面向業(yè)務(wù)演進(jìn)的5G無線接入組網(wǎng)部署規(guī)劃

摘要：對5G業(yè)務(wù)場景特點及應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行分析，給出面向業(yè)務(wù)的5G分階段部署需求策略；基于現(xiàn)有無線設(shè)備形態(tài)及5G接入網(wǎng)CU/DU重構(gòu)方案，預(yù)判5G NR設(shè)備形態(tài)及組網(wǎng)特點；綜合分析當(dāng)前無線網(wǎng)發(fā)展存在的問題及挑戰(zhàn)，建議5G采用C-RAN架構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)部署的策略并給出關(guān)于BBU/DU池集中度、BBU/DU池集中點以及無線前傳的組網(wǎng)方案。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合業(yè)務(wù)特點及業(yè)務(wù)發(fā)展需求，給出C-RAN架構(gòu)下的CU/DU部署策略，并提出現(xiàn)階段的無線網(wǎng)應(yīng)對部署策略，為后續(xù)5G快速部署提前奠定組網(wǎng)架構(gòu)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：5G；C-RAN；CU/DU；無線接入網(wǎng)；組網(wǎng)部署

1 引言

4G已為用戶提供了前所未有的使用體驗，大大改變了移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)使用習(xí)慣，實現(xiàn)了人與人、人與物之間的通信更進(jìn)一步。然而，隨著各種技術(shù)的突破，5G網(wǎng)絡(luò)與其他先進(jìn)技術(shù)之間實現(xiàn)了相輔相成、協(xié)同發(fā)展的新局面。5G不僅需要滿足人們對超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性的需求，能夠為用戶提供高清視頻、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、云桌面、在線游戲等極致業(yè)務(wù)體現(xiàn)，同時還要滲透到互聯(lián)網(wǎng)的各個領(lǐng)域，與工業(yè)設(shè)施、醫(yī)療儀器、交通工具等進(jìn)行深度的融合，實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的愿景，有效地滿足工業(yè)、醫(yī)療、交通等垂直行業(yè)的信息化服務(wù)需要。因此，5G不僅解決人與人、人與物之間的通信需求，還需解決物與物之間的通信需求。

為了應(yīng)對不同場景、不同業(yè)務(wù)的部署需求，5G 不僅采用更大組網(wǎng)帶寬，同時也將目前4G傳統(tǒng)BBU重構(gòu)為DU和CU。重構(gòu)后的設(shè)備形態(tài)將如何？為了便于系統(tǒng)演進(jìn)及新業(yè)務(wù)發(fā)展，5G無線網(wǎng)架構(gòu)將如何調(diào)整？面向業(yè)務(wù)CU、DU如何部署？當(dāng)前4G無線網(wǎng)建設(shè)中如何應(yīng)對？本文從5G業(yè)務(wù)需求分析出發(fā)，對5G新設(shè)備可能的實現(xiàn)方案及形態(tài)、面向業(yè)務(wù)的5G組網(wǎng)架構(gòu)及CU/DU部署方案進(jìn)行綜合分析評估，為后續(xù)5G無線網(wǎng)大規(guī)模部署提供參考建議。

2 5G業(yè)務(wù)部署及設(shè)備形態(tài)

2.1 5G業(yè)務(wù)發(fā)展部署策略

5G無線網(wǎng)絡(luò)具備高峰速率、高頻譜效率、高移動性、高密度連接、大容量、低時延、低功耗等關(guān)鍵特性指標(biāo)，將給用戶帶來極致體驗無處不在，提供了低時延和高可靠的信息交互能力，支持互聯(lián)實體之間的高度實時、高度精密、高度安全的業(yè)務(wù)協(xié)作。ITU在其發(fā)布的《5G白皮書》中定義了5G的三大應(yīng)用場景，增強移動寬帶（eMBB）、超高可靠低時延通信（URLLC）、大規(guī)模機器類通信（mMTC）。其中，eMBB在現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上，著眼于未來移動寬帶業(yè)務(wù)場景需求，提供更高體驗速率和更大寬帶接入能力，進(jìn)一步提升用戶體驗等性能，追求人與人之間的極致通信體驗，eMBB適用于熱點、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、超高清3D視頻、高清語音、云辦公、云游戲等高容量應(yīng)用。mMTC則是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，支持大規(guī)模、低成本、低能耗物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的高校接入和管理，具體包括車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用； URLLC適用于車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動醫(yī)療等對網(wǎng)絡(luò)時延及可靠性要求很高的場景。

