華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司|黃小光 趙品勇 汪偉

考慮到C-RAN具有降低成本、改善性能、面向演進(jìn)、滿足新業(yè)務(wù)部署的優(yōu)勢(shì)，為滿足多樣化場(chǎng)景的極端差異化業(yè)務(wù)性能需求，未來5G接入網(wǎng)將以C-RAN架構(gòu)為主進(jìn)行部署。

4G已為用戶提供了前所未有的使用體驗(yàn)，大大改變了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)使用習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物之間的通信更進(jìn)一步。然而，隨著各種技術(shù)的突破，5G網(wǎng)絡(luò)與其他先進(jìn)技術(shù)之間實(shí)現(xiàn)了相輔相成、協(xié)同發(fā)展的新局面。5G不僅需要滿足人們對(duì)超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動(dòng)性的需求，能夠?yàn)橛脩籼峁└咔逡曨l、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、云桌面、在線游戲等極致業(yè)務(wù)體現(xiàn)，同時(shí)還要滲透到互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)領(lǐng)域，與工業(yè)設(shè)施、醫(yī)療儀器、交通工具等進(jìn)行深度的融合，實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的愿景，有效地滿足工業(yè)、醫(yī)療、交通等垂直行業(yè)的信息化服務(wù)需要。

因此，5G不僅解決人與人、人與物之間的通信需求，還需解決物與物之間的通信需求。為了應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景、不同業(yè)務(wù)的部署需求，5G組網(wǎng)架構(gòu)需要同時(shí)滿足建設(shè)成本低、網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)、系統(tǒng)演進(jìn)便利、新業(yè)務(wù)部署快的特點(diǎn)。

5G部署面臨三重挑戰(zhàn)

面對(duì)多樣化場(chǎng)景的極端差異化性能需求，5G架構(gòu)需有利于多種場(chǎng)景（區(qū)域覆蓋、線覆蓋、點(diǎn)覆蓋）、多種站點(diǎn)類型（宏基站、小微基站、室分站）的扁平化部署，重點(diǎn)需解決以下方面的問題。

一是建設(shè)成本及組網(wǎng)性能。5G系統(tǒng)站址密度將進(jìn)一步提升。站點(diǎn)規(guī)模增加意味著高額的建設(shè)投資、站址配套、站址租賃以及維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)也造成無線機(jī)房、無線設(shè)備、傳輸設(shè)備、后備電源、空調(diào)等設(shè)備重復(fù)投資和能源消耗問題。另外，新增資源投入無法給運(yùn)營(yíng)商帶來成比例回報(bào)，實(shí)際收入增長(zhǎng)緩慢。而無線小區(qū)密度的增加、站間距逐漸減小以及多系統(tǒng)融合應(yīng)用，將大大增加用戶的切換次數(shù)和切換失敗概率，降低用戶業(yè)務(wù)感知。

二是系統(tǒng)演進(jìn)。5G接入網(wǎng)重構(gòu)為CU+DU邏輯架構(gòu)，現(xiàn)有4G系統(tǒng)架構(gòu)不能滿足未來差異化業(yè)務(wù)承載需求，不利于未來CU/DU的分離部署。因此，5G新系統(tǒng)部署不僅需要考慮5G本身的部署需求，還需兼顧現(xiàn)有4G設(shè)備向5G演進(jìn)需求，兼顧4G/5G融合組網(wǎng)、協(xié)同部署需求，為充分發(fā)揮多頻段、多制式資源互補(bǔ)及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

三是業(yè)務(wù)部署。無線應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)一步拓展，諸多垂直行業(yè)客戶對(duì)有效、安全和低時(shí)延的無線接入網(wǎng)絡(luò)有強(qiáng)烈需求，面向垂直行業(yè)（如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等）提供無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，甚至提供特色應(yīng)用服務(wù)是5G需要重點(diǎn)考慮的問題。

