中國(guó)聯(lián)通本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃思路及演進(jìn)

0 前言

本地網(wǎng)內(nèi)，安裝通信設(shè)備的生產(chǎn)性建筑一般分為2類(lèi)，一是安裝核心/骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心機(jī)房（通信樞紐樓、通信生產(chǎn)樓、IDC等），二是面向無(wú)線、固定用戶接入的接入機(jī)房（移動(dòng)通信基站、設(shè)備接入間），在數(shù)個(gè)核心機(jī)房和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的接入機(jī)房之間，除固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的端局以外基本上是一個(gè)“自由”的空間，局房、管道、光纜線路等基礎(chǔ)元素的設(shè)置、布局缺少明確的規(guī)范，特別是局房（如后文所說(shuō)的匯聚節(jié)點(diǎn)、綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)）完全是一片空白。而本地網(wǎng)內(nèi)面向業(yè)務(wù)發(fā)展需要建設(shè)的無(wú)線網(wǎng)、城域網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)等，主要考慮業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)本身能夠形成的能力，對(duì)于發(fā)揮基礎(chǔ)支撐作用的局房、管線、傳輸系統(tǒng)等缺乏足夠的重視和長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。隨著業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展或業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力的增強(qiáng)，業(yè)務(wù)站點(diǎn)逐漸加密，往往會(huì)導(dǎo)致早期發(fā)揮業(yè)務(wù)匯聚作用、接入業(yè)務(wù)收斂作用的一些機(jī)房（基本全部為租用）無(wú)法滿足業(yè)務(wù)繼續(xù)發(fā)展需要主動(dòng)搬遷，受城市改造、租金等因素逼遷的比例也很高，機(jī)房穩(wěn)定性非常差，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、搬遷費(fèi)用巨大，網(wǎng)絡(luò)的安全性也無(wú)從談起；同時(shí)，由于機(jī)房不穩(wěn)定、管線建設(shè)缺少統(tǒng)領(lǐng)、業(yè)務(wù)接入無(wú)法規(guī)范，從而導(dǎo)致管道、光纜線路的投資效率和資源的利用效益低下�；�于上述因素，中國(guó)聯(lián)通在2013年提出了本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的規(guī)劃思路，在充分考慮了各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以“目標(biāo)網(wǎng)”的方法進(jìn)行規(guī)劃，提出了“三點(diǎn)兩面”的分層分區(qū)目標(biāo)架構(gòu)以及相應(yīng)的機(jī)房定位、管線和系統(tǒng)銜接策略，為中國(guó)聯(lián)通本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定明確了方向，在行業(yè)內(nèi)有很大的影響力。

1 本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃思路

本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是本地網(wǎng)內(nèi)各類(lèi)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、承載、傳送網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)資源，宜采用目標(biāo)網(wǎng)的規(guī)劃方法，構(gòu)建穩(wěn)定、易于擴(kuò)展、滿足業(yè)務(wù)快速接入的基礎(chǔ)架構(gòu)。

本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目標(biāo)規(guī)劃首先要合理劃分區(qū)域，提升承載效率，各本地網(wǎng)應(yīng)結(jié)合行政區(qū)劃、現(xiàn)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)布局、現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)收斂狀況等進(jìn)行匯聚區(qū)和綜合業(yè)務(wù)區(qū)規(guī)劃。

匯聚區(qū)：依據(jù)地理狀況、行政區(qū)劃、業(yè)務(wù)分布等，從網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的合理性和管理維護(hù)的方便性出發(fā)，將本地網(wǎng)劃分為多個(gè)匯聚區(qū)，匯聚區(qū)內(nèi)保持一定的網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性。北方省份以現(xiàn)有端局覆蓋范圍劃分匯聚區(qū)，南方省分的市區(qū)建議一個(gè)匯聚區(qū)覆蓋200個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（含宏站室分），每個(gè)郊區(qū)縣原則上劃分為1個(gè)匯聚區(qū)。

綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)：主要以服務(wù)公眾用戶寬帶、商企客戶、移動(dòng)基站等綜合業(yè)務(wù)接入的區(qū)域，根據(jù)用戶分布、業(yè)務(wù)類(lèi)型、接入方式將一個(gè)匯聚區(qū)劃分為多個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是本地網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)的匯聚、收斂和處理的核心，節(jié)點(diǎn)的布局要兼顧現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍，并和機(jī)房布局相協(xié)調(diào)，本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)明確了3類(lèi)節(jié)點(diǎn)的定位和機(jī)房要求。

a） 核心節(jié)點(diǎn)：本地網(wǎng)內(nèi)各類(lèi)業(yè)務(wù)核心設(shè)備所在機(jī)房，包括固網(wǎng)IMS、固網(wǎng)軟交換SS/TG、移動(dòng)網(wǎng)電路域/分組域網(wǎng)元、城域網(wǎng)IP核心節(jié)點(diǎn)、傳輸核心節(jié)點(diǎn)、骨干網(wǎng)等設(shè)備所在機(jī)房。核心節(jié)點(diǎn)機(jī)房面積、電源應(yīng)綜合考慮各類(lèi)網(wǎng)元中長(zhǎng)期需求和IDC等需求綜合考慮。

b） 匯聚節(jié)點(diǎn)：本地網(wǎng)內(nèi)各類(lèi)業(yè)務(wù)匯聚設(shè)備所在機(jī)房，包括傳輸匯聚節(jié)點(diǎn)、IP網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn)或業(yè)務(wù)控制層（BRAS/SR）等設(shè)備。在單個(gè)匯聚區(qū)內(nèi)，根據(jù)系統(tǒng)組網(wǎng)、機(jī)房條件需要設(shè)置1~2個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)。新建匯聚機(jī)房使用面積建議不小于60 m2。蓄電池組不小于2組800 Ah，開(kāi)關(guān)電源滿配容量不小于600 A，外市電引入功率不小于70 kVA。

c） 綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)：綜合業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)小范圍業(yè)務(wù)收斂設(shè)備所在機(jī)房，包括集中設(shè)置BBU、OLT、傳輸邊緣匯聚等設(shè)備，是區(qū)域內(nèi)傳輸匯聚節(jié)點(diǎn)的延伸，也是匯聚節(jié)點(diǎn)和末端接入點(diǎn)之間的銜接節(jié)點(diǎn)。每個(gè)綜合業(yè)務(wù)區(qū)建議設(shè)置4個(gè)左右綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，每個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)收斂10個(gè)左右移動(dòng)站點(diǎn)或20個(gè)左右末端接入點(diǎn)，北方可根據(jù)機(jī)房條件和管道條件酌情考慮。新增綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房使用面積建議30~40 m2。蓄電池組不小于2組400 Ah，開(kāi)關(guān)電源滿配容量不小于300 A，外市電引入功率不小于35 kVA。

上述3類(lèi)架構(gòu)節(jié)點(diǎn)之外的機(jī)房或設(shè)施定位為末端接入點(diǎn)，指各種業(yè)務(wù)的末端接入節(jié)點(diǎn)，用于移動(dòng)基站（包含獨(dú)立宏站、室分、RRU拉遠(yuǎn)等）、商務(wù)樓宇、寬帶小區(qū)等業(yè)務(wù)設(shè)備的接入，靈活地通過(guò)各種技術(shù)接入到綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)布局和區(qū)域劃分明確后，各類(lèi)網(wǎng)元設(shè)置應(yīng)保持協(xié)調(diào)一致，本地光纜網(wǎng)、傳輸系統(tǒng)結(jié)合架構(gòu)布局也要明確相應(yīng)的目標(biāo)網(wǎng)建設(shè)模式，并適度提前建設(shè)。

本地光纜網(wǎng)目標(biāo)分為3層結(jié)構(gòu)，分別是核心層、匯聚層、接入層，其中接入層又分為主干層、配線層/用戶引入層。各本地網(wǎng)應(yīng)向分層分區(qū)的目標(biāo)網(wǎng)結(jié)構(gòu)演進(jìn)，如圖1所示。

圖1 本地光纜網(wǎng)目標(biāo)結(jié)構(gòu)

核心匯聚層光纜主要用于核心節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)間銜接，應(yīng)按高效、直達(dá)的模式建設(shè)，一般和主干光纜分開(kāi)建設(shè)，并考慮未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)行容量預(yù)留。

