5G CPRI雙路由組網(wǎng)模式探討

游建春 黃偉鋒 劉倩

【摘要】? ? 文章以某電信公司5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析為起點(diǎn)，結(jié)合用戶投訴處理、電聯(lián)共享需求、5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)等因素，提出了5G CPRI雙路由組網(wǎng)模式概念。并通過(guò)試點(diǎn)實(shí)施，驗(yàn)證了既能實(shí)現(xiàn)CPRI主備倒換和又提升CPRI帶寬的兩大特點(diǎn)。為解決了目前大規(guī)模應(yīng)用無(wú)源波分帶來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)CPRI傳輸隱患和無(wú)法實(shí)現(xiàn)電信和聯(lián)通共享200M帶寬的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)隱患提供了有效的解決方案。

【關(guān)鍵詞】? ? ?5G網(wǎng)絡(luò)? ? CPRI 雙路由? ? 負(fù)荷分擔(dān)? ? 主備 CRAN

一、概述

5G網(wǎng)絡(luò)是以大帶寬、低時(shí)延、廣連接為主要特的，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的可靠性提出了更高的要求，一個(gè)不間斷實(shí)時(shí)在線、可靈活擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)是5G業(yè)務(wù)開(kāi)展的基礎(chǔ)條件。

為了發(fā)揮電信接入網(wǎng)機(jī)房和光纜資源的優(yōu)勢(shì)，電信在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)布局中主要采用CRAN組網(wǎng)方式，即BBU采用集中放置在接入網(wǎng)機(jī)房，AAU按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求前置到用戶使用前端，采用光纜方式實(shí)現(xiàn)CPRI分布安裝模式。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：

1、接入網(wǎng)機(jī)房動(dòng)力和空調(diào)環(huán)境良好，為BBU提供良好的運(yùn)作環(huán)境，減少了由于動(dòng)力問(wèn)題引起故障;

2、接入網(wǎng)機(jī)房光纜資源豐富，方便在和BBU同機(jī)房的上聯(lián)A設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙環(huán)路保護(hù)。

通過(guò)CRAN，BBU的動(dòng)力和傳輸基礎(chǔ)得到了大大提升，但同樣帶來(lái)了一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題： BBU到AAU的CPRI只有單路由配置，尤其是大規(guī)模應(yīng)用無(wú)源波分后，一旦發(fā)生傳輸路由光纜故障，將影響整個(gè)站址的所有小區(qū)AAU的使用，導(dǎo)致覆蓋區(qū)域服務(wù)中斷。

隨著電信和聯(lián)通在5G網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略合作，3.5G頻段的射頻帶寬從單運(yùn)營(yíng)商的100M提高到電信+聯(lián)通的200M，5G AAU在設(shè)備硬件上是支持200M帶寬的，這為后續(xù)5G網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容提供了基礎(chǔ)。在5G業(yè)務(wù)初期，5G網(wǎng)絡(luò)只開(kāi)通了100M的射頻帶寬，根據(jù)CPRI和射頻帶寬關(guān)系，目前采用的CPRI只支持25G的前傳速率，只能適用目前3.5G的100M射頻頻寬。一旦需要擴(kuò)容到200M射頻帶寬，需要對(duì)CPRI進(jìn)行光路擴(kuò)容，這將耗費(fèi)時(shí)日，擴(kuò)容無(wú)法快速實(shí)施。

因此需要采取新的CPRI前傳模式解決最后一公里的痛點(diǎn)，如何能夠解決該問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)健壯性，這對(duì)我們維護(hù)工作來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大課題。針對(duì)此課題，電信與華為公司聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展項(xiàng)目攻關(guān)。

二、5G網(wǎng)絡(luò)CPRI組網(wǎng)模式和應(yīng)用場(chǎng)景。

CPRI（Common Public Radio Interface）組網(wǎng)，指的是基站的BBU（BaseBand Unit）與RRU/RFU/AAU間的前傳接口組網(wǎng)，也通常稱為CPRI接口組網(wǎng)。

