中国移动提出新型无线接入网架构C-RAN

C-RAN传输解决方案探讨摘要：针对新型无线网络架构C-RAN，探讨可行的传输解决方案。

关键词：C-RAN CPRI OTN/WDM 光纤直驱1、引言传统的无线接入网每个基站覆盖周边各自的小片区域，为达到良好的信号覆盖，运营商需要建设数量巨大的基站，这意味着高额的建设投资、站址配套、站址租凭以及维护费用，更多的资本开支（CAPEX）和运营开支（OPEX）；但实际上现有的基站的实际利用率还很低，网络的平均负载一般来说大大低于忙时负载，为充分利用空闲的基站处理能力，中国移动提出了基于集中式基带处理（baseband unit，BBU）池、由远端射频单元（Remote radio Heads，RRH）组成的协作式无线网络和基于开放平台的实时云型技术设施的无线接入网（Cloudradio access networks，C-RAN）。

新型的无线网络架构对传输网络提出了新的要求，本文就C-RAN传输解决方案进行探讨。

2、C-RAN对传输网络的影响和需求分析如上图所示，场景C 为传统无线架构，对应的传输方案为部署三层PTN网络（接入、汇聚、核心）。

在C-RAN结构下（场景A和场景B），CPRI基带信号传输要求高带宽、低时延抖动和低频率抖动，现有PTN GE接入环已无法满足需求，CPRI具体的性能指标要求如下表所示。

CPRI信号的高带宽、高时间和频率同步精度要求对传输网络提出严峻挑战，结合当前传输技术发展情况，可考虑光纤直驱（适用于场景B：BBU部署的位置较低）和OTN/WDM接入环（适用于场景A：BBU部署在汇聚机房）两种传输解决方案，网络结构如下图所示。

3、两种传输解决方案优缺点分析（1）光纤直驱光纤直驱方案各项传输性能指标可满足CPRI要求，但是对光纤资源的消耗严重，实际操作中很难满足光纤直驱全网建设需求。

适当的降低BBU的部署位置（即场景B），可大大减少接入层光纤的消耗，主要压力落在末端接入光纤上。

方案优点：①方案简单、复杂度低；②节省传输设备和接入机房成本；③性能指标好；方案缺点：①光纤消耗严重，采用白光直驱时，每个站址需要1对光纤，同站址RRU可串联；采用彩光直驱时（BBU和RRU采用定制的彩光光模块，成本高），每4个站址需要1对光纤（采用无源的光分插复用器（OADM），4个RRU共用1对光纤，但传输距离受限，40Km光模块仅能传输约8km），同站址RRU可串联；②环保护能力不足，CPRI协议环保护倒换时间200ms，业务中断达秒级（传输为50ms 内），仅支持链路中断倒换，不支持帧丢失、性能劣化倒换。

C-RAN与5G的网络部署方式众所周知，4G+网络已经实现C-RAN部署，遗憾的是没有大规模的推广，原因在于4G网络已经成熟，要想实现C-RAN就需要重新部署站点，成本更大，违背的C-RAN的初衷。

但是5G的来临，站点的规划、选择、建设都是重新开始，这就意味着C-RAN将在5G中崭露头角。

下面就谈谈C-RAN的概念、目标以及在5G中的部署方式。

1.什么是C-RAN？百科定义：C-RAN是基于集中化处理(Centralized Processing)，协作式无线电(CollaborativeRadio)和实时云计算构架(Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)。

其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

总结一下：通过C 集中化、C协作化、C绿色节能、C云计算的无线接入组网来达到降本增效！更浓缩的说就是：4C组网，降本增效。

相较于C-RAN的集中化、协作化和绿色节能方面在中移动4G+现网的推进，无线云化的概念也逐渐被业界广泛的接纳，C-RAN在引入网络功能虚拟化NFV框架后，实现软、硬、虚三层解耦，带来了无线资源MANO（管理与编排）的优势。

另一方面，面向5G，基于集中/分布单元CU/DU的RAN网络两级架构也已经被业界所认可，这一网络架构与无线云化的结合，构成了5G C-RAN的两个基本要素。

因此通过NFV软/硬/虚解耦的编排调度、CU/DU的无线组网方式实现5G C-RAN。

当然5G C-RAN最终的目的也是一样的，较少站点机房数量，实现集中化处理和协调式调度，最终实现资源共享，降本增效。

2. 5G C-RAN和4G C-RAN的区别是什么？上面阐述了C-RAN的含义和目的，相信大家应该有了一个基本的了解。

那有人问道，既然C-RAN在4G中也有实现，那么C-RAN在4G和5G中到底有什么区别呢？答案是：网络部署的形式不一样。

C-RAN在CDMA2000网络的应用探讨文章首先介绍了C-RAN网络架构；然后针对CDMA2000网络现状进行分析；最后从C-RAN的应用结构、应用优势和应用挑战三方面探讨了CDMA2000无线接入网的C-RAN演进。

