概述
當(dāng)前，移動(dòng)通信網(wǎng)由TDM網(wǎng)絡(luò)向IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。相比傳統(tǒng)的TDM組網(wǎng)，IP組網(wǎng)具有高帶寬、低成本，靈活高效，易于統(tǒng)計(jì)復(fù)用等眾多優(yōu)點(diǎn)。而作為TD的創(chuàng)始人及領(lǐng)航者，大唐移動(dòng)一直致力于推動(dòng)TD網(wǎng)絡(luò)的IP化，并先后在浙江、江蘇、山西、陜西等省份的多個(gè)重點(diǎn)區(qū)域完成了TD網(wǎng)絡(luò)IP化的試點(diǎn)及推廣工作。
1 基站自啟動(dòng)的技術(shù)的提出背景：
在推動(dòng)TD網(wǎng)絡(luò)IP化的進(jìn)程中，大唐移動(dòng)不可避免的遇到了一些技術(shù)難關(guān)：無(wú)論是采用TDM組網(wǎng)還是IP組網(wǎng)，在基站開啟環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)配置，主要包括設(shè)備參數(shù)的配置，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置以及傳輸參數(shù)的配置等等。這一部分的配置工作對(duì)人員的技術(shù)水平有一定要求，無(wú)法依賴建站的施工人員來(lái)操作，而只能通過專門的開站人員來(lái)逐一上站并現(xiàn)場(chǎng)完成。其配置工作量巨大，且極易出錯(cuò)。特別是在IP組網(wǎng)下，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由點(diǎn)到點(diǎn)的資源獨(dú)占變?yōu)槎帱c(diǎn)間扁平化的資源共享，網(wǎng)元關(guān)系由相互間強(qiáng)耦合變?yōu)槿躐詈希▍⒁妶D1），傳輸參數(shù)的配置被進(jìn)一步復(fù)雜化，對(duì)開站人員的素質(zhì)水平也提出了更高的要求。
圖1 無(wú)線接入網(wǎng)由TDM向IP演進(jìn)
對(duì)此，大唐移動(dòng)針對(duì)TD各種接入網(wǎng)組網(wǎng)需求創(chuàng)新性提出了一套方案完備的基站自啟動(dòng)技術(shù)。使得基站在硬件安裝完畢，傳輸就位的情況下上電即可自行執(zhí)行智能化的啟動(dòng)，直至所轄小區(qū)達(dá)到可服務(wù)狀態(tài)。整個(gè)啟動(dòng)環(huán)節(jié)無(wú)需任何現(xiàn)場(chǎng)人工干預(yù)，方便快捷。同時(shí)，基站自啟動(dòng)伴隨自檢測(cè)流程，從而盡量保證TD建網(wǎng)過程中大部分基站只需施工人員一次上站即可實(shí)現(xiàn)開通，從而大大節(jié)省了時(shí)間開銷與人力成本。
2 基站自啟動(dòng)的技術(shù)介紹
圖2 基站自啟動(dòng)技術(shù)涉及到的網(wǎng)元
如圖2所示，基站自啟動(dòng)技術(shù)涉及的網(wǎng)元包括NodeB，RNC與OMC，它們?cè)谧詥?dòng)流程中所起的作用如圖3所示，其中標(biāo)記籃框的部分是需要人工完成的部分：在OMC側(cè)，遠(yuǎn)程管理人員在拿到所轄區(qū)域基站的規(guī)劃數(shù)據(jù)后借助批量生成工具將其全部導(dǎo)入網(wǎng)管。在NodeB側(cè)，建站施工人員安裝基站后接通網(wǎng)線并上電，基站設(shè)備經(jīng)上電自檢后如運(yùn)行無(wú)誤則通過指示燈顯示正常，如出現(xiàn)問題則通過指示燈定位故障。施工人員在確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行無(wú)誤時(shí)方可離開。而標(biāo)記籃框的部分則是TD設(shè)備可以自動(dòng)完成的部分：基站在自檢通過后能夠自動(dòng)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體類型而獲取相應(yīng)的參數(shù)。RNC提供操作維護(hù)（OM）通道，使基站能夠完成配置及版本下載，進(jìn)行資產(chǎn)更新和自測(cè)試，并最終完成啟動(dòng)，在無(wú)需人工干預(yù)的條件下，基站能夠自動(dòng)按配置建立Iub連接、小區(qū)和公共信道并達(dá)到可服務(wù)的狀態(tài)。OMC支持相關(guān)信息以綜合報(bào)告的形式在友好的人機(jī)交互界面上進(jìn)行顯示，同時(shí)支持遠(yuǎn)程管理人員針對(duì)特別關(guān)注項(xiàng)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
圖3基站自啟動(dòng)的整體實(shí)現(xiàn)流程
3 基站自啟動(dòng)涵蓋的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)
