C－RAN基站、RRU、一體化基站的監控方案

陳志芬

（深圳中興力維技術有限公司）

1 新站型的監控需求

為了提供更好的網絡覆蓋和網絡容量，以及滿足不斷增長的無線寬帶業務需求，移動運營商不斷增加基站數量和增加空中接口帶寬，隨之而來的基站站點建設問題、能源消耗等問題變得日益嚴重。為了解決這些問題，運營商開發了各種手段，包括一體化基站，BBU（基帶單元）＋RRU（遠端射頻單元）分布式基站，以及基于集中式基帶處理池、遠端無線射頻單元、天線和云平臺的無線接入網（C－RAN）等方案。這些方案，具有節省建網費用、節省機房面積、可快速部署、便于升級、節省能源，容易實現網絡覆蓋的擴展或網絡容量的增加等優點，已被廣泛采用。

一體化基站和遠端射頻單元（RRU），其一般安裝在包括難以采用常規基站的樓頂、路邊、高速鐵路、地鐵等沿線或鐵塔等室外環境，工作環境比較惡劣。該類基站常常因為傳輸資源種類單一，基站體積較小、內部無法提供額外的動環監控設備安裝空間等原因，無法有效監控基站內各種設備運行狀況，設備故障累積得不到及時解決，往往在基站退服或者客戶投訴后才能發現。出于設備維護工作實際考慮，對這些站點的監控需求比較迫切。

2 解決方案探討

2.1 監控對象

對RRU監控的最終目的是在其出現故障告警后，可通過被監測的參數判斷出故障原因，從而安排對應部門的維護人員及時處理故障。RRU故障告警可從移動通信系統主設備網管上獲得，但無法判斷具體的故障原因。造成RRU故障的主要原因包括：RRU電源供電中斷、傳輸光纖中斷、RRU設備本身故障；前兩種原因是造成RRU故障的多數原因，目前主要是選取RRU供電電源中斷作為監控對象。

RRU供電一般采用直流拉遠供電和遠端就近供電兩種方式，由單獨的220 V或48 V供電，監控模塊正常工作時的供電來源與RRU設備相同。對于直流拉遠供電方式，監測其直流電源意義不大。對于遠端就近供電方式，監控模塊監測電源設備的市電或蓄電池輸入電壓，停電時發送告警。另外監控部分環境量，如門磁、溫度、煙感以及1～2個USB攝像頭。

一體化電源柜中部分環境量如門磁、溫度和蓄電池電壓等相關監控內容均為開關電源集成監控，只需使用監控模塊對電源作為智能設備接入、解析即可，再針對電源監控模塊故障，配置交流電壓變送器和直流電壓變送器，另外熱交換器等也需要納入監控范圍。

2.2 傳輸方式

大部分一體化基站和RRU傳輸均直接使用光纖接入，故無法使用2 M／E1電口傳輸，監控該類基站一般只能采用光纖、內部鏈路或無線三種傳輸方式。下面以RRU站為例說明：

2.2.1 光纖方式

RRU一般通過光纜與BBU互相連接，BBU對外提供若干對光纜接口，除了接到了RRU站點內的無線功放上，剩余空閑光纖線路可以供監控系統利用。在RRU處監控模塊通過光纖收發器連接到BBU，然后在BBU處通過光接口板或光接口轉換器，將光纖接口轉換為2 M、以太網等形式再向監控中心傳輸。此種方式存在設備成本高、施工復雜等缺點，同時占用了BBU與RRU之間的光纖鏈路（見圖1）。

圖1 光纖傳輸方式

2.2.2 RRU 內部鏈路

部分廠家的RRU提供了一個對外的RS485異步串口接口，可用于連接監控模塊，數據流通過其內部通道傳輸到網管OMC－R輸出，再接入到動環監控系統；通過已實施的項目經驗，其內部信道留給該接口的帶寬有限，在主業務流量高峰期會沖擊該內部接口帶寬，數據傳輸可靠性無法保障，同時存在同一OMC－R接入站點數量限制、多廠家配合等因素，工程實施困難較大，不建議采用（見圖2）。

2.2.3 無線傳輸方式

監控模塊可采用無線傳輸方式（如短信、GPRS、TD等），直接與監控中心建立連接；無線傳輸方式具備容易部署的優點，在具備網絡信號的地點都可使用，也是目前主流的監控方式。但是也存在一點風險，即被監控的RRU故障后，本地移動網絡信號覆蓋消失，如沒有臨近的基站信號覆蓋過來，監控模塊的傳輸鏈路也會中斷，造成告警信息無法及時發出（見圖3）。

圖3 無線傳輸方式

2.3 安裝環境

一體化基站均處于室外，監控模塊的安裝一般可安裝于一體化電源機柜內，電源柜內有1 U－3 U標準空間可供監控設備安裝。如果機柜沒有地方安裝，則需提供安裝箱把監控模塊以及一些傳感器放到里面去，安裝箱抱桿或掛墻安裝。

在RRU站點，監控模塊應與RRU就近安裝，如為室外環境，須將監控模塊安裝在室外防護箱內，提供防水、防塵、事宜溫度等工作環境，整體達到IP65（或IP55）等級。

3 監控模塊的要求

因為一體化基站和RRU的安裝環境特殊，常規基站內采用的監控模塊難以推廣應用，此時對本類新型站點的監控模塊提出了特別的要求。

（1）結構緊湊。一體化基站和RRU安裝空間小，而且監控內容不多，所以監控模塊要求尺寸要比較小，最好能內置輸入電壓等常用變送器，組織緊湊，容易放入機柜或者安裝箱內。

（2）傳輸方式。需要具備無線接口，因為監控模塊不需要一直在線，所以需要具備GPRS（長連接／短連接）和短信 兩種數據通信方式，而且需具備自動登陸網絡、斷線自動重連的功能，讓用戶免于維護數據鏈路。

（3）防護等級。因一體化基站和RRU環境惡劣，所以監控模塊需要具備IP65以上防護水平。

（4）內置電池。監控模塊需要內置電池，在遠端供電停電時能正常發送斷電告警以及執行其他工作。

（5）成本。一體化基站和RRU數量大，監控內容有限，所以要求監控模塊成本低，適合大規模應用。

（6）擴展功能。能根據現場需要靈活配置監控模塊功能，比如如果機柜內部有熱交換器，如果該熱交換器沒有自動倒換功能，則可以使用監控模塊的DO輸出以及電流變送器實現自動倒換，節省用戶投資。

中興力維公司針對一體化基站和RRU站點的監控、傳輸和環境要求，特別推出了ZXM10 CFMU監控模塊。CFMU采用防水防塵設計，內嵌可充電電池、無線通信模塊、市電監測模塊、A／D采樣模塊、數字控制模塊，可用來監測現場的市電工作狀態、設備工況、環境信息，在站點停電等突發事件發生時，可及時上報到網管中心。經過一段時間的應用，取得了很好的實際效果（見圖4）。

圖4 CFMU監控模塊

4 結束語

C－RAN基站、RRU、一體化基站的大量部署，對運營商現有的維護體制和維護力量提出了挑戰。由于運維手段和運維人員不足，很多基站處于疏于看管狀態，基站長時間在低質量下運行。采用合適的技術手段，把這些新型基站納入到運維體系中來，對提升網絡質量，提高運維水平，有積極的作用。通過對基站監控內容、傳送方式和監控模塊的分析，對各種情況綜合考慮，針對采用一體化基站和RRU，可重點考慮采用無線方式傳輸，對設備和環境進行監控。經過多個項目的實際運行證明，這種方式在效果和成本上都是比較理想的。