MEC（Multiaccess Edge Computing，多接入邊緣計(jì)算）實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)兩大技術(shù)有效融合，可為垂直客戶創(chuàng)造出一個(gè)具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級(jí)服務(wù)環(huán)境，加速網(wǎng)絡(luò)中各項(xiàng)內(nèi)容、服務(wù)及應(yīng)用的快速下載，讓消費(fèi)者享有不間斷的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。兼顧業(yè)務(wù)時(shí)延和計(jì)算能力需求、構(gòu)建MEC核心能力、分場(chǎng)景靈活部署MEC正是拓展新業(yè)務(wù)模式、提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值的重要的解決方案。因此，5G無線網(wǎng)部署需有利于實(shí)現(xiàn)MEC下沉部署需求，也有利于推動(dòng)各類新興業(yè)務(wù)快速拓展。

5G C-RAN架構(gòu)部署的考慮維度

為解決成本、性能、演進(jìn)、新業(yè)務(wù)部署中將面臨的問題，在面向RAN2020的演進(jìn)過程中，接入網(wǎng)側(cè)新引入C-RAN新組網(wǎng)架構(gòu)，從而構(gòu)建實(shí)時(shí)功能與非實(shí)時(shí)資源的靈活部署、功能模塊化、協(xié)同彈性化、RAN切片化的能力。

考慮到C-RAN具有降低成本、改善性能、面向演進(jìn)、滿足新業(yè)務(wù)部署的優(yōu)勢(shì)，為滿足多樣化場(chǎng)景的極端差異化業(yè)務(wù)性能需求，未來5G接入網(wǎng)將以C-RAN架構(gòu)為主進(jìn)行部署。采用C-RAN進(jìn)行組網(wǎng)時(shí)，需從BBU集中度（C-RAN區(qū)大?。?、BBU/DU池化集中點(diǎn)（接入機(jī)房）、前傳接入方式幾個(gè)維度進(jìn)行規(guī)劃。

單C-RAN覆蓋范圍

C-RAN覆蓋區(qū)范圍大小需進(jìn)行合理規(guī)劃，單C-RAN區(qū)覆蓋范圍大小與網(wǎng)絡(luò)安全性、投資成本效益、網(wǎng)絡(luò)性能、演進(jìn)能力等密切相關(guān)。從投資成本效益角度分析看，以5年為一個(gè)時(shí)間段評(píng)估發(fā)現(xiàn)，利舊現(xiàn)有機(jī)房C-RAN成本均比D-RAN低；而當(dāng)單個(gè)C-RAN區(qū)域內(nèi)超過8個(gè)物理點(diǎn)后，通過租用匯聚機(jī)房建設(shè)C-RAN成本會(huì)比D-RAN低；當(dāng)單個(gè)C-RAN區(qū)域內(nèi)超過14個(gè)物理點(diǎn)后，新建機(jī)房建C-RAN投資成本低于D-RAN。從不同區(qū)域大小對(duì)設(shè)備能力配置的需求看，結(jié)合現(xiàn)有無線廠家主設(shè)備能力及規(guī)格參數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)2m機(jī)架通常可以布放8~10個(gè)BBU左右分析，建議單個(gè)C-RAN區(qū)池化BBU不超過30個(gè)，C-RAN區(qū)覆蓋面積合理區(qū)間為0.5~1.5km2。

綜合考慮建設(shè)部署成本、小區(qū)邊緣協(xié)同性能提升指標(biāo)、5G超密集組網(wǎng)后RRU掛接需求、傳輸一張光纜網(wǎng)發(fā)展等多個(gè)維度需求，建議單個(gè)C-RAN區(qū)覆蓋8~10個(gè)宏站物理站址為宜，按照站間距300～500m計(jì)算，單個(gè)BBU池的覆蓋能力在0.5～5km2左右，可以依據(jù)實(shí)際站點(diǎn)部署情況做適當(dāng)調(diào)整。

