無機(jī)房基站建設(shè)細(xì)節(jié)問題

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司 安 剛

1 傳統(tǒng)基站面臨的主要問題

目前傳統(tǒng)基站在工程建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方面面臨以下問題:

1）選址和站點(diǎn)協(xié)調(diào)難度加大，建網(wǎng)成本高，周期長，運(yùn)維費(fèi)用高。

2）傳統(tǒng)基站占地面積大，功耗噪音高，配套及承重要求高。業(yè)主對租用機(jī)房的功耗、面積、承重等非常敏感。

3）網(wǎng)絡(luò)深層次問題的解決除了傳統(tǒng)工程建設(shè)手段，還需要依托網(wǎng)優(yōu)手段解決。

4）隨著話務(wù)量的增長，基站擴(kuò)容調(diào)整頻繁，必須通過硬件載頻板的擴(kuò)容和增加物理機(jī)柜進(jìn)行解決，部分站點(diǎn)由于機(jī)房面積小無法擴(kuò)容，造成基站容量不能滿足需求；另一方面，擴(kuò)容調(diào)整需要一定的建設(shè)時間，無法快速及時應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)的突發(fā)變化。

5）一些特殊場景的應(yīng)用提出新的技術(shù)要求，使得傳統(tǒng)基站無法滿足。

為解決上述問題，無機(jī)房基站的引入勢在必行，也是對現(xiàn)有傳統(tǒng)基站建設(shè)模式的必要補(bǔ)充。

2 無機(jī)房基站的定義及特點(diǎn)

無機(jī)房基站指宏基站的主設(shè)備及配套設(shè)備不再專門新建或租賃專用機(jī)房進(jìn)行安裝建設(shè)，改為采用一體化室外綜合柜進(jìn)行安裝建設(shè)。無機(jī)房基站應(yīng)具有獨(dú)到的設(shè)計，擁有真正的一體化結(jié)構(gòu)，低功耗，穩(wěn)定可靠，室外適應(yīng)能力強(qiáng)，操作維護(hù)方便，組網(wǎng)模式靈活多樣，無需建設(shè)機(jī)房、電源架、空調(diào)等配套設(shè)施，降低基建配套投資和后期運(yùn)維成本，并借助基站安裝便捷的優(yōu)勢，縮短工程建設(shè)周期，實(shí)現(xiàn)快速建站。無機(jī)房基站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

無機(jī)房基站主要形式有“BBU（室內(nèi)基帶處理單元）加RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）”分布式基站和室外型一體化宏基站。本文以分布式基站設(shè)備建設(shè)的無機(jī)房基站進(jìn)行討論分析。無機(jī)房基站主要具有以下特點(diǎn):

1）無機(jī)房基站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)靈活性高，室外環(huán)境要求高。

分布式BTS（基站收發(fā)臺）基帶單元和射頻單元分開放置，在工程建設(shè)方面比傳統(tǒng)宏基站具有更強(qiáng)的靈活性。由于光纖的遠(yuǎn)距離和快速部署特點(diǎn)，使天線的位置調(diào)整不再受基站機(jī)房的制約，可以依據(jù)周圍環(huán)境特點(diǎn)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)蜂窩結(jié)構(gòu)，降低了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的難度，提高了靈活性。分布式BTS的射頻單元需要在室外放置，因此比傳統(tǒng)宏基站對室外環(huán)境的要求更加苛刻，不能把射頻單元放置在溫度過高或過低、風(fēng)沙粉塵多、存在有害氣體、靠近易燃易爆物品、易遭受雷擊等環(huán)境中，同時需要考慮安裝樓面的承重要求等。對于設(shè)備本身還需要具有防塵、防水、防潮、防霉、防腐蝕、防盜和防雷等多種功能。

2）無機(jī)房基站對傳輸資源和站址資源要求低。

從光纜線路和傳輸設(shè)備兩方面，對無機(jī)房基站和傳統(tǒng)宏基站進(jìn)行比較分析，具體見表1，無機(jī)房基站和傳統(tǒng)宏基站具體投資分析見表2。

