, the recommendations on optimal networking mode were presented to balance the relationship between network performance and construction investment to an extreme and improve network investment benefi ts for operators.

BBU centralized provisioning bearer network

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.10.001

TN915.6

A

1006-1010(2015)10-0005-05

馬培勇. BBU集中設(shè)置對(duì)承載網(wǎng)的影響研究[J]. 移動(dòng)通信, 2015,39(10): 5-9.

2015-01-27

責(zé)任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn

馬培勇：高級(jí)工程師，學(xué)士畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，現(xiàn)任職于中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，長(zhǎng)期從事有線接入網(wǎng)絡(luò)方面的規(guī)劃工作，主要研究方向?yàn)镮P RAN和PON。