移动网络对无线回传的要求

移动网络的发展对无线回传的要求摘要为了实现大容量的移动数据覆盖，小型基站（Small cells）所占的比重较越来越大，而如何有效的实现小型基站数据的回传是首要考虑的因素，本文根据小型基站的特点给出了无线回传的不同解决方案。关键词 小型基站 微波 回传 数据引言在移动互联与智能终端广泛普及下，网络热点和盲点急需灵活的解决方案来完善LTE覆盖，但实现LTE覆盖本身就意味着要部署更多的基站数量，鉴于越来越难的基站选址以及工程施工难度和成本的提高，基站设备的小型化、低功耗、可控性和智能化成趋势。这也是小型基站（Small cell）在近一年时间中迅速扩大应用的原因之一，在宏蜂窝覆盖的基础上，运营商正在城区热点、居民小区、写字楼等部署小型基站（Small cell）以提升网络容量。但一线工程人士坦言，Small cell的大量部署还面临着光纤等传输资源匮乏的现实问题。可以预见的适合于小站接入的短距离，大容量，快速接入的分组微波是未来解决接入瓶颈的根本解决之道。1 小型基站无线回传的挑战1.1 带宽分配对于回传来说，由于小型基站的接入用户数少，对应的数据回传压力比宏基站要轻，但是数据流量等级要比宏基站高。由于用户离小型基站比较近，信号非常好，一旦出现接入用户比较多的情况，数据流量有可能突然激增，导致数据回传出口变成瓶颈，因此，小型化基站及其回传网络要具备处理高等级突发数据流的能力。下表给出了站点接入容量的要求：20112013201580%的站点20Mbps60Mbps100Mbps20%的站点60Mbps100Mbps500Mbps极少站点150Mbps300Mbps1Gbps表1：接入站点容量需求1.2 汇聚层回传容量大在做回传网络规划的时候，要考虑多个小型基站的回传汇聚节点容量，一般要求此汇聚节点的无线回传能力能够达到1Gbps2Gbps；1.3 体积小重量轻运营商期望的理想化设计是，小型基站和无线回传设备高度集成到一起，从而减少安装和场地的租金成本。典型的小蜂窝基站应适用于安装在街头电线杆和交通信号灯，或安装在屋顶和墙壁之上。整个解决方案都是一体机的，包括了接入和回传两部分，并且能够防水。1.4 回传站点环境复杂，视距传输受限小型基站放置的位置是运营商重点考虑的因素。原则上，小型基站是越靠近用户越好的，但是，这会给无线回传网络的架设带来困难，因为回传路径很可能不是视通的，在这种情况下，需要考虑非视距传输的回传方案。下表格介绍了小型基站放置的主要场景：基站类型回传接入点位置Macro塔顶或塔底、楼顶Micro-城市室外、电线杆、墙壁、屋顶Pico/Femto-室外街道设施、屋顶、墙壁、架空电缆、电线杆Pico/Femto-室内室内，室外到室内直接无线回传，或者室外接入后通过有线连接小型基站Femto-企业办公室、工厂、商店或咖啡厅Femto-消费者家庭表2：不同类型小型基站的回传接入点放置场景1.5 高密度区域的无线回传频谱资源紧张对于人口密集的热点区域，为了加强数据的覆盖能力，提高网络容量，运营商需要安装大量的小型基站。由于数量大且密集，如何规划好回传网络成了首要考虑的问题。如果采用频分复用的无线回传设备，网络规划要格外小心，以便避免回传信道间的相互干扰。在这种情况下，可以考虑采用时分复用的回传设备，布网更加灵活，同时降低规划的难度。1.6 回传方案要求高性价比小型基站回传网络的成本压力非常大，每个宏基站的区域覆盖最终会被许多小型基站的区域覆盖所取代，以便为每个移动用户提供更高容量的数据服务，那么数据回传设备的数量会随着小型基站数量的激增而激增，移动网络建设的成本会随之而增加，但是运营商为了维持比特数据的目标成本，必然要求设备供应商降价来节省移动网络建设的投入。如何提供高性价比的小型基站无线回传设备，成了传输设备供应商必须考虑的首要问题。另外，由于目前小型基站主要是用于对宏基站的补充和改善，一旦小型基站或者回传链路出现故障，只会减少传输容量，而不会造成服务中断，因此，运营商对小型基站及其回传网络的可靠性要求没有对宏基站高，这在一定程度上为设备供应商对小型基站回传设备进行降本提供了更大的灵活空间。1.7 其它要求1.7.1 绿色解决方案，要求低功耗1.7.2 支持不同的组网架构，能够灵活适应链状、环状以及点对多点的网络拓扑1.7.3 支持简易的安装和调试，方便站点快速部署1.7.4 支持完备的OAM（运营、管理和维护）机制1.7.5 具备很强的容量扩展性，以应对每年不断激增的数据流量增长的需求1.7.6 必须支持分组交换，以便适应4G和LTE-ready网络2 小型基站无线回传解决方案2.1 小型基站无线回传方案概述目前在市场上应用的小型基站无线回传方案如下：l 传统牌照（License）频段微波系统，6-42GHzl 低于6GHz的微波系统，点对点或者点对多点l 低牌照费（Light-license）毫米波段微波系统E-band，70-80GHzl 免牌照费（Unlicense）毫米波段微波系统，60GHzl 其它，卫星系统假设以上每一种技术都是在特定场景下的最好选择，那么任何一个运营商无线回传网络都可以采用以上无线解决方案的综合方案。2.2 点对点第一级离回传解决方案2.2.1 E-Band点对点无线回传方案需求l 频段为70-80GHz；l 支持链状级联的回传网络，比如装到街道抱杆上的小型基站级联；l 传输容量高，达到1.2Gbps；l 支持环网，具备回传网络组环的能力；l 低功耗；l 低牌照费用；l 集成天线，窄波束；l 视距传播；l 小型化，易安装2.2.2 6G以下频段点对点回传方案需求l 免费频段5.8GHz或收费频段3.5GHz；l 支持链状级联的回传网络，比如装到街道抱杆上的小型基站级联；l 传输容量达到200Mbps或以上；l 非视距传播；l 小型化，易安装图1：小型基站的点对点无线回传示意图2.3 点对多点第一级回传解决方案2.3.1 6G以下频段点对多点回传方案需求l 免费频段5.8GHz或收费频段3.5GHzl 传输容量达到200Mbps或以上；l TDD传输模式，支持点对多点传输；l 非视距传输；l 小型化，易安装图2：小型基站的点对多点无线回传示意图2.4 点对点汇聚层回传解决方案采用传统的License频段6-42GHz做汇聚回传，提供稳定可靠高质量、高容量的数据传输，也可用于宏基站的数据回传。此方案的数据传输容量能够高达1Gbps或以上，可用于有线回传线缆的备份。目前主流的应用方案如下：l 4+0全室外License微波系统；l 4+0分体式License微波系统；3 结束语用户对数据业务的需求推动着移动网络的不断发展，而越来越多的小型基站被铺设到城市人口密集区域，无线回传网络的假设变得越来越困难，为了适应不同的无线回传需求，多样化的回传技术被广泛的运用，这对无线设备供应商来说，既是机遇又是挑战。而如何抓住机遇，应对挑战，成了无线设备供应商必须研究解决的主要课题。参考文献1 Wireless Backhaul Solutions