基于C-RAN的5G關鍵技術研究

王振宇

摘要：隨著5G網絡的規模部署、物聯網蓬勃發展，無線網絡中的數據流量迅速上升，各個運營商開始部署綜合接入業務區，進一步將接入網機房進行下沉，綜合業務局站作為大集中點，收斂局站周邊基站。5GBBU原則上采用集中部署（C-RAN）模式，而不推薦采用分散部署（D-RAN）模式。本文對基于C-RAN的5G關鍵技術進行分析，以供參考。

關鍵詞：C-RAN;5G技術;研究

引言

C-RAN是基于集中化處理、協作式無線電和實時云計算構架的綠色無線接入網構架。本質是通過減少基站機房數量，減少能耗，采用協作化、虛擬化技術，實現資源共享、動態調度和提高頻譜效率，以達到低成本、高帶寬和靈活度的運營。C-RAN的總目標是解決移動互聯網快速發展給運營商帶來的多方面挑戰（能耗，建設運維成本和頻譜資源），追求可持續的業務和利潤增長。

1 5G承載的需求分析

（1）eMBB（增強型移動寬帶）：主要用于連續廣域覆蓋和熱點高容量場景，為用戶提供極髙的數據傳輸速率，滿足網絡極髙的流量密度需求;具有1Gbps用戶體驗速率、數十Gbps峰值速率和數十Tbps/km2的流量密度需求是該場景的主要指標要求。（2）物聯網mMTC（低功耗、大連接）：面向智慧城市、環境監測、智能農業、森林防火等以傳感和數據采集為目標的應用場景，具有小數據包、低功耗、海量連接等特點;要求網絡具備超千億連接的支持能力，滿足100萬/km2連接數密度指標要求，并保證終端的超低功耗和超低成本。

隨著云化核心網按需下沉，業務網關不僅只是集中部署在省干的核心機房，還要分散下沉到城域核心機房及區縣匯聚機房，帶來業務網關之間的東西向流量，以及業務終結位置的不確定性。同時，無線CU/DU分離，以及DU與CU，CU與無線邊緣計算（MEC）之間的冗余備份和多歸屬關系，使得CU、DU、MEC之間存在復雜的、不確定性連接。相比4G，5G承載網需要三層到邊緣，快速建立靈活可靠連接，同時減少流量繞行帶來的帶寬消耗和時延開銷。

2 5GC-RAN部署場景

5GRAN的部署方式分為分布式無線接入網（D-RAN）和集中式無線接入網（C-RAN），其中C-RAN又可細分為CRAN小集中和CRAN大集中，兩種部署模式，CRAN大集中一般需要CU云化和DU池化集中部署來支撐實現。

對比D-RAN方式，采用C-RAN方式部署在投資、成本、環保上具有明顯的優勢，但由于C-RAN的前傳部署特征，如：光纖直驅方式，雖組網結構簡單、接入便捷，但需消耗大量纖芯資源。如采用無源WDM、WDM/OTN和SPN等有源傳輸系統，雖可降低對纖芯的消耗，但需增加設備建設的投入，建維成本對比光纖直驅方式優勢也不明顯。

3 C-RAN配置原則

（1）合理選擇集中機房：集中機房是C-RAN建設的基礎資源。應綜合考慮以下幾個方面：

①集中機房改造一次性同步考慮滿足4/5G基站的集中需求，避免重復改造。

②集中機房改造按照10個機位預留，其中BBU集中預留2個機位，預留1個ODF機位，開關電源+蓄電池預留3個機位，其他業務下沉及傳輸網共預留4個機位。

③原則不新建集中機房，新建機房應考慮全專業、全業務的需求。

（2）引電容量：應根據集中機房原有設備電力負荷以及新增設備功耗情況，核算交流市電容量需求。

（3）開關電源容量：集中機房一次性同步考慮滿足4/5G基站集中的新增設備功耗情況，結合機房內開關電源配置及已占用現狀，并根據機房空間及承重現狀，提出擴容或者新建開關電源需求。

（4）蓄電池組：根據機房可用空間條件、承重等條件，綜合考慮機房改造成本效益、基站重要性等多方因素，合理新增蓄電池配置，保障必要的備電時長，并可增配一定數量的移動油機加強保障。

（5）機房空調：應綜合考慮新增相關設備的散熱需求、原有機房的空調現狀情況，按需增配機房空調。

（6）為避免因光纜中斷導致過多數量的RRU同時退服，C-RAN機房的光纜出局路由應盡量豐富。

4前傳傳輸方案

5G前傳技術方案包括光纖直連、無源WDM、有源WDM/OTN、切片分組網絡（SPN）等，具體見下圖。

5.1新技術的應用

微管微纜應用場景如下：①對空閑管孔進行擴容：利用微管微纜對原有通信管道空閑的子孔進行擴容，提升原有管道的容纜率。②對管道資源占滿段落進行優化：管道資源已經占滿無法穿放新的普通光纜的段落，利用原有管孔的剩余空間布放微管，用微纜替換原有普通光纜，釋放管孔資源。③共建共享段落中應用：利用微管微纜在共建共享段管道中敷設以達到擴大管孔資源和增加光纜數量的目的。④利用雨污水管道、微槽方式實現末端接入。

5.2通信管道建設策略

通信管道建設與城市規劃和道路建設緊密結合，堅持“覆蓋率”與“連通率”并重，以“全面規劃、分步實施”為方針，以“規模化、網絡化”為目標建設管道，向業務接入點延伸的分支管道根據業務發展需求有目的地開展建設。

結束語

面向5G海量的纖芯資源需求，管線基礎資源儲備和建設應堅持智能化、網格化、差異化的思路，積極優化部署使用、著力提升接入能力。

參考文獻：

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