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电信运营商移动通信网络之匠心锻造

http://www.c114.com.cn ( 2018/4/25 17:06 )

摘要:

移动通信网络电信运营商服务移动互联网用户的基础,本文通过总结在实际工作中的应用情况,对移动通信网络的规划建设、运行维护等应用场景,提出了创新建议。

作者简介:

秦保根,男,1985年毕业于南京邮电学院电信工程系,高级工程师,享受国务院特殊专家津贴,中国联通科技成果评审专家、结算专家、评标专家,江西联通高级经理。

1.引言

打造独具匠心、质量求精、技艺精湛的极致移动通信网络,铸就“速度更快、覆盖更广、感知更好”之移动通信精品,让客户“体验更舒心、消费更放心、服务更贴心”。精品网络,贵在用心、重在行动,如何用更专业、更专注的工匠精神,练就高品质、精益求精的匠心移动通信网络,是各电信运营商的必选课题。

2.移动网络建设的优化建议

2.1 移动网基站

应大力建设BBU池, RRU采用杆塔附挂式进行广泛布局,建设投资CAPEX及运行维护费用OPEX可分别降低60%、40%以上!

2.1.1  移动基站BBU池的动态共享

同一机框的各BP板,以及不同机框的各BP板发生故障时,可动态使能,采用N+1(在只用一个机框时)或N+M冗余共享(多机框时采用,M建议小于或等于20%的N,N为主用BP板数,M为热备用的BP板数),以确保BBU池安全高效;

2.1.2 县区所属区域移动RRU远端基站

根据区域规模,通过全光OTN网络的汇聚节点,组成若干个BBU集中池,县乡BBU集中池可以设置在较大的中心乡镇,市区BBU集中池可以集中在若干中心汇聚机房。

2.1.3 住宅小区或商务楼宇的Femto微型基站的布局

可使用多用户的室内外Femto微型基站,各Femto微型基站由全光的PON网络连接,其同步可采用低成本的北斗卫星授时(也可以用GPS),卫星授时子模块的天线接受卫星信号,转换成时间信息传送给1588V2子模块,该子模块将时间信息,通过PON网络的OLT,由OND的光网络分配器传送到各ONT,Femto微型基站从ONT获得同步信号。室外或地下室工程中,配套相应的高增益“射灯”天线,并调整适当的仰角,以达成低成本、高效益的快速覆盖,如图1。

2.2 全光传输的移动通信承载网络系统

2.2.1 “一跳直达”的迷你OTN+BBU池成环保护

OTN节点可规模使用光薄膜滤波器,进一步下沉至RRU基站节点, 承载2/3/4G的CPRI,同时部署OTN与RRU、整流电源、蓄电池一体化机箱的全室外杆塔解决方案,一体化机箱可在杆塔上进行升降,便于维护。蓄电池可在部分有条件的地域,采用风能、太阳能电池。CPRI回传的全光网络的构建,实现了光路“一跳直达”的扁平化、低收敛架构网络,并向极简网络演进,如图2。

此外,RRU基站也可配备OBP光纤旁路模块,使用继电器控制光开关,实施光纤旁路(OBP)跳接,避免基站长时间断电后导致蓄电池放电耗尽时,后续链接基站光信号的中断,造成OTN的“断环”。

2.2.2“两端双规”的OTN全光承载网络

高铁、高速公路、地铁RRU基站,可通过“两端双规”的OTN及BBU池动态共享技术,实现创新的线性组网,避免以往仅利用现有基站,进行“鸡脚叉”式的触角延伸,既大幅减少了建设投资,又保障了网络安全性,同时新增并构建了本地传输网的保护路由。

具体为:高铁、高速公路、地铁的单个基站RRU节点,其CPRI回传可通过OTN+光薄膜滤波器全光网络的链式两端双规BBU池保护,即节省投资及维护成本,又可提速工期60%,且一个基站节点断电,由于OTN+光薄膜滤波器是无源器件,不影响后续基站节点光的传输。如图2,a/b均为RRU基站,各站点两个方向各使用一个光薄膜滤波器(无源器件),按需占用一个或若干个波道,分别接到A-BBU池、B-BBU池,当基站节点某一光方向的光缆中断,导致主用BBU池不可达时,该节点基站通过光开关,倒向另一方向光缆连接的备用BBU池,如图3。