目前電信主要采用CPRI組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有：星型組網(wǎng)、鏈型組網(wǎng)、環(huán)型組網(wǎng)、負(fù)荷分擔(dān)組網(wǎng)，本文使用到了星型組網(wǎng)和負(fù)荷分擔(dān)組網(wǎng)，下面分別對(duì)這兩種組網(wǎng)方式進(jìn)行分析：

2.1星型組網(wǎng)

采用星型組網(wǎng)時(shí)，不同的RRU/RFU/AAU直接連接到BBU的BBP/BRI內(nèi)不同的CPRI接口。BBU通過(guò)BBP/BRI和每個(gè)RRU/RFU/AAU分別建立操作維護(hù)鏈路，控制面數(shù)據(jù)和用戶面數(shù)據(jù)會(huì)在CPRI鏈路上進(jìn)行傳輸。

該模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在4G和5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，主要采用此連接方式。電信CRAN網(wǎng)絡(luò)，CPRI組網(wǎng)普遍采用了無(wú)源波分傳輸方式，通過(guò)一對(duì)光路（雙向）實(shí)現(xiàn)多個(gè)AAU上聯(lián)到BBU。這樣做的優(yōu)勢(shì)是節(jié)約了光纜資源，尤其是5G和4G網(wǎng)絡(luò)共站，可以利用原有光纜快速實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)布置。但同時(shí)為5G網(wǎng)絡(luò)引入了很大的傳輸隱患：一旦光路故障或無(wú)源波分設(shè)備故障，將引起所有AAU小區(qū)退服，業(yè)務(wù)中斷。

2.2負(fù)荷分擔(dān)/雙路由組網(wǎng)

RRU/RFU/AAU通過(guò)同一塊BBP/BRI上兩個(gè)CPRI接口與BBU相連，確保兩個(gè)CPRI接口的物理帶寬能夠支撐所建小區(qū)的帶寬需求。

BBU通過(guò)BBP/BRI的其中一個(gè)CPRI接口與RRU/RFU/AAU建立操作維護(hù)鏈路，用于傳輸操作維護(hù)數(shù)據(jù);用戶面數(shù)據(jù)會(huì)同時(shí)在兩條CPRI鏈路上傳輸。

采取該模式，當(dāng)承載操作維護(hù)業(yè)務(wù)的CPRI接口或CPRI鏈路故障，則操作維護(hù)鏈路會(huì)自動(dòng)倒換到另一條CPRI鏈路上，實(shí)現(xiàn)光路的備份。

三、雙路由模式組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方式及試點(diǎn)情況

3.1雙路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)

采用負(fù)荷分擔(dān)/雙路由組網(wǎng)方式對(duì)原采用的星型組網(wǎng)方式進(jìn)行改造：

采用板內(nèi)負(fù)荷分擔(dān)，RRU/RFU/AAU通過(guò)同一塊BBP/BRI上兩個(gè)CPRI接口與BBU相連，確保兩個(gè)CPRI接口的物理帶寬能夠支撐所建小區(qū)的帶寬需求。BBU通過(guò)BBP/BRI的其中一個(gè)CPRI接口與RRU/RFU/AAU 建立操作維護(hù)鏈路，用于傳輸操作維護(hù)數(shù)據(jù);用戶面數(shù)據(jù)會(huì)同時(shí)在兩條CPRI鏈路上傳輸。

整體連接示意圖如下：

3.2試點(diǎn)實(shí)施情況

為驗(yàn)證雙路由模式可行性，我們對(duì)5G現(xiàn)網(wǎng)選擇了兩個(gè)站點(diǎn)，新馬商貿(mào)城、塘頭新圍兩個(gè)基站共5臺(tái)AAU小區(qū)，按照雙路由模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造：新增了一套波分設(shè)備、新增一路不同路由的光路、利用BBU/AAU目前閑置端口進(jìn)行連接。具體的操作包括：

1、保證使用的基帶板已經(jīng)完成配置，用于負(fù)荷分擔(dān)的CPRI端口存在且未被其他RRU鏈環(huán)使用。

2、執(zhí)行MML命令MOD RRUCHAIN，設(shè)置斷點(diǎn)。

3、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=0;

