核电站4G无线通信设计研究

1网络现状

该核电基地内原有RPR系统自建的光缆传输网，但整个网络只有11个节点，而拟建的4G高速无线网络覆盖建筑物达117个，远超现有传输网覆盖范围。且原有传输网络的光缆均为点对点敷设，而拟建项目规划为总线型光缆网络（大芯数主干光缆上分支基站接入光缆）。若利用现有光缆，需要重新敷设大量光缆，工程量远超新建一个新的传输网络。综合以上因素可知，原有传输网络并不适合承载高速无线通信网络（4G）。因此，除部分原有通信系统的机房和廊道外，传输光缆及传输设备都需要重新建设。

2业务需求

传输网作为高速无线通信网络无线网和核心网的承载，其业务需求如下：2.1传输带宽及设备端口需求⊙为无线网提供宏站不小于10GE的传输通道及光口（单站不小于300M，10GE为单站理论极限带宽，实际为6-8个宏站共享）；为微站提供不小于1GE的传输通道及光口（单站不小于100M，1GE为单站理论极限带宽，实际为4-6个微站共享）。⊙为核心网2个机房提供每机房与运营商对接的10GE传输通道及光口。2.2光纤（光缆）需求⊙为支撑无线网配套传输设备产生的光纤（光缆）需求，对应每站（无线主设备）的每套传输设备双方向每方向不少于2芯（布放24芯光缆）。⊙为支撑核心网与运营商互联的配套传输设备产生的光纤（光缆）需求，2个核心机房每机房2个方向每方向不少于2芯（布放144芯光缆）。⊙核心机房间保护通道产生的光缆（光缆）需求，两核心机房间至少需要2芯（布放144芯光缆）。⊙去核岛通信机房或者部分重要楼宇的光缆不少于144芯。2.3廊道需求⊙为核心机房两方向对接运营商布放光缆产生的廊道需求，需占用主干廊道1根144芯光缆位置。⊙为核心机房成环保护布放光缆产生的廊道需求，需占用主干廊道1根144芯光缆位置。⊙为每宏站或者微站接入传输网布放光缆产生的廊道需求，需占用次廊道、末梢廊道1根24芯光缆位置；2.4传输设备对机房空间及电源的需求⊙两个核心机房每个机房内传输设备占用三个机架位（600mm*600mm），电源容量4000W，蓄电池后备时间至少要达到2小时。⊙宏站机房内传输设备占用1个机架位（600mm*600mm），电源容量500W，蓄电池后备时间至少要达到1小时。⊙微站机房内传输设备需在墙面占用综合箱挂装空间（300mm*400mm*500mm），电源容量200W，蓄电池后备时间至少要达到半小时。2.5传输网络安全需求⊙任何一处光缆中断，或者不同片区二处光缆同时中断，传输网络自动切换，不中断无线网业务；任一无线宏站或者微站电源中断不影响其他基站业务；核心机房单节点故障或者掉电不影响另一核心机房及无线网业务。⊙所有传输设备单元可独立管理，任何设备脱网或者故障，任何设备间光缆中断或者衰耗增大都可以在监测服务器上观测。2.6传输网络同步需求要求在核心机房（至少1个核心机房）提供以太网接口或者E1接口，支持1588V2或者NTP格式协议的时钟输出（满足LTE无线网基站精度需求）。

3规划与设计

3.1传输技术的选择

拟建项目主要是为本核电基地提供无线通信服务，可将配套的传输网络定义为本地基站传输网。本地基站（含宏站及室分站点）传输网的可选传输技术主要有以下几种：SDH/MSTP，PTN，OTN，PON，IPRAN。根据主要用途、带宽、安全/保护性能、成本等方面进行分析，结果如表1所示。输，一般不作为基站接入采用；PON技术虽然造价较为低廉，但安全保护性能较差。综上，适用本项目的传输技术主要有PTN、IPRAN两种。

3.2传输设备的选择

通过对主流运营商的技术选择调研，如国内的中国移动，国外的KDDI、T-Mobile等移动业务为主的运营商，主流选择PTN作为2G、3G、4G和专线业务的综合承载技术；如中国电信、中国联通等传统固定业务为主、同时有移动业务承载需求的运营商，主流选择IPRAN作为承载技术。PTN和IPRAN均可以满足基站回传的传输组网需求。考虑设备兼容性和未来接入运营商大网的需要，拟建项目传输技术选择IPRAN。

3.3传输系统设计

根据无线需求及安全角度考虑，选取2个核心机房对外承担与其他运营商互联互通的作用；对内可以均衡承载本区域内业务，并起到互相备份的作用，此两机房可与宏站共址。根据接入层IPRAN组网原则：IPRAN网络接入层以环形结构为主，末端接入可采用链形或星形结构。接入层一般组建1GE环路，环路节点数一般为4～6个节点；业务量较大的区域可组建10GE环路，环路节点数一般为6～8个节点。拟建项目需求主要为宏站与室分站点两类，针对移动通信安全保障要求较高的特点，传输系统以组双上联环网结构为主，即基站全部组到环路上，每环路均可联结到2个核心机房；电源保障级别较低的室分站可以以链形组网联结到附近的宏站上，也可单独组环。如图1所示。从国内外行业趋势来看，SDH/MSTP均已不作为无线运营商的主流接入技术；OTN在国内外主要应用于大型传输节点间的大容量、大宽带的汇聚传构，使其单槽位具备100G的能力；（3）低集成度+中等容量，40nm1T交叉芯片，0T级的交叉容量；（4）第一代线路传输技术，普通DSP算法，仅收端DSP处理，1450公里。伴随当今技术水平的提升，第二代100GOTN系统正处于测试及试验应用阶段，与第一代相比，其主要有如下技术特点：（1）高集成度+超大容量，交叉容量＞25.6T，交叉芯片+28nm2T；（2）400G系统架构，单个槽位具有400G能力；核心技术有厂商自研制。

4结束语

总之，近几年国内相关运营商已经广泛部署100GOTN网络，以此满足不断增长的IP业务需要，顺应当今高速发展的传送网技术需求，随着技术的日渐成熟，OTN+100G技术定会在多领域中广泛运用。

作者:阎喆

参考文献

[1]朱莹德，王怡，高欣．广西广电基于PID+OTN技术的城域网建设浅析[J]．电视技术，2012,36(10):57-59