C—RAN無線投資建設成本差異分析

段小玲++黃艷

【摘 要】面對日益增長的運營成本和未來5G超密集組網的需求，為了保持盈利長期穩定的增長，移動運營商必須尋找可以低成本地為用戶提供無線業務的方法，C-RAN的組網方式在降低成本方面有一定優勢。通過具體實例對采用C-RAN與傳統組網方式兩種模式的各類無線投資建設成本進行對比分析，從對比結果可以看出，通過采用C-RAN能較顯著地降低無線投資建設成本及平均能耗。

【關鍵詞】C-RAN 5G 建設成本 遠端機房

1 引言

如今，移動運營商正處于激烈的競爭環境中，用于建設、運營、升級無線接入網的支出不斷增加，但收入卻并沒有得到相應提升，相反在部分業務上收入呈緩落趨勢。移動互聯網業務流量迅速攀升，單用戶的ARPU（Average Revenue Per User，每用戶平均收入）值卻增長緩慢，甚至在慢慢減少，嚴重削弱了運營商的盈利能力。為了保持盈利持續穩定地增長，移動運營商必須尋找能低成本為用戶提供無線業務的方法。

無線接入網是移動運營商賴以生存的重要資產，通過無線接入網可以向用戶提供7×24小時不間斷、高質量的數據服務。傳統的無線接入網在運營成本上的壓力巨大：數量龐大的基站意味著高額的建設投資，以及相應的站址配套、站址租賃和維護費用，建設更多的基站意味著更多的資本開支和運營開支。在高額的成本壓力下，移動運營商迫切需要優化無線接入網絡架構，C-RAN應運而生。本文將對C-RAN架構與傳統組網模式在無線網絡建設投資的各環節進行對比，以分析兩種組網模式在建網成本上的優劣。

2 C-RAN概述

傳統的無線接入網高額的資本支出與運維開支使得移動運營商在移動互聯網上逐漸失去了競爭力。因此，移動運營商必須找到一種新的符合目前形勢的綠色無線接入方式。

C-RAN是中國移動2009年提出的新概念，是具有集中化（Centralized）、協作化（Collaborative）、云計算化（Cloud）、綠色節能（Clean）“4C”特點的無線接入網絡構架。C-RAN架構將BBU集中堆疊放置、RRU裸纖拉遠接入基站，該方式在降低無線基站建設難度、提升無線載波利用率以及抗干擾能力的同時，也帶來了機房和光纜基礎資源迅速耗費、基站運行安全度和穩定度大幅降低等問題。C-RAN架構是我國電信運營商在無線接入網領域提出的首個創新演進架構，具有重大意義。C-RAN架構如圖1所示。

中國移動始終堅定不移地推動C-RAN集中化部署和協作化技術在現網中的應用。現網已有部分基站自發形成C-RAN集中化部署，基帶集中化布放成為新常態。在2015年至2016年年中，中國移動在多省開啟了C-RAN規模部署的驗證工作。

目前來看，未來5G極大可能采用C-RAN接入網結構，C-RAN是對傳統無線接入網的一次革命。C-RAN的目標是從長期角度出發，為運營商提供一個低成本、高性能的綠色網絡架構，讓用戶享受到高服務質量的終端業務。而面向5G，基于集中/分布單元CU/DU的兩極架構已被業內認可，該概念與無線云化的結合，構成了5G C-RAN的兩個基本要素。超密集組網是滿足未來移動數據流量需求的主要技術手段，是5G的關鍵技術之一。C-RAN是組網結構發展的趨勢之一，在面向5G集中演進的過程中，可以提前布局，科學合理地規劃C-RAN集中化信息基礎設施。

3 C-RAN與傳統組網模式對比

3.1 優點

C-RAN與傳統組網模式對比，有如下優勢：

（1）降低建設成本

C-RAN組網模式可以減少機房數量，從而降低建設成本；可實現配套資源共享（GPS、電源、蓄電池、傳輸等）。

（2）降低運營成本

C-RAN模式下，機房、空調等設施數量減少，通過虛擬化技術實現業務量有效均衡，從而使運營成本得到降低。

（3）提高容量

C-RAN組網模式更適合實現站間協作化無線收發技術，對抗干擾，提高頻譜效率。

（4）節能減排

基站空調數量減少，能耗和排放量降低。

（5）彈性容量

采用BBU集中化部署，一個集中式基帶池可以靈活擴展支持10載波、100載波乃至1000載波，有助于實現更大帶寬和更靈活的運營模式。

3.2 變化點

（1）安全性有所變化

C-RAN的網絡結構由環形變為星型，遠端RRU的安全保護力度相對下降，BBU集中點的安全性相對上升。

（2）C-RAN集中點的傳輸配置要求提高

BBU集中點上聯傳輸設備配置要求提高，傳輸安全性提高。

（3）C-RAN機房電源、備電配套設施要求提高

C-RAN機房BBU集中數量增加，對電源、備電配套設置的要求提高，從而安全性得到提升。

4 無線投資建設成本差異分析

傳統組網模式的無線網絡建設中，新建基站數量不斷增加，而對于現有的鐵塔公司代建模式，機房獲取的成本和難度越來越大。同時，傳統的分散式基帶，設備能耗大、基帶資源利用率低、擴容投入大、頻率資源無法協同。

