5G CPRI雙路由組網模式探討

游建春 黃偉鋒 劉倩

【摘要】? ? 文章以某電信公司5G網絡結構分析為起點，結合用戶投訴處理、電聯共享需求、5G網絡業務等因素，提出了5G CPRI雙路由組網模式概念。并通過試點實施，驗證了既能實現CPRI主備倒換和又提升CPRI帶寬的兩大特點。為解決了目前大規模應用無源波分帶來的5G網絡CPRI傳輸隱患和無法實現電信和聯通共享200M帶寬的兩個網絡隱患提供了有效的解決方案。

【關鍵詞】? ? ?5G網絡? ? CPRI 雙路由? ? 負荷分擔? ? 主備 CRAN

一、概述

5G網絡是以大帶寬、低時延、廣連接為主要特的，因此對網絡覆蓋的可靠性提出了更高的要求，一個不間斷實時在線、可靈活擴容的網絡是5G業務開展的基礎條件。

為了發揮電信接入網機房和光纜資源的優勢，電信在建設5G網絡的網絡布局中主要采用CRAN組網方式，即BBU采用集中放置在接入網機房，AAU按照網絡覆蓋要求前置到用戶使用前端，采用光纜方式實現CPRI分布安裝模式。這樣的網絡結構，有兩個主要優勢：

1、接入網機房動力和空調環境良好，為BBU提供良好的運作環境，減少了由于動力問題引起故障;

2、接入網機房光纜資源豐富，方便在和BBU同機房的上聯A設備實現雙環路保護。

通過CRAN，BBU的動力和傳輸基礎得到了大大提升，但同樣帶來了一個嚴重問題： BBU到AAU的CPRI只有單路由配置，尤其是大規模應用無源波分后，一旦發生傳輸路由光纜故障，將影響整個站址的所有小區AAU的使用，導致覆蓋區域服務中斷。

隨著電信和聯通在5G網絡的戰略合作，3.5G頻段的射頻帶寬從單運營商的100M提高到電信+聯通的200M，5G AAU在設備硬件上是支持200M帶寬的，這為后續5G網絡擴容提供了基礎。在5G業務初期，5G網絡只開通了100M的射頻帶寬，根據CPRI和射頻帶寬關系，目前采用的CPRI只支持25G的前傳速率，只能適用目前3.5G的100M射頻頻寬。一旦需要擴容到200M射頻帶寬，需要對CPRI進行光路擴容，這將耗費時日，擴容無法快速實施。

因此需要采取新的CPRI前傳模式解決最后一公里的痛點，如何能夠解決該問題，提高網絡健壯性，這對我們維護工作來說是一個重大課題。針對此課題，電信與華為公司聯合團隊，開展項目攻關。

二、5G網絡CPRI組網模式和應用場景。

CPRI（Common Public Radio Interface）組網，指的是基站的BBU（BaseBand Unit）與RRU/RFU/AAU間的前傳接口組網，也通常稱為CPRI接口組網。

目前電信主要采用CPRI組網結構主要有：星型組網、鏈型組網、環型組網、負荷分擔組網，本文使用到了星型組網和負荷分擔組網，下面分別對這兩種組網方式進行分析：

2.1星型組網

采用星型組網時，不同的RRU/RFU/AAU直接連接到BBU的BBP/BRI內不同的CPRI接口。BBU通過BBP/BRI和每個RRU/RFU/AAU分別建立操作維護鏈路，控制面數據和用戶面數據會在CPRI鏈路上進行傳輸。

該模式結構簡單，在4G和5G網絡結構中，主要采用此連接方式。電信CRAN網絡，CPRI組網普遍采用了無源波分傳輸方式，通過一對光路（雙向）實現多個AAU上聯到BBU。這樣做的優勢是節約了光纜資源，尤其是5G和4G網絡共站，可以利用原有光纜快速實現5G網絡布置。但同時為5G網絡引入了很大的傳輸隱患：一旦光路故障或無源波分設備故障，將引起所有AAU小區退服，業務中斷。

