5G网络共建共享背景下联通承载网规划思路研究
2020-08-19刘太蔚郭祥明
刘太蔚,郭祥明,韩 磊
(1.中国联合网络通信有限公司湖南省分公司,湖南 长沙 410014;2.北京中网华通设计咨询有限公司,北京 100070;3.中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司,河南 郑州 450007)
0 引 言
2019年9月9日,中国联通发布公告,将与中国电信在全国范围内合作共建一张5G接入网络。双方划定区域、分区建设,各自负责在划定区域内的5G网络建设相关工作,秉持谁建设、谁投资、谁维护、谁承担网络运营成本的原则。
根据中国联通与中国电信共建共享协议,某省联通属南方区域,存在两种共建共享模式——分区域承建城市和非承建城市,即省会城市两家运营商采用分区域承建方案,其他地市采用由电信承建的方案。
该方案对承载网规划主要有3方面影响[1]。(1)建设方案变化。联通承建区域按照智能城域网方案建设,重点聚焦5G、宽带、大客户业务综合承载;联通非承建区域需建设一对智能城域网核心设备与电信互通(涉及互通纤芯/波道需求),汇聚及接入设备根据虚拟资源池以及MEC等移动、固网业务发展按需建设。(2)建设重点变化。5G承建区域重点聚焦5G、智能城域网建设,提前储备基础资源,其他其余重点考虑与电信互联互通需求。(3)环路容量的变化。承载区域环路容量规划需充分考虑电信5G流量需求。
1 承载网技术方案选择
随着5G和通信云化的建设,中国联通数据网将向着协议简化、设备简化以及网络架构简化的目标发展。城域网络将以简化网络来实现5G承载、通信云以及固网宽带的综合承载为目标,引入大容量设备提升网络流量疏导能力,构建一张以通信云DC为中心的融合承载的智能城域网。
根据省内通信云规划、业务发展情况,结合网络现状,5G承建区域为省会城市业务量大承载网采用M5模型(如图1所示),非5G承建城市只需建设一对MCR与电信互联即可,主要由电信负责建设。
通信云独立组网M5模型中通信云DC双局址设置,每DC内承载网络独立设置;新建一对智能城域网核心设备(MCR)用于核心间流量的调度;智能城域网汇聚设备(MER)用于综合业务接入。
2 承载网与其他业务网对接方案
智能城域网核心设备(MCR)兼作边界出口网络设备,分别与本地IP城域网及产业互联网(CUII)、IP承载B网等网络互联。与其他网络对接情况,如图2所示。
3 承载网流量预测
根据4G多年的建设经验,受用户数量增长情况、用户上网习惯、相关应用开发进程等因素影响,实际环路流量往往远低于流量理论规划值。5G建设初期可根据4G流量,结合基站所处城市的区域特点、业务发展等因素进行5G基站流量预测。
5G理论带宽为4G带宽的10~15倍。根据省内业务发展情况预测,5G初期基站峰值流量按照10倍4G基站实际峰值计算(包含电信+联通4G流量)可满足业务承载需求。5G站点规模运行后,网络流量应基于基站实际均值和峰值信息进行监测。
(1)5G建设初期根据4G流量,结合基站所处城市的区域特点、业务发展等因素进行5G基站流量预测。
图1 通信云独立组网M5模型示意图
①地市互通层面的流量需求按照现网地市IPRAN出口峰值流量的4倍计算,取联通/电信两者之间的最大值;
②基站峰值流量按照10倍4G基站实际峰值计算(包含电信+联通4G流量)。
③基站均值流量根据现网4G流量进行预测:接入层均值流量按10倍4G基站均值流量进行测算(包含电信+联通4G流量);核心汇聚层均值流量按2倍左右的4G基站均值流量进行测算(考虑流量汇聚,包含电信+联通流量);4G基站均值流量,取忙时均值流量[2]。
(2)5G站点规模运行后,网络流量应基于基站实际均值和峰值信息进行监测。
(3)省会城市根据承建区域业务发展情况,结合各类型局站占比,分别进行流量预测。
(4)BBU回传接口选择需结合电信的配置情况和与无线总体沟通情况,考虑采用1×25GE接口。
4 与电信互联互通方案
某省联通其他13个地市属非承建区域,由电信负责5G网络及承载网建设,电信侧负责将回传流量转发至联通核心网所在城市。根据联通集团指导意见,采用在非承建城市新建一对智能城域网设备与电信互通,用于疏导联通5G流量。互联通互通组网拓扑如图3所示。
取现网IPRAN地市4G总出口流量为互联速率测算依据,5G基站总流量预测按照4G的4倍计算[3],取5G基站预测总流量峰值作为互联链路带宽参考依据。
考虑5G流量是逐步增长的过程,初期与电信互联链路带宽以100G为主,流量较大的地市采用N×100G,后续根据流量增长情况进行动态扩容。
5 端口速率的选择
(1)互联互通链路:城域层面互通,口字型连接,建议以N×100GE链路互联,带宽利用率不超过50%。
(2)汇聚层:根据流量预测,初期建设1×100GE链路,按需扩容,带宽利用率不超过50%。
(3)接入环:结合4G流量现状,做好5G流量预测;根据流量需求,按需选择接入环带宽。
(4)BBU回传接口:和无线专业做好衔接,根据BBU理论带宽和4G流量现状,在做好流量预测的基础上,考虑未来扩展性,选择1×25GE接口。
6 承载网规划思路总结
6.1 核心汇聚层建设思路
(1)汇聚区流量预测小于20G的,上联链路采用10GE颗粒;大于20G,原则上单边2020年只考虑设置1条100GE链路;城域节点原则上采用光纤直驱,距离超过10 km的可选配40 km光模块,降低TCO成本;
(2)现有IPRAN控制投资。非承建区域,因业务需求必须新建或升级替换的核心汇聚设备,应采用智能城域网设备框架;承建区域原则上不再扩容,容量不足时,将4G基站逐步割接至智能城域网;
(3)与电信互联互通。双方承载网在本地网层面互通,联通侧通过智能城域网核心与电信IPRAN核心直连完成互通。核心设备间采用口字型结构互通,规划初期按照口字型单边N×100GE链路设置,距离超过10 km的建议波分承载。
6.2 承载网接入层编制原则
6.2.1 前传接入方式
前传接入方式即200M频宽单小区前传接口需求2×25G eCPRI。共建共享背景下,前传纤芯需求翻番,无源波分价格下降(3×25G),应推广低成本波分设备应用(无源波分或G.METRO半有源波分)。
基站接入方式以CRAN方式为主,新建站址可优选光纤直驱(无线网配置BIDI光模块),利旧站址或主干资源不足的新建站则优选低成本波分。
BBU直驱方式作为补充,控制DRAN设备环路,单台接入设备下挂基站数量不低于4G。
6.2.2 综合接入环组网原则
以综合业务点、BBU集中点为中心建设综合接入环,环上节点数建议4~6个。综合业务点独立组环,原则上成环率100%。接入环环路容量根据分场景的流量预测情况,结合业务发展、商务等因素,适当调整接入环的速率选择。
7 结 论
提出的共建共享背景下联通承载网规划思路,是根据不同的共建共享方式,统筹考虑双方的5G流量需求,测算联通承载网带宽需求和互联互通带宽需求,制定5G承建区域、非承建区域联通承载网建设方案,适应5G共建共享背景下5G回传需求,对于同类型共建共享场景下承载网的规划具有指导和借鉴作用。