4、執(zhí)行MML命令MOD RRUCHAIN，修改“組網(wǎng)方式”為“LOADBALANCE（負(fù)荷分擔(dān)）”。

5、MOD RRUCHAIN： RCN=0， TT=LOADBALANCE;

6、執(zhí)行MML命令MOD RRUCHAIN，取消步驟1中設(shè)置的斷點(diǎn)。設(shè)置“斷點(diǎn)位置1”和“斷點(diǎn)位置2”均為“255”。

7、MOD RRUCHAIN： RCN=0， BRKPOS1=255， BRKPOS2=255;

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，CPRI路由切換和負(fù)荷分擔(dān)均能發(fā)揮作用，過(guò)程對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)影響。經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的觀察，實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)性能穩(wěn)定，主備倒換正常，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

四、雙路由模式組網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)以上的分析和案例，選擇雙路由傳輸模式，可以在提高CPRI傳輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性同時(shí)，提升了CPRI的容量：

1、增加傳輸網(wǎng)絡(luò)健壯性：通過(guò)兩套波分系統(tǒng)分別走不同的傳輸路由，實(shí)現(xiàn)BBU到AAU傳輸雙路由保護(hù)，解決了無(wú)源波分大規(guī)模使用的網(wǎng)絡(luò)隱患。

2、有利于CRAN優(yōu)勢(shì)發(fā)揮：在CRAN網(wǎng)絡(luò)已實(shí)現(xiàn)A環(huán)路保護(hù)、A設(shè)備到B設(shè)備之間同機(jī)房的基礎(chǔ)上，有效解決CRAN網(wǎng)絡(luò)BBU到AAU傳輸薄弱的痛點(diǎn)。

3、實(shí)現(xiàn)成本低，有利于提升網(wǎng)絡(luò)效能：只需要增加一套波分設(shè)備和一條光路資源。

4、有效盤(pán)活設(shè)備資源：通過(guò)雙路由配置，BBU/AAU閑置端口實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。

5、有利于快速擴(kuò)容，滿足熱點(diǎn)業(yè)務(wù)需求：通過(guò)負(fù)荷分擔(dān)方式實(shí)現(xiàn)CPRI光模塊速率從25G提高到50G，可以實(shí)現(xiàn)3.5G頻段從100M到200M擴(kuò)容的快速部署，在不更換設(shè)備和傳輸資源情況下，實(shí)現(xiàn)單站容量快速成本增加。

五、雙路由模式應(yīng)用場(chǎng)景

雙路由環(huán)路保護(hù)模式提高了傳輸?shù)目煽啃?、增加了BBU到AAU下行的速率。因此我們可以利用此特點(diǎn)推廣到一下場(chǎng)景中：

1、對(duì)業(yè)務(wù)中斷非常敏感的主干道覆蓋基站。如自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)需求等。

2、特殊的實(shí)時(shí)在線業(yè)務(wù)，如遠(yuǎn)程醫(yī)療、企業(yè)智能化運(yùn)行、港口碼頭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等需。

3、話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，如大型體育場(chǎng)、大型商場(chǎng)、火車站、科技園等對(duì)業(yè)務(wù)流量的高需求。

4、電信聯(lián)通共享的高話務(wù)區(qū)域，滿足電信聯(lián)通高話務(wù)區(qū)域各100M業(yè)務(wù)帶寬的需求。

5、臨時(shí)切片業(yè)務(wù)需求區(qū)域等。

游建春? 男，1968年生，苗族，中國(guó)電信股份有限公司深圳分公司綜合維護(hù)中心通信工程師，主要研究方向?yàn)?CDMA/LTE/5G NR網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理工作。

黃偉鋒，男，1975年生，漢族，中國(guó)電信股份有限公司深圳分公司綜合維護(hù)中心高級(jí)工程師、主要研究方向?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化等工作。

劉倩 女，1993年生，漢族，中國(guó)電信股份有限公司深圳分公司綜合維護(hù)中心，主要研究方向?yàn)?CDMA/LTE/5G NR網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理工作。