基站的整個(gè)自啟動(dòng)流程主要涉及以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)：
3.1 基站上電自檢
基站自檢的目的是確保基站側(cè)所有安裝的硬件全部工作正常。在此環(huán)節(jié)中，基站軟件會(huì)自動(dòng)檢測(cè)各設(shè)備功能的運(yùn)行情況，并重點(diǎn)關(guān)注自身的時(shí)鐘、傳輸、基帶、射頻資源的啟動(dòng)狀態(tài)，支持相關(guān)硬件測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果以指示燈顯示，指示明確易讀。基站在自檢通過后才能繼續(xù)后續(xù)的啟動(dòng)過程。
3.2 傳輸網(wǎng)配置與連接的自動(dòng)檢測(cè)
一方面，基站能夠在沒有任何配置的情況下自動(dòng)檢測(cè)傳輸網(wǎng)的配置，該功能主要用于新建基站進(jìn)行開通的場(chǎng)景下；另一方面，基站能夠在傳輸網(wǎng)組網(wǎng)方式改變的情況下自動(dòng)匹配傳輸網(wǎng)配置，該功能主要用于已有基站進(jìn)行割接的場(chǎng)景下。兩種場(chǎng)景下，自動(dòng)檢測(cè)都要求可以支持各種常用的組網(wǎng)類型，包括如E1的ATM組網(wǎng)方式，基于層二的IP組網(wǎng)方式（如PTN，MSTP等）以及基于層三的IP組網(wǎng)方式。
3.3 OAM通道建立
基站在條件具備時(shí)會(huì)通過RNC自動(dòng)與OMC建立OAM通道，建立OAM通道在初始沒有配置文件或后期已有配置文件的情況下都能正常進(jìn)行。在沒有配置文件時(shí)，ATM組網(wǎng)方式下可以按默認(rèn)或已有配置方式建立IPoA通道，上報(bào)基站基本信息并通過認(rèn)證，自動(dòng)獲取基站和OMC服務(wù)器IP并自動(dòng)建立和OMC的連接。在已有配置文件時(shí)，OMC地址發(fā)生改變時(shí)能夠自動(dòng)更新IP配置，并在配置更改后自動(dòng)重新連接，而在OMC和傳輸網(wǎng)割接的過程中無(wú)需任何上站操作。
3.4 版本及配置文件的分發(fā)與激活
基站自啟動(dòng)過程要求支持按用戶配置的方案自動(dòng)或手動(dòng)分發(fā)和激活軟件與配置數(shù)據(jù)。在軟件下載與激活過程中，基站應(yīng)自動(dòng)上報(bào)基站版本信息，軟件下載方式既可配置為自動(dòng)下載也可配置為手動(dòng)下載，其中手動(dòng)下載時(shí)可配置為立即或按預(yù)定的時(shí)間安排發(fā)起軟件激活。而在配置文件處理過程中，OMC配置文件的下載方式既可配置為自動(dòng)下載也可以配置為手動(dòng)下載，配置文件的使用方案既可以以O(shè)MC為準(zhǔn)，進(jìn)行下載更新；也可以以NodeB為準(zhǔn)，自動(dòng)檢查兼容性并自動(dòng)轉(zhuǎn)換升級(jí)配置文件。
3.5 資產(chǎn)自動(dòng)更新
當(dāng)基站的資產(chǎn)情況發(fā)生改變時(shí)，相關(guān)信息能夠自動(dòng)上報(bào)到OMC，并且遠(yuǎn)程網(wǎng)管人員能夠在OMC側(cè)通過直觀而友好的管理界面十分方便的看到資產(chǎn)信息改變的記錄。如圖4所示，發(fā)起資產(chǎn)信息更新的途徑可以有兩種：一種是通過OMC主動(dòng)發(fā)起。在NodeB與OMC實(shí)現(xiàn)連通后，OMC會(huì)發(fā)起數(shù)據(jù)一致性同步，基站相應(yīng)并將相關(guān)資產(chǎn)信息一次性同步到OMC；另一種是通過基站來(lái)實(shí)時(shí)上報(bào)。當(dāng)基站發(fā)生資產(chǎn)變化時(shí)，NodeB會(huì)實(shí)時(shí)上報(bào)資產(chǎn)信息給OMC。
圖4 資產(chǎn)信息更新發(fā)起的途徑
3.6 基站自測(cè)試
基站自測(cè)試的目標(biāo)是保證基站能夠正常工作，從而提高一次上站安裝的質(zhì)量并輔助對(duì)基站故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和定位。它需要支持以下功能：
1)硬件單元測(cè)試，重點(diǎn)包括對(duì)主要芯片和板卡（如處理器、FPGA、內(nèi)存、總線、電源等）的工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。
2)配置檢查，主要包括軟硬件兼容性檢查，配置和實(shí)際硬件的一致性檢查，配置參數(shù)間的兼容性檢查等。
3)射頻連通性和性能測(cè)試，包括射頻通路連通狀態(tài)，射頻通路衰減情況和天線駐波比等。