2.2.3 PON全光承载网络

对于少部分星形组网的移动RRU基站:可采用10G-PON或更高速率的光传输技术,由ODN光分配网络分光级联,汇聚到BBU池,可节省80%以上的光缆投资;此外,由于无源ODU的使用,避免了传统星状级联的组网方式中,上一级RRU基站设备断电,其下挂级联的所有基站全部阻断的情况发生,同时做到维护简约化。

移动通信室分系统所使用的光纤,应与住宅小区或商务楼宇有线宽带光网络OLT共享,划分VLAN,在楼道内使用同一个ODN,避免光缆及该分配设备的重复投资,大量降低光缆及光通信设备的工程造价,达到投资效益最大化。

2.3 各电信运营商网络资源领域的深度合作,共建共享

2.3.1 新建室分、地铁、高铁、高速公路等,应全部共享。

2.3.2各电信运营商,在4G同频段区域的交通线和乡镇、行政村等低话务区域,新建基站,应实现共享。

2.3.3 低话务、低基站密度区域,采用4G共享载波,如:中国联通与中国电信可合作建设。

2.4 中国铁塔公司等第三方杆塔、机房、机位的最佳优选租用

2.4.1 新建基站设备,尽量设计在一个标准机柜中,减少给铁塔公司的租金成本。

2.4.2 合理控制系统/天馈数量:用SDR(软件定义的无线电)设备建设,一个标准产品单元价格之内。

2.4.3实施多系统、多端口合路共享口天线建设。

2.4.4楼顶抱杆站,应自建。

3.现有基站若干优化措施的采用

3.1 以“设备最简、成本最优”为目标,进行网络瘦身

3.1.1 SDR的采用,可实现GL900(800)/1800或UL900/2100,逐步清退现有老旧G900(800)/1800、U900/2100,退频清网、节能降耗。

3.1.2  2/3G移动网的退网,以IMS及VoLTE开通为契机,4G覆盖与2G/3G相当或优于2G/3G的区域,将2G/3G设备退网,不严重影响现有用户感知。

3.1.3 2G/3G基站退网最晚启动窗口,建议在2G/3G业务收入不足以支撑现有2G/3G网络的运维成本,或在网活跃用户的2G/3G终端占比不足10%,或更换2G/3G用户终端的补贴小于2G/3G网 3年的运维成本时进行。

3.2 异频、异厂家基站插花部署

3.2.1 室内室外基站可异频部署。

3.2.2 在不降低网络质量及保证局部连片的情况下,进行异厂家(应为高性能价格比、低功耗的厂家)插花部署。

3.2.3 以总体效益最优为原则,进行基站的局部搬迁调整,实现厂家区域的清晰。 尤其是4G核心网EPC全IP化、扁平化,其双节点集中在省会城市,通过全光OTN传送网承载网,直达构建多个虚拟直达链路,简化目前的多层收敛的网络架构,至少减少IP路由设备节点3-5个,进一步减少时延,提高用户体验感知,维护设备量大量减少,同时全光交叉带来了99%的设备运行功耗降低。

3.3基站载频带宽监测

统计目前已有两个及以上频点的基站其每15分钟内每5秒的最大峰值流量,根据一定周期(如:一个月内峰值数据)情况,进行进行降频,调剂到实际带宽占用较高的基站或新建基站中使用。实际工作中,曾对某省IPRAN传输的3G基站网络IP带宽进行监测,其中2个及以上载频的基站,有上千基站其峰值IP带宽占用小于10%,可以调整使用,大量节省基站建设投资。

3.4 原有3G网络的语音进行IP化

可采用1588V2协议,或低成本的北斗/GPS授时提供基站同步,在光传输IPRAN 及SDH共存的基站站点,拆除SDH,原2M语音电路,改由IPRAN的100M端口 IP方式承载,所拆SDH可二次用于其他网络的SDH成环,或大客户专线使用。全面实施后,所大量拆除的SDH设备进行利旧,节省3G基站的光传输设备造价、减少IPRAN 传输的E1资源占用(一个省通常可减少数万个2M端口)。

