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摘 要:随着工信部LTE牌照下发,移动网络正式步入LTE时代并迎来网络的大发展。4G网络的建设,离不开基础通信光缆网的建设,光缆网已经成为觉得网络发展的关键因素。随着网络的完善,一张光缆网正在迅速大规模建设,尤其村通RRU拉远基站和室分RRU拉远基站带来的大量接入光缆需要建设。但是,由于投资却往往紧缺。因此,本论文通过数据评估和案例分析,总结RRU拉远模式的接入光缆组网设计方案在当前情况下显得十分必要和有价值。
关键词:RRU拉远;一张光缆网;组网方式;LTE
1、引言
1.1 一张光缆网
随着LTE网络需求的发展,光接入网的规划建设需要达到适应网络发展,同时兼顾高效利用网络,可以再有限的投资下更好完成网络接入,以适应公司业务战略的持续发展。2016年,广东公司启动LTE网络的行政村覆盖工程,拟投入5.2万个基站完善深度覆盖。为此,公司根据传输网络的规划和建设建设情况,结合传输网络的骨干和接入,完成一整套面向“一张光缆网”网络规划指导体系和原则。
一张光缆网要求必须建立建设体系包括对建模体系,内容为传输管线网络现状进行数据采集,并通过评估的体系,对基础数据进行处理,完成对网络现状的评估分析。结合网络基础数据和目标网络架构,建立整体规划思路,通过辅助规划工具的应用,导出最终规划结果,并输入到相关信息地图系统中,与现有的管线网络建立直观的联系。简而言之,一张光缆网需要充分考虑主干和接入的关系,要求统一的接入情况下,精细化管理现有的资源。
1.2 网络建设接入规模
2014年以来,工信部给移动集团正式颁发TDD-LTE的牌照,广东公司正式进入4G时代。随着LTE战略的发展和LTE网络建设的需求,公司LTE基站建设的规模在成倍的增长,2016年规模更是2014年规模的4倍。因此,为了保证LTE基站的有效接入,接入光缆的规模成倍增长。
2016年,广东移动推动行政村LTE信号覆盖以及城中村室内深度覆盖,要求行政村覆盖需要达到100%和室内深度覆盖达到95%以上,因此2016年开始新建的新政村覆盖光缆和室分光缆大幅度增加。以清远为例,根据规划设计统计,2016年行政村平均接入距离达到3.5km,同比2015年接入站点距离2.1km增加67%;2016年室内分布平均接入光缆约为750km,同比2015年室分接入光缆525km增加43%。因此,2015年清远公司总计设计计算可得,接入光缆长度2016年规模增长达到181%。
2、RRU拉远技术及传输解决方案
2.1 分布式BBU+RRU概述
BBU與RRU主要采用树形方式进行组网,BBU与RRU之间通过传输链路进行连接。部分室分系统或者小区合并的高速、高铁场景,可能涉及同一工作小区的RRU级联情况。见图2.1 BBU与RRU拉远
2.2 传输链路技术解决方案
BBU-RRU之间的CPRI信号为高带宽基带传输信号,可通过光纤直驱(含白光、彩光)、OTN/WDM、Uni-PON等传输方案解决BBU与RRU之间的连接问题。见图2.2 BBU与RRU组网
由于彩光、UniPON方式未能规模商用、 OTN方式需要待OTN下沉落实之后方能实施。现阶段采用光纖直驱方式为最佳选择,本次分析将重点针对光纤直驱方式展开。
2.3 传输纤芯资源需求分析
各类型的基站(包括单频段、载波聚合等),BBU-RRU、RRU-RRU之间的传输
3、接入网络的组网方式
3.1 接入光缆组网设计方案
常见的光缆网络结构有星型、链型、总线型等结构
星型组网方式,见图3.1 星型组网结构:
星型组网具有特点:
1、按不同物理片区分别用光缆接入,用多条小芯数光缆代替大芯数光缆;
2、按业务需求匹配光缆芯数;
3、每个RRU具有专用的业务纤芯、维护纤芯和备用纤芯,纤芯利用率较低;
4、业务扩容不便,后期新增站点或纤芯需求时需要重新敷设光缆;
5、施工工艺要求低;
6、跳纤点数量少,中继段衰耗小。
适用场景
1、适用于BBU位于区域中心,RRU分散分布在BBU四周的场景;
3.2 链型组网方式
链型组网(见图3.2 链型组网结构)具有特点:
1、以一条大芯数光缆(能满足所有RRU接入纤芯需求)串联所有站点;
2、纤芯在有业务需求的站点均全断成端;
3、RRU使用独享业务纤芯,维护、备用使用共享纤芯,纤芯利用率较高;
