LTE基站接入光缆网建设思路分析

一、引言
      近年来，国内外电信运营商纷纷开始实施业务转型的发展策略，宽带和信息服务已成为运营商最主要的利润增长点。多业务时代的到来使得电信运营商必须面对巨大的挑战，快速提供业务、降低运营成本、提高通信服务质量成为电信运营商在市场竞争中获胜的关键因素。而原有的移动基站汇聚及接入层光缆网络主要为满足无线基站业务的接入而建设。随着运营商范围的扩充，如何能够充分利用现有网络，并对之进行有效地改造和建设，使之能够迅速、高效地为全业务接入服务已成为当务之急。因此，必须重点加强基础传送网特别是光缆网的规划和建设。本文主要在分析多业务对传输的需求的基础上，对当前各地电信公司的LTE基站建设、承载网光缆建设思路进行了分析，给出了面向多业务的光缆网建设思路建议。
 
二、基站传输网及其局限性
     1、基站传输网络结构
      目前移动通信传输网，主要为了满足CDMA网络对传输带宽的需要，解决传输容量和距离问题。从通信业务特点来看，基站传输网络为三层结构：主干层、汇聚层、接入层。
      以某城市电信运营商现网3G基站为例：基站组网结构主要采用环形组网，由于部分物理路由无法双路由接入成环，存在一些链状网络。
      原有基站光缆建设模式：以传输汇聚局为起点，3～6个基站串联成环，基站之间接入光缆主要为12芯；基站到汇聚局间接入光缆主要通过主干光交、模块局中转，并采用12芯为主，少量6芯（见图1）。
      2、4G业务对现有传输网络的冲击
      在网络结构方面，某城市、电信运营商4G LTE基站传输网采用 IP-RAN组网，目前IP-RAN组网主要有树形和环形两种方案（见图2）：       这两种网络结构技术特点对比见表1：

	环形组网+PW+L3VPN	树形组网+PW+L3VPN
光缆资源占用	N+1条	2N条
汇聚端口占用	2*GE/环	2N*GE
提供带宽能力	峰值300M～900M	峰值900M
安全性	强，但故障点较树形网多	强
可维护性	扩容、割接需要破环	割接只影响单站
规划要求	较高，同环只能是同厂家设备	一般，每个基站独立
演进方向	单GE环-多GE环-10GE环	双GE上行
投资	相对较低	较高

      树形组网当覆盖区域内出现无线基站新增或个别基站承载扩容的情况时，该架构对现网运行的冲击较小，并且该架构具备较强的多网承载能力（如C网+ LTE网+其他网络），但对上行纤芯资源需求量大，接入基站数量的增长必然需要扩容汇聚点或增加汇聚点。
      3、现有光缆网应对多业务发展的局限性
      （1）移动基站定位局限性
      电信移动基站，主要收敛移动通信网络传输，承载业务较为单一，不能发挥基站接入点的功能。随着基站、用户数量增加，带宽增大，从长远考虑，有必要将基站作为接入网当中的节点作用充分挥（特别是在农村地区），该方式以基站为依托实现对全业务的接入。汇聚节点至基站的光缆利旧原基站接入网的空闲纤芯。基站至用户再设置光交接箱和用户光缆，以实现用户的接入。用户光缆网与基站按入光缆网以基站为分界，基站以上（至汇聚节点）为基站接人光缆网，以下（至用户）为用户光缆网。但基站接入网光缆和用户接入网光缆按相对分离方式进行建设。但两者的分纤点原则上都设置在基站机房，这样便于光纤资源调度，组网技术优势互补。
      （2）光缆结构的局限性
      光缆结构的局限性是制约多业务的发展，目前电信本地光缆网一般分是主干、汇聚、接入三层建设，主干、汇聚层光缆不仅要解决电信本地网主干、汇聚节点的通信要求，还要解决移动基站主干、汇聚节点的通信要求，对于移动基站主干、汇聚节点，光缆纤芯数量较少，只需保证其容量及安全性，实施较为方便。
      移动基站光缆的局限性主要体现在接入层，接入光缆涉及众多接入节点，实施较为复杂，目前基站采取的接入光缆建设方案，主要用于收敛型移动业务，对多业务接入支撑能力有限，必须结合当前多业务发展的趋势，对LTE基站建设承载网光缆建设思路分析。
 
