寬帶業(yè)務(wù)兩種接入模式在農(nóng)村場景下的綜合成本分析

張 軍，蔡邦壽

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司陜西分公司 西安710077）

1 引言

隨著信息化的發(fā)展，農(nóng)村客戶對網(wǎng)絡(luò)信息的需求越來越大，原有電信運營商提供的ADSL 寬帶存在速度慢、費用高等問題，已不能滿足農(nóng)村客戶的需求。目前，可以通過新的技術(shù)手段為客戶提供更高、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，如GPON (gigabit-capable passive optical network，千兆無源光網(wǎng)絡(luò))有線接入和WLAN(wireless local area network，無線局域網(wǎng)絡(luò))無線接入等。

2 建設(shè)方案

運營商目前采用的有線寬帶建設(shè)方式為PON 接入，無線寬帶通常采用基站型AP 接入或室外型AP 接入。

2.1 有線寬帶建設(shè)方案

利用就近的OLT（光線路終端）設(shè)備完成農(nóng)村的寬帶業(yè)務(wù)接入。OLT 向上通過GE口完成與城域網(wǎng)及傳輸設(shè)備的互聯(lián)；OLT 向下通過光纖、分光器與接入端ONU(光網(wǎng)絡(luò)終端)設(shè)備互聯(lián)，將最終客戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過VLAN（虛擬局域網(wǎng)）透傳到OLT 設(shè)備上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的綜合承載。ONU 采用FE 配置，F(xiàn)E 端口承載寬帶業(yè)務(wù)，有線帶寬建設(shè)方案如圖1 所示。

圖1 有線寬帶建設(shè)方案

2.2 無線寬帶建設(shè)方案

2.2.1 基站型AP 建設(shè)方案

基站型AP 建設(shè)方案采用室外基站型AP+智能天線的方式實現(xiàn)，利用原有基站（位于農(nóng)村中）安裝的ONU 設(shè)備和分光器上連就近OLT 節(jié)點，由OLT 節(jié)點上連至BAS（寬帶接入服務(wù)器），AC 側(cè)掛在BAS 上，即完成業(yè)務(wù)流程。

利舊室外塔桅，新增天線支臂安裝基站型AP+智能天線，安裝3 臺AP+智能天線，利用客戶末端安裝CPE（用戶端設(shè)備）增加覆蓋范圍，天線覆蓋半徑達(dá)到1.5 km，天線方位角為120°、240°、360°，覆蓋周圍農(nóng)村居民，其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 無線寬帶建設(shè)方案

根據(jù)容量規(guī)劃原則，單AP 規(guī)劃容量為并發(fā)客戶24 戶，因此，基站型AP 在業(yè)務(wù)密集的情況下存在容量受限的問題，其全村并發(fā)客戶能滿足72 臺。

2.2.2 室外型AP 建設(shè)方案

室外型AP 組網(wǎng)方案與基站型AP 方案沒有根本區(qū)別，采用室外型AP+高增益天線+CPE的方式實現(xiàn)。兩者的主要區(qū)別在于：設(shè)備選型不同造成的設(shè)備造價、并發(fā)客戶數(shù)和覆蓋范圍差異較大；室外型AP 并發(fā)客戶數(shù)為15，基站型AP 并發(fā)客戶數(shù)為24；室外型AP 覆蓋范圍較小，天線覆蓋半徑約為0.5 km。

3 綜合成本計算原則及計算公式

3.1 綜合成本計算原則

（1）有線寬帶

核算單ONU 設(shè)備建設(shè)成本。根據(jù)預(yù)測的接入客戶數(shù)，結(jié)合單戶開通成本，可得出單客戶綜合成本?？紤]農(nóng)村的建筑格局及綜合布線施工的影響，一般為8到10 戶可通過5 類線匯聚至1 臺ONU 設(shè)備，故單ONU 設(shè)備核算按照8 端口ONU 進(jìn)行核算。

（2）無線寬帶

按照利舊塔桅及新建塔桅2 種方案，分別核算單站建設(shè)成本。根據(jù)預(yù)測的接入客戶數(shù)，結(jié)合單戶開通成本，可得出單客戶綜合成本。

3.2 2種場景下的計算公式

3.2.1 基站位于農(nóng)村村落內(nèi)

在此種場景下無線寬帶、有線寬帶均可以基站為引接點，進(jìn)行寬帶業(yè)務(wù)覆蓋。上連接入段落均從就近基站接入，上連接入成本差異不大。

（1）有線寬帶

設(shè)預(yù)測接入客戶數(shù)量為S，單ONU 建設(shè)成本為DONU，ONU 端口數(shù)為SDK，單客戶開通成本為DKT，則需要的ONU 設(shè)備數(shù)量為

其中，SOUN應(yīng)向上取整。

單客戶建設(shè)成本為

（2）無線寬帶

設(shè)預(yù)測接入客戶數(shù)量為S，利舊基站方式的建設(shè)成本為DZLJ，新建基站方式的建設(shè)成本為DZXJ，單基站接入客戶數(shù)量為SDZ，單客戶開通成本為DKT，則需要基站數(shù)量為

其中，SZ應(yīng)向上取整。

當(dāng)SZ≤1 時，單客戶建設(shè)成本為

當(dāng)SZ＞1 時，單客戶建設(shè)成本為

3.2.2 基站位于農(nóng)村村落外

在此種場景下，無線寬帶需要新建光纜線路及塔桅等配套設(shè)備完成寬帶接入；有線寬帶也需要新建光纜線路完成寬帶接入。

（1）有線寬帶

設(shè)預(yù)測接入客戶數(shù)量為S，外部光纜線路接入成本為FYX，單ONU 建設(shè)成本為DONU，ONU 端口數(shù)為SDK，單客戶開通成本為DKT，則需要的ONU 設(shè)備數(shù)量為