4)GPS狀態(tài)和同步性能測(cè)試，包括GPS模塊工作狀態(tài)檢查、1pps信號(hào)質(zhì)量檢查、搜星狀態(tài)檢查、同步偏移檢測(cè)等。其中，同步偏移檢測(cè)涉及物理層來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而需要基站啟動(dòng)完成后再執(zhí)行。
5)Ir接口連通性和性能測(cè)試，包括光模塊速率等級(jí)適配狀態(tài)檢查、鏈路通斷狀態(tài)檢測(cè)、光信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)及鏈路時(shí)延、誤碼率和丟包率測(cè)試等。
6)Iub接口連通性和性能測(cè)試，包括鏈路通斷狀態(tài)檢測(cè)、誤碼率和丟包率測(cè)試等。
基站自測(cè)試可以由用戶設(shè)置是否啟用，其測(cè)試結(jié)果可以以詳細(xì)報(bào)告的形式上報(bào)LMT和OMC。
4 基站自啟動(dòng)大大節(jié)省開站時(shí)間及成本花銷
基站自啟動(dòng)技術(shù)會(huì)給TD建網(wǎng)帶來(lái)諸多好處。以下我們將重點(diǎn)說(shuō)明基站自啟動(dòng)在大大節(jié)省時(shí)間開銷上的能力。另外，在基站建設(shè)過程中，時(shí)間就等于成本，開展時(shí)間的節(jié)省也必然意味著成本花銷的降低。如圖5所示，開站過程主要在以下各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間花銷上會(huì)存在差別：
1)前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，涉及開站團(tuán)隊(duì)前期需要協(xié)調(diào)準(zhǔn)備的時(shí)間；
2)路程花銷環(huán)節(jié)，涉及開站人員在路途往返，資源調(diào)配以及物業(yè)協(xié)調(diào)等方面所花費(fèi)的時(shí)間；
3)參數(shù)配置環(huán)節(jié)，涉及開站人員進(jìn)行基站參數(shù)配置所需的時(shí)間；
4)人員差異環(huán)節(jié)，開站人員業(yè)務(wù)是否熟練也將決定是否會(huì)引入額外的時(shí)間花銷；
5)問題發(fā)生環(huán)節(jié)，意外問題的出現(xiàn)、排查及解決也會(huì)引入預(yù)期外的時(shí)間花銷。
圖5 開站過程中存在時(shí)間花銷的各個(gè)環(huán)節(jié)
以下，我們會(huì)先后從上述五個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，分別將基站自啟動(dòng)與常規(guī)啟動(dòng)這兩種開站方式的耗時(shí)情況進(jìn)行對(duì)比分析：
4.1 前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)
常規(guī)開站方式需要多人分別上站完成。上站前，開站團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行分工協(xié)調(diào)，各成員需要記錄大量參數(shù)（如站點(diǎn)信息、模式、端口、IP、帶寬、業(yè)務(wù)類型等）。而基站自啟動(dòng)方式最少只需要一個(gè)遠(yuǎn)程管理人員在網(wǎng)管側(cè)對(duì)開站工作進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)，協(xié)調(diào)類的工作大大減少。
4.2 路程花銷環(huán)節(jié)
圖7 路程花銷環(huán)節(jié)上的情況對(duì)比
在常規(guī)開站方式中，由于基站啟動(dòng)需要人員上站完成，人員會(huì)在路程往返、資源協(xié)調(diào)，甚至是在物業(yè)溝通上浪費(fèi)大量時(shí)間，而這些工作卻都是與實(shí)際開站工作豪無(wú)關(guān)系的。而基站自啟動(dòng)方式采用遠(yuǎn)程管理站進(jìn)行操作，單人即可完成，建設(shè)與維護(hù)的時(shí)間與成本大大縮減。
4.3 參數(shù)配置環(huán)節(jié)
圖8 參數(shù)配置環(huán)節(jié)上的情況對(duì)比
在常規(guī)方式中，開站所需的參數(shù)配置在基站側(cè)完成，從圖8中我們可以看到，由于每個(gè)基站都需要通過基站控制軟件分別進(jìn)行配置，因而在每次配置過程中，打開電腦連接基站，開啟基站控制軟件，打開并對(duì)照配置情況，以及在每次配置完畢后，關(guān)閉基站控制軟件，斷連基站關(guān)閉電腦這些環(huán)節(jié)都是需要不斷重復(fù)的工作。在參數(shù)配置這一環(huán)節(jié)，平均每站老手需要15分鐘，新手則更長(zhǎng)。而在基站自啟動(dòng)方式中，開站所需的參數(shù)配置在網(wǎng)管側(cè)完成，遠(yuǎn)程管理人員只需借助批量生成工具將規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入，導(dǎo)入過程無(wú)需反復(fù)執(zhí)行重復(fù)性的工作，因而本環(huán)節(jié)平均每站所花費(fèi)的時(shí)間可以少于5分鐘。
