专题
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2010/5/12 14:21
中国移动研究院网络技术研究所副主任研究员 李晗
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李晗:谢谢余主席,各位领导,各位专家,大家下午好,我是中国移动研究院的李晗。

今天上午很多专家对于宽带的驱动和推进都做了详细的阐述,下午我想谈一谈无线对于FTTH整个产业的推动。首先谈一下需求和中国移动面临的挑战!然后谈一下什么叫做C-RAN,C-RAN传输的解决方案和比较,最后谈一下UniPON关键技术的发展策略,对这个关键技术进行一下探讨,最后对于中国移动在整个宽带的发展策略做出一个展望。

中国移动研究院网络技术研究所副主任研究员 李晗

从需求的角度,业务发展从语音为核心到以视频为核心,我们可以看到,视频已经取代了文本和语音成为主要的沟通方式,从全球的流量来看,每年以47%的速度增长,在整个流量的组成当中,包含视频P2P的视频占到了70%以上。另外一个就是移动互联网的发展,移动互联网成为近期非常重要的问题,移动互联网推动了整个无线带宽的需求,同时也推动了对固定带宽的需求。从08年到2013年无线流量以每年31%的符合增长率增长了66倍,所以在这里还是一个巨大的市场,意味着无线下面要采用新的技术。再就是必然有一个新的措施,由于用户的需求,由于不匹配性,必然采用一些其他的方式来对无线的业务进行分流。所以将来移动互联网会推动WLAN这些技术的发展。三网融合将推动超宽带的需求,上午很多专家都讲了,包括标清、高清、IPTV这些业务将推动家庭宽带的严谨,另外传统固网运营商都已经迈入到了100M的超宽带时代,我们看到德国电信、英国电信和法国电信都有了这样一个宽带的计划。从全球来看,这些全业务的运营商不光是重视移动,也重视固定。对中国而言,这种全业务竞争肯定是有一个业务捆绑,对中国移动如果没有固定宽带,肯定是没有一个积极有效的应对手段,也很难满足用户对于固定宽带和移动宽带同时的需求。所以总体来讲,整个业务的发展会推动光的发展,也会推动无线的发展。

我们再看一下无线,刚才讲到每年移动的带宽增长幅度很大,目前主要是采用大量的基站部署方式来满足宽带的需求,一方面就是技术的突破,例如从ESM到3G,另外伴随着更多的基站来进行分该,从这个图(PPT)我们可以看到有一些铁塔,有一些天线放在上面,有很高的频率因子,因此基站间的无线干扰是非常严重的。单靠以小区分裂提升网络容量是很难的,增大发射功率也会导致更强的基站间的干扰,并且降低了容量,使得小区覆盖恶化。因此将来必然会采用新的RAN的部署,也就是我们讲的C-RAN。

我们讲到环保和低碳,对于整个中国移动的电力构成我们可以看到,73%的电力消耗在基站这一侧,在基站这一侧实际上有46%是用于空调的。换句话说,如果我们把基站,也就是现在的站取消掉,采用室外站,在这73%里面至少有46%的空调费用会节约出来。此外由于这些微站或者东部的基站功率比较小,耗费会大大的降低。因此我们觉得将来这种微基站或者分布基站来降低电能和功耗是我们的发展趋势。但是09年我们的电力成本已经超过了1千多亿,并且今年电力消耗是5年翻番的趋势,将来的话这种趋势会得到改变。

一方面基站耗能很高,另外一方面基站也不能够很好的处理朝夕效应的影响。这个图反映的是朝夕效应,从早上9点到下午7点我们可以看到,在办公区的负荷非常高,在家庭住宅区利用率相对比较低,7点钟过后一直到11点,在家庭对于无线的占用很大,但是在办公区是很低的。现在我们的基站方式,不管有没有用户,基站的发射功率和开启数量是一样的,造成了大量电力和能源的浪费,这也是将来要改变的目标。

上面我们讲了无线的挑战,它是怎么样演进的?首先我们提出了C-RAN的概念,包括集中处理、协作处理和云计算架构,我们叫做绿色RAN的概念,它的理念是把基站的无线部分射频单元分步化部署到各个地区,实现协作、低功耗和对空调的节约。另外一方面把BBU(基站处理部分)拉远,也就是现在大量的宏站的位置可能是一个基站,结果把这些基站都去掉,将那些基站集中到我们的核心基站,这就是C-RAN分布式基站的理念。首先节约了无线的功耗和无线基站的数量和投资。另一方面会带来一些代价,这个代价就是光传输网,它的理念就是通过一个高带宽的光传输网络把RRU和BBU连接起来,这是技术所要消耗的东西。当然RRU到BBU的信号不是我们公布的信号,是一种基站处理信号,后面我们还会讲到。

从C-RAN的应用场景来说我们可以分成三种。第一种从中国移动的角度来看是三个产品,第一个产品是把现有的宏站,也就是我们现在一个个基站去掉,用RRU来替代,把BBU集中到核心机房。第二个就是在很多高楼大厦里面有室内覆盖,把这些室内覆盖小型的微机站也采用RRU替代,由于这个地区比较密集,数量比较多,因此它的BBU没有必要拉到边缘去。第三个是有一些地方不需要这种基站,或者就是没有必要采用这种拉远的分布式基站的地方仍然是BBU和RRU可能在一个楼里面,这个距离是在100米以内。这个对于传输的需求,在第一个宏站的位置可能需要传几十公里到一百公里,第二个就是从室内、大厦或者到接入机房,这个传输距离大概是几公里或者是十公里的范围,第三个是没有传输的需求。