其中，SOUN應(yīng)向上取整。

單客戶建設(shè)成本為

（2）無線寬帶

設(shè)預(yù)測接入客戶數(shù)量為S，外部光纜線路接入成本為FWX，利舊基站方式的建設(shè)成本為DZLJ，新建基站方式的建設(shè)成本為DZXJ，單基站接入客戶數(shù)量為SDZ，單客戶開通成本為DKT，則需要基站數(shù)量為

其中，SZ應(yīng)向上取整。

當(dāng)SZ≤1 時，單客戶建設(shè)成本為

當(dāng)SZ＞1 時，單客戶建設(shè)成本為

4 具體案例分析

假設(shè)農(nóng)村半徑為1.5 km，對不同農(nóng)村的實際接入客戶數(shù)量進(jìn)行分?jǐn)?shù)量級綜合成本對比。

（1）實際接入客戶數(shù)量的前提條件

無線寬帶模式下，受頻點規(guī)劃的影響，1.5 km 半徑的村莊采用基站型AP 覆蓋時，需要1個站點，只能同時接入72個客戶；采用室外型AP 覆蓋時，需要3個站點，只能同時接入135個客戶。

有線寬帶模式下，采用PON 模式進(jìn)行接入，可實現(xiàn)100%的客戶接入。

為保證綜合成本對比的一致性，重點分析實際接入客戶在10 到100 戶之間的綜合成本對比。

（2）單客戶接入帶寬的前提條件

無線寬帶在負(fù)荷最大時，可保證單客戶3 Mbit/s的帶寬；有線寬帶可根據(jù)客戶需求進(jìn)行帶寬選擇，目前運營商為客戶提供的帶寬套餐最大為10 Mbit/s。

為保證綜合成本對比的一致性，默認(rèn)無線寬帶、有線寬帶均為單客戶提供3 Mbit/s 帶寬。

（3）有線寬帶工程建設(shè)范圍的劃分

有線寬帶建設(shè)時，工程建設(shè)范圍為從就近基站機房布放光纜至ONU 設(shè)備安裝、調(diào)測為止。不考慮綜合布線建設(shè)，當(dāng)客戶提出接入需求時，再進(jìn)行綜合布線及開通，即綜合布線費用成本計入單客戶開通成本。

（4）綜合成本包含的內(nèi)容

單用戶綜合成本=單用戶建設(shè)成本+單用戶開通成本。

（5）按照目前運營商基站的分布情況，基本可分為2 種場景來進(jìn)行對比。

場景一：已有1個基站位于農(nóng)村村落內(nèi)，此基站可作為寬帶接入的引接點。

場景二：基站位于農(nóng)村村落外（距離在1.5～3 km），需要新建光纜及塔桅完成寬帶覆蓋。

4.1 場景一綜合成本分析

依據(jù)上述計算公式，可計算得出的結(jié)果見表1 所列。

實際接入客戶數(shù)在10～70 戶，即在地域面積相對較?。ò霃皆?.5 km 以下），目標(biāo)客戶少（70 戶左右）的場景下，綜合成本對比結(jié)果為：室外型AP 無線寬帶最高，基站型AP 無線寬帶次之，有線寬帶最低。

在此種場景下，在GPON 覆蓋范圍內(nèi)，建設(shè)模式應(yīng)優(yōu)先選擇有線寬帶，其次是基站型AP 無線寬帶，最后是室外型AP 無線寬帶。

表1 場景一模式下不同客戶數(shù)綜合成本結(jié)算結(jié)果

實際接入客戶數(shù)在70 戶以上，即存在大規(guī)?？蛻羧后w的農(nóng)村場景下（特別是實際接入客戶數(shù)量在135 戶以上），無線寬帶存在頻點規(guī)劃困難、實際接入客戶數(shù)量受限等問題，且無線寬帶綜合成本大于有線寬帶。

在此種場景下，在GPON 覆蓋范圍內(nèi)，建設(shè)模式應(yīng)優(yōu)先選擇有線寬帶，其次是基站型AP 無線寬帶，最后是室外型AP 無線寬帶。

4.2 場景二綜合成本分析

按照新建1.5 km 傳輸線路及在農(nóng)村內(nèi)新建相關(guān)配套設(shè)備計算，結(jié)果見表2 所列。

從圖3 和圖4 中可以看出場景二與場景一各建設(shè)模式曲線的趨勢一致，區(qū)別在于無線寬帶2 種模式的綜合成本曲線與有線寬帶模式的綜合成本曲線不存在重合點，無線寬帶的綜合成本均大于有線寬帶。

5 結(jié)束語

無線寬帶適宜在農(nóng)村已有通信基站的情況下，進(jìn)行快速的客戶覆蓋，并可滿足少量客戶的接入需求，其中，在大規(guī)模村莊中（半徑在0.5 km 以上，需要建設(shè)多個站點進(jìn)行覆蓋） 適宜使用基站型AP 模式覆蓋，其接入客戶數(shù)略小于室外型AP 模式；在小規(guī)模村莊中（半徑在0.5 km 以下，單個站點即可覆蓋）適宜使用室外型AP 模式覆蓋。

表2 場景二模式下不同客戶數(shù)綜合成本結(jié)算結(jié)果

圖3 場景一模式下不同客戶數(shù)綜合成本曲線

圖4 場景二模式下不同客戶數(shù)綜合成本曲線

在運營商PON 覆蓋范圍內(nèi)，有線寬帶適宜各種規(guī)模的村莊，并且可以對客戶進(jìn)行可靠、穩(wěn)定的接入，并根據(jù)客戶需求進(jìn)行帶寬需求提升。