從業(yè)務(wù)發(fā)展需求看，mMTC業(yè)務(wù)前期可利用已有LPWA技術(shù)提供，包括現(xiàn)有蜂窩技術(shù)及非蜂窩技術(shù)等，未來5G新系統(tǒng)逐步實現(xiàn)滿足更大規(guī)模連接以及更低要求時延這兩種場景，諸如物流跟蹤、工業(yè)機器人連接控制、城市交通管理等。因此，初期5G更為迫切的業(yè)務(wù)需求將是eMBB和URLLC。隨著高清視頻、AR、VR等技術(shù)日漸趨熱，大容量、高速率將是5G最大的驅(qū)動力，故5G的優(yōu)先需滿足于eMBB場景應(yīng)用需求，而以智能駕駛為代表的URLLC對5G的需求不如eMBB場景那么迫切。

因此，初期（預(yù)計2019-2020年）5G保障eMBB業(yè)務(wù)為主，滿足4G熱點分流，提供高清視頻、AR、VR等業(yè)務(wù)需求，推進(jìn)NB-IoT/eMTC演進(jìn)，承載mMTC業(yè)務(wù)，推動諸如無人機、車聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)試點應(yīng)用；中期（預(yù)計2021-2023年）以eMBB業(yè)務(wù)的主要承載網(wǎng)，同時滿足諸如智能駕駛等URLLC業(yè)務(wù)需求，而NB-IoT/eMTC為mMTC主力承載網(wǎng)，5G NR承載少量潛在新型mMTC業(yè)務(wù)。5G商用完全成熟后（預(yù)計2023以后），即eMBB和URLLC業(yè)務(wù)進(jìn)入成熟化階段，按需對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴容，NR大規(guī)模承載URLLC業(yè)務(wù)，此時NB-IoT和eMTC仍為mMTC業(yè)務(wù)的主力承載網(wǎng)，5G NR承載部分新型mMTC業(yè)務(wù)。

2.2 5G NR設(shè)備形態(tài)及特點

5G接入網(wǎng)重構(gòu)為CU+DU+RRU邏輯架構(gòu)，CU和DU共同組成gNB基站，考慮到現(xiàn)有4G設(shè)備的演進(jìn)需求，未來5G無線設(shè)備主要有CU/DU合設(shè)以及CU/DU分離兩種實現(xiàn)方案。

（1）CU/DU合設(shè)設(shè)備：類似現(xiàn)有4G的BBU設(shè)備，當(dāng)前4G BBU采用主控板+基帶板兩個邏輯實體進(jìn)行組網(wǎng)，因此，采用合設(shè)方案時，5G BBU將采用CU板+DU板的架構(gòu)方式，從而確保單BBU設(shè)備同時具備CU和DU的邏輯功能，這樣不僅有利于后續(xù)擴容和其他新功能引入的靈活性，也有利于現(xiàn)有4G BBU向5G支持演進(jìn)的平滑升級。CU/DU合設(shè)因采用電信級專用架構(gòu)、并采用專用芯片實現(xiàn)，其可靠性較高、體積較小、功耗較小、且環(huán)境適配性較好，對機房配套條件要求較低。

（2）CU/DU分離設(shè)備：采用分離方案時候，DU設(shè)備和CU設(shè)備作為兩個獨立實體存在。根據(jù)3GPP的架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，DU主要負(fù)責(zé)完成RLC/MAC/PHY等實時性要求較高的協(xié)議棧處理功能，CU則負(fù)責(zé)完成PDCP/RRC/SDAP等實時性要求較低的協(xié)議棧處理功能：

對DU設(shè)備而言：DU對實時性要求非常高，同時5G NR中采用包括大帶寬（百MHz載波帶寬）、多天線技術(shù)的引入，相比現(xiàn)有無線系統(tǒng)，5G吞吐量十倍到百倍量級的提升，因此，物理層信號處理復(fù)雜度也有高達(dá)百倍量級的提升，因此，DU必須采用電信專用架構(gòu)實現(xiàn)，主處理芯片采用集成硬件加速器的專用芯片，以滿足5G底層的高處理能力要求和實時性要求。此時，DU設(shè)備可以看作是CU/DU合設(shè)方案中的BBU設(shè)備功能簡配（無CU板）。