4、业务扩容方便,容易满足后期新增站点或纤芯使用需求;
5、施工工艺要求低;
6、跳纤点数量多,中继段衰耗大
适用场景:
1、适用于业务不明确或有其他潜在业务需求的场景,如未做家宽覆盖的小区等;
2、适用于物理串联型的场景,如路灯站、高铁站、高速公路站等;
3.3 总线型组网方式:
总线型组网(见图3.3 总线型组网结构)具有特点:
1、以一条纤芯不全间断的光缆连接所有站点;
2、在有业务需求的站点割接成端所需纤芯;
3、RRU使用独享业务纤芯,维护、备用使用共享纤芯,纤芯利用率较高;
4、业务扩容不便,后期新增站点或纤芯需求时需要重新敷设光缆;
5、施工工艺要求较高;
6、分纤箱内光纤直熔,接头损耗小,中继段衰耗小;
适用场景 1、适用于有明确业务需求且业务较为密集、纤芯需求量大的区域,如城中村、大型居住小区、聚类市场等;
4、接入光缆方案造价分析
4.1 造价分析一:24芯光缆组网方案
以某小区为例,一个BBU下带3个RRU,RRU分布在不同楼宇中,需要传送网提供光纤传输链路,各种组网方案均可满足业务接入需求。
在工程量的比较上,总线型组网方案明显占优,通过光缆接续的手段,能减少纤芯在中间分线箱中的成端接头数量。星型和链型工程量差别较少,主要区别在于对上一级光交箱段子的占用数量。
按照以上模型,可以得出各种组网方式的光缆长度,成端接头(芯),光缆接续,中继段测试和占用主干光交箱端子。如下表4.1 24芯光缆工程量表:
2008年国家概预算的取费定额如下:
每芯成端接头单价约50元;光缆接续(12芯)单价约960元;中继段测试(24芯)单价约3552元,中继段测试(12芯)单价约2030元;
因此,通过计算可以得到下表表4.2 24芯光缆工程造价表:
在光缆芯数相同的场景下,总线型方案投资最少,总造价约为投资最高的链型方案的80%。
总线型方案造价最低的主要原因在于:光缆成端接头数量少;中继段测试工日均套用12芯以下工日;
同样采用24芯光缆的前提下,星型和链型的工程造价差别只有5%,差异并不明显;
4.2 造价分析二:24芯+12芯光缆组网方案
24芯+12芯光缆组网方案,
按照以上模型,可以得出各种组网方式的光缆长度,成端接头(芯),光纜接续,中继段测试和占用主干光交箱端子。如下表表4.3 24芯+12芯工程量表:
小芯数光缆的使用,能显著降低光缆材料费、施工费,在降低工程总投资方面效果明显。
引入小芯数光缆后,星型方案的成端接头数量减半,占用主干光交箱端子数减少66%,差别显著;
总线型方案的成端接头数量也减少25%,工程量仍是各种解决方案中最少;
在使用小芯数光缆的场景下,总线型方案投资仍最少,总造价约为投资最高的链型方案的67%;实际上,链型方案在采用了小芯数光缆后,总造价也有显著降低。详细情况见表4.3 24芯+12芯工程造价表
5、总结与建议
项目实施过程中,应根据实际情况灵活采用不同的光缆解决方案来满足BBU-RRU接入需求,力求在满足业务需求的同时,降低建设成本,提高建设资金使用效率。详细情况见表5.1 组网模型总对比图
星型方案容易实施,工艺简单,适用于大部分场合,尤其适用于RRU分散分布在BBU四周的场景;
链型方案纤芯利用率较高,业务扩容方便,实施簡单,也适用于大部分场合,尤其适用于业务不明确场景、站点成物理串联型场景,但需要注意,在业务量需求较低时,应采用小芯数光缆以降低工程造价;
总线型方案纤芯利用率较高,工程造价最低,但对施工工艺要求非常高,适用于一类地市中业务明确、需求密集和纤芯需求量大的场景;
仅从工程造价角度考虑,总线型方案在满足同样的业务需求情况下,工程造价最低,建议省内地市应做好技术储备,条件成熟时引入总线型解决方案,应对后期微小站大规模建设趋势;
从物料采购和使用、预留备用纤芯等角度出发,室分站点的接入光缆应以24芯+12芯方式为主,不宜强制使用6芯光缆。
参考文献
[1] 杨健;对2G室内分布系统的3G改造[J];数据通信;2008年01期.
[2] 杨健;王祖阳;GSM室内分布系统的TD-SCDMA改造[J];电信工程技术与标准化;2008年01期.
[3] 徐润沁;刘军杰;基于BBU+RRU的TD-SCDMA全覆盖解决方案[J];移动通信;2008年17期.
[4] 林慧记;TD-SCDMA室内覆盖解决方案[J];硅谷;2010年16期.