【摘要】【关键词】C-RAN CDMA2000 无线接入网络演进杨燕玲 广东省电信规划设计院有限公司移动通信咨询设计院1 引言为了降低传统无线接入网高额的资本性支出及维护成本，增加在移动互联网市场的竞争力，中国移动提出在自己运营的2G/3G多标准网络推行无线接入网向C-RAN网络演进的构想，以找到适合未来移动通信网络建设的方法。

同样在中国的移动通信市场，对于中国电信运营的CDMA2000网络，也存在站址资源紧张、建设成本高企、基站能耗居高不下等问题，这些问题提高了运营成本，不利于网络的扩容和升级。

因此，本文探索C-RAN网络结构在CDMA2000网络中应用的可行性，希望为CDMA2000网络发展找到一条低成本高性能的发展道路。

2 C-RAN网络架构移动通信为了向用户提供无所不在的通信服务，采用蜂窝网络结构，利用大量分布在各地的基站，通过基站天线和BTS设备，使得功率有限的手持设备可以通过覆盖小片区域的天线与网络通信，从而实现移动通信不间断服务的目标。

这样就造成传统的无线接入网络具有以下特点：（1）每个基站覆盖小片区域，各基站只处理本基站收发信号；（2）各基站独立工作，为了解决互相的频率干扰，必须在一定距离内采用不同的频率；（3）各基站与BSC之间的接口互相独立，必须单独维护。

这样的组网特点为运营商带来了巨大的建设投资以及维护成本，并且在扩容或者升级时受到较大的限制，随着通信网络的升级，2G、3G甚至LTE网络同时并存的现状更增加了建设的压力。

因此，中国移动提出了C-RAN的概念，即基于集中式基带处理池，由远端无线射频单元和天线组成的协作式无线网络与基于开放平台的实时云型基础设施的无线接入网，通过网络结构的革命性创新，解决传统无线接入网面临的难收稿日期：2012-05-28责任编辑：袁婷　*****************题，并为用户提供低价的无线宽带网络接入。

1 引言1.1背景自从2009年，中国移动首次提出C-RAN概念，已有8年。

期间中国移动一直保持着每隔几年发布一个版本的C-RAN白皮书，向业界通报C-RAN进展并呼吁业界共同参与C-RAN 的研发。

这期间，中国移动始终坚定不移地在推进C-RAN集中化部署和协作化技术在现网中的应用，并研究无线云网络，为最终实现无线通信网的“Open & Soft”的目标而奋斗。

自从中国移动的网络进入4G时代，前传网络对传输资源消耗过高而相对应传输资源有限的网络现实，使得C-RAN在中国移动网络的应用受到了一定限制，其发展也相对迟缓。

而从2014年起，通过引入无源波分设备WDM（Wavelength-division Multiplexing）和CPRI （Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口）压缩技术，一定程度上解决了前传网络的光纤资源消耗过多的问题。

继而，在2015年至2016年年中，中国移动在一年的时间内发起了多省的C-RAN规模部署的验证工作。

通过福建、江苏、安徽三省的规模部署和长期运维验证，不仅证明了C-RAN组网方式在综合成本、无线协作化抗干扰、降低能耗等方面优势明显，也证明了C-RAN采用无源WDM（彩光）传输方案的10站以下的小规模集中，降低了对机房的配电、空间、可靠性等要求，通过长期运维，在运维难度、故障率等都未明显上升。

2015年的4期TD-LTE建设指导意见中，将C-RAN作为优选建设方式在全网进行推广。

目前C-RAN在沿海多省已经开始了全网的应用。

相较于C-RAN的集中化、协作化和绿色节能方面在中移动现网的推进，无线云化的概念也逐渐被业界广泛的接纳，C-RAN在引入网络功能虚拟化NFV（Network Functions Virtualization）框架后，更是带来了无线资源灵活编排的优势。

另一方面，面向5G，基于集中/分布单元CU/DU（Centralized Unit/Distributed Unit）的两级架构也已经被业界所认可，这一网络架构与无线云化的结合，构成了5G C-RAN的两个基本要素。

迈向5G C-RAN：需求、架构与挑战Toward 5G C-RAN: Requirements, Architecture and Challenges目录前言 (1)1需求 (2)1.1灵活的无线资源管理需求 (2)1.2空口协调和站点协作需求 (2)1.3功能灵活部署及边缘计算的需求 (2)1.4增强网络自动化管理的需求 (3)25G C-RAN的概念 (4)2.1C-RAN的基本概念 (4)2.2C-RAN产业推进目标 (7)3关键技术的考虑 (9)3.1无线可编排技术 (9)3.2无线协议栈功能 (10)3.3虚拟层能力提升 (11)3.4设备形态的思考 (12)4总结 (14)缩略语 (15)参考文献 (17)致谢 (18)前言自从2009年，中国移动首次提出C-RAN概念，已有7年。