而隨著C-RAN模式在整個無線網絡建設中的逐步應用，諸如新建站點選址困難、傳輸資源遭遇瓶頸、建設成本逐年增加等問題得到解決。根據中國移動在某典型城市的部署情況預估：與傳統網絡配置相比，C-RAN可節省中國移動50%的運維支出（OPEX（Operating Expense，運營成本），包括電力、人工維護、站點租金、傳輸費用）和15%的投資支出（CAPEX（Capital Expenditure，資本性支出），包括勘站及網絡規劃、配套設備、基站設備、網絡建設費用等）。

下文主要對C-RAN與傳統組網模式在無線投資建設成本上的差異進行分析。endprint

4.1 區域概況

以某地中國移動C-RAN建網區域為例進行無線投資建設成本差異分析。該區域北側是高速公路，東側是普通鐵路，南側是高速鐵路，西側是其他園區。地勢平坦，主要地物特征為工業園區廠房和配套住宅區，覆蓋面積約為4.3 km2。在覆蓋區域內共計有19個站點，其中17個宏站，2個室分站點。建網區域地理位置圖如圖2所示。

該建網區域相對較小，物理區域邊界較為清晰。此類場景具有業務聚合度高的特點，特別注意要集中使用基帶資源，通過多載頻配置、宏室結合、小區分裂來應對高流量以及可能產生的潮汐效應，實現降本增效。

將流量互補性高的場景集中在相同的基帶板或者BBU放置，可以實現硬件資源的節省，未來軟件支持動態調度后，還可以進一步節省軟件資源。

4.2 投資差異

實例中C-RAN建網區域站點情況如表1所示。

（1）勘察設計費、監理費

目前某地移動勘察設計費、監理費是按照單站建設類型（新建、擴容等）實行打包價，采用C-RAN組網結構也不改變建設類型，故C-RAN方案與傳統組網方案勘察設計費、監理費一致。

（2）主設備硬件費（含BBU、RRU、天線等）

C-RAN與傳統組網方式在主設備投資上的主要差異是采用C-RAN方式后，基本都要配置拉遠光模塊（C-RAN采用集中放置信源的方式，導致大部分情況下不能使用普通光模塊）。若傳統組網方式使用的是普通光模塊，則C-RAN相比之下需要增加1 808元/站的成本；若傳統組網方式本來就使用的是拉遠光模塊，則投資無變化。C-RAN與傳統組網方式在主設備硬件費上的對比如表2所示。

（3）集中機房

本次區域集中機房是利舊原有傳輸匯聚點，由于集中機房是C-RAN方案與傳統組網方案的主要區別，僅C-RAN方案列計此費用，如表3所示。

（4）遠端機房

在遠端方面，不同的組網方式主要區別于遠端的機房類型。傳統組網方案主要有分布式機柜、MINI機房、自建普通機房、租用普通機房四種機房類型，而C-RAN方案就只有一種分布式機柜的機房類型。

該區域15個現網基站已經有機房，且無需改造，剩余4個新建站都是MINI機房。但為了使投資對比更具代表性、廣泛性，以下暫時按19個站全部為新建進行投資分析，如表4、表5所示。

結論：按照19個基站全部新建進行投資對比，C-RAN方案比傳統組網方案在遠端機房投資上要減少很多。

（5）天面

C-RAN和傳統組網方案在天面建設類型（新建、利舊、塔形）上沒有區別，兩者在天面上的投資金額相同。

（6）無線投資建設成本匯總

通過表6的對比分析可以看出，在此區域建設中，C-RAN方案在主設備硬件費及集中機房方面比傳統組網方案投資略大，而在新建站點遠端機房建設上投資節省顯著，此項可節省投資達到50%以上，總無線投資建設成本下降20%左右。針對大量需進行選址的新建基站機房建設，采用C-RAN組網方式不僅可以大幅度降低建設成本，還極大地緩解了選址難的問題。

綜合福建、江蘇、安徽三地的現網運行情況來看，C-RAN模式的引入可節省建設投資、降低能耗。采用C-RAN模式組網，無線、傳輸配套單站投資造價較傳統方式降低約20%，平均綜合能耗降低60%。其中，運維方面降低成本的主要因素是空調數量的減少；機房租金的節省并不顯著，因鐵塔公司收費機房租金占比不大。

5 結束語

從中國移動現網運行情況來看，采用C-RAN的組網模式不僅可以使建設投資大幅度下降，在一定程度上緩解運營商運營成本上的壓力，還帶來了無線性能的提升：相較于分布式部署方式，BBU集中式部署在小區協同處理功能應用時，能夠帶來更大的性能提升。

但C-RAN組網模式仍然存在一些問題，如BBU集中放置帶來機房的安全級別大幅度上升，需進一步完善集中機房的建設規格。前期在與廠商的調研中已提出了一些解決方案，但仍需進一步完善集中機房的建設規范要求。同時，需敦促廠商進一步完善BBU成池后功能和拉遠RRU的告警管理功能，目前已與各廠商進行了點對點溝通。要探索如何應對潮汐效應，推動新型低功耗海量載波池設備開發等。隨著C-RAN架構的提出，傳輸網面臨巨大的變革，傳輸網已不再處于基站配套的地位，應全面考慮各項綜合業務，統籌規劃自成一體。

C-RAN的部署是技術發展的趨勢，也是應對5G通信建設的基礎，如何在現網中完善平穩推動現有組網模式向C-RAN的轉變將是移動運營商未來短期內的工作重點。

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