浅析小基站回传网络建设的关键挑战与应对

小基站对回传网络的影响

近年来，智能手机的普及、3G网络的大规模部署，以及LTE商用网络的全球布局，使移动宽带数据业务呈现爆发式增长，在未来5年内还将以66%的年复合增长率（CAGR）继续增长，并为运营商带来大量收入。与此同时，以移动数据业务为主的用户体验需求，对传统移动网络提出了两大挑战，即热点区域密集用户群的高吞吐量需求和边缘网络盲点覆盖问题。

为了化解这些挑战，基于HetNet理念的分层立体网络成为移动网络建设的趋势。根据Infonetics对此趋势的最新研究，到2016年，宏站处理的网络业务流量占比将由现在的90%以上，下降至58%，小基站（包括室内小基站和室外小基站）承载流量占比将达到24%。此外，Infonetics预测，到2016年，全球小基站出货量将超过300万套。我们可以预见未来3-5年，小基站在移动网络中的数量将出现井喷式增长，成为未来移动运营商网络投资建设的重点。

小基站大规模部署会给回传网络建设带来怎样的影响呢？在解答这个问题之前，我们首先要了解小基站部署的主要特点。小基站具有小巧的体积，具备零站址安装条件，且能适应各种室内外安装环境及高密度部署，设备数量可能达到宏站的10倍之多。

小基站与宏基站协同工作，给移动用户提供全网一致的业务体验。小基站可采用各种组网拓扑结构，先汇聚到宏基站，再上宏基站回传设备，或者直接连接到现有的移动回传或其他综合承载网络的汇聚传输节点设备上。

小基站及其部署的特点，对其回传网络解决方案带来了挑战。这包括：最后一公里多样性传输资源的适应性；小基站回传设备暴露在公共室内外场所，会面临设备环境适应能力、物理安全、业务接入安全方面的挑战；面向LTE/LTE-A业务的全面的时钟同步需求；网络容量与业务的高扩展性和灵活性需求；大规模网元设备运维的简单便捷性需求；当然，总体拥有成本（TCO）也要低。

关键技术及应对方案

针对上述小基站大规模部署带来的对回传网络建设的挑战，我们将逐一进行分析，并给出小基站回传网络建设的关键技术与应对方案。

丰富的接口种类

由于小基站部署使站点进一步向用户延伸，如果采用全面铺设光纤传输资源到小基站，从市政施工权获取、成本投入和建设周期来看都很不现实。由此，小基站初期回传方案会就近接入或租用已有的各类传输线路资源，如光纤、铜缆或微波等，以满足快速部署的需求。从小基站回传网络发展的中长期趋势来看，城区热点区域将采用以光纤接入为主的大带宽回传方案，郊区和农村等用户较为分散，且主要以补盲为主的区域，采用较为经济的就近接入传输资源方案，如微波、铜缆等。

综上所述，小基站回传最后一公里可分为有线和无线两种场景。无线场景可采用基于E-Band/V-Band/Sub-6G技术的微波设备。而有线场景则可采用具有多种媒介接入能力的小基站接入网关设备，如小基站路由器，也可以直接利用已有的xDSL和FTTx的终端接入设备。所以说，小基站回传网络最后一公里的技术适配和多样化接口能力是设计选型的关键。

全方位的安全设计

小基站回传设备与小基站通常安装在公共室内外场所，无专门的防护设备和措施，因此对设备的环境适应能力、物理安全性要求高。而LTE扁平化的网络架构，导致RNC业务终结点消失，也失去了原有3G网络架构下的安全封装机制，回传网络就需要提供LTE基站与核心网设备MME/S-GW之间的S1接口流量安全保护。

所以，小基站回传网络设备要求具有全方位的安全设计解决方案。其具体要求是：满足室外高标准防护等级IP65；支持-40oC–65oC大范围工作温度区间；全面的业务接入安全设计，如接入控制802.1x、业务安全隔离VPN、防IP仿冒的DHCP nooping、复杂流分类ACL技术等。

