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如何提升5G運維效率?半有源前傳網絡大放異彩
- 2021-03-24-

萬千企業希望掘金5G,讓5G發展炙手可熱。但別以為5G發展最大挑戰在業務探索,對網絡運營工程師來說,5G網絡運維同樣遇到不少挑戰。

2G時代,移動網絡幾乎只承擔個人語音/短信業務,功能單一,好運維;3G/4G時代,移動網絡還要承載大量個人數據服務,運維人員難度加大;5G時代,移動網絡不只要承載數十億個人數據需求,還要支撐千行百業不同的數字化轉型高要求,是數字化底座。

正因為扮演著底座角色,5G網絡穩定、可靠性至關重要。比如工廠中自動化運行的機器,如果網絡不穩定,會使整個生產受到影響,帶來經濟損失;遠程緊急會診時,如果網絡延時出現波動,就會造成會診失誤,錯過最佳治療時期;即將到來的自動駕駛,如果不能保證網絡穩定,自動駕駛普及就永遠是夢想。

因此,5G網絡在發展中,需要高效的運維方式保障網絡可靠性。以前,我們更多關注5G基站和核心網的運維,其實5G承載網的5G前傳網絡同樣是運維人員關心的重要環節之一。許多5G前傳網絡是無源的,故障預測和定位困難,那運營商該采用何種5G前傳部署方式,提升網絡運維效率并降低成本?


  1. 5G時代呼喚高效運維

5G時代,一方面,新業務的出現對網絡性能提出更高要求。比如自動駕駛、遠程醫療等應用。另一方面,5G網絡終端連接數大幅增長。據IDC預測,到2025年,全球大約會有550億的設備通過網絡互聯起來。

此時,運營商傳統網絡運維方式早已不堪重負。據OVUM分析報告顯示,過去十年電信行業的收入增長從來沒有跑贏過OPEX的增長。其中,電信網絡的運營維護嚴重依賴于人員經驗和技能,電信網絡平均每1萬臺設備的運營維護需要300個工程師,而OTT只需要3個工程師,存在100倍的效率差距。

比如,在2G時代,當網絡出現故障時,指揮中心會向維修點發出指令后,維修點才會進行維修工作。如果出現的故障比較嚴重,維修人員大不了加個班,但卻要花費許多時間在故障點定位上。

有一位人士向筆者分享:“有一次,從用戶投訴到網絡的正?;謴?,花了36個小時?!痹囅胍幌?,如果是在5G應用全面普及后,36個小時無法上網,會給企業和個人造成怎樣的損失?對運營商的品牌口碑帶來怎樣的打擊?

對此,業內人士更是形象的表示,這就好比北京交通早晚高峰期,汽車擁有量增加,道路的擴張,交通信號設施增多,此時,傳統的交通管理模式顯然無法適應變化。5G網絡同樣面臨這樣的難題。

面對日益復雜的交通管理問題,智慧交通的出現讓問題得到解決。同樣,如今的5G網絡也需要高效的運維方式。

正是存在這樣的需求,不論是運營商還是設備廠商都在積極探尋提升運維效率的方式,希望借助新技術,可以早期發現問題,消除隱患。

  1. 5G前傳網絡運維遭遇挑戰

如果將5G網絡運維效率提升比作系統工程的話,前傳網絡運維效率提升則是最重要一環。也許很多人并不認同這一觀點。別急,當筆者講完什么是前傳網絡后,你也許會改變自己的看法。

為了降低網絡時延,實現邊緣計算,5G網絡將4G網絡的BBU、RRU兩級結構演進到CU、DU和AAU三級結構。其中,CU負責處理非實時協議和服務;DU負責處理物理層協議和實時服務;AAU是有源天線處理單元,也就是我們看到的5G基站桿上掛著的部分。

前傳網絡則是連接AAU與DU之間的部分,是5G網絡中最靠近AAU天線的傳輸環節。5G AAU天線對前傳網絡要求高:一方面,越來越多5G基站采用Massive MIMO作為天線核心技術,而5G AAU內部的天線振子與4G相比有大幅升級;另一方面,5G基站數量龐大,這導致5G前傳網絡規模龐大,從而使5G前傳網絡運維及部署成本非常敏感。截至2020年底,我國三大運營商全部已開通5G基站超過71.8萬個,2021年我國將新建5G基站60萬個以上。


因此,5G前傳網絡可謂是連接用戶終端與5G核心網的橋梁。橋梁“得病”,5G網絡就不能安寧。如果前傳網絡在運維方面無法提升效率,核心網建的再好也是徒勞。這就好比,不論你將高速公路修得再好,但上高速公路的入口不僅窄,且道路不平,車輛都會被堵在入口處。

講到這里,想必你已發現5G前傳網絡對5G網絡運維效率提升的重大價值。此前,運營商部署前傳網絡的方案主要包括以下幾種:

  • 光纖直驅,將每個AAU與DU全部采用光纖點到點直連組網;

  • 無源WDM方式,通過無源合分波器,將不同中心波長的光信號在同一根光纖中傳輸,節約了部署成本;

  • 有源WDM方式,在AAU站點和DU機房中配置相應的WDM/OTN/SPN設備,多個前傳信號通過WDM技術共享光纖資源;

  • 微波方式,通過微波進行數據傳輸。

但在部署中,以下幾種方式各有缺陷:

  • 光纖直驅需要建設多條光纖網絡,成本很高;

  • 無源WDM雖然成本降低很多,但存在啞管道資源不易管理、故障定位較難等運維問題;

  • 有源WDM雖然解決了維護和組網問題,但存在部署成本高過問題;

  • 微波方式只適合視距空曠地區,無法大規模部署。

運營商顯然在建設5G前傳網絡時陷入兩難選擇。如果選擇運維效率更高的有源WDM方式,成本就會增加;如果選擇低成本部署的無源WDM方式,運維效率難以提升,未來無法匹配業務需求,運營商辛辛苦苦建設的5G網絡也將失去意義。

因此,運營商希望尋找兼顧成本及運營效率的5G前傳網絡部署方式。

  1. 半有源前傳方案破解兩難困境

俗話說,魚和熊掌不可兼得。但5G承載領域通信人,借助創新打破了這一規律。筆者注意到,中國移動倡導的MWDM(MWDM,Medium Wavelength Division Multiplexing)半有源前傳方案,就是讓“魚”和“熊掌”全都要成為可能。幾年來,中國移動積極投入,在該方案的理論及實踐中,不斷取得成績。


在理論探索方面,據悉,中國移動早在2019年時,就面向5G C-RAN組網需求,提出了“中等波分復用”MWDM技術,2020年6月,中國移動在ITU-T SG15 Q6中間會議上,中國移動聯合華為、中興通訊等企業,首次提出基于12波25Gbps O-band WDM立項需求及半有源MWDM技術方案。

在實踐方面,中國移動已在福建、廣東、甘肅等12省相繼開通了基于半有源MWDM的5G前傳商用網絡。


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