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【摘要】 文章以某电信公司5G网络结构分析为起点，结合用户投诉处理、电联共享需求、5G网络业务等因素，提出了5G CPRI双路由组网模式概念。并通过试点实施，验证了既能实现CPRI主备倒换和又提升CPRI带宽的两大特点。为解决了目前大规模应用无源波分带来的5G网络CPRI传输隐患和无法实现电信和联通共享200M带宽的两个网络隐患提供了有效的解决方案。
【关键词】 5G网络 CPRI 双路由 负荷分担 主备 CRAN
一、概述
5G网络是以大带宽、低时延、广连接为主要特的，因此对网络覆盖的可靠性提出了更高的要求，一个不间断实时在线、可灵活扩容的网络是5G业务开展的基础条件。
为了发挥电信接入网机房和光缆资源的优势，电信在建设5G网络的网络布局中主要采用CRAN组网方式，即BBU采用集中放置在接入网机房，AAU按照网络覆盖要求前置到用户使用前端，采用光缆方式实现CPRI分布安装模式。这样的网络结构，有两个主要优势：
1、接入网机房动力和空调环境良好，为BBU提供良好的运作环境，减少了由于动力问题引起故障;
2、接入网机房光缆资源丰富，方便在和BBU同机房的上联A设备实现双环路保护。
通过CRAN，BBU的动力和传输基础得到了大大提升，但同样带来了一个严重问题： BBU到AAU的CPRI只有单路由配置，尤其是大规模应用无源波分后，一旦发生传输路由光缆故障，将影响整个站址的所有小区AAU的使用，导致覆盖区域服务中断。
随着电信和联通在5G网络的战略合作，3.5G频段的射频带宽从单运营商的100M提高到电信+联通的200M，5G AAU在设备硬件上是支持200M带宽的，这为后续5G网络扩容提供了基础。在5G业务初期，5G网络只开通了100M的射频带宽，根据CPRI和射频带宽关系，目前采用的CPRI只支持25G的前传速率，只能适用目前3.5G的100M射频频宽。一旦需要扩容到200M射频带宽，需要对CPRI进行光路扩容，这将耗费时日，扩容无法快速实施。
因此需要采取新的CPRI前传模式解决最后一公里的痛点，如何能够解决该问题，提高网络健壮性，这对我们维护工作来说是一个重大课题。针对此课题，电信与华为公司联合团队，开展项目攻关。
二、5G网络CPRI组网模式和应用场景。
CPRI（Common Public Radio Interface）组网，指的是基站的BBU（BaseBand Unit）与RRU/RFU/AAU间的前传接口组网，也通常称为CPRI接口组网。
目前电信主要采用CPRI组网结构主要有：星型组网、链型组网、环型组网、负荷分担组网，本文使用到了星型组网和负荷分担组网，下面分别对这两种组网方式进行分析：
2.1星型组网
采用星型组网时，不同的RRU/RFU/AAU直接连接到BBU的BBP/BRI内不同的CPRI接口。BBU通过BBP/BRI和每个RRU/RFU/AAU分别建立操作维护链路，控制面数据和用户面数据会在CPRI链路上进行传输。
该模式结构简单，在4G和5G网络结构中，主要采用此连接方式。电信CRAN网络，CPRI组网普遍采用了无源波分传输方式，通过一对光路（双向）实现多个AAU上联到BBU。这样做的优势是节约了光缆资源，尤其是5G和4G网络共站，可以利用原有光缆快速实现5G网络布置。但同时为5G网络引入了很大的传输隐患：一旦光路故障或无源波分设备故障，将引起所有AAU小区退服，业务中断。
2.2负荷分担/双路由组网
RRU/RFU/AAU通过同一块BBP/BRI上两个CPRI接口与BBU相连，确保两个CPRI接口的物理带宽能够支撑所建小区的带宽需求。
BBU通过BBP/BRI的其中一个CPRI接口与RRU/RFU/AAU建立操作维护链路，用于传输操作维护数据;用户面数据会同时在两条CPRI链路上传输。