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從以上兩張表的對比可以看出，無機(jī)房基站與傳統(tǒng)宏基站相比，傳輸設(shè)備、管線投入規(guī)模和投資都得很大節(jié)省。

無機(jī)房基站由于不需要建設(shè)機(jī)房，可以直接將設(shè)備安裝在鐵塔、樓頂?shù)忍烀嫔?，因此大大減少了基站占用空間的需求，降低了對站址資源的要求。

3）無機(jī)房基站安全可靠性偏低。

目前，現(xiàn)網(wǎng)缺少大規(guī)模應(yīng)用無機(jī)房基站的經(jīng)驗，而且未進(jìn)行大規(guī)模試驗的驗證，遠(yuǎn)端設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性方面得不到保證。由于無機(jī)房基站的分布式BTS射頻單元供電需求與傳統(tǒng)宏基站相比更加復(fù)雜，其特殊的供電方案會給網(wǎng)絡(luò)增加額外的故障點(diǎn)，特別是逆變拉遠(yuǎn)供電方案還會在工程實(shí)施和維護(hù)過程中帶來一定的安全隱患。

4）無機(jī)房基站投資成本降低。

無機(jī)房基站通過對現(xiàn)有傳統(tǒng)基站資源的合理利用和基帶部分的集中放置，降低了機(jī)房及機(jī)房內(nèi)配套設(shè)備投資。雖然由于射頻部分的供電需求增加了一體化電源柜等的投資成本，但從總體來比較，城區(qū)分布式BTS要遠(yuǎn)比傳統(tǒng)宏基站投資節(jié)省得多。

3 無機(jī)房基站建設(shè)細(xì)節(jié)分析

無機(jī)房基站的建設(shè)主要包括主設(shè)備、電源配套、防雷接地、設(shè)備加固抗震等，在建設(shè)過程中，一些細(xì)節(jié)必須要進(jìn)行認(rèn)真考慮和分析，從而確?；卷樌_通和穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 無機(jī)房基站應(yīng)用場景

無機(jī)房基站主要應(yīng)用在傳統(tǒng)有機(jī)房基站租賃或建設(shè)困難的地方（如密集城區(qū)、敏感區(qū)域等）、簡單覆蓋要求基站（非節(jié)點(diǎn)機(jī)房的一般基站，如高速公路覆蓋站、農(nóng)村覆蓋站等）、街道站、底層網(wǎng)基站等。其安裝方式主要為城區(qū)綠化帶基站、樓頂簡易基站、城市小區(qū)路燈桿基站、交通干線覆蓋基站、農(nóng)村角鋼塔或三管塔覆蓋基站等。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)尤其繁華地帶對市容市貌有嚴(yán)格要求，傳統(tǒng)基站很難建設(shè)下去。綠化帶無機(jī)房基站利用景觀塔，將基站塔體融入到現(xiàn)場環(huán)境中去，達(dá)到與環(huán)境和諧統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，建站整體上更加環(huán)保、綠色，并且節(jié)能減排。采用“BBU加RRU”的方式，BBU可置于塔旁的室外綜合柜內(nèi)，也可利用光纖拉遠(yuǎn)置于附近機(jī)房內(nèi)，實(shí)現(xiàn)城區(qū)覆蓋。

密集城區(qū)傳播環(huán)境復(fù)雜、高端用戶集中、話務(wù)密度高、對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求更高。無機(jī)房基站應(yīng)用于密集城區(qū)，可以解決站址難尋、機(jī)房空間不足，或者機(jī)房位置不理想問題。通過立體組網(wǎng)，采用分布式基站建設(shè)室外上層網(wǎng)；利用室內(nèi)分布系統(tǒng)解決辦公樓、賓館、商場等的室內(nèi)覆蓋問題。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)達(dá)城市中熱點(diǎn)話務(wù)區(qū)不斷出現(xiàn)，分布式無機(jī)房基站體積小、容量大、安裝方便靈活、支持RRU多級級聯(lián)的特點(diǎn)，可有效解決深度覆蓋問題。