城區(qū)主干光纜應(yīng)按綜合業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)收斂，一般采用環(huán)形不遞減方式建設(shè)。主干光纜又可以細(xì)分為一級(jí)主干和二級(jí)主干，一級(jí)主干是以匯聚節(jié)點(diǎn)為中心，與綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)、主干光交間共同組織的主干光纜環(huán)/鏈路，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)的收斂，考慮到纖芯利用效率，綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)和主干光交按1∶2的配比設(shè)置為宜；二級(jí)主干用于業(yè)務(wù)密集區(qū)域，可以圍繞綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)建設(shè)純光交環(huán)，便于大量業(yè)務(wù)接入。

本地傳輸系統(tǒng)主要包括WDM/OTN、UTN、MSTP 3張網(wǎng)，WDM/OTN網(wǎng)主要定位于大顆粒、長(zhǎng)距離業(yè)務(wù)承載，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以環(huán)形為主，目前主要覆蓋市縣系統(tǒng)；MSTP網(wǎng)主要用于2G/3G早期的移動(dòng)回傳承載和大客戶承載，因管道剛性、無(wú)法統(tǒng)計(jì)復(fù)用、配置復(fù)雜等因素逐步不再發(fā)展；UTN網(wǎng)絡(luò)定位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)回傳和大客戶等精品業(yè)務(wù)的承載，是當(dāng)前主要建設(shè)的系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)和架構(gòu)節(jié)點(diǎn)保持協(xié)調(diào)，圖2給出了和架構(gòu)匹配的UTN網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)結(jié)構(gòu)。

圖2 本地UTN網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)結(jié)構(gòu)

2 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)進(jìn)展

2.1 架構(gòu)節(jié)點(diǎn)機(jī)房建設(shè)進(jìn)展

中國(guó)聯(lián)通在2014—2016年滾動(dòng)規(guī)劃中全面貫徹了基礎(chǔ)架構(gòu)目標(biāo)網(wǎng)的規(guī)劃思路，全國(guó)共規(guī)劃匯聚區(qū) 4 038個(gè)，其中城區(qū)匯聚區(qū)1 823個(gè)，郊縣匯聚區(qū)2 215個(gè)，規(guī)劃目標(biāo)匯聚機(jī)房6 600余個(gè)。全國(guó)城區(qū)共規(guī)劃 9 458個(gè)綜合業(yè)務(wù)區(qū)，農(nóng)村以現(xiàn)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)路實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)收斂，共規(guī)劃綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)目標(biāo)機(jī)房7.47萬(wàn)個(gè)，其中城區(qū)3.7萬(wàn)個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)3.77個(gè)。

自2013年以來(lái)，中國(guó)聯(lián)通在架構(gòu)節(jié)點(diǎn)建設(shè)、節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，總體建成率已超過(guò)90%，整體上來(lái)看，架構(gòu)節(jié)點(diǎn)已基本成形。

表1 匯聚機(jī)房和綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房建設(shè)進(jìn)展

雖然整體建成率較高，但是南北方、不同省份間差異較大。北方匯聚節(jié)點(diǎn)、綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)已基本完成目標(biāo)架構(gòu)，南方部分省分、城市和目標(biāo)缺口差異較大。以南方一個(gè)發(fā)達(dá)省會(huì)城市為例，截至2016年底的匯聚機(jī)房和綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)狀況分別見(jiàn)表2和表3。從表2和表3中可以看出，該城市匯聚機(jī)房仍有30%的目標(biāo)缺口，機(jī)房自有率不到62%，且作為業(yè)務(wù)量發(fā)達(dá)的省會(huì)城市面積小于60 m2的機(jī)房占比竟達(dá)23%，匯聚機(jī)房的整體穩(wěn)定性堪憂。綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房目標(biāo)缺口39%，且小于20 m2的機(jī)房占比達(dá)36%，已建成單綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)平均收斂移動(dòng)站點(diǎn)（物理站址，含室分）13個(gè)，機(jī)房的可擴(kuò)展性差，無(wú)法適應(yīng)5G時(shí)代的C-RAN架構(gòu)。

表2 南方A省會(huì)城市匯聚機(jī)房狀況

表3 南方A省會(huì)城市綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房狀況

架構(gòu)機(jī)房建設(shè)存在的另一個(gè)突出問(wèn)題是，節(jié)點(diǎn)機(jī)房和主干光纜沒(méi)有銜接起來(lái)，架構(gòu)節(jié)點(diǎn)機(jī)房的業(yè)務(wù)收斂仍通過(guò)既有的配線光纜模式收斂，主干光纜的資源利用率也無(wú)法得到提升。