2.2負荷分擔/雙路由組網

RRU/RFU/AAU通過同一塊BBP/BRI上兩個CPRI接口與BBU相連，確保兩個CPRI接口的物理帶寬能夠支撐所建小區的帶寬需求。

BBU通過BBP/BRI的其中一個CPRI接口與RRU/RFU/AAU建立操作維護鏈路，用于傳輸操作維護數據;用戶面數據會同時在兩條CPRI鏈路上傳輸。

采取該模式，當承載操作維護業務的CPRI接口或CPRI鏈路故障，則操作維護鏈路會自動倒換到另一條CPRI鏈路上，實現光路的備份。

三、雙路由模式組網實現方式及試點情況

3.1雙路由網絡結構及實現

采用負荷分擔/雙路由組網方式對原采用的星型組網方式進行改造：

采用板內負荷分擔，RRU/RFU/AAU通過同一塊BBP/BRI上兩個CPRI接口與BBU相連，確保兩個CPRI接口的物理帶寬能夠支撐所建小區的帶寬需求。BBU通過BBP/BRI的其中一個CPRI接口與RRU/RFU/AAU 建立操作維護鏈路，用于傳輸操作維護數據;用戶面數據會同時在兩條CPRI鏈路上傳輸。

整體連接示意圖如下：

3.2試點實施情況

為驗證雙路由模式可行性，我們對5G現網選擇了兩個站點，新馬商貿城、塘頭新圍兩個基站共5臺AAU小區，按照雙路由模式進行網絡改造：新增了一套波分設備、新增一路不同路由的光路、利用BBU/AAU目前閑置端口進行連接。具體的操作包括：

1、保證使用的基帶板已經完成配置，用于負荷分擔的CPRI端口存在且未被其他RRU鏈環使用。

2、執行MML命令MOD RRUCHAIN，設置斷點。

3、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=0;

4、執行MML命令MOD RRUCHAIN，修改“組網方式”為“LOADBALANCE（負荷分擔）”。

5、MOD RRUCHAIN： RCN=0， TT=LOADBALANCE;

6、執行MML命令MOD RRUCHAIN，取消步驟1中設置的斷點。設置“斷點位置1”和“斷點位置2”均為“255”。

7、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=255， BRKPOS2=255;

經過現場測試，CPRI路由切換和負荷分擔均能發揮作用，過程對業務無影響。經過近一個月的觀察，實驗站點性能穩定，主備倒換正常，達到預期目標。

四、雙路由模式組網優點

通過以上的分析和案例，選擇雙路由傳輸模式，可以在提高CPRI傳輸網絡穩定性同時，提升了CPRI的容量：

1、增加傳輸網絡健壯性：通過兩套波分系統分別走不同的傳輸路由，實現BBU到AAU傳輸雙路由保護，解決了無源波分大規模使用的網絡隱患。

2、有利于CRAN優勢發揮：在CRAN網絡已實現A環路保護、A設備到B設備之間同機房的基礎上，有效解決CRAN網絡BBU到AAU傳輸薄弱的痛點。

3、實現成本低，有利于提升網絡效能：只需要增加一套波分設備和一條光路資源。

4、有效盤活設備資源：通過雙路由配置，BBU/AAU閑置端口實現資源利用最大化。

5、有利于快速擴容，滿足熱點業務需求：通過負荷分擔方式實現CPRI光模塊速率從25G提高到50G，可以實現3.5G頻段從100M到200M擴容的快速部署，在不更換設備和傳輸資源情況下，實現單站容量快速成本增加。

五、雙路由模式應用場景

雙路由環路保護模式提高了傳輸的可靠性、增加了BBU到AAU下行的速率。因此我們可以利用此特點推廣到一下場景中：

1、對業務中斷非常敏感的主干道覆蓋基站。如自動駕駛業務需求等。

2、特殊的實時在線業務，如遠程醫療、企業智能化運行、港口碼頭物聯網業務等需。

3、話務熱點區域，如大型體育場、大型商場、火車站、科技園等對業務流量的高需求。

4、電信聯通共享的高話務區域，滿足電信聯通高話務區域各100M業務帶寬的需求。

5、臨時切片業務需求區域等。

游建春? 男，1968年生，苗族，中國電信股份有限公司深圳分公司綜合維護中心通信工程師，主要研究方向為 CDMA/LTE/5G NR網絡維護和管理工作。

黃偉鋒，男，1975年生，漢族，中國電信股份有限公司深圳分公司綜合維護中心高級工程師、主要研究方向為無線網絡性能優化等工作。

劉倩 女，1993年生，漢族，中國電信股份有限公司深圳分公司綜合維護中心，主要研究方向為 CDMA/LTE/5G NR網絡維護和管理工作。