5G試點(diǎn)傳輸方案思路的研究

李勤 王曾 康平平 中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司湖南分公司

前言

5G時(shí)代即將來(lái)臨，在此背景下，各通信運(yùn)營(yíng)商都在積極進(jìn)行5G試點(diǎn)工作。本文對(duì)長(zhǎng)沙河西湖南大學(xué)本部和河?xùn)|五一商圈寶南街、馬欄山視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園和湘江新區(qū)無(wú)人駕駛試驗(yàn)區(qū)三個(gè)場(chǎng)景5G試點(diǎn)傳輸方案進(jìn)行研究，并結(jié)合傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀提出未來(lái)針對(duì)5G傳輸網(wǎng)建設(shè)的思路。

1 5G試點(diǎn)背景：

5G與各行各業(yè)深度融合，帶來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的新機(jī)遇。海量的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)將是通信運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)的重大機(jī)遇，能否搶占市場(chǎng)先機(jī)，是通信運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)成敗的重要因素之一。

我國(guó)政府高度重視5G的應(yīng)用與發(fā)展，2013年初就成立了面向5G移動(dòng)通信研究與發(fā)展的IMT-2020推進(jìn)組，于2016年1月7日正式啟動(dòng)了5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，并在2018年完成5G系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)性能測(cè)試和5G典型業(yè)務(wù)應(yīng)用。

湖南積極推進(jìn)5G試點(diǎn)工作，儲(chǔ)備技術(shù)能力，做好業(yè)務(wù)演示和用戶體驗(yàn)，為即將到來(lái)的5G市場(chǎng)搶占先機(jī)。

2 長(zhǎng)沙5G試點(diǎn)項(xiàng)目傳輸方案及未來(lái)建設(shè)思路：

2.1 5G試點(diǎn)初期以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬和容量為主，選擇人流量大的區(qū)域（高帶寬）：

站點(diǎn)規(guī)劃：河西湖南大學(xué)本部規(guī)劃由10個(gè)5G站點(diǎn)覆蓋，河?xùn)|五一商圈寶南街規(guī)劃由10個(gè)5G站點(diǎn)覆蓋，共建設(shè)5G站點(diǎn)20個(gè)，暫采用3.5G頻段設(shè)備組網(wǎng)。

組網(wǎng)方案：采用C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)，在通用服務(wù)器及虛擬化平臺(tái)上部署5G核心網(wǎng)功能。

CU/DU部署方案：采用CU-DU集中和分離兩種架構(gòu)，DU集中部署。

前傳傳輸方案：河西湖南大學(xué)本部片區(qū)就近選取新民路匯聚點(diǎn)作為C-RAN機(jī)房，因新民路建設(shè)地鐵項(xiàng)目主干光纜擴(kuò)容困難，考慮采用小型化OTN+光纖直驅(qū)的前傳方式。河?xùn)|五一商圈-寶南街片區(qū)選取寶南街匯聚點(diǎn)作為C-RAN機(jī)房，因?qū)毮辖制瑓^(qū)處于長(zhǎng)沙市中心，業(yè)務(wù)接入需求較大，使得管線資源緊張，考慮采用小型化OTN的前傳方式。

回傳傳輸方案：C-RAN機(jī)房PTN設(shè)備與PTN核心調(diào)度設(shè)備組成V字型結(jié)構(gòu)，并與核心網(wǎng)對(duì)接。

未來(lái)5G傳輸網(wǎng)建設(shè)思路：

根據(jù)試點(diǎn)方案里對(duì)小型化OTN和光纖直驅(qū)兩種前傳方式的研究，采用光纖直驅(qū)成本低，接入靈活、方便、快捷，而采用小型化OTN成本高，對(duì)機(jī)房空間及電源要求較高，不適宜現(xiàn)階段大面積推廣，建議現(xiàn)階段以光纖直驅(qū)方式為主，小型化OTN為輔。

本次5G試點(diǎn)區(qū)域傳輸側(cè)瓶頸明顯，傳輸系統(tǒng)容量及機(jī)房、管線資源匱乏。目前選取的2個(gè)C-RAN機(jī)房均為原有普通匯聚機(jī)房，PTN系統(tǒng)的容量升級(jí)勢(shì)在必行，加上后期引入SPN所伴隨的大量設(shè)備新增替換，對(duì)現(xiàn)有機(jī)房空間和電源以及未來(lái)5G商用的機(jī)房?jī)?chǔ)備提出更高的要求。另外，考慮到5G商用初期將會(huì)重點(diǎn)針對(duì)人流量大的區(qū)域，且這些區(qū)域的傳輸管線資源較匱乏，需提前進(jìn)行儲(chǔ)備。

2.2 5G試點(diǎn)中期以提供大連接為主，選擇科技展示區(qū)域（大連接）：

站點(diǎn)規(guī)劃：馬欄山視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園共規(guī)劃由2個(gè)5G站點(diǎn)覆蓋，暫采用3.5G頻段設(shè)備組網(wǎng)。