城市區(qū)域人口密集、人流量大、話務(wù)量大，城市道路覆蓋問題又是一個非常重要的話務(wù)熱點(diǎn)。路燈桿無機(jī)房基站能夠與周圍環(huán)境和諧統(tǒng)一，建站快速、減少擾民，既能解決傳統(tǒng)方式建站困難的問題，又能降低成本。路燈桿無機(jī)房基站可將BBU置于綠化帶上室外綜合柜內(nèi)，RRU單元通過饋線或光纖拉遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)道路及兩側(cè)建筑的連續(xù)覆蓋。

交通干線包括高速公路、高速鐵路、鐵路、國道、隧道等，該場景需要盡可能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的廣覆蓋。交通干線無機(jī)房基站可將BBU放置于室外綜合柜內(nèi)，RRU單元通過光纖拉遠(yuǎn)，直接安裝于合適的地方，采用高功率設(shè)置，實(shí)現(xiàn)單基站完成干道的大范圍覆蓋。

農(nóng)村覆蓋場景中，村莊零星分布，用戶分布相對分散，可采用“BBU加RRU”方式，采用高功率設(shè)置，既可以完成話務(wù)量的吸收，又降低了成本，同時布網(wǎng)迅速、快捷、靈活，可配合室外機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)無機(jī)房建設(shè)。

3.2 無機(jī)房基站室外綜合柜配置

無機(jī)房基站配套重點(diǎn)是室外綜合柜的配置。如何合理配置柜體大小、承重、空間資源分配是目前迫切需要解決的問題。無機(jī)房基站的優(yōu)點(diǎn)之一就是站址資源要求低，因此室外綜合柜的尺寸必須嚴(yán)格控制。通過參考多家設(shè)備廠商室外一體化電源柜的尺寸，建議無機(jī)房基站室外綜合柜占地面積小于1m2，柜高小于2m。

室外綜合柜內(nèi)需要放置電源模塊、監(jiān)控模塊、溫控模塊、傳輸模塊、蓄電池組，以及滿足不小于14U（1U＝44.45mm）的BBU等設(shè)備安裝空間要求。各模塊功能和配置建議如下:

1）溫控模塊應(yīng)采用空調(diào)溫控模式，在設(shè)定溫度條件下，自動開啟制冷或制熱（建議初始設(shè)置制冷、制熱啟動點(diǎn)分別為35℃和0℃）。通常應(yīng)保證機(jī)柜內(nèi)部溫度不超過40℃。

2）監(jiān)控模塊應(yīng)采用干節(jié)點(diǎn)模式，通過基站OMC-R（無線接入網(wǎng)網(wǎng)元管理系統(tǒng)）網(wǎng)管呈現(xiàn)，具備如門禁、停電、溫度、水浸等監(jiān)控功能。告警狀態(tài)開關(guān)量需采用繼電器實(shí)現(xiàn)，防止采集器帶電或不共地造成主設(shè)備損壞。

3）電源模塊應(yīng)為交直流電源模塊，具備交直流防雷功能。在保證可接入1個PTN設(shè)備、2個BBU、6個RRU條件下，直流輸出分路不少于:一級LVDS（低壓差分信號）:1路63A，6路16A，二級LVDS:3路16A。

4）傳輸模塊主要指PTN設(shè)備和ODF（光纖配線架）設(shè)備。綜合柜中需要安裝PTN設(shè)備，接入傳輸進(jìn)線光纖，根據(jù)后續(xù)設(shè)備接入情況，安裝設(shè)置ODF設(shè)備，分配光纖資源給BBU等多種通信設(shè)備。