三、 基站接入光缆网建设模式
      初步新建LTE基站较多，根据站址可分与现有3G站点同局址和与现有3G站点异局址两种；根据站型可分为宏基站和室外RRU基站两种。光缆网建设模式应根据现有光缆、管道、基站局房等基础资源情况，确定用户光缆建设方式，具体如下：
      1、与现有3G站点同局址LTE宏基站
      （1）新建LTE基站与现有3G站点同局址，若总基站数小于等于6个，且该基站环中所有3G站点都新增LTE基站，利旧现有3G基站光缆环存量资源进行环形组网建设，如图3：
      由于汇聚端局不允许直接出小芯数光缆，基站与汇聚端局间一般通过主干光交、局点（分纤点）进行跳接，原基站光缆环中涉及的主干光交、局点（分纤点）上联可能无空余纤芯，需考虑光缆增补；对光交上联主干纤芯不足，考虑从就近其他光交或局点增补；当局点主干纤芯不足，考虑为该局点主干进行增补，局点主干增补纤芯容量的选用应兼顾合理性与经济性，应既能满足当前的需要，也需有一定的余量适应将来的发展。另外，基站间光缆也会存在光缆纤芯无法满足需求，也需增补光缆，基站间通过直连增补，原则上光缆采用12芯（考虑到多业务的发展光缆可采用24芯）。
      （2）若现有3G基站光缆环中，总基站数小于等于6个，且其中只有1个3G基站内新增LTE基站，如图4，现有基站环1中有4个3G基站，而本期只有1个基站内新增LTE基站设备，考虑利用现有3G基站光缆环存量资源，通过跳纤进行树形组网建设，后期其他3G基站陆续新增LTE设备，通过割接已占用的纤芯，进行环形组网建设；当有2个以上在3G基站内新增LTE基站时，考虑利旧现有3G基站光缆环存量资源跳纤进行环形组网建设，后期其他3G基站内新增LTE站，在割接占用的纤芯，并入原基站环中。
      2、与现有3G站点异局址LTE宏基站
      （1）对于一般城区中，新建LTE基站较少，基站建设稳定，光缆网络资源较紧张，业务类型需求不是太丰富，本期工程建设后，基站覆盖能满足较长一段时期内业务量的需求，可优选采用环形组网；可结合周边现有基站光缆环网情况进行并环组网建设，如图5：现有3G基站环中，基站数较少，可将本次新增站并入现有基站环中，改造后总基站数小于等于6个，原则上光缆采用12芯 （考虑到多业务的发展光缆可采用24芯）。
      （2）若现有3G基站环中，基站数较多时，超过6个，可根据新增基站周边管线资源进行拆环、并环，重新进行组环建设，改造后单环中总基站数小于等于6个，原则上光缆采用12芯（考虑到多业务的发展光缆可采用24芯），如图6。
      （3）对于密集城区，主要为高端人群住宅区、商业CBD及人文风景区等，基站网络覆盖较丰富，基站数比较多、比较密集，平均站间距为300～500米，由于人口密集，高楼林立，死点难点较多，需不断解决盲区问题；该区域中，本期工程新建的站数比例较少，分布较散，后期根据业务量的变化，及盲区分布，基站覆盖建设会不断完善，站点建设不明确，考虑新增基站站点可视就近光缆网资源情况优选树形组网。
      树形组网基站至汇聚局之间采用物理双路由进行保护，全程光路完全物理隔离，新建4G基站就近接入不同主干光交/局点或接入同一局点，原则上不接入同一光交，且接入不同主干光交/局点的上联如果是通过同一主干光缆环时，不可使用同一方向或交叉方向纤芯，如图7，LTE基站使用同一主干光缆环上联纤芯，当光交B上联纤芯使用B方向纤芯时，光交C上联应使用A方向纤芯，形成物理双路由，原则上不允许光交B上联纤芯使用A方向纤芯时，光交C上联应使用B方向纤芯等出现同路由现象 。
      在采用树形组网建设时，接入的主干上联为不同主干光缆环时，若主干光缆环存在同路由现象，原则上要使用物理路由分离的方向纤芯，如图8，主干光缆环1与环2中存在同路由现象，若新增LTE基站使用环1的纤芯为A方向，那么使用环2的纤芯方向应该为A方向，依此类推，形成双路由物理分开。
      3、室外RRU站点
      室外RRU站点即BBU设备与RRU设备异址的站点，1个BBU带多个RRU设备，BBU设备一般设置于汇聚局点，RRU设置于大楼楼顶上面，需考虑BBU与RRU间光缆建设，采用单路由，每个RRU设备光缆成端2芯；由于汇聚局点不允许出小芯数光缆，考虑通过就近主干光交、局点跳纤至汇聚局BBU；由转接点引出光缆，在合适位置新增光缆接头，光缆接头上联光缆采用12芯，光缆接头下联采用4芯，成端2芯。如图9。
      4、光缆建设模式优劣性进行比较，见表2：

建设方式	故障点、衰耗及 安全性	对资源的占用	纤芯容量和可扩展性	适应性
方式1 （环形）	跳纤次数多，故障点多，衰耗大	若同一路段有多条接入光缆需要耗费多个管孔资源，不适用于管孔紧张地区	纤芯可逐段增加，该区站点存在引入部分难以另外敷设光缆的难题，严重制约了光缆容量的扩充，有一定的局限性	可满足MSTP、IP等多业务需求
方式2 （树形）	跳纤点少，较少故障点及衰耗，安全性主要受限主干光缆网	引入段与主干段分开，可以使基站光缆独占管道资源部分的距离减少到最小，有利于提供主干路的管道资源，但存在主干光缆过长、站点独占纤芯距离过长等问题	大量占用政企用户主干纤芯，但可结合综合业务发展，新建主干光缆对纤芯容量进行灵活扩充，可扩展性较强，但投资较大。	可满足MSTP、IP等多业务需求

 
四、结束语
      未来的移动承载网络，要求提供更高的带宽资源满足未来多业务爆炸式增长需求，竞争对手的策略可能会加速电信业LTE部署进程，需要承载网络以较低的成本来承接流量的膨胀，光缆建设的支出已在运营商的投资中占据越来越大的比率，做好光缆的规划、建设，不仅可以使运营商在提供业务等竞争因素上占用先机，也可以使投资达到最优化。但总体而言，光缆网的建设适当超前业务网的发展，将更有利于运营商日后的业务发展。