采取该模式，当承载操作维护业务的CPRI接口或CPRI链路故障，则操作维护链路会自动倒换到另一条CPRI链路上，实现光路的备份。
三、双路由模式组网实现方式及试点情况
3.1双路由网络结构及实现
采用负荷分担/双路由组网方式对原采用的星型组网方式进行改造：
采用板内负荷分担，RRU/RFU/AAU通过同一块BBP/BRI上两个CPRI接口与BBU相连，确保两个CPRI接口的物理带宽能够支撑所建小区的带宽需求。BBU通过BBP/BRI的其中一个CPRI接口与RRU/RFU/AAU 建立操作维护链路，用于传输操作维护数据;用户面数据会同时在两条CPRI链路上传输。
整体连接示意图如下：
3.2试点实施情况
为验证双路由模式可行性，我们对5G现网选择了两个站点，新马商贸城、塘头新围两个基站共5台AAU小区，按照雙路由模式进行网络改造：新增了一套波分设备、新增一路不同路由的光路、利用BBU/AAU目前闲置端口进行连接。具体的操作包括：
1、保证使用的基带板已经完成配置，用于负荷分担的CPRI端口存在且未被其他RRU链环使用。
2、执行MML命令MOD RRUCHAIN，设置断点。
3、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=0;
4、执行MML命令MOD RRUCHAIN，修改“组网方式”为“LOADBALANCE（负荷分担）”。
5、MOD RRUCHAIN： RCN=0， TT=LOADBALANCE; 6、执行MML命令MOD RRUCHAIN，取消步骤1中设置的断点。设置“断点位置1”和“断点位置2”均为“255”。
7、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=255， BRKPOS2=255;
经过现场测试，CPRI路由切换和负荷分担均能发挥作用，过程对业务无影响。经过近一个月的观察，实验站点性能稳定，主备倒换正常，达到预期目标。
四、双路由模式组网优点
通过以上的分析和案例，选择双路由传输模式，可以在提高CPRI传输网络稳定性同时，提升了CPRI的容量：
1、增加传输网络健壮性：通过两套波分系统分别走不同的传输路由，实现BBU到AAU传输双路由保护，解决了无源波分大规模使用的网络隐患。
2、有利于CRAN优势发挥：在CRAN网络已实现A环路保护、A设备到B设备之间同机房的基础上，有效解决CRAN网络BBU到AAU传输薄弱的痛点。
3、实现成本低，有利于提升网络效能：只需要增加一套波分设备和一条光路资源。
4、有效盘活设备资源：通过双路由配置，BBU/AAU闲置端口实现资源利用最大化。
5、有利于快速扩容，满足热点业务需求：通过负荷分担方式实现CPRI光模块速率从25G提高到50G，可以实现3.5G频段从100M到200M扩容的快速部署，在不更换设备和传输资源情况下，实现单站容量快速成本增加。
五、双路由模式应用场景
双路由环路保护模式提高了传输的可靠性、增加了BBU到AAU下行的速率。因此我们可以利用此特点推广到一下场景中：
1、对业务中断非常敏感的主干道覆盖基站。如自动驾驶业务需求等。
2、特殊的實时在线业务，如远程医疗、企业智能化运行、港口码头物联网业务等需。
3、话务热点区域，如大型体育场、大型商场、火车站、科技园等对业务流量的高需求。
4、电信联通共享的高话务区域，满足电信联通高话务区域各100M业务带宽的需求。
5、临时切片业务需求区域等。
游建春 男，1968年生，苗族，中国电信股份有限公司深圳分公司综合维护中心通信工程师，主要研究方向为 CDMA/LTE/5G NR网络维护和管理工作。
