彩光系统在BBU集中部署基站传输中的应用研究

徐梅香，张艳

（中通服咨询设计研究院有限公司，南京 210019）

1 引言

目前，各大运营商在大规模建设LTE网络时，逐步采用BBU集中设置部署方式。BBU集中设置主要采用星型组网，导致占用大量主干光缆纤芯。按每个基站单系统3个RRU，每个RRU选用双芯双向光模块测算，每个基站需要6芯光纤，叠加LTE 800 MHz系统后，将再增加6芯光纤需求，每个基站共需12芯光纤需求。因此，BBU集中设置后，所有RRU通过光纤拉远，严重消耗主干光缆纤芯资源，目前存在部分区域由于管道资源紧张不能布放光缆或布放较多芯数光缆的难题，本文针对这一难题提出了用彩光系统解决基站传输的方案[1]。

2 彩光系统工作原理及应用范围

2.1 工作原理

彩光系统利用了波分原理，即把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送，利用波长取代物理光纤。合/分波部分由合/分波器完成，属于无源设备，因此，整个波分系统可视为“无源”系统。彩光系统工作原理如图1所示。

图1 彩光系统工作原理

2.2 应用范围

彩光系统的主要应用范围包括无线专业中的宏站、隧道、室分等各类场景的4G前传，有线专业中OLT-交换机、OLT-分组传输、OLT-OTN等回程传输，传输专业中MSAP-MSAP接入终端、MSTP-MSTP接入终端、分组传输-分组接入终端等集客的专线接入。

本文主要研究彩光系统在4G BBU集中设置下BBU到RRU基站传输场景中的应用。将BBU和RRU设备上的白光模块更换为彩光系统专用的彩光模块。从BBU至RRU方向，彩光系统的合波器将多个BBU光口的光合成

1路，通过1芯光纤传输到RRU侧，经RRU侧的分波器分成多路，分别送入RRU设备。从RRU至BBU方向，彩光系统将多个RRU光口的光经合波器合成1路，通过1芯光纤传输到BBU侧，经BBU侧的分波器分成多路，分别送入BBU设备。系统可提供6波、8波、12波、18波等多种选择供不同场景选用。彩光系统在4G BBU集中设置基站传输中的应用拓扑图如图2所示。

图2 彩光系统在4G BBU集中设置基站传输中应用拓扑图

3 BBU集中设置场景解决方案及彩光系统应用建议

本文选取两个常用的建设典型场景，即单系统3个RRU拉远场景和双系统叠加6个RRU拉远场景，分别采用彩光系统承载和普通裸纤承载两种解决方案，从承载能力、建设投资、可靠性、维护能力、安装时长等方面，对彩光系统与普通裸纤承载综合对比分析，根据对比分析给出应用建议。

3.1 BBU集中设置典型场景解决方案

普通裸纤承载方案又细分为RRU裸纤双纤承载、RRU裸纤单纤承载两种方案。

对于RRU裸纤双纤承载，BBU与RRU的光模块采用单纤单向，单纤单向光模块需两芯光纤进行BBU与RRU之间的信号收发。

对于RRU裸纤单纤承载，BBU与RRU的光模块采用单纤双向，单芯双向光模块只需一芯进行BBU与RRU之间的信号收发。

3.1.1 单系统3个RRU拉远场景

对于建设单系统LTE 800 M或LTE 1.8 G基站场景，一般需要3个RRU拉远。

解决方案1，采用RRU裸纤双纤承载、RRU裸纤单纤承载组网方案。

解决方案2，彩光系统承载组网方案。

3.1.2 双系统叠加6个RRU拉远场景

对于建设LTE 1.8 G与LTE 800 MHz叠加的基站场景，至少需6个RRU拉远。

解决方案1，采用RRU裸纤双纤承载、RRU裸纤单纤承载组网方案。

解决方案2，彩光系统承载组网方案。

3.2 综合对比分析

对上述典型场景从承载能力、建设成本、可靠性、维护能力、安装时长等方面，对彩光系统与普通裸纤承载综合对比分析。

3.2.1 承载能力

1芯的业务承载容量最大能够达到18×10 Gbit/s，高于裸纤承载容量。

3.2.2 建设投资及成本

根据RRU拉远距离比对出采用普通裸纤承载组网与采用彩光系统的建设投资差异。

投资测算模型中，光缆纤芯造价按照400元/纤芯千米。BBU/RRU光模块分10 km与20 km两种类型。对于3个RRU拉远场景，彩光系统采用6波系统；对于6个RRU拉远场景，彩光系统采用12波系统。

（1）单系统3个RRU拉远场景

分别测算BBU-RRU之间从0～20 km不同距离3种组网方案下建设的总投资，得出如下结论：

BBU-RRU距离在4 km以上，采用彩光系统较RRU裸纤双纤承载投资低； BBU-RRU距离在7.5 km以上，采用彩光系统较RRU裸纤单纤承载投资低。

（2） 双系统叠加6个RRU拉远场景

分别测算BBU-RRU之间从0～20 km不同距离3种组网方案下建设的总投资，得出如下结论：

BBU-RRU距离在3 km以上，采用彩光系统较RRU裸纤双纤承载投资低；BBURRU距离在5 km以上，采用彩光系统较RRU裸纤单纤承载投资低。

在拉远距离远、施工周期紧、无管孔资源等情况下，使用彩光系统与普通裸纤直驱相比，能避免重新布放光缆或布放光缆芯数少、物业协调等不确定因素影响，减少光缆敷设所带来的建设投资、时间成本、沟通协调成本等。