[5] 李晓坪;中国普天基于6阵元RRU的TD-SCDMA全覆盖解决方案[J];中国新通信;2008年03期.
[6] 赵羽;射频拉远在CDMA组网中的应用[J];数字通信;2009年06期.
关键词:RRU拉远;一张光缆网;组网方式;LTE
1、引言
1.1 一张光缆网
随着LTE网络需求的发展,光接入网的规划建设需要达到适应网络发展,同时兼顾高效利用网络,可以再有限的投资下更好完成网络接入,以适应公司业务战略的持续发展。2016年,广东公司启动LTE网络的行政村覆盖工程,拟投入5.2万个基站完善深度覆盖。为此,公司根据传输网络的规划和建设建设情况,结合传输网络的骨干和接入,完成一整套面向“一张光缆网”网络规划指导体系和原则。
一张光缆网要求必须建立建设体系包括对建模体系,内容为传输管线网络现状进行数据采集,并通过评估的体系,对基础数据进行处理,完成对网络现状的评估分析。结合网络基础数据和目标网络架构,建立整体规划思路,通过辅助规划工具的应用,导出最终规划结果,并输入到相关信息地图系统中,与现有的管线网络建立直观的联系。简而言之,一张光缆网需要充分考虑主干和接入的关系,要求统一的接入情况下,精细化管理现有的资源。
1.2 网络建设接入规模
2014年以来,工信部给移动集团正式颁发TDD-LTE的牌照,广东公司正式进入4G时代。随着LTE战略的发展和LTE网络建设的需求,公司LTE基站建设的规模在成倍的增长,2016年规模更是2014年规模的4倍。因此,为了保证LTE基站的有效接入,接入光缆的规模成倍增长。
2016年,广东移动推动行政村LTE信号覆盖以及城中村室内深度覆盖,要求行政村覆盖需要达到100%和室内深度覆盖达到95%以上,因此2016年开始新建的新政村覆盖光缆和室分光缆大幅度增加。以清远为例,根据规划设计统计,2016年行政村平均接入距离达到3.5km,同比2015年接入站点距离2.1km增加67%;2016年室内分布平均接入光缆约为750km,同比2015年室分接入光缆525km增加43%。因此,2015年清远公司总计设计计算可得,接入光缆长度2016年规模增长达到181%。
2、RRU拉远技术及传输解决方案
2.1 分布式BBU+RRU概述
BBU與RRU主要采用树形方式进行组网,BBU与RRU之间通过传输链路进行连接。部分室分系统或者小区合并的高速、高铁场景,可能涉及同一工作小区的RRU级联情况。见图2.1 BBU与RRU拉远
2.2 传输链路技术解决方案
BBU-RRU之间的CPRI信号为高带宽基带传输信号,可通过光纤直驱(含白光、彩光)、OTN/WDM、Uni-PON等传输方案解决BBU与RRU之间的连接问题。见图2.2 BBU与RRU组网
由于彩光、UniPON方式未能规模商用、 OTN方式需要待OTN下沉落实之后方能实施。现阶段采用光纖直驱方式为最佳选择,本次分析将重点针对光纤直驱方式展开。
2.3 传输纤芯资源需求分析
各类型的基站(包括单频段、载波聚合等),BBU-RRU、RRU-RRU之间的传输
3、接入网络的组网方式
3.1 接入光缆组网设计方案
常见的光缆网络结构有星型、链型、总线型等结构
星型组网方式,见图3.1 星型组网结构:
星型组网具有特点:
1、按不同物理片区分别用光缆接入,用多条小芯数光缆代替大芯数光缆;
2、按业务需求匹配光缆芯数;
3、每个RRU具有专用的业务纤芯、维护纤芯和备用纤芯,纤芯利用率较低;
4、业务扩容不便,后期新增站点或纤芯需求时需要重新敷设光缆;
5、施工工艺要求低;
6、跳纤点数量少,中继段衰耗小。
适用场景
1、适用于BBU位于区域中心,RRU分散分布在BBU四周的场景;
3.2 链型组网方式
链型组网(见图3.2 链型组网结构)具有特点:
1、以一条大芯数光缆(能满足所有RRU接入纤芯需求)串联所有站点;
2、纤芯在有业务需求的站点均全断成端;
3、RRU使用独享业务纤芯,维护、备用使用共享纤芯,纤芯利用率较高;
4、业务扩容方便,容易满足后期新增站点或纤芯使用需求;
5、施工工艺要求低;
6、跳纤点数量多,中继段衰耗大
适用场景:
1、适用于业务不明确或有其他潜在业务需求的场景,如未做家宽覆盖的小区等;
2、适用于物理串联型的场景,如路灯站、高铁站、高速公路站等;
