◆柳丹

PON承載基站回傳業(yè)務(wù)解決室內(nèi)深度覆蓋問(wèn)題的應(yīng)用

◆柳丹

（中國(guó)電信股份有限公司 潛江分公司 湖北 433199）

目前，4G網(wǎng)絡(luò)已深度融入我們的生活并將長(zhǎng)期存在，城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，高密度高樓層小區(qū)日益增多，地下室移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題也日益突出。本文主要研究了如何在網(wǎng)絡(luò)資源緊張的情況下實(shí)現(xiàn)基站的快速接入，以解決部分區(qū)域 4G 用戶(hù)信號(hào)弱覆蓋的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和信號(hào)覆蓋能力提升具有實(shí)際意義。

IPRAN；PON 網(wǎng)絡(luò)；4G皮基站

在當(dāng)前現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，無(wú)線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)步入 5G 時(shí)代，而4G網(wǎng)絡(luò)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍會(huì)是數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的主要承載網(wǎng)，在人們信息化生活中發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)今，各大運(yùn)營(yíng)商在5G網(wǎng)絡(luò)上投資比重大，4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本處于停止?fàn)顟B(tài)，而4G手機(jī)用戶(hù)仍然較多，在城市高密度高樓層小區(qū)中較小的室內(nèi)弱覆蓋問(wèn)題突出，嚴(yán)重影響4G手機(jī)用戶(hù)的通信生活。

1 基本概念

IPRAN：RAN是無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)（Radio Access Network）的簡(jiǎn)稱(chēng)，目的是為無(wú)線(xiàn)基站和核心網(wǎng)之間提供穩(wěn)定高效的承載和回傳網(wǎng)絡(luò)。在2G和3G時(shí)代，RAN網(wǎng)絡(luò)主要承擔(dān)BTS（基站）和BSC（基站控制器）之間的承載，通常采用MSTP等傳輸技術(shù)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全程業(yè)務(wù)冗余、快速故障切換、保證較好QOS和傳輸質(zhì)量。隨著4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)IP化，為滿(mǎn)足不同的帶寬需求，解決通道資源不能復(fù)用的問(wèn)題，RAN網(wǎng)絡(luò)也IP化以提供高可靠、大容量的基站回傳流量的承載。

PON網(wǎng)絡(luò)：PON（Passive Optical Network）是無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱(chēng)，PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）是指（光配線(xiàn)網(wǎng)中）不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器（Splitter）等無(wú)源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備，主要是為家庭、企業(yè)等用戶(hù)提供寬帶、固定電話(huà)和ITV等有線(xiàn)業(yè)務(wù)提供穩(wěn)定高效的傳輸承載網(wǎng)絡(luò)。

皮基站技術(shù)：皮基站（Pico Site）是一種比微基站更小的基站，皮基站技術(shù)是采取基于 IP 的有線(xiàn)寬帶回傳鏈路和網(wǎng)關(guān)接入核心網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)光貓專(zhuān)用接口接入皮基站專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)（IPRAN 網(wǎng)）。

2 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入5G時(shí)代，現(xiàn)今社會(huì)處于4/5G并存并將長(zhǎng)期并存的時(shí)期，在大部分中小型城市4G手機(jī)用戶(hù)占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5G手機(jī)用戶(hù)；在城市的地下室、電梯和密集住宅區(qū)還存在較多的4G信號(hào)弱覆蓋問(wèn)題。

2.1 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

響應(yīng)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商在5G網(wǎng)絡(luò)上投資占比大，4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本處于停止?fàn)顟B(tài)，在大部分中小型城市4G手機(jī)用戶(hù)占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5G手機(jī)用戶(hù)。

在4G承載網(wǎng)架構(gòu)上，三大運(yùn)營(yíng)商中的電信聯(lián)通，采用IPRAN組網(wǎng)技術(shù)，依托城域骨干網(wǎng)搭建實(shí)現(xiàn)基站業(yè)務(wù)回傳和政企三層接入的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)。IPRAN在本地網(wǎng)的組網(wǎng)上主要分為接入層和核心層兩部分。接入層由接入路由器（A設(shè)備）、匯聚路由器（B設(shè)備）和核心路由器（ER設(shè)備）組成，A設(shè)備成環(huán)狀組網(wǎng)上聯(lián)至一對(duì)B設(shè)備上，BB對(duì)之間鏈路互聯(lián)形成保護(hù)電路，2臺(tái)B口字型雙上聯(lián)至2臺(tái)ER，基站有線(xiàn)側(cè)設(shè)備通常與A路由器放置在同一機(jī)房，通過(guò)光纖上聯(lián)到A設(shè)備上。

2.2 存在問(wèn)題

城市高速發(fā)展帶來(lái)的高密度高樓層小區(qū)室內(nèi)弱覆蓋問(wèn)題日益突出，運(yùn)營(yíng)商因室內(nèi)小范圍無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)弱而收到的用戶(hù)投訴也日益增多，在室內(nèi)小范圍區(qū)域開(kāi)通室分基站是解決弱覆蓋問(wèn)題的一種解決方法。室分基站一般安裝于地下室、電梯、密集城區(qū)部分無(wú)信號(hào)區(qū)域，正常開(kāi)通流程一般是通過(guò) IPRAN 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)主干和配線(xiàn)光纜的跳接來(lái)實(shí)現(xiàn)；而用戶(hù)接入基站的A路由器設(shè)備和端口資源緊張，且部分區(qū)域主干光纜和配線(xiàn)光纜資源有限，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)室分基站無(wú)法快速開(kāi)通，不能在短時(shí)期內(nèi)解決問(wèn)題導(dǎo)致用戶(hù)重復(fù)投訴。