對CU設(shè)備而言：因CU對實時性要求相對較低，故CU不僅可以采用電信專用架構(gòu)實現(xiàn)，同時也可以基于通用架構(gòu)實現(xiàn)，使用CPU等通用芯片。采用通用架構(gòu)時擴展性更好，更易于虛擬化和軟硬解耦，便于池化部署、動態(tài)擴容和備份容災(zāi)，后續(xù)也可基于同樣的虛擬化硬件平臺，擴展支持MEC及NGC等需要下沉需求。

綜上所述，5G NR設(shè)備型態(tài)包括BBU設(shè)備和獨立CU設(shè)備兩種。其中，BBU設(shè)備基于專用芯片采用專用架構(gòu)實現(xiàn)，可用于CU/DU合設(shè)方案，同時完成CU和DU所有的邏輯功能，也可在CU/DU分離方案中用作DU使用，負(fù)責(zé)完成DU的邏輯功能；獨立CU設(shè)備可基于通用架構(gòu)或?qū)Ｓ眉軜?gòu)實現(xiàn)，只用于CU/DU分離方案，負(fù)責(zé)完成CU的邏輯功能。

3 5G無線組網(wǎng)架構(gòu)及方案建議

3.1 5G系統(tǒng)部署面臨挑戰(zhàn)

面對多樣化場景的極端差異化性能需求，5G將集多種接入技術(shù)（4G/5G/NB-IoT/eMTC等）、多種部署場景（區(qū)域覆蓋、線覆蓋、點覆蓋）、多種站點類型（宏基站、小微基站、室分站）的扁平化、多連接、泛接入網(wǎng)絡(luò)，是一張可以根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用靈活部署的融合網(wǎng)絡(luò)。尤其未來4G/5G將長期共存、協(xié)同發(fā)展，5G新空口定位于面向更大帶寬和萬物互聯(lián)優(yōu)化，采用全新空口設(shè)計，不支持后向兼容，優(yōu)先在新頻段使用。而現(xiàn)有存量頻譜（700M/900M/1.8G/1.9G/2.3G/2.6G）將繼續(xù)采用現(xiàn)有4G空口進(jìn)行融合演進(jìn)，通過NSA、SA協(xié)同組網(wǎng)方式，逐步向未來5G系統(tǒng)演進(jìn)，同時也有利于最大限度的保護(hù)運營商投資。

基于以上特點，在實際開展5G無線網(wǎng)建設(shè)部署時候，需兼顧現(xiàn)有4G系統(tǒng)解決以下幾個問題：

（1）建設(shè)成本：5G NR在C頻段部署，以普通城區(qū)鏈路仿真為例，按邊緣吞吐率下行50 Mb/s、上行5 Mb/s門限，采用3.5GHz組網(wǎng)時5G上行覆蓋半徑僅200米左右，其單站覆蓋能力低于現(xiàn)有4G基站，即使考慮上下行解耦技術(shù)的應(yīng)用，5G系統(tǒng)站址密度也將進(jìn)一步提升，一方面，站點規(guī)模增加意味著高額的建設(shè)投資、站址配套、站址租賃以及維護(hù)費用，同時也造成包括無線機房、無線設(shè)備、傳輸設(shè)備、后備電源、空調(diào)等設(shè)備重復(fù)投資和能源消耗問題；另一方面，新增資源投入無法給運營商帶來成比例收入回報，實際收入增長緩慢。

（2）網(wǎng)絡(luò)性能：為滿足覆蓋及業(yè)務(wù)需求，基于超密集組網(wǎng)（UDN）的分層異構(gòu)網(wǎng)將是5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一個典型特色，然而，隨著無線小區(qū)密度的增加，站間距逐漸減小以及多系統(tǒng)融合應(yīng)用，將大大增加用戶的切換次數(shù)和切換失敗概率，在網(wǎng)絡(luò)性能無法保證的情況下將大大降低用戶業(yè)務(wù)感知。因此，5G組網(wǎng)中需要同時兼顧異構(gòu)組網(wǎng)模式下的“覆蓋”和“容量”需求。