期间中国移动一直保持着每隔几年发布一个版本的C-RAN白皮书，向业界通报C-RAN进展并呼吁业界共同参与C-RAN的研发。

这期间，中国移动始终坚定不移地在推进C-RAN集中化部署和协作化技术在现网中的应用，并研究无线云网络，为最终实现无线通信网的“Open & Soft”的目标而奋斗。

自从中国移动的网络进入4G时代，前传网络对传输资源消耗过高而相对应传输资源有限的网络现实，使得C-RAN在中国移动网络的应用受到了一定限制，其发展也相对迟缓。

而从2014年起，通过引入无源波分设备WDM（Wavelength-division Multiplexing）和CPRI（Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口）压缩技术，一定程度上解决了前传网络的光纤资源消耗过多的问题。

继而，在2015年至2016年年中，中国移动在一年的时间内发起了多省的C-RAN规模部署的验证工作。

通过福建、江苏、安徽三省的规模部署和长期运维验证，不仅证明了C-RAN组网方式在综合成本、无线协作化抗干扰、降低能耗等方面优势明显，也证明了C-RAN采用无源WDM（彩光）传输方案的10站以下的小规模集中，降低了对机房的配电、空间、可靠性等要求，通过长期运维，在运维难度、故障率等都未明显上升。

第16期2019年8月No.16 August，2019作者简介：周全材（1990— ），男，湖南长沙人，助理咨询师，学士；研究方向：5G 无线接入网。

摘 要：随着信息时代的飞速发展，5G 已逐步进入人们的生活，5G 网络可以实现系统容量更高、网络速度更快、运营效益更高的目标。

C-RAN 是一种集中式5G 架构，是5G 最理想的架构，但由于是完全集中的控制方式，自适应动态能力较差。

基于C-RAN 演进的5G 网络架构可解决这一缺点，且有降低运营成本、增加网络传输速度、降低数据传输延时等优点，非常符合运营商的需要。

文章对此进行了分析。

关键词：5G ；云计算；无线接入网；虚拟化基于C-RAN的5G无线接入网架构研究周全材，易 浩（中国移动通信集团设计院有限公司湖南分公司，湖南 长沙 410000）近年来，4G 网络发展迅速，大量的移动数据设备随之投入使用，导致蜂窝网流量负载正暴涨。

蜂窝式结构依然是4G 最普遍的无线接入方式，面对越来越严峻的庞大需求的挑战，即使采取正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing ，OFDM ）、中继等增大系统容量的先进措施，也很难跟上增长量的步伐。

通信运营商迫切需要下一代移动网络实现系统容量更高、网络速度更快、运营效益更高的目标。

因此，本文提出一种基于云计算的无线接入网（Cloud-Radio Access Network ，C-RAN ）架构的5G 无线接入网的可行方案。

1 基于C-RAN的5G无线接入网架构C-RAN 是一种集中式架构，有着低成本、高频谱、高带宽等显著优点。

但其完全集中的控制方式，也有着自身缺陷，无线链路自适应性能较弱，不能自适应动态变化，如用户行为、信道环境等。

主要原因是网络架构和组网方法的完全集中无法在实际系统下完成预定实时计算。

由于无线网络的用户行为、基站负载动态环境是时多变的，相对静止的计算端与多变的接入端无法实时适配，不仅不能达到资源的最大化利用，还会浪费回程链路开销，大大降低接入链路的利用率，导致网络接入性能降低[1]。

解读中国移动C-RAN新进展：将成立工作组,助无线网演进黄海峰
【期刊名称】《通信世界》
【年(卷),期】2016(0)29
【摘要】经过多年发展,TD-LTE已成全球运营商的主流4G选择.其中,中国移动在TD-LTE领域继续引领.在此基础上,中国移动希望增强网络的深度覆盖,并为未来5G 演进奠定技术基础.为此,中国移动正继续推动C-RAN以及OpenStack的发展,构建绿色、软性的端到端架构,满足未来5G等需求.
【总页数】1页(P40)
【作者】黄海峰
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.C-RAN成下一代无线接入网新潮流中国移动全球首发C-RAN白皮书 [J], 赵经纬
2.“红顶中介”脱钩稳步推进——解读《关于成立行业协会商会与行政机关脱钩联合工作组的通知》 [J], 于佳欣
3.诺基亚贝尔与中国移动联手完成现网Cloud RAN（C-RAN）技术测试助推4G 向5G演进 [J], ;
4.TC8无线网络信息安全工作组和TC5 3G安全与加密工作组召开第七次联合会议[J],
5.思博伦与中国移动研究院展示5G无线云(C-RAN)平台性能测试成果 [J],
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信息通信INFORMATION&COMMUNICATIONS2020 (Sum.No214)2020年第10期（总第214期）一体化汇聚机房在C-RAN组网中的应用瞿少凯，贺政,丁一凡（中国移动通信集团设计院有限公司，北京100080）摘要:为解决城区自建机房征地困难，购买机房费用高，流程复杂等问题，为5G网络建设快速部署储备汇聚机房等基础资源，基于C-RAN组网特点，城区汇聚机房可尝试建设新模式，结合城市市政、园林绿化规划，在园林绿化带内或市政道路旁设置一体化汇聚机房，减少对市政区域面积占用，并降低汇聚机房的综合造价。

