余嗣兵（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司安徽分公司，安徽合肥 230088）

0 引言

《IMT-2020（5G）推進組5G 承載需求白皮書》中規(guī)定，5G承載網(wǎng)為集中單元（CU）、分布單元（DU）和有源天線單元（AAU）三級結(jié)構(gòu)，當CU 和DU 合設(shè)時，相應(yīng)承載變?yōu)榍皞骱突貍鲀杉壗Y(jié)構(gòu)，當CU、DU、AAU 分設(shè)時，相應(yīng)承載將演進為前傳、中傳和回傳三級結(jié)構(gòu)。通信運營商采用何種承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如何建設(shè)5G有線接入網(wǎng)絡(luò)，成為通信運營商首先要解決的問題。本文首先對4G 與5G 有線接入網(wǎng)架構(gòu)進行對比分析，分別分析無線網(wǎng)絡(luò)CU 和DU 分設(shè)和合設(shè)不同場景下5G 有線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化，然后緊密結(jié)合中國移動某分公司的機房、光纜、傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源現(xiàn)狀及投資等因素，綜合考慮提出5G有線接入建設(shè)方案。

1 4G與5G RAN組網(wǎng)架構(gòu)對比分析

4G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)分為前傳和回傳二級架構(gòu)，而5G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)分為前傳、中傳和回傳三級架構(gòu)。4G與5G RAN組網(wǎng)架構(gòu)對比分析如圖1所示。

圖1 4G與5G RAN組網(wǎng)架構(gòu)對比分析示意圖

當5G 中的CU 和DU 分設(shè)時，5G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)為三級，分別是前傳、中傳和回傳。CU 設(shè)置于傳輸匯聚節(jié)點或綜合業(yè)務(wù)區(qū)接入?yún)^(qū)節(jié)點機房內(nèi)，DU設(shè)置于基站機房或業(yè)務(wù)匯聚機房內(nèi)，AAU 為遠端站，無機房。5G RAN 分設(shè)組網(wǎng)架構(gòu)類似于2G/4G 基站接入網(wǎng)架構(gòu)模型，需要傳輸節(jié)點機房、基站機房/業(yè)務(wù)匯聚機房、光纜網(wǎng)纖芯和傳輸系統(tǒng)資源。當5G 中的CU 和DU 合設(shè)時，5G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)由三級變?yōu)槎墸謩e是前傳和回傳，就與4G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)類似，若CU 和DU 合設(shè)于綜合業(yè)務(wù)區(qū)傳輸節(jié)點機房，前傳組網(wǎng)架構(gòu)類似于綜合業(yè)務(wù)區(qū)建設(shè)思路，僅需要傳輸節(jié)點機房和光纜網(wǎng)資源；若CU 和DU 合設(shè)于基站機房/業(yè)務(wù)匯聚機房內(nèi)，5G RAN 合設(shè)組網(wǎng)架構(gòu)等同于4G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)，需要基站機房/業(yè)務(wù)匯聚點機房和光纜網(wǎng)資源。因此，5G 有線接入網(wǎng)絡(luò)將充分利用既有4G 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源（機房、光纜和傳輸設(shè)備資源）進行建設(shè)。

2 中國移動某分公司基礎(chǔ)資源現(xiàn)狀及分析

目前，中國移動某分公司已經(jīng)完成綜合業(yè)務(wù)區(qū)接入主干光纜環(huán)、基站接入主干光纜環(huán)、GE及10GE PTN接入環(huán)雙跨傳輸節(jié)點機房的建設(shè)（見圖2）以及基礎(chǔ)資源使用/改造統(tǒng)計（見表1）。

根據(jù)圖2 和表1，可以分析判斷出，5G 承載網(wǎng)在CU 和DU 合設(shè)場景下，綜合業(yè)務(wù)區(qū)接入主干光纜環(huán)纖芯不能滿足需求；在CU 和DU 分設(shè)場景下，基站機房自有率低，可新增設(shè)備基站機房較少，業(yè)務(wù)匯聚點大部分還未建成，基站和業(yè)務(wù)匯聚點暫時均不能滿足5G承載網(wǎng)建設(shè)需求，但近期基站接入主干光纜環(huán)剩余纖芯和傳輸系統(tǒng)帶寬能夠滿足CU 和DU 分設(shè)場景下的建設(shè)需求。因此，根據(jù)以上分析，結(jié)合各種基礎(chǔ)資源情況，提出了5G 有線接入在不同時期的建設(shè)演進思路。

3 5G有線接入建設(shè)方案

根據(jù)以上對5G RAN 組網(wǎng)架構(gòu)和中國移動某分公司基礎(chǔ)資源現(xiàn)狀的分析，同時結(jié)合中國移動某分公司的站點屬性（新建AAU 站還是既有基站升級改造）、CRAN 建設(shè)指導(dǎo)意見、傳輸設(shè)備成熟度、建設(shè)投資等因素，建議在5G有線接入中采用CU和DU分設(shè)方式。