（3）系統(tǒng)演進(jìn)：5G接入網(wǎng)重構(gòu)為CU+DU邏輯架構(gòu)，現(xiàn)有4G系統(tǒng)架構(gòu)不能滿足未來差異化業(yè)務(wù)承載需求，不利于未來CU/DU的分離部署，因此，針對5G新系統(tǒng)部署而言，不僅需要考慮5G本身的部署需求，還需兼顧現(xiàn)有4G設(shè)備向5G演進(jìn)需求，兼顧4G5G融合組網(wǎng)、協(xié)同部署需求，為充分發(fā)揮多頻段、多制式資源互補及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

（4）業(yè)務(wù)部署：無線應(yīng)用市場進(jìn)一步拓展，諸多垂直行業(yè)客戶對有效的、安全的和低時延的無線接入網(wǎng)絡(luò)有強烈需求，面向垂直行業(yè)（諸如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等）提供無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)、甚至提供特色應(yīng)用服務(wù)是5G需要重點考慮的問題，MEC（Multiaccess Edge Computing，多接入邊緣計算）實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)兩大技術(shù)有效融合，可為垂直客戶創(chuàng)造出一個具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級服務(wù)環(huán)境，加速網(wǎng)絡(luò)中各項內(nèi)容、服務(wù)及應(yīng)用的快速下載，讓消費者享有不間斷的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)體驗。因此，兼顧業(yè)務(wù)時延和計算能力需求，構(gòu)建MEC核心能力，分場景靈活部署MEC正是拓展新業(yè)務(wù)模式，提升產(chǎn)業(yè)價值的重要的解決方案。因此，5G無線網(wǎng)部署需有利于實現(xiàn)MEC下沉部署需求，有利于推動各類新興業(yè)務(wù)快速拓展。

3.2 5G無線接入組網(wǎng)方案

為解決上文提到的成本、性能、演進(jìn)、新業(yè)務(wù)部署面臨的問題，在面向RAN2020的演進(jìn)過程中，接入網(wǎng)側(cè)新引入C-RAN新組網(wǎng)架構(gòu)，從而構(gòu)建實時功能與非實時資源的靈活部署，功能模塊化，協(xié)同彈性化，RAN切片化的能力。考慮到C-RAN具有降低成本、改善性能、面向演進(jìn)、滿足新業(yè)務(wù)部署的優(yōu)勢，為滿足多樣化場景的極端差異化業(yè)務(wù)性能需求，未來5G接入網(wǎng)將以C-RAN架構(gòu)為主進(jìn)行部署。采用C-RAN進(jìn)行組網(wǎng)時，需從BBU集中度（C-RAN區(qū)大�。�、BBU/DU池化集中點（接入機房）、前傳接入方式幾個維度進(jìn)行規(guī)劃，具體方案如下：

（1）BBU/DU集中度：C-RAN覆蓋區(qū)范圍大小需進(jìn)行合理規(guī)劃，通常有小集中和大集中兩種模式，小集中優(yōu)勢主要有：(1)、單個節(jié)點的風(fēng)險程度降低；(2)、區(qū)域內(nèi)傳輸資源消耗少，可擴容能力強，有利于未來5G超密集組網(wǎng)(UDN)的布局；(3)、對于業(yè)務(wù)場景比較單一的區(qū)域，更有利于未來5G面向業(yè)務(wù)的規(guī)劃。不足之處在于：(1)、單個C-RAN區(qū)域內(nèi)可協(xié)同的站點少，不利于CoMP及CA實施，網(wǎng)絡(luò)性能提升效果欠佳，無法發(fā)揮C-RAN架構(gòu)下的性能提升優(yōu)勢；(2)、需要的BBU池機房消耗多，增加機房選址壓力的同時也不能有效的節(jié)約投資成本。C-RAN大集中優(yōu)勢主要有：(1)、便于站間協(xié)同及CA技術(shù)實現(xiàn)，對無線網(wǎng)絡(luò)性能提升效果佳；(2)、有利于針對某些特定的場景業(yè)務(wù)及應(yīng)用在未來5G規(guī)劃中可提供定制化設(shè)計，諸如CU/MEC的下沉。不足之處包括：(1)、單節(jié)點風(fēng)險增加，維護(hù)等級及對應(yīng)的配套投資需要提升；(2)、前傳纖芯資源消耗量大，光纜收斂跳纖增加，對傳輸要求也進(jìn)一步提高；(3)、不利于面向未來5G的站點進(jìn)一步加密。