关键词:C-RAN；一体化汇聚机房;5G；基础资源中图分类号:TN929.5文献标识码:B文章编号:1673-1131（2020）10-0230-030引言为了解决传统接入网架构存在的问题，近年来一种新型的无线接入网架构C-RAN被提出,其四大特征为Centralized （集中化）＞Co-operative（协作化）＞Cloud（云化）以及Clean（绿色化）。

在C-RAN架构中，多个蜂窝小区的BBU被集中在一个机房内,RRU与天馈系统位于各个蜂窝小区,集中机房的选择对C-RAN的规划建设无疑有着一定影响。

传输汇聚机房承载着区域内传输电路的汇聚、调度任务，是传送网最重要的战略性基础资源之一。

随着5G网络建设不断加速，对汇聚机房的需求也在不断升高，一方面现有机房空间、电源等资源随网络的不断扩容而日益枯竭，另一方面房价的不断上升等造成机房建设成本急速上升。

一体化汇聚机房具有建设周期短、选址迅速、建设成本比较低等特点，为了提髙建设效率以及资源利用率，在无法利旧现有机房资源情况下，一体化汇聚机房可为C-RAN的快速部署提供便利。

1C-RAN组网1.1C-RAN组网架构C-RAN釆用RRU拉远、BBU规模集中的架构组网，即在C-RAN机房集中化基站的数字信号处理单元,包括物理层基带处理、主控及时钟等，基带和主控可在内部进行互联和数据交换，然后通过高速光纤接口连接分布式的远端射频单元RRU,其基本架构如图1所示。

6C ommun icatio ns World Weekly无线通信C-R AN 的建设目的，是从无线接入网架构上彻底改善传统建设方式对2G /3G网络带来的底噪升高以及弱覆盖等问题。

C-RAN 产业链提出4G 技术2G 化云基带持续推进本刊记者|鲁义轩今年，中国移动C-RAN 项目在技术研发和试点应用上都取得很大进展。

随着C-RAN 在国内多个城市甚至海外地区建立起试点、现网部署逐步推进，C-RAN 产业链上的企业数量不断增多，其中，核心厂商的C-RAN 研发与试验进展也成为近日ITU 电信展上的热点。

动态负载均衡性能进一步提高作为中国移动C-RAN 的核心合作厂商之一，英特尔中国研究院C-RAN 相关研究内容包括三大块，一是基于英特尔处理器的LTE 算法设计和优化，二是L TE 基站参考设计，三是动态负载共享研究。

此前已有多家设备商推出了基于英特尔参考设计模块的C-RAN L TE 设备。

据英特尔中国研究院技术经理张旭称，在如何发挥C-RAN 在系统层的调度功能、优化参考设计方面，英特尔做了大量研发和合作工作，如何利用CPU 更好地进行动态负载，是目前英特尔中国研究院正在研究的主要内容，并已经取得阶段性进展。

在英特尔看来，如果用CPU 只做无线信号处理，只实现基站功能，那和DSP 就没有什么区别。

C-RAN 的优势在于其可以在集中基带池里面更好地实现动态负载的均衡，例如解决虚拟化技术应用挑战，实现处理器之间的任务迁移，使基站之间不同的任务灵活地从一个基站迁移到另外一个基站，同时能够尽量保持业务的不间断等。

对于动态负载共享，张旭表示，其目的是实现负载和流量的监控，有一定的算法协调机制和处理能力，把一个基站在忙时的繁多业务自动分配给不忙的基站。

为了实现这一目的，英特尔重点推进了其CPU 的能力开发，张旭称，英特尔下一代CPU 预计在2012年发布，具有4核架构，初步研究结果表明，基于该CPU 的C-RAN 动态负载能力将使得整个网络达到很优化的配置，可以节约60%的计算资源，同时能够节约85%的功耗。