5）由于室外綜合柜尺寸有限以及常規(guī)的鉛酸蓄電池體積大、重量大、溫度適用范圍小等缺陷，綜合柜內(nèi)的蓄電池建議采用鐵鋰電池。一般50Ah鐵鋰電池高度約為4U，建議綜合柜內(nèi)按照100Ah鐵鋰電池配置，根據(jù)經(jīng)驗按照功耗2 kW計算，放電時間約為1 h。

3.3 無機(jī)房基站供電方案

無機(jī)房基站供電主要是對室外綜合柜和遠(yuǎn)端RRU供電。室外綜合柜一般采取就近引接220V交流電直接供電。特殊情況下，在距中心機(jī)房站較近時，可以從中心機(jī)房開關(guān)電源直接?。?8V直流電，直接引接到室外綜合柜，綜合柜內(nèi)不再配置蓄電池。RRU供電主要有4種模式:

1）48V直流集中供電模式。

48V直流集中供電模式是指RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備利用安裝無線主設(shè)備BBU基站中48V電源系統(tǒng)集中供電，供電標(biāo)稱電壓為48V直流。若RRU距離BBU較遠(yuǎn)，且具有多個遠(yuǎn)端點(diǎn)的情況下，可考慮使用高壓直流供電。

2）220V交流逆變拉遠(yuǎn)供電模式。

220V交流逆變拉遠(yuǎn)供電模式是指安裝無線主設(shè)備BBU基站中48V電源逆變成220V交流電源后，遠(yuǎn)距離為RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備供電；RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備采用交流220V電壓供電。

3）分布式交流供電模式（就近引接市電）。

分布式交流供電模式（就近引接市電）是指RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備由本地就近引接的市電電源供電。如RRU建設(shè)地就近有可引入的市電電源時，可以就近引入一路市電為RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備供電。采用就近引接電源供電模式時，RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備宜采用48V直流電壓供電。

4）采用新能源供電模式。

采用新能源供電模式是指RRU等拉遠(yuǎn)設(shè)備由太陽能、風(fēng)能等新能源提供電源。當(dāng)RRU拉遠(yuǎn)距離超過220V交流逆變電源的供電范圍，且RRU建設(shè)地?zé)o可用市電電源或者市電引入費(fèi)用過高時，可以采用新能源系統(tǒng)供電。目前，可以選擇的綠色新能源系統(tǒng)主要有太陽能電源系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)。

3.4 無機(jī)房基站RRU安裝方式

在實(shí)際應(yīng)用中，一般建議RRU在塔上靠近天線安裝，BBU安裝在室外綜合機(jī)柜中。在特殊情況下，也有將BBU安裝在中心機(jī)房或?qū)RU安裝在室外綜合柜中。因為RRU與天線之間一般距離不能超過12m，否則跳線功率衰耗過大影響覆蓋，同時RRU發(fā)熱量較大，對機(jī)柜內(nèi)部制冷要求較高。因此，如需要進(jìn)行RRU隱蔽安裝時，在精心規(guī)劃安裝空間并滿足機(jī)柜內(nèi)部溫控要求的情況下，也可酌情考慮。

4 結(jié)束語

無機(jī)房基站從節(jié)約運(yùn)營商投資、快速部署網(wǎng)絡(luò)、提升網(wǎng)絡(luò)競爭力的角度出發(fā)，為運(yùn)營商提供了豐富的綠色建網(wǎng)方案。目前，雖然無機(jī)房基站已經(jīng)逐漸加大建設(shè)規(guī)模，但至今還沒有統(tǒng)一規(guī)范要求，很多細(xì)節(jié)的問題還需要引起重視和規(guī)范。本文對無機(jī)房基站在建設(shè)過程中遇到的一些細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了分析，并給出建議。無機(jī)房基站在建設(shè)中還有許多細(xì)節(jié)問題需要關(guān)注，例如設(shè)備維護(hù)要求、無機(jī)房基站的安全性、美化偽裝要求，以及隨著多種系統(tǒng)的使用和容量越來越大，無機(jī)房基站如何滿足需求等等，還需要在今后繼續(xù)研究和解決。