BBU/DU池機(jī)房

C-RAN機(jī)房建議選在傳輸管道資源豐富的區(qū)域（如綜合業(yè)務(wù)區(qū)一級(jí)光交環(huán)路的光交箱附近）、具備后續(xù)進(jìn)出維護(hù)方便的優(yōu)勢(shì)、避免短期內(nèi)被拆遷風(fēng)險(xiǎn)等。同時(shí)，需考慮GPS室外安裝條件是否滿足。現(xiàn)有傳輸匯聚機(jī)房、空間足夠的基站機(jī)房均可作為BBU/DU池機(jī)房，不具備利舊條件的情況下，建議開展新接入機(jī)房選址規(guī)劃。新增BBU/DU池化匯聚機(jī)房需兼顧傳輸接入層機(jī)房雙重屬性，不僅需滿足區(qū)域內(nèi)4G/5G所有BBU匯聚，同時(shí)需考慮未來CU/MEC部署及全業(yè)務(wù)OLT下沉需求。以自建磚混機(jī)房配置傳統(tǒng)鉛酸電池為例，機(jī)房空間需配置25m2以上。

前傳組網(wǎng)方案

5G高密集組網(wǎng)、高速率傳輸以及高頻通信技術(shù)的應(yīng)用，使得前傳網(wǎng)絡(luò)的流量壓力急劇增加，同時(shí)對(duì)時(shí)延要求提高。因此采用的前傳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需同時(shí)具備滿足低時(shí)延、節(jié)省光纖資源等能力。典型前傳技術(shù)主要是白光直驅(qū)、CWDM彩光、OTN/WDM技術(shù)。

白光直驅(qū)方案的優(yōu)點(diǎn)是可滿足C-RAN傳輸?shù)念l率抖動(dòng)和帶寬要求等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光模塊成熟且成本低；缺點(diǎn)在于占用光纖資源較多。故白光直驅(qū)方案的適用場(chǎng)景為光纖資源豐富的短距離C-RAN傳輸。

CWDM彩光利用波分復(fù)用技術(shù)將多個(gè)射頻信號(hào)以不同波長(zhǎng)承載復(fù)用到一對(duì)光纖傳輸，占用光纖資源較少，可滿足短距離C-RAN傳輸?shù)念l率抖動(dòng)和帶寬要求等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，但成本相對(duì)較高，當(dāng)彩光直驅(qū)涉及波長(zhǎng)數(shù)較多時(shí)，建設(shè)和維護(hù)難度較大。

OTN/WDM方案優(yōu)點(diǎn)是OTN傳輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈比較成熟，可同時(shí)承載C-RAN和其它類型業(yè)務(wù)，不僅占用光纖資源少，同時(shí)有利于擴(kuò)容演進(jìn)，基本滿足保護(hù)倒換時(shí)延要求。缺點(diǎn)是需增加有源設(shè)備，在成本及配套方面要求更高。

面向遠(yuǎn)期5G演進(jìn)的C-RAN中，具備條件的情況下建議采用OTN前傳技術(shù)，近期亦可以采用更低成本的彩光方案。

可實(shí)現(xiàn)5G快速規(guī)模部署

現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)提前開展C-RAN架構(gòu)預(yù)埋有利于實(shí)現(xiàn)5G快速規(guī)模部署，包括以下方面。

一是以一張光纜網(wǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，將遠(yuǎn)端RRU前傳接入作為傳輸業(yè)務(wù)接入需求開展傳輸規(guī)劃，同時(shí)以綜合業(yè)務(wù)區(qū)為范圍開展C-RAN區(qū)域細(xì)分規(guī)劃，根據(jù)綜合業(yè)務(wù)區(qū)大小，建議單個(gè)綜合業(yè)務(wù)區(qū)細(xì)分為3~5個(gè)C-RAN。

二是提前開展面向C-RAN架構(gòu)演進(jìn)需求的接入機(jī)房規(guī)劃，機(jī)房位置建議選在一級(jí)分纖點(diǎn)周邊，有利于向上雙掛2個(gè)匯聚機(jī)房成環(huán)。對(duì)于條件良好的現(xiàn)有機(jī)房，優(yōu)先作為BBU/CU池機(jī)房，無機(jī)房區(qū)域提前啟動(dòng)規(guī)劃，建議新機(jī)房面積設(shè)置在25m2以上。

三是提前開展面向C-RAN演進(jìn)的傳輸資源規(guī)劃，提前做好現(xiàn)有傳輸管道資源、光纜纖芯資源、光交接入點(diǎn)信息梳理，對(duì)資源不足區(qū)域提前新增規(guī)劃。