截至目前，全國(guó)已建成城區(qū)綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)2.94萬(wàn)個(gè)（不含匯聚機(jī)房兼做），其中21%的綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)未實(shí)現(xiàn)和接入主干光纜的銜接，南方個(gè)別省分情況比較嚴(yán)重。這種情況的形成有歷史的原因，如主干光纜建設(shè)在前而綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)定位在后沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化，也體現(xiàn)了對(duì)架構(gòu)的僵化理解，只重視“點(diǎn)”的建設(shè)而忽視“線”的銜接，導(dǎo)致架構(gòu)的整體作用無(wú)法發(fā)揮，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)模式未發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。

2.2 和架構(gòu)銜接的主干光纜目標(biāo)網(wǎng)建設(shè)

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)層級(jí)收斂功能，和架構(gòu)節(jié)點(diǎn)相匹配的主干光纜建設(shè)至關(guān)重要。主干光纜的建設(shè)應(yīng)圍繞綜合業(yè)務(wù)區(qū)建設(shè)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)所有綜合業(yè)務(wù)區(qū)的100%覆蓋。近幾年，隨著架構(gòu)的提出和業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展，主干光纜覆蓋率逐步提升。目前，城區(qū)綜合業(yè)務(wù)區(qū)的主干光纜覆蓋率已超過(guò)95%，城區(qū)站點(diǎn)接入距離由2013年的2.68 km縮減到2017年的0.96 km，平均接入長(zhǎng)度大幅縮減，提升了業(yè)務(wù)快速接入的響應(yīng)能力。

全國(guó)城區(qū)新建站接入主干光交占比42%，接入綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)占比33%，另有25%接入普通基站，可以看出，全國(guó)75%以上的站址接入采用了目標(biāo)架構(gòu)接入模式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大大提升。宏站和室分的拉遠(yuǎn)比例逐步提升，近3年新建站址的拉遠(yuǎn)比例均超過(guò)了80%，截至目前，3G/4G站的拉遠(yuǎn)總比例已經(jīng)達(dá)到50%，采用BBU集中RRU拉遠(yuǎn)的C-RAN建設(shè)模式可以大大降低末端機(jī)房的建設(shè)投資和運(yùn)維成本，提高總體投資效率。目前，有部分省分對(duì)于已經(jīng)采用分組接入的短支鏈節(jié)點(diǎn)、不穩(wěn)定機(jī)房進(jìn)行BBU集中回撤，加快向目標(biāo)架構(gòu)的接入模式靠攏，取得了較好的收益。

根據(jù)架構(gòu)目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)定位，綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)應(yīng)作為OLT節(jié)點(diǎn)、BBU集中節(jié)點(diǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至目前全國(guó)綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)已覆蓋OLT占比59%，接入寬帶大客戶比例56%，可以說(shuō)大部分OLT布局實(shí)現(xiàn)和目標(biāo)架構(gòu)的匹配，少數(shù)城市仍存在OLT過(guò)度集中在匯聚機(jī)房、或大量下沉到小區(qū)的現(xiàn)象，OLT過(guò)度集中到匯聚機(jī)房會(huì)帶來(lái)主干光纜的承載效率較低，如果綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房條件具備，建議逐步推進(jìn)OLT下沉到綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房，對(duì)于下沉到小區(qū)的OLT因存在較大的安全隱患，建議根據(jù)機(jī)房條件逐步回撤到綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)。

截至目前，全國(guó)已建成的綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)91%已放置BBU，但約37%的綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)放置BBU數(shù)量小于等2個(gè)，考慮到3G/4G制式這些節(jié)點(diǎn)只實(shí)現(xiàn)了本站BBU的接入，并沒(méi)有起到C-RAN BBU集中的效果。全國(guó)有10余個(gè)城市，100%的綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)僅接入了本站，基站的建設(shè)模式仍完全采用D-RAN模式，運(yùn)維成本居高不下。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因也有多種，如綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房條件不具備、主干光纜資源不足、該站點(diǎn)已有分組接入不愿意調(diào)整，雖然理由看似比較充分，但從整體的TCO成本出發(fā)，D-RAN接入模式應(yīng)盡快向C-RAN架構(gòu)靠攏。

