5G 网络设备部署方式 | 带你读《5G承载关键技术与规划设计》之二

简介: 本章节阐述了5G网络设备部署的3种方式。

5G 承载网络概述

1.1 5G 承载网络概述

| 1.3 5G 网络设备部署方式 |

根据 5G 技术及设备的发展,5G 设备具体设备形态 CU、DU、RRU/AAU可分离,也可集中。考虑到传输条件、运维难度、应用场景等因素,未来 5G 基站设备将主要存在 3 种设备形态:CU 和 DU 合设+RRU/AAU、CU+DU+RRU/AAU、一体化 NR。在实际部署中,具体如图 1.7 所示。2018 年,在 5G 试验网阶段,三家电信运营商主要采用“CU 和 DU 合设+AAU”的大规模多入多出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)基站;在 5G 网络部署初期,也将主要采用“CU 和 DU 合设 +RRU/AAU”的设备方案,商用程度及业务需求不断成熟,支持向 CU/DU 分离架构演进。

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BBU 的部署主要有 D-RAN(Distributed Radio Access Network)、C-RAN(Centralized Radio Access Network)和 CU 云化部署 3 种方式,如图 1.8 所示。

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1.D-RAN 方式
D-RAN 方式 CU+DU 布放于站点机房,AAU 设备均布放于无线基站,该方案为传统部署方式,2G、3G 网络多采用该方式。
这种部署方式保证了网络的可靠性,但由于每个基站均须配置全套 BBU 机框、设备板卡、传输设备、无线配套设备等,一方面无线配套建设成本、线路建设成本高,另一方面无线设备利用率也较低;从基站租金效益可知,现阶段各大运营商无线基站大多为租用铁塔公司机房,进出基站机房需要申请,占用时间多,给网络维护带来诸多不便。
2.C-RAN 方式
C-RAN 方式 AAU 设备布放于无线基站,CU/DU 合设于接入机房,该方案为现有 4G 网络常用的部署方式。
C-RAN 方式具有如下优点。
(1)节省传输设备。对于 D-RAN 部署,一般而言一个 BBU 需要配置一端传输设备,采用 C-RAN 方式后,一端传输设备可以满足多个 BBU 的传输需求,如果 BBU 集中放置机房设置在传输资源比较丰富的核心汇聚机房,还可以利用现有传输资源。
(2)提高传输系统的安全性。BBU 集中放置在条件较好的机房,电源有保障,线路资源更加丰富,传输系统的安全性大大提高。
(3) BBU 集中放置后便于设备的维护和扩容。
(4) BBU 集中放置后可以集中配置 BBU 小区,减少 BBU 使用量,提高BBU 利用率,减少投资,节省资源。
(5) BBU 集中放置后统一配置机房电源,大大降低了 BBU 掉电风险,减少了掉电故障,同时减少了空调等配套设施的能耗,节省电费支出,实现节能减排。
但同时 C-RAN 方式也存在一定的缺点。
(1)如果采用光纤直连,则会增加对主干光缆纤芯的需求。
(2) BBU 至 AAU 之间的光缆距离长,光纤跳节点增多,隐患点增多。
(3)由于 BBU 与 AAU 之间一般采用星形连接方式,一旦出现主干光缆发生中断,将会发生较大面积的 RRU 断站的情况,影响面较大。
(4)站点还有 AAU 等设备,AAU 需要供电,仍然需要考虑 AAU 的取电和电源保障问题。
因此,为了更好地以 C-RAN 方式部署 5G 基站,需要在前传方式上应用其他节省光纤、实施保护、优化机房使用的方法,在本书的第 7 章将会详细论述。
3.CU 云化部署
CU 云化部署 AAU 设备布放于无线基站,CU/DU 分设,其中 DU 可以根据业务需求情况布放于无线基站或接入机房,CU 部分通过云化方式部署在数据中心,主要通过 NFV 技术实现。
CU-DU 分离架构的三大显著优势为:实现基带资源的共享,提升效率;降低运营成本和维护费;更适用于海量连接场景。同时基于 CU-DU 架构,5G 接入网将具备很强的可扩展性。
(1)基于 CU,引入大数据与人工智能,构建智能网络。在设备实现上,基于 CU,可与无线大数据、人工智能深度耦合。例如,通过 CU 对网络和用户相关的海量数据进行大数据分析,可实现基站性能相关算法的快速迭代,持续提升网络性能。同时,在人工智能的辅助下,也可以进一步实现智能运维,降低运维成本,提高网络优化效率,降低网络优化成本。
(2)基于 CU,引入 MEC 共部署,实现业务创新、快速上线,使能数字化服务。CU 在实现上的另外一种思路是与 MEC 结合,具体而言,MEC 可依托 CU 实现无线能力开放,支撑创新业务快速贴近用户部署,通过数字化服务创收。同时,CU 与 MEC 的集成,通过 MEC 对创新业务的有效支撑,实现业务快速上线和快速更新。
CU-DU 分离架构可能遇到包括单个机房的功率容量有限、网络规划及管理更复杂、时延这三大问题。考虑产业的成熟情况,为了减少网元数、降低网络规划和工程实施难度,同时为了减少时延、缩短建设周期,5G 网络发展初期采用 CU/DU 合设方式。

下一节:| 1.4 5G 承载网整体架构 |

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