3.2.3 可靠性

由于采用无源设备，不易损坏、可靠性高、环境适应能力强。目前厂家提供的合/分波器产品，与现网使用的插片式分光器结构相同，符合插片式分光器结构规范，能满足室内机柜、室内挂墙、室外光交、室外挂墙、室外光分线盒成端等多种应用安装场景。

3.2.4 维护

安装在基站侧和光交箱中的合/分波器设备为无源设备，与PON网络中的分光器类似，无源结构是透明传输通道，低插入损耗，光学性能指标优良，不影响光信号的传输质量[2]。无需对设备进行相关业务配置，即插即用，在免维护的同时安全稳定性得到了很好的保障，而裸纤承载需要传输光纤专业维护。

表1 彩光系统与普通裸纤对比表

3.2.5 安装

在基站和BBU集中点室内机柜处放置的是彩光系统设备，不改变有源设备的组网模型。该系统的使用减少了由于光缆敷设、光缆调度协调、工程施工的时间，无需改变网络架构，大幅缩短建站时间。该系统单点安装仅需5～30 min，远低于裸纤承载5个工作日以上的时长。

根据上述综合对比分析，可总结出采用彩光系统比裸纤承载具有的使用优势，详见表1。

3.3 彩光系统应用建议

对于管道资源紧张场景,暂时不能布放光缆场景，建议使用彩光系统。

对于需布放光缆芯数较多场景:

(1）单系统3个RRU拉远场景：BBU-RRU距离在4km以上，采用彩光系统较RRU双纤承载组网投资低，建议使用彩光系统；BBU-RRU距离在7.5 km以上，采用彩光系统较RRU单纤承载组网投资低，建议使用彩光系统。

（2）双系统叠加6个RRU拉远场景：BBU-RRU距离在3 km以上，采用彩光系统较RRU双纤承载组网投资低，建议使用彩光系统；BBU-RRU距离在5km以上，采用彩光系统较RRU单纤承载组网投资低，建议使用彩光系统。

4 应用案例

通过具体应用案例说明彩光系统在4G BBU集中场景中的应用。本案例为在某地市某医院3G室分覆盖场景原有3G室分网络需要叠加一张4G BBU集中网络，但由于光纤资源短缺，故采用彩光系统方案解决4G网络的建设。

4.1 原3G室分网络现状

某地市运营商在某医院3G室分覆盖场景，原有3G室内分布网络图如图3所示。

图3 原3G室分拓扑图

如图3所示，运营商光交安装于医院地下停车场，光交至运营商端局有直达光缆48芯，光缆布放初期，主要用于政企业务、各大银行网点、医院等其他业务的接入。2009年为完成3G信号的室分建设，根据大楼的结构共部署了7套3G直放站或RRU。在3G室分建设时，该医院基于其自身因素不同意运营商自光交至相应楼层布放光缆，要求全部布放2芯的皮线光纤，到每个楼层仅有2芯光缆可用，资源非常紧张，如出现纤芯障碍，将影响在用业务的正常运行。

2017年6月，为满足4G覆盖的要求，医院大楼室分系统急需引入4G信源。在院方以其现有的消防安全、大楼整体装修、正常工作秩序等原因不同意运营商以任何形式布放新的光缆或皮线光纤的前提下，运营商在该医院采用了彩光系统方案，建设了7套无源光纤扩容设备，在原有皮线光纤的基础上开通了3G/4G室内分布。

图4 改造后室分拓扑图

4.2 使用彩光系统共同承载3G/4G方案

使用彩光系统改造后，现网3G/4G室内分布拓扑图如图4所示。

在运营商机房内安装7套无源光纤扩容设备，使用集中式机框将设备安装至机架中，将3G/4G BBU的28芯光纤接入至该设备中，通过原皮线光缆传输至医院的RRU处安装的无源光纤扩容设备，每个点占用1芯光纤，共占用7芯光纤，通过该点安装的无源光纤扩容设备接入3G/4G的RRU设备。

此种方案组网优势如下：

（1）充分利用了楼层之间的2芯皮线光纤，只占用了一芯光纤，为每个室分站点同时开通一个3G RRU和一个4G RRU，每套设备还剩余一个通道可以再开通一个RRU。

（2）在原来纤芯不够用的情况下，使用了该方案还增加了一芯备用光纤，大大的提升了安全性。

（3）节约了时间以及成本，设备安装完成即可利用原有光纤完成业务接入，无需与物业、业主等协调，节省无形的沟通成本。

5 结束语

彩光系统将多个不同波长复用在一芯光纤中传输，到远端后通过解复用还原为各波长业务，具有高隔离度、低插入损耗、高可靠性和稳定性、维护简单、操作方便等一系列优点[3]。本文详细阐述了彩光系统在BBU集中部署下的解决方案，通过多角度进行综合分析，面临4G BBU集中设置对现有光缆网造成的极大压力，彩光系统在部分管道资源紧张，暂时不能布放光缆或需布放光缆芯数较多的基站场景具有一定的推广价值。