3 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)的要求

5G移動(dòng)通信技術(shù)正在從理念走向現(xiàn)實(shí)，我國(guó)政府明確提出了2020年商用的目標(biāo)。和4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G時(shí)代發(fā)生了革命性的變化。單用戶下載速率提升100倍，達(dá)到10 Gbit/s，物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達(dá)到100萬(wàn)連接/km2，時(shí)延從幾十ms下降到ms量級(jí)，移動(dòng)性將支持500 km/h的速率，且根據(jù)不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用采用虛擬化的切片靈活架構(gòu)。

參考某廠家測(cè)算，如果5G采用3.5 GHz頻段，5G站覆蓋半徑和4G站相當(dāng)，站址數(shù)量比4G站多20%，大多可以部署在現(xiàn)在站址，適當(dāng)補(bǔ)點(diǎn)即可滿足5G連續(xù)覆蓋需求，因此機(jī)房光纜仍是5G基站建設(shè)的重要基礎(chǔ)。另外，C-RAN的CLOUDBBU應(yīng)按需小集中部署，BBU協(xié)同增益曲線拐點(diǎn)在7個(gè)物理站址左右，如集中過(guò)多，將對(duì)集中點(diǎn)的電源帶來(lái)壓力，且纖芯資源需求較大（單站6芯）。

業(yè)界普遍認(rèn)為，5G時(shí)代核心網(wǎng)和RAN側(cè)將進(jìn)一步云化。5G核心網(wǎng)的云化將實(shí)現(xiàn)控制面CP和轉(zhuǎn)發(fā)面UP的分離，CP面將盡量集中，UP面根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行下沉。5G RAN側(cè)L1和L2實(shí)時(shí)處理功能不具備云化條件，L2非實(shí)時(shí)和L3功能可虛擬化。按照虛擬化的設(shè)想，5G RAN側(cè)網(wǎng)元邏輯功能將劃分為CU、DU、AAU幾部分。根據(jù)不同的站型和應(yīng)用場(chǎng)景，各部分和架構(gòu)節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系建議如圖3所示。

從圖3中可以看出，核心網(wǎng)CP一般采用區(qū)域（省）集中或本地集中方式設(shè)置，核心網(wǎng)UP面一般設(shè)置在地（市）核心節(jié)點(diǎn)，對(duì)于低時(shí)延、大容量的業(yè)務(wù)應(yīng)用視情況向匯聚節(jié)點(diǎn)、甚至綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)下沉。移動(dòng)網(wǎng)RAN側(cè)CU一般位于匯聚節(jié)點(diǎn)，時(shí)延滿足時(shí)可以設(shè)置在核心節(jié)點(diǎn)，也可以下沉到綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)、基站，視不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景而定。

圖3 5G網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)/RAN側(cè)網(wǎng)元和架構(gòu)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

5G承載網(wǎng)中，前傳接口進(jìn)一步劃分為前傳（AAU-DU）和中傳（DU-CU）。前傳接口采用eCPRI標(biāo)準(zhǔn)，壓縮后的單小區(qū)帶寬為10~25 G。前傳的首選方案是光纖直驅(qū)，投資最少且時(shí)延最低，每個(gè)3小區(qū)的基站需要3對(duì)光纖，單站接入的24芯配線光纜應(yīng)該不成問(wèn)題，纖芯壓力大的是主干光纜（站點(diǎn)接入的光交——DU集中的綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)）。如果纖芯資源不足，可以采用波分方式或新建光纜解決，應(yīng)綜合比較成本后采用性?xún)r(jià)比最優(yōu)的方案。

DU池組化將成為5G的發(fā)展趨勢(shì)，因此DU應(yīng)該支持多AAU的接入能力，如按1個(gè)DU節(jié)點(diǎn)能夠匯聚9個(gè)AAU的業(yè)務(wù)，按小區(qū)均值2G和1∶2的收斂比，中傳帶寬約為10G速率，每個(gè)綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)帶寬30~40 G，二級(jí)匯聚環(huán)的容量約100 G容量。

