BBU集中设置对承载网的影响研究

2015-12-19马培勇

移动通信 2015年10期

关键词：接入点集中度主干

马培勇

（中国电信股份有限公司广州研究院，广东广州 510630）

BBU集中设置对承载网的影响研究

马培勇

（中国电信股份有限公司广州研究院，广东广州 510630）

通过建立基础设施组网模型，研究在LTE BBU不同集中度及设置位置情况下的承载网建设成本，得到不同组网模式与承载网建设成本间的关系和规律，并在此基础上给出了最优组网模式建议，以便运营商能够最大程度地平衡网络性能和建设投资的关系，提升网络投资效益。

BBU 集中设置承载网

1 引言

为满足移动网络降本增效、节能减排以及网络演进的需求，LTE的BBU集中部署正逐步成为移动网络基站的主流形态。BBU集中部署是指原无线网络总体架构保持不变，BBU与RRU之间通过光缆网络星形连接，BBU设备集中放置在一些条件较好的机房以提高利用率，平均每个BBU可带的RRU数量从3个提升至6个。

BBU集中部署模式对承载网（特别是光缆网）的影响较大，选择合适的BBU集中度及BBU设置位置，可有效降低光缆网和IP RAN设备的建设成本。本文通过建立基础设施组网模型，重点研究BBU不同集中度及设置位置与承载网建设成本的关系，从而给出最优设置模式的建议。

2 基础设施组网模型

2.1 模型设定和组网说明

模型按一个机楼（端局）及其覆盖的范围为测算单元，测算单元为6km×6km的正方形（36km2）。机楼位于正方形中心；4个方向各一条接入光缆主干环，主干环为边长2km的正方形；配线和引入光缆均为链型，配线光缆平均800m，引入段光缆平均500m。模型设置综合接入点4个，分别位于4个主干环的最远处；设置主干光交8个，分别位于各主干环拐点处，如图1所示：

图1 模型设定示意图

LTE基站在密集城区按每隔500m（0.25km2）设置1个、一般城区按每隔700m（0.49km2）设置1个。在机楼覆盖的36km2范围内，按照主干光节点覆盖平均划分为9个2km×2km的小区域。全区域内在机楼设置一对B。

基站BBU按照集中度从高到低到完全分散共分成以下组网模式：

模式一（高集中度BBU池）：全部BBU集中到机楼；

模式二（中集中度BBU池）：BBU按地理位置集中到机楼和4个综合接入点；

模式三（低集中度BBU池）：BBU按地理位置集中到机楼和8个主干光交；

模式四（无BBU池）：BBU分散设置。

（1）模式一（高集中度BBU池）承载网需求

BBU全部集中在机楼部署，各基站的RRU通过接入光缆连接到机楼BBU池，BBU池直接部署数个A2设备接入所有BBU，并直接上联到同机楼的一对B设备上。

每个基站的3个RRU全程占用6芯（RRU-BBU间双纤双向收发方式）或3芯光缆（RRU-BBU间单纤双向收发方式），引入段平均长度500m，配线段平均长度800m，主干段长度为4km的有4个小区域（A/C/G/ I）、长度为2km的有4个小区域（B/D/F/H）、不占用主干光缆的有1个小区域（E）。

IP RAN的A-B组环光缆忽略（同一机楼）。

（2）模式二（中集中度BBU池）承载网需求

模式二BBU节点设置如图2所示。BBU集中部署在机楼和4个综合接入点，按照对光缆占用最少的原则，4个小区域（A/C/G/I）的基站BBU分别设置在各自区域内的综合接入点，其他5个小区域（B/D/F/H/ E，见图2彩色区域）的基站BBU统一设置在机楼。机楼和4个综合接入点部署A设备。

图2 模式二BBU设置和主干光缆示意图

5个小区域（A/C/G/I/E）的基站RRU到BBU池光缆仅占用引入段和配线段，不占用主干段。4个小区域（B/D/F/H）的基站RRU到BBU池光缆占用引入段、配线段和2km的主干段光缆。

IP RAN的A-B间需组4个环，每个环占用主干8km（2芯）。

（3）模式三（低集中度BBU池）承载网需求

模式三BBU节点设置如图3所示。BBU集中部署在机楼、4个综合接入点和4个主干光交点，各小区域的基站BBU都设置在各自区域内。机楼、4个综合接入点和4个主干光交点都部署A设备。

图3 模式三BBU设置和主干光缆示意图

各个小区域的基站RRU到BBU池光缆都仅占用引入段和配线段，不占用主干段。

IP RAN的A-B间需组4个环，每个环占用主干8km（2芯）。

（4）模式四（无BBU池）承载网需求

BBU分散部署在各基站，并在各基站处设置A1设备。

各基站RRU到BBU均不占用接入光缆。

IP RAN的A-B间采用环形组网模式，平均每4个A设备和一对B设备组环。所有A-B环在配线层和引入层的光纤占用方式一样，即每个配线光交点下带2个A节点，每个A-B环占用两条配线光缆，每条配线光缆占用来回双向共4芯纤芯。除区域E外的其他8个小区域的A设备都要依托主干成环，每个环分别占用主干光缆2芯×8km。A-B环占用光缆路由如图4所示。