通過從建設(shè)部署成本、小區(qū)邊緣協(xié)同性能提升指標(biāo)、未來5G超密集組網(wǎng)后RRU掛接需求、傳輸一張光纜網(wǎng)發(fā)展需求等多個維度綜合分析，建議單個C-RAN區(qū)覆蓋8~10個宏站物理站址為宜，按照站間距300m～500m計算，單個BBU池的覆蓋能力在0.5～5平方公里左右，可以依據(jù)實際站點部署情況做適當(dāng)調(diào)整。

（2）BBU/DU池集中點：C-RAN機房建議選在傳輸管道資源豐富的區(qū)域（盡量于綜合業(yè)務(wù)區(qū)一級光交環(huán)路的光交箱附近進(jìn)行選擇）、具備后續(xù)進(jìn)出維護(hù)方便的優(yōu)勢、避免短期內(nèi)被拆遷拆除風(fēng)險等。同時，需考慮GPS室外安裝條件是否滿足。機房獲取中，優(yōu)先利舊現(xiàn)有傳輸匯聚機房、空間足夠的自有基站機房均可作為BBU/DU池機房，不具備利舊條件的情況下，建議開展新接入機房選址規(guī)劃。新增BBU池化匯聚機房需兼顧傳輸接入層機房雙重屬性，不僅需滿足區(qū)域內(nèi)4G/5G所有BBU匯聚以，同時需考慮未來CU/MEC部署及全業(yè)務(wù)OLT下沉需求。以自建磚混機房為例，機架位按4G 2個，5G 2個，CU/MEC 1個，PTN匯聚1個，5G傳輸匯聚1個，OLT 1個，ODF 1個考慮，如果采用傳統(tǒng)鉛酸電池，則機房空間需配置25平米以上；若采用新型磷酸鐵鋰電池，機房空間需配置20平米以上，機房布局如圖1所示：

（a）25平米機架布局圖

（b）20平米機架布局圖

圖1 BBU接入點機房布局參考圖

（3）前傳組網(wǎng)接入：5G高密集組網(wǎng)、高速率傳輸以及高頻通信技術(shù)的應(yīng)用，使得前傳網(wǎng)絡(luò)的流量壓力急劇增加，同時對時延要求面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此采用的前傳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需同時具備滿足低時延、節(jié)省光纖資源等能力。典型前傳技術(shù)主要白光直驅(qū)、CWDM彩光、OTN/WDM技術(shù)。

a）白光直驅(qū)方案的優(yōu)點是可滿足C-RAN傳輸?shù)念l率抖動和帶寬要求等各項技術(shù)指標(biāo)要求，點對點的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，光模塊成熟且成本低；缺點在于占用光纖資源較多。故白光直驅(qū)方案的適用場景為光纖資源豐富的短距離C-RAN 傳輸。

b）CWDM彩光采用波分復(fù)用技術(shù)將多個射頻信號以不同波長承載復(fù)用到一對光纖傳輸，占用光纖資源較少，可滿足短距離C-RAN傳輸?shù)念l率抖動和帶寬要求等各項技術(shù)指標(biāo)要求。其劣勢是成本相對較高，同時由于每個RRU占用不同波長，實際部署時RRU的選擇與布放應(yīng)提前做好規(guī)劃，彩光直驅(qū)涉及波長數(shù)較多時，建設(shè)和維護(hù)難度較大。

c）OTN/WDM方案采用波分復(fù)用技術(shù)在一對光纖中實現(xiàn)對多個RRU的信息傳輸，通常一對光纖可支持十幾個甚至幾十個基站，并引入OTN的封裝、管理和保護(hù)機制。其優(yōu)點是OTN傳輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈比較成熟，可同時承載C-RAN和其它類型業(yè)務(wù)，不僅占用光纖資源少，同時有利于擴容演進(jìn)，基本滿足50ms的保護(hù)倒換要求；不足之處在于該方案需要BBU側(cè)和RRU側(cè)配置OTN/WDM設(shè)備，不僅設(shè)備成本高，而且需要配備相應(yīng)的電源、散熱裝置（為室內(nèi)型），因此還需考慮設(shè)備安裝條件是否具備。此外，多個級聯(lián)的OTN/WDM 設(shè)備情況下的頻率抖動是否滿足還有待進(jìn)一步驗證。