CU以上屬于回傳接口，CU到核心網(wǎng)的帶寬預(yù)計(jì)在100 G左右，需要100 G大容量UTN設(shè)備承載。5G時(shí)代，移動(dòng)回傳和固網(wǎng)回傳的帶寬預(yù)計(jì)都會(huì)達(dá)到100 G顆粒，而且隨著核心網(wǎng)、城域網(wǎng)（vBNG）、RAN CU的虛擬化，承載網(wǎng)解決的基本都是云之間的業(yè)務(wù)調(diào)度，從流量流向上來(lái)看，城域內(nèi)的兩張IP網(wǎng)可以合二為一。但是，目前來(lái)看，城域網(wǎng)和UTN網(wǎng)的價(jià)格存在較大差異，建議初期仍維持2張網(wǎng)的目標(biāo)架構(gòu)。

2015年中國(guó)聯(lián)通提出了CUBENET2.0架構(gòu)，明確了網(wǎng)絡(luò)虛擬化的目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)虛擬化將從核心網(wǎng)開(kāi)始，逐步實(shí)現(xiàn)IT支撐系統(tǒng)、業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)、RAN側(cè)控制的虛擬化，另外，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備將長(zhǎng)期存在，并逐步引入SDN功能，實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)開(kāi)通、帶寬靈活提速、流量調(diào)優(yōu)等功能。通信的云化也會(huì)對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)帶來(lái)一定的影響。中國(guó)聯(lián)通的通信云預(yù)計(jì)會(huì)采用三級(jí)架構(gòu)，即區(qū)域DC、本地DC和邊緣DC，其中邊緣DC從匯聚機(jī)房中選取，因此會(huì)對(duì)通信機(jī)房的面積和電源帶來(lái)新的需求（見(jiàn)圖4）。

圖4 中國(guó)聯(lián)通通信DC目標(biāo)架構(gòu)

4 穩(wěn)定的架構(gòu)是未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的前提條件

5G網(wǎng)絡(luò)和通信DC化對(duì)本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來(lái)了較大的影響，邊緣DC的網(wǎng)絡(luò)定位和匯聚機(jī)房基本匹配，綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)更是和5G DU池組化布局不謀而合，可以說(shuō)中國(guó)聯(lián)通本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)未雨綢繆，提前為5G引入和通信的DC化進(jìn)行了鋪墊。在5G “山雨欲來(lái)風(fēng)滿樓”的前夜，加快本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的完善顯得必要而急迫。

從第3章5G和通信DC的需求分析來(lái)看，架構(gòu)的完善應(yīng)聚焦在匯聚機(jī)房、綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房面積/電源條件的改善、數(shù)量布局是否滿足要求、主干光纜容量是否能滿足需求等方面。

根據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的初步測(cè)算，對(duì)于覆蓋200個(gè)站的匯聚機(jī)房，保守的測(cè)算5G CU和MEC大約需要4個(gè)機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜的功耗大約4 kW。按照本地基礎(chǔ)目標(biāo)網(wǎng)規(guī)劃，近幾年新建的匯聚機(jī)房使用面積不小于60 m2基本可以滿足5G邊緣DC需要，但是考慮到機(jī)房DC化改造的需要新建機(jī)房的使用面積建議放大到100 m2（尤其是密集城區(qū)）。現(xiàn)有的60 m2以下機(jī)房也不必盲目地進(jìn)行替換，可以先進(jìn)行機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備整合，為5G設(shè)備安裝預(yù)留4~6個(gè)架位，考慮到剩余面積小，機(jī)房進(jìn)行DC化改造得不償失，建議僅通過(guò)冷風(fēng)通道整改提高制冷效率，不再進(jìn)行高壓直流改造。

5G DU一般情況下要集中到綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)，為DU池組化做好準(zhǔn)備。由于5G DU的尺寸尚不明確，暫參考4G BBU尺寸大小，按1個(gè)機(jī)柜可以安裝10個(gè)DU估算，1個(gè)DU至少應(yīng)可以支持3個(gè)AAU（建議更大），這樣，綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)僅需要為5G無(wú)線設(shè)備預(yù)留一個(gè)機(jī)位。另外，考慮到5G前傳主要接入模式為光纖，可能需要新建一級(jí)或二級(jí)主干光纜、或低成本的WDM設(shè)備，中傳也需要引入OTN或大容量UTN設(shè)備，也至少需要1架綜合柜滿足傳送設(shè)備安裝。綜合來(lái)看，綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)為滿足5G引入，至少需要2個(gè)空余架位。隨著5G容量的增大，DU和相應(yīng)的承載設(shè)備功耗都會(huì)增加，現(xiàn)有開(kāi)關(guān)電源、電池容量都面臨擴(kuò)容壓力，建議暫不進(jìn)行電源擴(kuò)容改造，待將來(lái)5G設(shè)備定型后、5G部署時(shí)機(jī)明確后再改造。