黄伟锋，男，1975年生，汉族，中国电信股份有限公司深圳分公司综合维护中心高级工程师、主要研究方向为无线网络性能优化等工作。
刘倩 女，1993年生，汉族，中国电信股份有限公司深圳分公司综合维护中心，主要研究方向为 CDMA/LTE/5G NR网络维护和管理工作。
【关键词】 5G网络 CPRI 双路由 负荷分担 主备 CRAN
一、概述
5G网络是以大带宽、低时延、广连接为主要特的，因此对网络覆盖的可靠性提出了更高的要求，一个不间断实时在线、可灵活扩容的网络是5G业务开展的基础条件。
为了发挥电信接入网机房和光缆资源的优势，电信在建设5G网络的网络布局中主要采用CRAN组网方式，即BBU采用集中放置在接入网机房，AAU按照网络覆盖要求前置到用户使用前端，采用光缆方式实现CPRI分布安装模式。这样的网络结构，有两个主要优势：
1、接入网机房动力和空调环境良好，为BBU提供良好的运作环境，减少了由于动力问题引起故障;
2、接入网机房光缆资源丰富，方便在和BBU同机房的上联A设备实现双环路保护。
通过CRAN，BBU的动力和传输基础得到了大大提升，但同样带来了一个严重问题： BBU到AAU的CPRI只有单路由配置，尤其是大规模应用无源波分后，一旦发生传输路由光缆故障，将影响整个站址的所有小区AAU的使用，导致覆盖区域服务中断。
随着电信和联通在5G网络的战略合作，3.5G频段的射频带宽从单运营商的100M提高到电信+联通的200M，5G AAU在设备硬件上是支持200M带宽的，这为后续5G网络扩容提供了基础。在5G业务初期，5G网络只开通了100M的射频带宽，根据CPRI和射频带宽关系，目前采用的CPRI只支持25G的前传速率，只能适用目前3.5G的100M射频频宽。一旦需要扩容到200M射频带宽，需要对CPRI进行光路扩容，这将耗费时日，扩容无法快速实施。
因此需要采取新的CPRI前传模式解决最后一公里的痛点，如何能够解决该问题，提高网络健壮性，这对我们维护工作来说是一个重大课题。针对此课题，电信与华为公司联合团队，开展项目攻关。
二、5G网络CPRI组网模式和应用场景。
CPRI（Common Public Radio Interface）组网，指的是基站的BBU（BaseBand Unit）与RRU/RFU/AAU间的前传接口组网，也通常称为CPRI接口组网。
目前电信主要采用CPRI组网结构主要有：星型组网、链型组网、环型组网、负荷分担组网，本文使用到了星型组网和负荷分担组网，下面分别对这两种组网方式进行分析：
2.1星型组网
采用星型组网时，不同的RRU/RFU/AAU直接连接到BBU的BBP/BRI内不同的CPRI接口。BBU通过BBP/BRI和每个RRU/RFU/AAU分别建立操作维护链路，控制面数据和用户面数据会在CPRI链路上进行传输。
该模式结构简单，在4G和5G网络结构中，主要采用此连接方式。电信CRAN网络，CPRI组网普遍采用了无源波分传输方式，通过一对光路（双向）实现多个AAU上联到BBU。这样做的优势是节约了光缆资源，尤其是5G和4G网络共站，可以利用原有光缆快速实现5G网络布置。但同时为5G网络引入了很大的传输隐患：一旦光路故障或无源波分设备故障，将引起所有AAU小区退服，业务中断。
2.2负荷分担/双路由组网
RRU/RFU/AAU通过同一块BBP/BRI上两个CPRI接口与BBU相连，确保两个CPRI接口的物理带宽能够支撑所建小区的带宽需求。
BBU通过BBP/BRI的其中一个CPRI接口与RRU/RFU/AAU建立操作维护链路，用于传输操作维护数据;用户面数据会同时在两条CPRI链路上传输。
采取该模式，当承载操作维护业务的CPRI接口或CPRI链路故障，则操作维护链路会自动倒换到另一条CPRI链路上，实现光路的备份。
三、双路由模式组网实现方式及试点情况