3.3 总线型组网方式:
总线型组网(见图3.3 总线型组网结构)具有特点:
1、以一条纤芯不全间断的光缆连接所有站点;
2、在有业务需求的站点割接成端所需纤芯;
3、RRU使用独享业务纤芯,维护、备用使用共享纤芯,纤芯利用率较高;
4、业务扩容不便,后期新增站点或纤芯需求时需要重新敷设光缆;
5、施工工艺要求较高;
6、分纤箱内光纤直熔,接头损耗小,中继段衰耗小;
适用场景 1、适用于有明确业务需求且业务较为密集、纤芯需求量大的区域,如城中村、大型居住小区、聚类市场等;
4、接入光缆方案造价分析
4.1 造价分析一:24芯光缆组网方案
以某小区为例,一个BBU下带3个RRU,RRU分布在不同楼宇中,需要传送网提供光纤传输链路,各种组网方案均可满足业务接入需求。
在工程量的比较上,总线型组网方案明显占优,通过光缆接续的手段,能减少纤芯在中间分线箱中的成端接头数量。星型和链型工程量差别较少,主要区别在于对上一级光交箱段子的占用数量。
按照以上模型,可以得出各种组网方式的光缆长度,成端接头(芯),光缆接续,中继段测试和占用主干光交箱端子。如下表4.1 24芯光缆工程量表:
2008年国家概预算的取费定额如下:
每芯成端接头单价约50元;光缆接续(12芯)单价约960元;中继段测试(24芯)单价约3552元,中继段测试(12芯)单价约2030元;
因此,通过计算可以得到下表表4.2 24芯光缆工程造价表:
在光缆芯数相同的场景下,总线型方案投资最少,总造价约为投资最高的链型方案的80%。
总线型方案造价最低的主要原因在于:光缆成端接头数量少;中继段测试工日均套用12芯以下工日;
同样采用24芯光缆的前提下,星型和链型的工程造价差别只有5%,差异并不明显;
4.2 造价分析二:24芯+12芯光缆组网方案
24芯+12芯光缆组网方案,
按照以上模型,可以得出各种组网方式的光缆长度,成端接头(芯),光纜接续,中继段测试和占用主干光交箱端子。如下表表4.3 24芯+12芯工程量表:
小芯数光缆的使用,能显著降低光缆材料费、施工费,在降低工程总投资方面效果明显。
引入小芯数光缆后,星型方案的成端接头数量减半,占用主干光交箱端子数减少66%,差别显著;
总线型方案的成端接头数量也减少25%,工程量仍是各种解决方案中最少;
在使用小芯数光缆的场景下,总线型方案投资仍最少,总造价约为投资最高的链型方案的67%;实际上,链型方案在采用了小芯数光缆后,总造价也有显著降低。详细情况见表4.3 24芯+12芯工程造价表
5、总结与建议
项目实施过程中,应根据实际情况灵活采用不同的光缆解决方案来满足BBU-RRU接入需求,力求在满足业务需求的同时,降低建设成本,提高建设资金使用效率。详细情况见表5.1 组网模型总对比图
星型方案容易实施,工艺简单,适用于大部分场合,尤其适用于RRU分散分布在BBU四周的场景;
链型方案纤芯利用率较高,业务扩容方便,实施簡单,也适用于大部分场合,尤其适用于业务不明确场景、站点成物理串联型场景,但需要注意,在业务量需求较低时,应采用小芯数光缆以降低工程造价;
总线型方案纤芯利用率较高,工程造价最低,但对施工工艺要求非常高,适用于一类地市中业务明确、需求密集和纤芯需求量大的场景;
仅从工程造价角度考虑,总线型方案在满足同样的业务需求情况下,工程造价最低,建议省内地市应做好技术储备,条件成熟时引入总线型解决方案,应对后期微小站大规模建设趋势;
从物料采购和使用、预留备用纤芯等角度出发,室分站点的接入光缆应以24芯+12芯方式为主,不宜强制使用6芯光缆。
参考文献
[1] 杨健;对2G室内分布系统的3G改造[J];数据通信;2008年01期.
[2] 杨健;王祖阳;GSM室内分布系统的TD-SCDMA改造[J];电信工程技术与标准化;2008年01期.
[3] 徐润沁;刘军杰;基于BBU+RRU的TD-SCDMA全覆盖解决方案[J];移动通信;2008年17期.
[4] 林慧记;TD-SCDMA室内覆盖解决方案[J];硅谷;2010年16期.
[5] 李晓坪;中国普天基于6阵元RRU的TD-SCDMA全覆盖解决方案[J];中国新通信;2008年03期.
[6] 赵羽;射频拉远在CDMA组网中的应用[J];数字通信;2009年06期.