5G時(shí)代前傳如全部采用拉遠(yuǎn)模式，按目前單綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)覆蓋10個(gè)移動(dòng)站點(diǎn)來(lái)測(cè)算，考慮30%的局站直接通過(guò)配線光纜入局，70%左右站址通過(guò)2個(gè)主干光交接入，則平均單光交需要占用主干光纜纖芯21芯（7×6/2=21芯）。另外，考慮到部分匯聚機(jī)房的OLT會(huì)逐步下沉到綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)，對(duì)一級(jí)主干的纖芯使用也會(huì)帶來(lái)較大影響。因此，建議一級(jí)主干光纜的纖芯分配應(yīng)適應(yīng)新形勢(shì)需要，適度加大共享纖芯分配，可采用預(yù)留纖芯方式暫不成端，將來(lái)根據(jù)需要靈活成端的方式。另外，對(duì)于密集城區(qū)5G站址規(guī)�？赡軙�(huì)有較大增加，應(yīng)考慮采用二級(jí)主干光纜的建設(shè)模式，以解決管孔資源的壓力。

對(duì)于站址增加較多的密集城區(qū)，目前規(guī)劃的綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)收斂移動(dòng)站點(diǎn)已經(jīng)較多，受機(jī)房面積、電源等影響，可能現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)5G站點(diǎn)的DU全集中。這種情況下，建議適當(dāng)增加綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)目標(biāo)數(shù)量，尤其是可以考慮將現(xiàn)有的小BBU集中點(diǎn)納入5G DU的設(shè)備集中點(diǎn)，從組網(wǎng)上考慮其安全性。對(duì)于大型體育場(chǎng)館、高新科技公司集中的寫(xiě)字樓，還要考慮CU、MEC下沉的可能性，選擇合適的機(jī)房作為綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，機(jī)房面積可參考匯聚機(jī)房建設(shè)。

5 如何快速形成穩(wěn)定的基礎(chǔ)架構(gòu)

結(jié)合當(dāng)前架構(gòu)建設(shè)存在的問(wèn)題，為適應(yīng)5G和DC化發(fā)展演進(jìn)的需要，應(yīng)加快架構(gòu)目標(biāo)網(wǎng)建設(shè)，重點(diǎn)做好以下幾方面工作。

一是強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。部分省市認(rèn)為機(jī)房建設(shè)投資大，沒(méi)有效益，即使沒(méi)有機(jī)房也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備湊合解決問(wèn)題，這種思想是造成部分地（市）架構(gòu)機(jī)房建設(shè)推進(jìn)慢的最主要原因，因此應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到架構(gòu)機(jī)房在未來(lái)的5G建設(shè)、通信DC化建設(shè)中的重要作用，提高對(duì)架構(gòu)節(jié)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。

二是投資向基礎(chǔ)架構(gòu)傾斜。近兩年中國(guó)聯(lián)通營(yíng)收不足，投資效率低，隨著集團(tuán)對(duì)精準(zhǔn)建設(shè)的重視，投資額度逐年下滑，而房?jī)r(jià)卻明顯上升，導(dǎo)致投資額度不足。這種情況的省市，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)有機(jī)房的挖潛工作，逐個(gè)審視一下現(xiàn)有的機(jī)房能否挖潛、能否改造解決，實(shí)在無(wú)法解決的，應(yīng)根據(jù)重要性程度逐步建設(shè)，投資在滿足業(yè)務(wù)接入外適度向基礎(chǔ)架構(gòu)傾斜。