綜上所述，對于部署成本敏感的接入層網(wǎng)絡(luò)C-RAN前傳建議優(yōu)先采用無源彩光方案，未來根據(jù)OTN前傳技術(shù)試點應(yīng)用成果，可以逐步采用OTN技術(shù)方案實現(xiàn)前傳。

3.3 CRAN架構(gòu)下的CU/DU部署

C-RAN架構(gòu)下，CU/DU可部署在接入機房、普通匯聚機房、骨干匯聚機房和核心機房四種。

對于純DU設(shè)備及CU/DU合設(shè)BBU來說，因其時延要求高，適合采用類似現(xiàn)有4G的塔下直接部署及BBU池部署方式。結(jié)合BBU/CU池化集中度的分析可以看出，采用CRAN小集中方式池化部署時BBU/DU時，BBU與RRU之間距離較近，通常前傳距離在1公里以內(nèi)，使用短距高速光模塊則能滿足需求，該方式也有利于降低部署成本；將BBU/DU部署在C-RAN池機房內(nèi)，有利于后續(xù)4G/5G BBU融合及4G/5G協(xié)同技術(shù)的引入。因此，從建設(shè)成本及4G/5G演進(jìn)需求看，DU需優(yōu)先考慮采用C-RAN方式進(jìn)行組網(wǎng)部署，對于某些特定場景，可考慮塔下直接部署方式。

對于CU設(shè)備而言，eMBB、mMTC、URLLC三類業(yè)務(wù)訴求差異大，其部署位置和方式需兼顧業(yè)務(wù)具體訴求進(jìn)行靈活部署，以滿足業(yè)務(wù)對時延、帶寬、大連接等需求，并達(dá)到最大資源利用效率。因此，針對不同業(yè)務(wù)的部署，需充分考慮功率、傳送網(wǎng)，站點可實施性及基建等相關(guān)因素。

URLLC業(yè)務(wù)和eMBB時延敏感業(yè)務(wù)，CU與DU同機房部署，有利于減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延。

eMBB時延不敏感業(yè)務(wù)，CU和DU可以分離部署，有利于更好集中管理，提升資源利用效率。

mMTC業(yè)務(wù)，要求支持海量連接，建議CU與DU分離部署，確保網(wǎng)絡(luò)信令處理能力和內(nèi)存可擴展性好，以滿足mMTC海量連接需求。

C-RAN架構(gòu)組網(wǎng)模式下，不同機房部署CU的特點如表1所示：

表1 CU部署不同機房的業(yè)務(wù)特點及部署改造特點

C-RAN架構(gòu)

管轄DU規(guī)模

DU/CU交互時延

部署特點

接入機房

數(shù)十個

幾乎不計

CU/DU一體設(shè)備對機房環(huán)境適配性較好，因此部署難度和4G部署B(yǎng)BU相同，對機房條件無額外要求

匯聚機房

數(shù)十個

數(shù)百微秒

施工難度和傳輸改造難度相對較大

骨干匯聚

數(shù)百個

毫秒級

CU部署在骨干匯聚機房時施工難度較小，且池化規(guī)模較大。

對傳輸網(wǎng)的壓力也較小。

核心機房

數(shù)千個

十毫秒級

便于CU虛擬化和池化，部署最為便利且性價比高。

由此可以得出結(jié)論：對eMBB業(yè)務(wù)，為了保證5G的無線性能和時延，CU與DU間的單向時延需控制在3毫秒級以內(nèi)，故核心機房不能滿足時延要求，其余機房均能滿足需求；對URLLC業(yè)務(wù)，其空口數(shù)據(jù)面時延需控制在0.5 ms以內(nèi)時，CU只能部署在C-RAN接入機房才能滿足時延要求；對于mMTC業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)本身對時延需求不大，對CU部署位置要求不高，可優(yōu)先考慮部署在核心機房。

5G無線網(wǎng)CU/DU部署架構(gòu)如圖2所示：

圖2 CU/DU部署示意圖

4 現(xiàn)階段無線架構(gòu)預(yù)埋應(yīng)對

未來為更好實現(xiàn)5G無線網(wǎng)快速部署，在現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中建議提前開展面向5G演進(jìn)的C-RAN架構(gòu)演進(jìn)規(guī)劃，具體建議如下：