3.5 其他措施

3.5.1流量高的基站,目前4G系统可采用多载波聚合满足业务需求,如:三载波聚合可达到约500M速率。

3.5.2 调整基站杆塔的挂高、仰角、功率,满足低话务、广覆盖的要求,达到降低投资、提高覆盖范围之目的。

4.建立移动通信网络若干“云服务中心”

4.1 移动通信设备全网的软件版本管理及升级云服务中心

各电信运营商可与通信设备制造厂家协作,建立全国性的软件版本管理及升级云中心,及时有效支撑全国各省市网管中心及本地网设备高效稳定稳定地运行,保证网络通信设备功能的有效提升,正真实现“云管端”,为全网实现SDNNFV功能打下基础。

4.2 移动通信网国际话务全网的云监控服务中心

在省际和省内长途中,对国际话务实施分群(包括国际去话、国际来话、漫游等),既有利于国际异常话务流量、流向的监控,减少每年数千万元国际盗打损失,又便于对国际话务电路进行重点保障!同时,根据用户账户情况,提供及时有效的优惠服务提醒推送。

4.3 全网“3G/4G”频点动态分配云服务中心

以本地网或省为单位,根据各基站载频、载扇的负荷情况跟踪分析,按时段、话务及流量情况,全网动态分配载频资源,对于确实多余的载频可调剂到新建基站或高话务量基站;此外,在凌晨闲时等时段,对部分载频、载扇进行分时段减负或部分关停,实现基站载频的动态运行,节能降耗,达到资源使用效益最大化!

5.移动基站通信配套设备及设施的优化建议

5.1整流电源

根据各机房通信设备实际电流负荷情况,确定实际工作的电源模块数,包括断电后,再来电时需对电池进行均充的电流负荷,并增加一个故障备份模块(平时该模块休眠,用时智能启动),由此盘出原建设中多配的电源模块,调剂到其他需扩容或新建机房使用,减少CAPEX。

5.2 蓄电池

加强蓄电池的充放电维护,对蓄电池充放电情况进行监控,并存留数据做分析,若确需更换,不应简单更换整个48V蓄电池组,而应考虑尽量将与该电池同一时间段购买的、同一厂家、同一型号的其他完好的旧电池部分替换(主要考虑内阻的一致性数据等),可延长蓄电池组的使用寿命30%以上,节省相应的投资。

5.3 便携式发电机的布放选点

根据日常统计各机房断电的大数据情况(含季节及时段频度、时长等)及物理位置,采取类似围棋布点的方式,将发电机布放在经常断电、断电时间较长、且交通便利的基站或综合业务接入机房,当该机房发生断电时可以实施远程启动功能;而当其他机房发生断电时,可从就近机房获取发电机,实施发电作业,缩短断电时长。

5.4 机房地线

在接入基站机房引入地线后,传统的做法是在墙上设立地线排,每台通信设备通过走线架单独接线连接到该地线排的端子,此方式不仅占用大量的走线架的空间资源、不利于三线(地线、电源线、信号线)分离,而且耗费购买大量地线连接线的资金。因此,建议在走线架的下方架设铜条(与走线架绝缘),并在该铜条上打孔,与其下方的通信设备地线端子通过短连线相接。

6.结束语

电信运营商的移动网络是服务于用户的基础网络,其要求安全高、容量大、使用灵活方便,多快好省地进行移动通信网络的建设和维护是各电信运营商致胜的法宝!因此,有必要通过实现移动基站BBU池的动态共享、相关属区域移动RRU拉远基站、住宅小区或商务楼宇Femto微型基站合理布局,以及全光传输的移动通信业务承载,进行网络资源领域深度合作、共建共享,优选租用中国铁塔公司等第三方杆塔、机房、机位,对现有基站业务流量进行监控优化,建立移动通信网络全国“云中心”,同时对移动基站通信配套设备及设施等进行精心考量。

作者:秦保根   来源:中国联通江西省分公司

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