三是加強(qiáng)管理，簡(jiǎn)化機(jī)房建設(shè)流程。目前，機(jī)房建設(shè)從立項(xiàng)、選址、合同談判、入賬等由多部門(mén)聯(lián)合負(fù)責(zé)，選擇一個(gè)機(jī)房需要計(jì)劃、建設(shè)、財(cái)務(wù)、法律等多專(zhuān)業(yè)參與，因流程復(fù)雜導(dǎo)致業(yè)主反悔時(shí)有發(fā)生，這么多部門(mén)也沒(méi)有明確哪個(gè)部門(mén)具體負(fù)責(zé)架構(gòu)機(jī)房的牽頭建設(shè)，導(dǎo)致建設(shè)緩慢；另外，部分小產(chǎn)權(quán)房或農(nóng)村用房因?yàn)橥恋禺a(chǎn)權(quán)問(wèn)題無(wú)法簽訂合同。建議缺口大的省市，應(yīng)認(rèn)真分析管理原因，理順并簡(jiǎn)化相關(guān)流程，提高建設(shè)效率。

四是多部門(mén)聯(lián)合解決選址難問(wèn)題。架構(gòu)機(jī)房選址的重要一條是機(jī)房穩(wěn)定性，匯聚機(jī)房最好有自有產(chǎn)權(quán)，而近年來(lái)城市建設(shè)日新月異，大拆大建時(shí)有發(fā)生，建筑物的穩(wěn)定性有所降低，給選址造成困難。部分城市選取的居民樓又因擾民、施工、發(fā)電等問(wèn)題影響使用，部分城市選取地下室又存在重大安全隱患。根據(jù)部分城市經(jīng)驗(yàn)，匯聚機(jī)房選取應(yīng)加大辦公樓、背街商鋪、公共設(shè)施等來(lái)源的選取，建議加強(qiáng)多部門(mén)聯(lián)動(dòng)，如將集客市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和機(jī)房選取結(jié)合，總體為企業(yè)爭(zhēng)取利益，解決選址難題。

五是加強(qiáng)現(xiàn)有機(jī)房挖潛，DC化改造量力而行。從網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求來(lái)看，當(dāng)前已建成的匯聚機(jī)房、綜合業(yè)務(wù)點(diǎn)機(jī)房存在著機(jī)房面積不足、電源缺口大等問(wèn)題，而架構(gòu)的建設(shè)非一日之功，網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)要充分利用目前已經(jīng)形成的架構(gòu)機(jī)房，對(duì)于面積不足的優(yōu)先通過(guò)機(jī)架整合/騰退、擴(kuò)容方式解決，對(duì)于虛擬化需求不大的機(jī)房不建議進(jìn)行機(jī)房DC化改造。

六是加快主干光纜建設(shè)和接入模式優(yōu)化。預(yù)計(jì)5G建設(shè)會(huì)采用快速建網(wǎng)模式，2~3年內(nèi)形成覆蓋基本完善的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)主干光纜的纖芯需求會(huì)很緊迫，因此，在5G需求基本明確的前提下，適度加快城區(qū)主干光纜建設(shè)十分必要，尤其是局部熱點(diǎn)區(qū)域的二級(jí)主干光纜建設(shè)，同時(shí)一級(jí)主干光纜應(yīng)避免盲目的擴(kuò)容，應(yīng)結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展和低成本W(wǎng)DM的成熟度綜合選擇。對(duì)于傳統(tǒng)模式的接入站點(diǎn)，應(yīng)盡快完成和主干光纜的銜接，將接入超大環(huán)通過(guò)二級(jí)匯聚的建設(shè)優(yōu)化為小環(huán)，同時(shí)也為5G業(yè)務(wù)快速接入做好準(zhǔn)備。

6 總結(jié)

中國(guó)聯(lián)通在行業(yè)內(nèi)創(chuàng)新性地提出本地基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)理念，可以很好地適應(yīng)5G和通信DC化的發(fā)展演進(jìn)。通過(guò)3年左右的建設(shè)，中國(guó)聯(lián)通架構(gòu)穩(wěn)步推進(jìn)，取得了很好的成效，但也存在不少問(wèn)題。面臨5G的加速到來(lái)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到架構(gòu)布局的重要性，加快推進(jìn)匯聚機(jī)房、綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)機(jī)房建設(shè)，新建匯聚機(jī)房面積應(yīng)適度加大，匯聚機(jī)房的DC化改造應(yīng)慎重進(jìn)行，同時(shí)，應(yīng)結(jié)合5G業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)適度提前建設(shè)主干光纜。

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作者：尹祖新 朱常波 顧榮生 張紅 喬月強(qiáng) 來(lái)源：《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》2017年第11期