基于各种传输媒介的时钟同步

基于LTE/LTE-A的小基站将占整个小基站部署的90%以上，同时，LTE网络的eMBMS（Evolved Multimedia Broadcast/Multicast Service）和CoMP（Coordinated Multiple Points）业务的大规模部署，不仅要求小基站回传设备支持基于任意媒介的时钟同步能力，而且要求同时支持频率同步和时间同步。只有这样全面的高质量的时间同步解决方案，才能确保在LTE时代的各种增值业务的客户体验。也可以说，支持基于各种媒介和组网拓扑的1588v2全模式（OC/BT/CT）时钟同步技术，是小基站回传网络设计的必要条件。

高扩展性和灵活性的设备平台

在LTE网络时代，越来越多的移动运营商将转型为综合信息服务提供商，移动宽带网络将会成为综合业务承载网络。回传网络不仅承载呈指数级别增长的数据业务，其他各类增值业务，如手机高清视频、不同等级的企业专线业务、带宽或租用线批发业务等，都可能通过各类小基站和宏基站接入回传网络。针对此，小基站的承载设计选型，要重点考虑设备容量和业务部署的高扩展性和灵活性。

实现小基站最后一公里的各种回传技术中，基于IP/MPLS技术的平台，在网络带宽和业务部署的扩展性和灵活性方面最有优势，而且能够与已有的IP承载网络协议互通，能够进行端到端的业务部署、可靠性设计以及故障监测。在有线资源的情况下，基于IP/MPLS技术的小基站路由器是首选。

简洁高效的运维平台

LTE小基站回传网络具有的回传设备网元数量，将数十倍于原有的2G/3G网络，而且LTE网络架构下的网络流量模型，将转变为多点到多点的全连接模式。此外，小基站回传网络还需与已有回传网络或FMC综合业务承载网混合组网。这就要求小基站回传网络的运维管理平台需针对以上这些特点，给出解决方案，并具备以下特征。

大规模设备网元的高效快速部署：业务部署需支持远程开局、远程调测，以及业务链路性能端到端监测；设备配置则可采用基于业务的典型参数模板化的方式，来简化配置并批量下发。

支持业务链路灵活调整和端到端的网络SLA监控能力：采用基于GUI界面的可视化业务部署方案，具备端到端网络性能监控与分析能力，在提高运维效率的同时，提升网络故障预警能力和网络带宽预规划能力。

小基站回传网络与已有承载网络混合组网下的统一运维：采用能够管理多种回传设备（如IP、传输和微波）的统一网管平台，完成端到端网络的业务部署、发放，这是提高网络运维效率、保障网络质量和客户体验的关键。

CAPEX和OPEX优化设计

CAPEX支出控制方面，运营商需选用性价比最优的小基站回传设备来控制设备投资。在OPEX方面，运营商对设备体积、功耗、环境适应性、安装维护的要求，需要供应商提供零站址安装、超低功耗、POE供电、全天候环境适应、高效率远程运维等全面的解决方案。

面向未来的华为解决方案

随着LTE商用网络逐渐进入深度覆盖阶段，越来越多运营商开始规划小基站回传网络建设。华为也积极参加NGMN（下一代移动网络）、IWPC（International Wireless Industry Consortium）以及Small Cell Forum（小基站论坛）等国际组织，并参与关于小基站回传要求和解决方案的研讨，以及相关标准制定等一系列活动。华为是业界对小基站回传技术研究投入最早的厂家之一。

基于对小基站回传网络建设需求和挑战的深入分析和持续的产品研发投入，华为在2013年巴塞罗那世界移动通信大会（MWC）上，率先发布了小基站回传的全方位技术和产品系列解决方案。华为小基站回传技术方案包括满足光纤和铜线有线场景下的基于IP/MPLS的ATN905系列解决方案，以及无线场景下，基于NLOS微波的SUBLINK解决方案和基于E-Band/V-Band技术的全系列微波解决方案。网络设备运维方面，华为在统一的可视化网管平台U2000基础上，新发布了uTraffic端到端网络性能监控维护方案，旨在进一步提升移动宽带、大数据时代的综合承载网网络质量和运维效率。

借助在综合承载以及已有宏站回传网络的市场格局和品牌优势，华为小基站回传解决方案已在国际主流运营商的网络建设中崭露头角，以期帮助运营商抢先一步把握市场先机。

作者：马成英，华为技术