大型居民區(qū)深度覆蓋方案探討

范子敬++劉凱旋

1 引言

隨著4G牌照的發(fā)放，三大運(yùn)營(yíng)商在4G市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)如火如荼，但市場(chǎng)發(fā)展的前提卻是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，因此如何確保站址資源上的優(yōu)勢(shì)，將是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要前提。目前，移動(dòng)通信建設(shè)已經(jīng)迎來了一個(gè)新的建設(shè)高潮，但經(jīng)過近十年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，市區(qū)、縣城站址資源基本使用殆盡，僅剩下“硬骨頭”站址難以協(xié)調(diào)。另外，由于大型居民區(qū)所需RRU設(shè)備眾多，若采用傳統(tǒng)拉遠(yuǎn)建設(shè)方式，則極大地占用光芯資源，本文將從實(shí)際案例探討“硬骨頭”站址的一種MDAS與移動(dòng)“方艙”結(jié)合的建設(shè)方式。

2 MDAS及“方艙”簡(jiǎn)介

數(shù)字光纖分布系統(tǒng)（多業(yè)務(wù)分布系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱MDAS）是為解決分布式基站覆蓋方式（針對(duì)RRU+傳統(tǒng)無源分布系統(tǒng)方式）存在傳輸損耗較大、隱蔽性差、安裝協(xié)調(diào)難等問題而產(chǎn)生的新技術(shù)，其與分布式基站的差距主要體現(xiàn)如下：

（1）系統(tǒng)構(gòu)架：信源設(shè)備集中放置，多網(wǎng)融合，器件通用化，超寬帶共享傳輸路由，收發(fā)信機(jī)前置；

（2）傳輸方式：鏈路損耗小，以光纖或網(wǎng)線取代射頻同軸電纜，采用光纖寬帶傳輸技術(shù)，支持光纖、網(wǎng)線不同傳輸方式，支持POE供電系統(tǒng)；

（3）功率分配：以遠(yuǎn)端單元替代傳統(tǒng)功分器、耦合器，傳統(tǒng)天線由光纖一體化天線替代；

（4）隱蔽性：分布系統(tǒng)整體偽裝性強(qiáng)，設(shè)備集成度高，施工快速便捷。

方艙實(shí)際為室外通信應(yīng)用設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)綜合柜，基本柜型包括設(shè)備柜、主機(jī)柜、綜合柜、電池柜，可以靈活構(gòu)成單柜及多柜的多種結(jié)構(gòu)組合，風(fēng)冷、熱交換、TEC、空調(diào)等多種熱交換方式可選，為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供各種環(huán)境條件下的解決方案。采用這種建設(shè)方式有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）無需建設(shè)機(jī)房，減少施工難度，降低整體投資；

（2）供電方式化被動(dòng)為主動(dòng)，不用擔(dān)心設(shè)備后期的供電問題，穩(wěn)定可靠；

（3）供電與駐地網(wǎng)同步走線，施工簡(jiǎn)單，同時(shí)能避免業(yè)主對(duì)電源線的破壞；

（4）后期維護(hù)簡(jiǎn)單，維護(hù)工作主要集中在方艙處，維護(hù)量少；

（5）采用風(fēng)冷、熱交換、TEC等方式散發(fā)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生熱量，可以靈活定制空調(diào)機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)分區(qū)溫控，節(jié)能效果明顯。

3 方案實(shí)施及運(yùn)行效果

（1）BBU側(cè)方案

方艙建設(shè)方式即在小區(qū)內(nèi)選取合適點(diǎn)位建設(shè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)“方艙”，將駐地網(wǎng)光分器、無線網(wǎng)BBU、電源等設(shè)備均集中在方艙內(nèi)，小區(qū)內(nèi)所有覆蓋設(shè)備均從“方艙”內(nèi)進(jìn)行集中式遠(yuǎn)程供電，無需與物業(yè)協(xié)調(diào)取電，可大大降低物業(yè)協(xié)調(diào)難度。方艙外形及內(nèi)部安裝設(shè)備如圖1所示：

主柜為設(shè)備柜，內(nèi)部?jī)舫叽?00W*800D*2 000H（mm），可安裝19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)備，包括BBU/傳輸/電源等。共提供41U高的安裝空間，可滿足當(dāng)期和擴(kuò)容的要求。采用直通風(fēng)散熱方式，散熱量為2 000W，確保設(shè)備工作在適中的溫度。

擴(kuò)展柜為電池柜，內(nèi)部?jī)舫叽?00W*800D*2 000H（mm），單柜最大可裝500Ah/2V蓄電池24節(jié)，分為4層安裝。夏天采用TEC制冷組件降溫，制冷量為200W；當(dāng)溫度高于30℃時(shí)啟動(dòng)，回落到20℃時(shí)停止散熱。柜內(nèi)加裝600W的硅膠加熱板，當(dāng)冬天溫度低于-5℃時(shí)啟動(dòng)加熱，高于10℃時(shí)停止加熱，將電池維持在最合適的工作溫度。

（2）RRU側(cè)方案

RRU側(cè)天線布放平面示意圖如圖2所示：

小區(qū)內(nèi)天線可根據(jù)需求采用射燈型美化天線，RRU設(shè)備采用直流遠(yuǎn)供進(jìn)行供電，遠(yuǎn)供近端設(shè)備安放于方艙節(jié)點(diǎn)內(nèi)；每個(gè)RRU帶3～5個(gè)數(shù)字光纖直放站遠(yuǎn)端，從而以較低的成本實(shí)現(xiàn)多方位的覆蓋。