对于BBU和RRU之间的CPR接口有几个具体的性能指标对于我们的传输有非常重大的影响。第一个就是带宽,对于TD典型值是2.4576Gbps,对于我们来说是翻了两个数量级的需求。在LTE的时代,如果我们的频谱是20M,一个8进8出的天线就需要9.8304G,也就是将近10G为RRU提供系统传输,这是带宽的影响。第二就是时延抖动的影响,要求是8.138ns,在传输当中要严格的控制映射、交叉等等,所有影响到的都要控制。第三就是频率稳定性,现在我们所有的基站都是要求0.05ppm,将来的话要求是0.002ppm,对于整个物理信号传输过程也是有影响的。这三点是代表了对于我们传输物理信号的挑战和需求。此外对于我们的组网也有一个挑战,RRU位于我们现在宏站接入层的位置,传输距离远,跨越了城域网,所以网网保护机制是必须在组网当中考虑的。

由于室内站覆盖的范围比较小,传输的距离比较广,在接入侧应该说可以放弃保护,现在我们的接入网基本上没有保护,但是它的矛盾主要是数量巨大,室内站分布式RRU可能非常多、分布广,拓扑很难形成,所以在这方面会对我们的分站RRU产生挑战,如果对于传统的基站就需要很多的空调和机房来满足一体化的传输。

针对这些应用场景我们提出了三种解决方案,第一光线直驱是目前来说通用的方案,包括很多运营商也都部署了,把BBU和RRU之间拉起来,形成点对点的方式,它的确定主要是浪费光纤,传输距离短,没有保护,包括定位和性能都是比较弱的。第二对于场景A的方案我们是采用OTNWDM的方式,跟我们现有的技术是保持一致的,今天不做详细的阐述。第三种在接入侧我们可以看到新型的拓扑是最好的解决拓扑结构。我们可以预PON网络共享基础架构和OAM机制结合起来,我们可以借由PON的网络来做承载,这种方式的好处是节约光纤,传输相对比较广,可以有一定的保护机制。因此整体来说,这也是一个比较好的方案。根据这一点,如何在PON网络提供这么大带宽的时候,现在的GPONEPON对于要求2.75G的信号是带不起来的,所以只能带一个,而上行的话是1G带宽,也是带不起来的。所以我们提出来我们移入到这么一个拓扑结构当中。

对于UniPON我们可以看到,为多业务提供统一的基础网络架构,BBU这里要带多少RRU就要出多少对采端,这是局域端设计的连接。在右侧我们可以采用不同的分波器和滤波器滤出来,同时为RRU提供带宽,所以对于整个宽带是没有影响的。总体来看UniPON最大的好处就是对于分布式基站的传输和对于宽带的传输共享了一张光网络,没有改变特性,另外还是一张网络,所以我们可以在共享POA本身一些管理和保护机制以及部署方式的时候,另外对整体又有很大的易用性。

对于UniPON的关键技术我今天不做重点的解释,第一个就是波长,我们采用CWDM的方式,要考虑水光峰的影响,目前PON频段的控制没有那么严格,可能会占用其他的波长,将来如果采用UniPON的话,需要对于这些光模块做更严格的限制,保持更好的频谱和更高的稳定度,这个是在波长的规划和容量上的影响。在UniPON引入了一些滤过器的器件,肯定会改变整个光功率的预算。我们现在做了一个粗略的计算,我们的方法就是提高EPON的预算,开启FEC的功能,对于一些低插损的无缘器件进行研究,降低整个系统的差损,这也是我们需要考虑的。

我们以CPRI  over  OTN进行举例,首先要组成CPRI的桢结构进行切片再进行映射,在这个过程当中不可避免的会有一些抖动和时延。有一些专家做了一些仿真,比如说对于CPRI的信号经过2次复用或者9次复用,频率变化范围超过了2ppd,这里基本上已经最高达到了6.64ppd,在频率稳定上是超标的,对于时间,所有的测试时间都是在7.4纳秒以内,将来我们要研究怎么样在控制、映射、交叉过程当中引入一些抖动的影响,将来我们同步的OTN能够避免这些情况或者提高性能都是我们需要考虑的问题。

从整个UniPON提出到现在,我们跟华为中兴阿朗等等厂家进行合作,在当中包括PON无的设备还有我们分布式基站的设备,能够在数据视频包括TD整个基站当中有一定的稳定性。今年在一些会议当中,我们也把UniPON的概念和需求推进到了这个标准当中,很多专家都表示出了极大的兴趣。

中国移动对于PON的发展愿景,在近期GPON和EPON并重。在中远期3到5年之内,逐步引入10G的PON和UniPON技术,引入10G的PON主要是为了给用户提供更高的带宽和更好的质量,引用UniPON我们主要是结合C-RAN的部署,把分布式的BBU和RRU的传输跟我们的宽带考虑起来。5年之后大部分采用FTTH作为主要接入的手段。对于整个的需求方面,首先我们今天上午在一个圆桌会议上也提出了,在无线对于整个FTTH是有巨大的需求的,现在阻碍FTTH的瓶颈就是我们建筑了这么一个标准。此外对于整个驻地网的建设也不能完全依靠运营商,应该把物业等等都调动起来形成合力,满足FTTH好的环境这是非常重要的目标。

以上就是我报告的内容,谢谢大家!

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