4.4 人員差異環(huán)節(jié)
需要注意的是，在需要多人分別進(jìn)行開站操作時(shí)，上站人員的業(yè)務(wù)水平是參差不齊的，尤其是對(duì)于IP化基站，其傳輸參數(shù)方面的配置設(shè)置也更為復(fù)雜繁瑣，人員間開站效率的差別也更大。這種人員業(yè)務(wù)水平的差異也會(huì)給傳統(tǒng)開站工作在時(shí)間和成本方面帶來(lái)一些開銷損失。而在基站自啟動(dòng)方式中，我們只需選出一個(gè)業(yè)務(wù)最為熟練的老手，作為遠(yuǎn)程管理人員借助批量生成工具將規(guī)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入網(wǎng)管，從而在降低人員需求的同時(shí)最大程度地發(fā)揮突出人才的優(yōu)勢(shì)，也最大程度地縮短了平均每站配置時(shí)間。
圖9 人員差異環(huán)節(jié)上的情況對(duì)比
4.5 問題發(fā)生環(huán)節(jié)
圖10 問題發(fā)生環(huán)節(jié)上的情況對(duì)比
常規(guī)開站方式過程繁瑣，并且由于配置過程是各基站向網(wǎng)管分別發(fā)起，很容易出問題。而且由于IP組網(wǎng)下網(wǎng)元間為弱耦合關(guān)系，基站在開站出現(xiàn)問題時(shí)可能會(huì)引發(fā)相互間的影響，因而隨著開站規(guī)模的增大，常規(guī)方式開站發(fā)生問題的概率也將呈非線性增加，并且更難解決。而相比之下，基站自啟動(dòng)方式中的參數(shù)配置等環(huán)節(jié)由管理站統(tǒng)一調(diào)配，問題發(fā)生概率低，因而也更善于大規(guī)模的開站場(chǎng)景。
圖11 自啟動(dòng)與常規(guī)啟動(dòng)在各環(huán)節(jié)上時(shí)間開銷情況的對(duì)比
將上述五個(gè)環(huán)節(jié)中基站自啟動(dòng)與常規(guī)啟動(dòng)方式所占的時(shí)間開銷分別進(jìn)行估算并進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖11所示。可以看到，經(jīng)過累計(jì)常規(guī)啟動(dòng)平均每站的總花銷時(shí)間為60分鐘，而自啟動(dòng)平均每站的總花銷時(shí)間僅為8分鐘，用時(shí)大大縮短。
5 基站自啟動(dòng)所帶來(lái)的諸多好處
通過上述分析與對(duì)比，我們也可以看到，基站自啟動(dòng)技術(shù)能夠帶給我們的不僅僅是使開站時(shí)間與成本得到大大減少。從更多方面來(lái)講，自啟動(dòng)給TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)的諸多好處可以總結(jié)如下：
1)平均建站時(shí)間與成本大大縮減；
2)開站環(huán)節(jié)人員需求多多降低，甚至可以由多人協(xié)同轉(zhuǎn)變?yōu)閱稳私鉀Q；
3)操作模式由分別上站到遠(yuǎn)程管理，從而大大提高了TD建網(wǎng)與維護(hù)的效率；
4)參數(shù)配置的形式由基站分別發(fā)起變?yōu)榫W(wǎng)管統(tǒng)一調(diào)配；
5)問題發(fā)生率大大降低，更適應(yīng)大規(guī)模建站；
6)能夠支持多種IP RAN組網(wǎng)類型；
7)基站規(guī)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方式更加高效與合理；
8)順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)自組織的發(fā)展趨勢(shì)，為未來(lái)推廣家庭基站提供借鑒。
6 結(jié)束語(yǔ)
基站開通是TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。考慮到常規(guī)開站方式需要專業(yè)開站團(tuán)隊(duì)逐一上站現(xiàn)場(chǎng)完成，配置工作量大且極易出錯(cuò)，大唐移動(dòng)率先提出并采用無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)人工干預(yù)，即裝即用的基站自啟動(dòng)方式，使開站過程能夠完全高效智能化地執(zhí)行，直至所轄小區(qū)達(dá)到可服務(wù)狀態(tài)。這大大減低了TD建網(wǎng)過程中的時(shí)間花銷，人力成本及施工復(fù)雜度，順應(yīng)了電信網(wǎng)絡(luò)自組織的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。
