随着5G业务进一步发展以及5G在ToB场景的深入应用,传统基站无法满足特殊场景中对基站灵活移动、业务低时延、部署敏捷的要求。中兴通讯针对特定场景的需求,从基站回传、本地分流和配套系统三个方面对传统基站进行改造升级,实现了网云业一体化高度集成、低成本、部署敏捷的游牧式基站。
游牧式基站应用场景
游牧式基站主要应用的场景包括应急通信、电竞比赛、矿山通信、ToB业务演示、智慧工地等。
- 应急通信:在洪灾、地震、台风和泥石流等自然灾害过后,原有供电、传输和无线通信设备损坏,通信瘫痪,部署游牧式基站能够快速恢复移动通信系统。另外,在满足公网通信需求的同时,可选配NodeEngine设备,连接本地应急指挥系统,将容量较大的图像、视频等发送到本地应急指挥系统,不仅保障应急指挥数据的安全,还可节省基站回传带宽。
- 电竞比赛:在电竞比赛场所临时部署游牧式基站,NodeEngine连接电竞比赛服务器,可满足电竞比赛大容量、低时延要求。
- 矿山通信:矿山地理环境多样,业务众多。车辆调度、设备数据采集、视频监控相关数据可通过NodeEngine传到本地服务器,不仅降低了时延,还降低了回传带宽的要求,同时矿场人员可通过游牧式基站接入网络和外界通信。
- ToB行业业务演示:在5G行业业务探索过程中,可在企业部署游牧式基站,使用NodeEngine对接企业的应用服务器,在真实5G网络中研究5G在具体ToB行业的应用。
- 智慧工地:在建筑工地部署游牧式基站,游牧式基站NodeEngine对接本地视频监控和远程操控平台。通过视频监控可实时检测扬尘、噪声、工程车辆运行状态,识别未佩戴安全帽等违规行为;通过远程操控无人汽车,保障人员安全。
游牧式基站方案
游牧式基站从回传方案、本地分流方案、配套系统方案三个方面对传统基站进行改造,基站回传方式灵活多样,集成基站分流功能,实现低时延和数据不出场、配套系统灵活,便于移动和部署。
游牧式基站可同时为公网用户和专网用户提供服务。公网用户接入游牧式基站后,通过游牧式基站、核心网可访问互联网;专用用户接入游牧式基站后通过游牧式基站、NodeEngine连接本地服务器,数据不出场,降低时延的同时保障了数据安全。
游牧式基站主要由无线模块、回传模块、本地分流模块及配套设备4部分组成,如图1所示。
图1 游牧式基站系统架构
无线方案
无线模块包括基带和射频两部分,基带部分为通用设备,射频部分根据宿主站情况及游牧式基站部署的位置,可灵活选配iMacro和Qcell设备。需要注意的是采用CPE Relay回传时宿主站和游牧式基站需采用异频组网方式,避免产生较大的干扰。
回传方案
游牧式基站回传可采用光纤回传、Internet回传、CPE Relay回传、微波回传、卫星回传等多种回传方式。光纤回传、微波回传和卫星回传为通用回传方案,此处不再赘述。
3GPP协议在R16定义了5G无线回传方案IAB(Integrated Access and Backhaul)。但IAB是基于CU(Centralized Unit)和DU(Distributed Unit)物理分离架构,对CU和DU间的F1接口进行无线回传,不仅涉及软件改动还需要新增硬件设备,产业链也不成熟。目前采用CPE Relay回传方案,使用室外CPE(Customer Premise Equipment)做回传设备,网络侧部署一台VPN(Virtual Private Network)网关。游牧式基站侧和VPN网关建立VPN隧道,回传CPE、宿主站和VPN网关间的数据都封装在VPN隧道中传输。游牧式基站侧发起建立VPN隧道的设备可为回传CPE、游牧式基站或专用路由器设备,三种建立VPN隧道的方式原理相同,各有优势。
Internet回传方案和CPE Relay回传原理相同,可由游牧式基站或专用路由器发起建立VPN隧道。
游牧式基站部署时根据实际场景及现场具备的回传条件,选择不同的回传方式,优选有线回传。
NodeEngine方案
NodeEngine方案是在基站BBU机框内插入一块计算单板,将本地分流功能下沉到基站,满足低时延和数据不出场需求,同时可集成算力和云平台,实现能力开发和应用本地部署需求。NodeEngine具有业务时延低和保证数据不出场、即插即用、快速部署、按需扩充、与基站共运维等优势。
算力下沉到基站,基站成为数据传输的锚点。NodeEngine一边通过空口与应用终端通信,另一边通过专线和应用服务器交互。NodeEngine以其特有的超低时延特点,能够满足低时延交互、远程控制、视频传输等业务需求;还可以面向企业用户提供门户级应用App,通过可视化管理,为不同应用提供差异化的5G网络QoS保障。
配套方案
游牧式基站配套方案高度集成室外机柜、回传设备、移动车体、升降杆等,具有占地省、应用灵活、部署敏捷等特点。
室外机柜不仅能够安装通信主设备,还能安装电池,满足没有市电情况下的供电需求;移动车体除自带移动轮外,还自带稳定支腿,不用固定基础地面,即可抗5级风;升降杆采用铝合金材质,支持自动/手动升降系统,最高可升至6米,确保天线挂高满足网络覆盖和CPE回传要求。
网云业一体化游牧式基站有着广泛的应用场景,随着5G和ToB业务的进一步结合,游牧式基站将会在更多的领域得到应用。