圖2 中國移動某分公司資源現(xiàn)狀示意圖

表1 中國移動某分公司資源現(xiàn)狀使用/改造統(tǒng)計表

3.1 5G有線接入初期建設(shè)方案

中國移動某分公司在建設(shè)5G 實驗網(wǎng)以及建網(wǎng)初期，由于5G 站點建設(shè)量少、分布散等特點，5G 有線接入網(wǎng)建設(shè)初期是充分利用現(xiàn)有資源進行建設(shè)，在CU和DU 分設(shè)場景下建設(shè)，CU 設(shè)置于傳輸節(jié)點機房，DU設(shè)置于基站機房內(nèi)，前傳網(wǎng)絡(luò)采用光纖直驅(qū)方式接入，中傳網(wǎng)絡(luò)光纜部分利用現(xiàn)網(wǎng)基站接入主干光纜環(huán)剩余纖芯，傳輸系統(tǒng)部分是對現(xiàn)網(wǎng)GE/10GE PTN 系統(tǒng)進行擴容升級來滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展需求。

如圖3 所示，建網(wǎng)初期僅涉及到傳輸系統(tǒng)升級和部分少量的新增站點的光纜建設(shè)。傳輸系統(tǒng)是由原有的GE/10GE 接入環(huán)升級到10G/雙10GE 接入環(huán)，新建AAU 站的光纜就近接入DU 機房，采用支鏈方式進行組網(wǎng)，光纜芯數(shù)為12～24 芯。本方案具有建設(shè)規(guī)模小，實施難度較小，投資小等特點。

圖3 5G有線接入初期建設(shè)方案示意圖

3.2 5G有線接入中遠期建設(shè)方案

隨著5G無線網(wǎng)建網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大深入，傳輸系統(tǒng)帶寬不能滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)需求，需要在基站機房安裝設(shè)備，但目前基站機房條件有限，而且租金較貴，新建傳輸設(shè)備的可能性較小，此時DU 設(shè)置于基站機房已不太合適。因此DU 上移至業(yè)務(wù)匯聚點或綜合業(yè)務(wù)區(qū)傳輸節(jié)點機房與CU 合設(shè)（若CU 設(shè)置于綜合業(yè)務(wù)區(qū)傳輸節(jié)點機房，DU 設(shè)置于業(yè)務(wù)匯聚點，則繼續(xù)采用CU 和DU 分設(shè)模式；若CU 和DU 均設(shè)置于綜合業(yè)務(wù)區(qū)傳輸節(jié)點機房或業(yè)務(wù)匯聚點，則采用CU 和DU 合設(shè)場景模式，分設(shè)方案需要建設(shè)光纜和傳輸系統(tǒng)，合設(shè)方案僅需要建設(shè)光纜），同時結(jié)合分公司已規(guī)劃建設(shè)大量業(yè)務(wù)匯聚點的情況和CRAN 建設(shè)指導(dǎo)意見（純新建業(yè)務(wù)匯聚點場景），建議把CU 和DU 合設(shè)于業(yè)務(wù)匯聚機房，即CRAN機房。

如圖4 所示，新建AAU 站采用支鏈方式通過光纜就近接入二級光交，光纜芯數(shù)為24～48 芯。同時新建CRAN 機房至綜合業(yè)務(wù)區(qū)一級光交段光纜，光纜芯數(shù)為72～144 芯（576 芯一級光交升級擴容至1 152 芯，滿足光纜成端需求）；傳輸系統(tǒng)部分建設(shè)方案是新建N×100GE SPN系統(tǒng)環(huán)，滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)帶寬需求。

4 結(jié)束語

圖4 5G有線接入中遠期建設(shè)方案示意圖

5G 有線接入網(wǎng)絡(luò)根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)部署而變化，不同的組網(wǎng)架構(gòu)各有相應(yīng)的優(yōu)缺點，具體采用光纖直驅(qū)方式接入，還是采用傳輸設(shè)備接入，還需要根據(jù)運營商的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、傳輸設(shè)備的成熟度等因素進行綜合判斷。本文簡單介紹了中國移動在建設(shè)初期，采用CU和DU 分設(shè)方案，5G 接入采用利舊基站接入主干光纜環(huán)剩余纖芯同時升級擴容傳輸系統(tǒng)的方式進行建設(shè)；中遠期采用CU 和DU 合設(shè)方案，新建CRAN 機房接入光纜加新建傳輸設(shè)備組網(wǎng)方式進行建設(shè)，上述方案僅供同行在5G 有線接入建設(shè)過程中參考。另外，根據(jù)中國移動某分公司CRAN 建設(shè)指導(dǎo)意見，業(yè)務(wù)匯聚機房可能存在與傳輸節(jié)點機房共址、與基站共址和純新建機房3 種情況，若CU 和DU 合設(shè)于綜合業(yè)務(wù)區(qū)傳輸節(jié)點機房（中國移動某分公司計劃將CRAN 覆蓋區(qū)與綜合業(yè)務(wù)區(qū)融合），此種架構(gòu)可減少中傳網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約傳輸設(shè)備投資，方便維護管理。