3.1双路由网络结构及实现
采用负荷分担/双路由组网方式对原采用的星型组网方式进行改造：
采用板内负荷分担，RRU/RFU/AAU通过同一块BBP/BRI上两个CPRI接口与BBU相连，确保两个CPRI接口的物理带宽能够支撑所建小区的带宽需求。BBU通过BBP/BRI的其中一个CPRI接口与RRU/RFU/AAU 建立操作维护链路，用于传输操作维护数据;用户面数据会同时在两条CPRI链路上传输。
整体连接示意图如下：
3.2试点实施情况
为验证双路由模式可行性，我们对5G现网选择了两个站点，新马商贸城、塘头新围两个基站共5台AAU小区，按照雙路由模式进行网络改造：新增了一套波分设备、新增一路不同路由的光路、利用BBU/AAU目前闲置端口进行连接。具体的操作包括：
1、保证使用的基带板已经完成配置，用于负荷分担的CPRI端口存在且未被其他RRU链环使用。
2、执行MML命令MOD RRUCHAIN，设置断点。
3、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=0;
4、执行MML命令MOD RRUCHAIN，修改“组网方式”为“LOADBALANCE（负荷分担）”。
5、MOD RRUCHAIN： RCN=0， TT=LOADBALANCE; 6、执行MML命令MOD RRUCHAIN，取消步骤1中设置的断点。设置“断点位置1”和“断点位置2”均为“255”。
7、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=255， BRKPOS2=255;
经过现场测试，CPRI路由切换和负荷分担均能发挥作用，过程对业务无影响。经过近一个月的观察，实验站点性能稳定，主备倒换正常，达到预期目标。
四、双路由模式组网优点
通过以上的分析和案例，选择双路由传输模式，可以在提高CPRI传输网络稳定性同时，提升了CPRI的容量：
1、增加传输网络健壮性：通过两套波分系统分别走不同的传输路由，实现BBU到AAU传输双路由保护，解决了无源波分大规模使用的网络隐患。
2、有利于CRAN优势发挥：在CRAN网络已实现A环路保护、A设备到B设备之间同机房的基础上，有效解决CRAN网络BBU到AAU传输薄弱的痛点。
3、实现成本低，有利于提升网络效能：只需要增加一套波分设备和一条光路资源。
4、有效盘活设备资源：通过双路由配置，BBU/AAU闲置端口实现资源利用最大化。
5、有利于快速扩容，满足热点业务需求：通过负荷分担方式实现CPRI光模块速率从25G提高到50G，可以实现3.5G频段从100M到200M扩容的快速部署，在不更换设备和传输资源情况下，实现单站容量快速成本增加。
五、双路由模式应用场景
双路由环路保护模式提高了传输的可靠性、增加了BBU到AAU下行的速率。因此我们可以利用此特点推广到一下场景中：
1、对业务中断非常敏感的主干道覆盖基站。如自动驾驶业务需求等。
2、特殊的實时在线业务，如远程医疗、企业智能化运行、港口码头物联网业务等需。
3、话务热点区域，如大型体育场、大型商场、火车站、科技园等对业务流量的高需求。
4、电信联通共享的高话务区域，满足电信联通高话务区域各100M业务带宽的需求。
5、临时切片业务需求区域等。
游建春 男，1968年生，苗族，中国电信股份有限公司深圳分公司综合维护中心通信工程师，主要研究方向为 CDMA/LTE/5G NR网络维护和管理工作。
黄伟锋，男，1975年生，汉族，中国电信股份有限公司深圳分公司综合维护中心高级工程师、主要研究方向为无线网络性能优化等工作。
刘倩 女，1993年生，汉族，中国电信股份有限公司深圳分公司综合维护中心，主要研究方向为 CDMA/LTE/5G NR网络维护和管理工作。