RRU側(cè)天線布放效果示意圖如圖3所示。

4 方案評(píng)估

本方案評(píng)估采用與傳統(tǒng)基站對(duì)比的方式進(jìn)行。選取的傳統(tǒng)基站為臺(tái)兒莊區(qū)蘇魯家具基站，機(jī)房為租用，位于6樓樓頂。機(jī)房?jī)?nèi)包含的設(shè)備有：2套分布式基站，1套傳輸設(shè)備，1套-48V通信直流電源PS48600-3B/2900 250A，1組2V 500Ah電池。

（1）節(jié)能對(duì)比測(cè)試

“方艙”和傳統(tǒng)機(jī)房的交流輸入都連接了三相電表，通過記錄該三相電表的讀數(shù)，確定兩者的總耗電。

本次測(cè)試時(shí)間為2014-07-14至2014-07-20，共7天。具體測(cè)試結(jié)果如表1所示：

表1 耗電量對(duì)比

2014-07-14度數(shù) 2014-07-20度數(shù) 耗電量/

kWh 日均耗電/

kWh

方艙電表 197 239 42 6

傳統(tǒng)機(jī)房電表 2 518 2 651 133 19

由表1數(shù)據(jù)可見，方艙比傳統(tǒng)機(jī)房日均耗電低13度，折合每年節(jié)省電費(fèi)3 796元。

（2）租金對(duì)比

傳統(tǒng)機(jī)房的租金為7萬人民幣/15年，而“方艙”因占地面積小，其租金僅為2萬人民幣/15年，大大降低了運(yùn)維成本。

（3）建設(shè)工時(shí)對(duì)比

傳統(tǒng)機(jī)房（不含土建機(jī)房）的建設(shè)工時(shí)定義為材料準(zhǔn)備齊全后，內(nèi)部裝修、內(nèi)部配套設(shè)施建設(shè)（走線架、地排、防雷箱、設(shè)備機(jī)架、電池、空調(diào)等）所耗費(fèi)的時(shí)間，不包含電源和主設(shè)備開通的時(shí)間，為14天。

方艙由于到貨時(shí)已包含上述內(nèi)部配套設(shè)施，所以建設(shè)工時(shí)定義為到貨后，建設(shè)加固平臺(tái)“方艙”所耗費(fèi)的時(shí)間，不包含電源和主設(shè)備開通的時(shí)間，為3天。

（4）建設(shè)費(fèi)用對(duì)比

建設(shè)費(fèi)用對(duì)比如表2所示：

由表2可知，方艙建設(shè)初期投資比傳統(tǒng)基站節(jié)省 57 850元，投資節(jié)省69%。

（5）設(shè)備開通時(shí)間對(duì)比

考慮傳統(tǒng)機(jī)房裝修及改造，電源及主設(shè)備安裝和開通時(shí)間為5天；方艙的電源及主設(shè)備安裝和開通時(shí)間為1天。

（6）防塵、防水性能對(duì)比endprint

方艙的防護(hù)等級(jí)為IP55，能有效防止灰塵和雨水進(jìn)入內(nèi)部。

從傳統(tǒng)機(jī)房的建設(shè)情況看，該傳統(tǒng)機(jī)房門縫較小，饋線窗開口較小，交流線纜進(jìn)線位置開口較小，下雨可能影響較小，對(duì)塵土有一定的防護(hù)能力，防護(hù)等級(jí)為IP55。

（7）可擴(kuò)容性對(duì)比

傳統(tǒng)機(jī)房一般都預(yù)留了很大的空間，機(jī)房?jī)?nèi)電源是單獨(dú)機(jī)柜，主設(shè)備都在1個(gè)19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)，機(jī)架目前尚有一定空間可以擴(kuò)容。如果該機(jī)架裝不下，可在旁邊增加機(jī)架。方艙的設(shè)備柜因?yàn)橐呀?jīng)安裝了4個(gè)BBU，已無空間可以擴(kuò)容；如果后期需要擴(kuò)容，只需要并排增加1個(gè)設(shè)備柜即可，占地0.82m2，其他費(fèi)用也較小。

因此，兩者的可擴(kuò)容方面均能滿足需求。

（8）降噪效果對(duì)比

噪聲對(duì)環(huán)境同樣是一種污染，且對(duì)人影響更直接，更易導(dǎo)致投訴，傳統(tǒng)基站門關(guān)閉后，能有效降低噪聲。由于噪聲源主要為電源和主設(shè)備，因此方艙只需要測(cè)試設(shè)備柜，需記錄開門狀態(tài)和關(guān)門狀態(tài)門外的噪聲。

參考標(biāo)準(zhǔn)如下：

一級(jí)：城市居住區(qū)域，應(yīng)小于55dB；

二級(jí)：其他區(qū)域，應(yīng)小于76dB。

測(cè)試時(shí)，手持噪聲測(cè)試儀保持在距離門1.5m、離地1m位置，采集環(huán)境噪聲。

距方艙2m處且主柜門關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，人耳基本無法感知設(shè)備柜內(nèi)噪聲。后期將采用專用噪聲設(shè)備給出準(zhǔn)確數(shù)值。

（9）維護(hù)便利性對(duì)比

傳統(tǒng)機(jī)房維護(hù)方式很成熟，比較便利；方艙由于設(shè)備都采用前接線，同樣維護(hù)便利。因此，兩者均便于后期維護(hù)。

5 結(jié)論

建設(shè)效果對(duì)比如表3所示。

由表3對(duì)比分析，在居民區(qū)采用“方艙”作為綜合接入點(diǎn)，不僅可以大幅節(jié)省建設(shè)成本和建設(shè)時(shí)間，而且后期運(yùn)維成本也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)機(jī)房。目前“方艙”內(nèi)設(shè)備已穩(wěn)定運(yùn)行2年有余。

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