3 分析過(guò)程及解決措施

3.1 分析過(guò)程

有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟穩(wěn)定，地市接入層PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃具有充足的光纜和帶寬資源，接入網(wǎng)絡(luò)靈活，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，已經(jīng)形成成熟的自動(dòng)開(kāi)通流程；同時(shí)設(shè)備廠商推出的一體化皮基站具有使用要求低，安裝簡(jiǎn)便，4G 速率可達(dá) 70Mbps 以上的優(yōu)良特性，考慮采用IPRAN和PON混合組網(wǎng)方式接入4G皮基站，提高網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通和維護(hù)效率的同時(shí)節(jié)省室分4G皮基站的建設(shè)成本。

3.2 解決措施

目前，城市深度覆蓋主要采取小區(qū)點(diǎn)射方式，在室內(nèi)弱覆蓋區(qū)域新建微站或新型室分等方式來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，但因前期物業(yè)和樓房配套建設(shè)等已建設(shè)成型，后期擴(kuò)容等方面存在制約，實(shí)施難度較大。而皮基站的微型化、低功率和采用光纖寬帶回傳，擺脫了物業(yè)和相關(guān)配套工程建設(shè)帶來(lái)的制約，具有部署快捷、成本低廉的特性，有利于快速地提升4G網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋能力。具體解決方法如下：

3.2.1組網(wǎng)方式

通常情況下，IPRAN 4G承載網(wǎng)采用接入層、匯聚層、核心層三級(jí)架構(gòu)，各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)環(huán)形或雙上連組網(wǎng)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)4G基站接入A路由器，組網(wǎng)方式如圖1所示。

圖1 4G承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

采用皮基站技術(shù)解決4G網(wǎng)絡(luò)弱覆蓋問(wèn)題，通過(guò)PON網(wǎng)絡(luò)的ONU專(zhuān)用接口接入皮基站，IPRAN網(wǎng)絡(luò)的A路由器和PON接入網(wǎng)的OLT之間開(kāi)通OLT到A路由器的獨(dú)立基站專(zhuān)用上行電路，打通IPRAN承載網(wǎng)與PON接入網(wǎng)之間的通道，組網(wǎng)拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 IPRAN與PON網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)拓?fù)?/p>

3.2.2基站業(yè)務(wù)

在上述打通IPRAN和PON網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)皮基站的有線(xiàn)接入以后，就可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)規(guī)劃開(kāi)通基站業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域小范圍內(nèi)深度信號(hào)覆蓋。在基站業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)，為了更好地保障網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定及業(yè)務(wù)發(fā)展需求，需要注意以下幾點(diǎn)：

一是OLT開(kāi)通一條專(zhuān)用電路作為獨(dú)立的 4G業(yè)務(wù)專(zhuān)用上行，與公眾寬帶網(wǎng)絡(luò)隔離，以提高網(wǎng)絡(luò)安全性和穩(wěn)定性；二是OLT采用單獨(dú)的 PON 口承載基站業(yè)務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)高帶寬低時(shí)延的上網(wǎng)需求；三是預(yù)估好網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，無(wú)線(xiàn)類(lèi)業(yè)務(wù)對(duì)于帶寬、速率、穩(wěn)定性、安全性方面有較高的質(zhì)量要求，丟包率、時(shí)延、光功率在有線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求上更為嚴(yán)格，其中丟包率控制在0.1%以?xún)?nèi)，基站到網(wǎng)管的時(shí)延小于100ms，ONU接受光功率在-10-22dbm之間。

4 應(yīng)用價(jià)值

當(dāng)今是信息化社會(huì)高速發(fā)展的時(shí)代，人們對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)常態(tài)化，日常工作對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需求高，4/5G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同發(fā)展，需要在保障網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量覆蓋滿(mǎn)足用戶(hù)智慧生活需求的情況下進(jìn)行。在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)投資成本有限的情況下，以IPRAN和 PON網(wǎng)絡(luò)共同承載的方式，提供穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，成功解決小范圍內(nèi)的信號(hào)問(wèn)題，可以有效提升業(yè)務(wù)感知，具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上可見(jiàn)，利用現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)資源充足覆蓋面廣的優(yōu)勢(shì)，以及皮基站安裝方便，工程實(shí)施周期短等的優(yōu)勢(shì)，在一些住宅、小型企業(yè)和商業(yè)區(qū)地下室等室內(nèi)補(bǔ)盲補(bǔ)熱場(chǎng)景，引入皮基站接入PON網(wǎng)絡(luò)的方法，可以很好地解決室內(nèi)深度覆蓋能力不足的問(wèn)題，對(duì)提升網(wǎng)絡(luò)能力和改善用戶(hù)體驗(yàn)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。隨著5G建設(shè)深入開(kāi)展，將PON應(yīng)用于5G基站的接入也能有助于解決5G覆蓋不全的問(wèn)題。

[1]周蔚芳.PON承載基站回傳技術(shù)分析[J].電信技術(shù)，2012.

[2]趙燕，豐子杰.PON承載基站回傳業(yè)務(wù)的應(yīng)用[J].電信技術(shù)，2018.

[3]王志，方東，毛冬.FTTH網(wǎng)絡(luò)承載微基站回傳研究[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2017.

[4]陳一偉，胡勇，丁為民，趙承祖.4G微基站接入方式分析[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2017.

[5]賈武，王海軍，王光全.PON應(yīng)用于5G基站接入的前景分析[A].5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)，2019.