（1）將遠(yuǎn)端RRU站點前傳接入作為傳輸業(yè)務(wù)接入需求開展傳輸規(guī)劃，以一張光纜網(wǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，以綜合業(yè)務(wù)區(qū)為范圍開展C-RAN區(qū)域細(xì)分規(guī)劃，結(jié)合前文分析，建議單個C-RAN區(qū)包括8~10個左右宏站物理點，區(qū)域面積為0.5～5平方公里左右，單個綜合業(yè)務(wù)區(qū)細(xì)分為3~4個C-RAN區(qū)。

（2）提前開展面向C-RAN架構(gòu)演進(jìn)需求的接入機房規(guī)劃，選取條件良好的機房做為BBU集中設(shè)置點。機房位置建議選在一級分纖點周邊，有利于向上雙掛2個匯聚機房成環(huán)，對于機房面積，建議至少配置20平米。

（3）提前開展面向C-RAN演進(jìn)的前傳接入規(guī)劃：現(xiàn)階段可考慮采用彩光實現(xiàn)前傳，單物理點可根據(jù)當(dāng)前使用的頻點數(shù)及后續(xù)頻率擴容需求進(jìn)行合理的合分波設(shè)計及傳輸纖芯配置。遠(yuǎn)端站點接入點的選擇方面，共址站可優(yōu)先利舊現(xiàn)有光纜路由，如宏站利舊匯聚接入環(huán)，微站利舊上聯(lián)光纜；跨綜合業(yè)務(wù)區(qū)站點，需要調(diào)整掛接，按新址方案，對于新址站點建議就近接入2級及以下光交，不建議直接通過一級光交接入，有利于節(jié)約主干纖芯資源。

5 結(jié)束語

本文對未來5G無線組網(wǎng)架構(gòu)及CU/DU部署進(jìn)行研究。首先對5G業(yè)務(wù)場景及應(yīng)用特點、發(fā)展需求進(jìn)行分析，提出業(yè)務(wù)分階段發(fā)展部署策略；按照業(yè)務(wù)發(fā)展需求，通過對5G無線主設(shè)備特性分析以及目前無線網(wǎng)組網(wǎng)建設(shè)遇到的問題及挑戰(zhàn)進(jìn)行綜合評估，提出5G NR接入網(wǎng)采用C-RAN架構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)部署的策略，在此基礎(chǔ)上給出包括C-RAN區(qū)域規(guī)劃、機房配置、前傳接入方面的整體方案建議。在此基礎(chǔ)上，基于5G業(yè)務(wù)場景特點，給出 CU、DU具體位置規(guī)劃建議并提出現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)對措施。

因5G NSA（非獨立組網(wǎng)）及SA（獨立組網(wǎng)）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方才制定，實際5G設(shè)備形態(tài)還有待商用開發(fā)，同時針對DU/CU的部署也需要進(jìn)一步基于特定的場景和覆蓋需求，也需要結(jié)合市場業(yè)務(wù)發(fā)展的需求進(jìn)行合理規(guī)劃配置。但在5G組網(wǎng)架構(gòu)方面，采用C-RAN架構(gòu)更能滿足未來NFV/SDN等技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，同時在成本及未來高密度網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、性能提升方面的優(yōu)勢也不言而喻，因此，本文建議當(dāng)前無線網(wǎng)建設(shè)中，優(yōu)先考慮采用C-RAN架構(gòu)進(jìn)行部署，同時做好包括機房、傳輸?shù)认嚓P(guān)資源的提前配置。

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作者簡介

黃小光：高級工程師，碩士畢業(yè)于重慶郵電大學(xué)信號信息處理專業(yè)，現(xiàn)任職于華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，從事無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、咨詢設(shè)計等工作。

趙品勇：高級工程師，碩士畢業(yè)于南京郵電大學(xué)通信工程專業(yè)，現(xiàn)任職于華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，從事無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、咨詢、管理等工作。

汪偉：高級工程師，碩士畢業(yè)于浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程專業(yè)，現(xiàn)任職于華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，從事無線網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計等工作。

作者：黃小光 趙品勇 汪偉 來源：《移動通信》