組網(wǎng)方案：采用SA組網(wǎng)，測(cè)試區(qū)域需要連續(xù)覆蓋。

CU/DU部署方案：采用CU/DU合設(shè)方式，部署在基站機(jī)房。

前傳傳輸方案：因孵化園和管委會(huì)5G站所處馬欄山視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園仍處于拆遷修路階段，暫無(wú)法按照綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的標(biāo)準(zhǔn)形成系統(tǒng)性傳輸覆蓋，考慮通過(guò)裸纖直連至附近OTN匯聚點(diǎn)月湖蘭亭。

回傳傳輸方案：通過(guò)月湖蘭亭城域OTN系統(tǒng)傳輸至東片區(qū)機(jī)樓（經(jīng)車站路樞紐樓核心OTN系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)）并與核心網(wǎng)對(duì)接，需要做波道反向保護(hù)。

未來(lái)5G傳輸網(wǎng)建設(shè)思路：

馬欄山視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園后期將同步進(jìn)行綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)建設(shè)，即綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)（主干光纜-主干分纖點(diǎn)-配線光纜）-微網(wǎng)格（二級(jí)分纖點(diǎn)-引入光纜-末端分纖箱）的資源對(duì)應(yīng)關(guān)系。綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)是“一張光纜網(wǎng)”的基礎(chǔ)單元，是實(shí)現(xiàn)“廣覆蓋、大帶寬、低時(shí)延、高可靠、易運(yùn)維、可擴(kuò)展”網(wǎng)絡(luò)能力需求的基礎(chǔ)，通過(guò)架構(gòu)固化，減少后期頻繁的光纜建設(shè)。完善“微網(wǎng)格”布局，進(jìn)一步劃小區(qū)域，結(jié)合目標(biāo)客戶的位置分布，縮短用戶接入距離。根據(jù)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)基站、集客、家客等業(yè)務(wù)分布情況，完成綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)網(wǎng)格細(xì)化，實(shí)現(xiàn)用戶接入距離縮短至100～300米。

綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的割接改造和擴(kuò)容建設(shè)是以“一張光纜網(wǎng)”統(tǒng)一承載為目標(biāo)，整合業(yè)務(wù)需求、統(tǒng)籌安排資源、合理劃分區(qū)域，實(shí)現(xiàn)資源、能力的效能最大化，打造了一個(gè)“接入迅速、容量合理、安全可靠、調(diào)度靈活”的光纜網(wǎng)接入平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入廣域覆蓋的重要手段，未來(lái)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)建設(shè)需結(jié)合城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)全量集客場(chǎng)景預(yù)覆蓋，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入深度延伸，為5G萬(wàn)物互聯(lián)提供基礎(chǔ)保障。

2.3 5G試點(diǎn)后期以提供低時(shí)延、高可靠為主，選擇無(wú)人駕駛試驗(yàn)區(qū)（低時(shí)延、高可靠）：

站點(diǎn)規(guī)劃：湘江新區(qū)無(wú)人駕駛試驗(yàn)區(qū)共規(guī)劃由21個(gè)站點(diǎn)覆蓋，園區(qū)內(nèi)由3個(gè)共址站點(diǎn)和3個(gè)新建站覆蓋，園區(qū)外公交測(cè)試沿線由11個(gè)共址站和4個(gè)新建站覆蓋，共建設(shè)5G站點(diǎn)21個(gè)，暫采用3.5G頻段設(shè)備組網(wǎng)。

組網(wǎng)方案：為滿足車聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)的應(yīng)用，采用SA組網(wǎng)，測(cè)試區(qū)域需要連續(xù)覆蓋。

CU/DU部署方案：采用CU/DU合設(shè)方式，部署在基站機(jī)房。

前傳傳輸方案：采用基站共址新增PTN方式解決，共新增PTN匯聚設(shè)備2端、接入設(shè)備21端。

回傳傳輸方案：經(jīng)PTN城域匯聚層設(shè)備調(diào)度至PTN城域核心層設(shè)備后再通過(guò)OTN系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與核心網(wǎng)的對(duì)接。

未來(lái)5G傳輸網(wǎng)建設(shè)思路：

基站共址新增PTN設(shè)備，使傳輸網(wǎng)絡(luò)可靠性得到保障；傳輸設(shè)備在引入SPN后，除了保留原PTN運(yùn)維和電信級(jí)保護(hù)優(yōu)勢(shì)外，支持軟、硬隔離切片且融合TDM和分組交換，時(shí)延已經(jīng)降至微秒級(jí)，未來(lái)5G商用的傳輸時(shí)延將主要體現(xiàn)在傳輸路徑時(shí)延，拉近端到端的傳輸距離是5G配套傳輸方案思路的重點(diǎn)，可結(jié)合傳輸現(xiàn)網(wǎng)資源情況，適當(dāng)考慮專網(wǎng)建設(shè)來(lái)滿足此部分低時(shí)延、高可靠業(yè)務(wù)需求。