面向5G CRAN前傳的傳輸網智能規劃研究

李果 牟鴻 張楠

摘 要 5G CRAN前傳鏈路對傳輸光纜資源的消耗巨大，綜合業務區光纜資源面臨極大挑戰。復用好綜合業務接入區光纜，為5G網絡建設提供充足、安全、有效的資源，是5G建設的難點。本文提出了一個智能化的規劃分析手段，促進綜合業務區光纜資源的合理利用，提升前傳傳輸資源使用效益，為前傳規劃提供有力的數據支撐。

關鍵詞 5G CRAN;5G基站前傳;綜合業務接入區;智能規劃

引言

在3GPP中明確了5G前傳CU和DU邏輯分離架構，5G RAN初期以DRAN/CRAN為主，未來向CU云化部署方案演進。以C-RAN為主的5G前傳組網方案，每一個基站至少會需要6芯纖芯用于前傳，5G前傳組網和未來擴容對纖芯的需求量巨大，前傳網絡面臨非常大的挑戰。智能化地規劃好、用好綜合業務區一張光纜網是解決5G前傳資源消耗難題的思路。

15G CRAN前傳傳輸網面臨的挑戰

在3GPP中明確了5G RAN前傳CU和DU邏輯分離架構，在實際部署中存在分離和合設兩種方案。5G RAN主要包括D-RAN、C-RAN、CU云化部署三種，初期以CRAN為主，未來朝CU云化部署方案演進[1]。

但5G CRAN前傳組網和未來擴容對纖芯的需求量巨大，前傳網絡面臨非常大的挑戰：

（1）現網DU與AAU之間的光纖資源已經非常緊張;

（2）重新鋪設光纖不僅工程量大，在部分缺乏管道資源的城市地區代價巨大;

（3）如何利用現有綜合業務區光纖資源快速完成無線深度覆蓋是建網必須解決的問題。

25G CRAN前傳傳輸網智能規劃解決方案

復用好現有綜合業務區的“一張光纜網”，是我們對5G CRAN前傳傳輸網規劃的基本思路，有必要建立一種智能化規劃手段作為解決方案。我們需要解決5G基站前傳資源利用的三大痛點：不知5G基站前傳傳輸資源有多少、不知前傳傳輸路由選哪條最優、不知前傳資源怎么建設最合理。

2.1 前傳資源地圖可視化

以GIS地圖為基礎，將與5G基站緊密相關的傳輸資源信息在地圖上可視化呈現。一是可視化各重要資源的經緯度定位，二是可視化資源間的邏輯關系。緊密相關資源包含5G基站站點、CRAN機房、BBUU/DU/CU、接入光交、一級/二級光交、光交環/鏈的邏輯路由、光交環/鏈的敷設物理路由等。

通過基于地圖的可視化呈現，可直觀看到5G無線資源與傳輸資源間的邏輯與物理關系，對基站分布密度、路由豐富度、路由長度、傳輸資源與無線資源的匹配度等，各個資源信息。一眼看全貌，一目了然。

2.2 前傳接入鏈路路由優選推薦

基于綜合業務區光纜網，計算5G基站回到CRAN機房的路由，并對多條路由進行優選推薦。推薦路由包含三種選擇：最短路徑路由、最少跳數路由、最多資源路由。三種選擇都是基于現網分析，為前傳鏈路調度選擇路由提供數據支撐和可視化呈現。

前傳鏈路的路由推薦功能，避免了前傳鏈路調度人員盲目選擇光交、光纜資源，從系統上確保了綜合業務區光纜網資源的最大利用和最合理利用。這既為光纜網的維護管理提供了手段支撐，也為光纜網的投資帶來最大效益，同時避免重復建設投資。

2.3 前傳資源滿足可視化分析

突破傳統的傳輸資源量管理方式，以直觀的基于地圖的、端到端的資源管理方式呈現。可以單個基站計算從基站到CRAN機房全路由上每個傳輸段落的資源滿足情況，在地圖上以邏輯或物理路由呈現并標識出資源滿足率和資源缺口;除單個基站外，還可以CRAN機房為單位計算其覆蓋的5G站所要用到的傳輸光交、傳輸光纜資源的滿足情況，在地圖上標識出資源滿足率和資源缺口。

2.4 前傳資源建設規劃分析

前傳傳輸資源建在哪里最能發揮效益，怎么建最省投資是需要重點關注的問題。通過對前傳資源的缺口分析，結合地圖的光纜井、光交、地理位置等可視化信息，向規劃部門提供分析支撐，以最多基站需要、最多管道管孔可用、最短光纜路由為準則，有力把控投資與收益[2]。

35G CRAN前傳傳輸網智能規劃關鍵技術

5G CRAN前傳傳輸網智能規劃關鍵技術有：光交環鏈自動計算算法，作為前傳資源可視化呈現手段;圖運算引擎（Neo4J）算法，作為尋路地圖化分析，實現導航式前傳鏈路路由推薦;前傳資源端到端規劃分析算法。

3.1 光交環鏈自動計算算法

基于同局向纖芯路由（光纖）和敷設信息，提煉出新的局向光纜拓撲概念（局向光纖組），用以跨越光交環鏈上共享纖芯等未接續穿通場景，形成局間等量纖芯組端到端的邏輯線設施對象。

基于局向光纜概念，對全網主干光交環、配線光交環和鏈進行數據解耦。對于局向光纜拓撲能首尾相連的，認為可成環;否則認為成鏈。

基于此種對象為基礎，系統可以快速提煉出從A點到Z點的可達高速通道，此通道最高能支撐多少芯可達，并基于此繪制光交環鏈圖。

3.2 導航式前傳路由推薦優選算法

對于尋路使用了圖運算引擎（Neo4J）：地圖化分析，涉及大量的“圖”和基于“圖”的路由分析。基于元數據引擎對于數據關系的定義，開發對應資源能力，實現對圖數據的管理功能?；趫D數據庫，可以更方便地實現路由分析、網絡分析、連通子圖等場景。

5G接入分析需要在選址不斷變化調整中得到該選址最優的接入路徑選擇，必然不是一份后臺匯好的存量數據，而是通過系統實時運算得到的最優推薦路徑?？紤]到最終實現效果一定是實時路徑推演，所使用的一應技術手段（無論是設計局向光纜拓撲概念并實現對應算法，還是開發基于圖庫引擎的實時尋路算法），都是為此目標服務。

3.3 前傳資源規劃分析自動計算算法

網絡資源自動分析算法以計算端到端的資源滿足情況。以CRAN機房選址為例。CRAN機房的選址一直是5G建設的痛點，選哪里最省傳輸投資是規劃部門關心的，選哪里最有利于維護管理是運維部門關心的。為預選的CRAN機房進行資源分析，通過在地圖打點，關聯規劃5G基站分析，得出不同CRAN機房的傳輸資源滿足情況，為規劃部門和維護部門提供支撐。

4結束語

面對5G前傳傳輸網絡挑戰，我們需要貫徹綜合業務區一張光纜網的建設思路，應用智能化的分析手段支撐前傳傳輸網運維和規劃。智能化手段應充分利舊現網資源，減少重復建設，協助規劃將資源建在最可持續發展、最大收益的地方。

參考文獻

[1] 李晗.面向5G的傳送網新架構及關鍵技術[J].中興通訊技術，2018，24（1）：53-57.

[2] 毛攀，汪偉.面向5G的業務匯聚機房部署策略[C].5G網絡創新研討會（2019）.5G網絡創新研討會（2019）論文集.杭州：華信咨詢設計研究院有限公司，2019：17.