2.2 成本测算参数说明

（1）引入段光缆：基站引入段光缆一般是6至12芯小芯数光缆且为基站独占，无论何种组网模式，此段光缆建设成本差异不大。模型中均按2.5万元/皮长公里计算。

（2）配线段光缆：800元/纤芯公里，纤芯利用率按30%计。

（3）主干光缆：500元/纤芯公里，纤芯利用率按35%计。

（4）A1设备综合造价：0.5万元/台，最多接入3台BBU。

图4 模式四光缆占用路由示意图

（5）A2设备综合造价：4万元/台，最多接入20台BBU。

（6）B设备：各种组网模式对B设备成本影响不大，不纳入测算范围。

3 模型测算结果

3.1 建设成本测算结果

密集城区（144个基站）承载网资源需求规模及建设成本如表1所示。

一般城区（73个基站）承载网资源需求规模及建设成本如表2所示。

3.2 测算结果分析

（1）接入光缆在承载网的建设成本中处于绝对主导地位，占承载网（光缆+IP RAN设备）建设成本的80%～95%。因此，应重点关注BBU设置模式对接入光缆建设成本的影响。

（2）影响承载网建设成本的关键因素有2个：BBU池位置、BBU-RRU间光纤形式，具体如下：

◆BBU低集中模式（集中到接入光缆主干环上的节点，如机楼、接入点、主干光交等）时承载网总成本最低，且与BBU分散设置方式成本基本持平；BBU集中度越高，承载网建设成本也就越高。

表1 密集城区（144个基站）承载网资源需求规模及建设成本

表2 一般城区（73个基站）承载网资源需求规模及建设成本

◆BBU-RRU间采用单纤双向方式，可较大程度地降低对配线光缆和主干光缆纤芯的占用，有效降低承载网建设成本。

（3）基站密度对承载网建设成本影响不大。

（4）修改机楼覆盖区域范围重新建模测算，测算结果表明机楼覆盖区域大小对承载网建设成本影响不大。

3.3 各种模式优缺点分析及适用场景

从承载网的角度看，BBU低集中设置模式和分散设置模式建设成本最低。而BBU集中设置可以实现BBU间的信号联合处理与动态联合无线资源管理、共享基带资源，提升小区边缘用户接入速率，且可大幅减少对机房数量的需求。但另一方面，BBU集中设置后BBU至RRU间是链型连接，不能进行环网保护，直接影响到基站安全性。

（1）BBU高集中度模式：BBU和IP RAN设备均集中放置在机楼，无需接入点机房空间、电源等配套；但光缆占用资源最多，主干光缆资源压力大，且BBU至RRU间链型连接距离最长，安全隐患最大。该模式适用于主干光缆环上无接入点或接入点不具备新增BBU等设备条件的场景。

（2）BBU中集中度模式：BBU和IP RAN设备放置在机楼及主干光缆环上的接入点，光缆占用资源较高集中度模式少，主干光缆资源压力较小，BBU至RRU间链型连接距离相对较短，安全隐患较小。该模式适用于主干光缆环上接入点具备新增BBU等设备条件的场景。

（3）BBU低集中度模式：BBU和IP RAN设备放置在机楼、接入点及主干光缆交接箱，光缆占用资源较少，BBU至RRU间安全隐患也最小（与分散模式相当）；但交接箱处设置BBU和IP RAN设备需要采用室外机柜模式，会额外增加基础设施投资且加大维护工作量和难度。一般情况下不建议该模式。

（4）BBU分散模式：对光缆资源占用最小，安全性最高，但与BBU集中设置的大趋势相左，不能实现BBU间的信号联合处理与动态联合无线资源管理、共享基带资源等功能。新建基站不建议采用BBU分散模式，现有分散的BBU基站如条件具备，可逐步改造为BBU集中模式。

3.4 组网建议

根据对各种组网模式的优缺点进行分析，可得出BBU设置组网建议如下：

（1）一般情况下，建议采用BBU适度集中的建设方式，即BBU集中汇聚于主干光缆上的机楼和综合接入点，每个BBU汇聚点接入基站一般为10至60个。

（2）若自有综合接入点较少时，可适当增大BBU集中部署的集中度，避免为BBU新建或租用机房，以降低总体建设成本。

（3）BBU-RRU间采用单纤双向方式，以降低接入光缆网建设成本。

4 结束语

BBU集中设置是大势所趋，但不同省、市在具体操作上差异较大，如少数地市BBU高度集中在数个核心机房，而部分地市还完全采用分散部署模式，BBU分散在数千个基站节点。本文通过建模研究BBU最优集中度，并给出BBU集中设置组网建议，对于指导各省市分公司规范组网、降低网络建设投资以及提升网络投资效益提供了参考。

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Research on Impact of BBU Centralized Provisioning on Bearer Network

MA Pei-yong
(Guangzhou Research Institute of China Telecom Co., Ltd., Guangzhou 510630, China)

By building networking model of infrastructure, the cost of bearer network construction in the conditions of different LTE BBU concentration degrees and provisioning locations was researched to obtain the relationship and law between different networking modes and bearer network construction costs. Furthermore, the recommendations on optimal networking mode were presented to balance the relationship between network performance and construction investment to an extreme and improve network investment benefi ts for operators.

BBU centralized provisioning bearer network