鐵塔公司宏站無線配套建設(shè)策略

翟英鴻 江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責任公司工程師

王 強 江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責任公司工程師

魏 康 江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責任公司工程師

1 引言

中國鐵塔股份有限公司（鐵塔公司）是經(jīng)國務(wù)院同意、國資委批準的國有大型通信基礎(chǔ)設(shè)施綜合服務(wù)企業(yè)，由中國移動、中國聯(lián)通和中國電信共同組建，經(jīng)營范圍包括通信鐵塔建設(shè)、維護、運營，移動通信基站機房、電源、空調(diào)配套設(shè)施和室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)、維護、運營及基站設(shè)備維護。鐵塔公司的成立將加快共享共建的步伐?；緳C房的合理布局和設(shè)備選型至關(guān)重要。

2 分工界面

鐵塔集團公司下發(fā)的分工界面如圖1所示，具體如：

●運營商：負責光纜接入、傳輸設(shè)備，傳輸配套（傳輸綜合柜、ODF、DDF等），無線主設(shè)備及其天饋線系統(tǒng)，以及傳輸設(shè)備與無線主設(shè)備的電源連接。天線采用美化天線時，負責美化天線外罩的安裝。

●鐵塔公司：負責鐵塔、機房及附屬設(shè)施的建設(shè)，含機房配套（空調(diào)、監(jiān)控、接地、消防等）、樓頂抱桿。

根據(jù)上述分工，鐵塔公司將負責兩大部分的建設(shè)：鐵塔與天面配套系統(tǒng)部分、機房及主設(shè)備配套系統(tǒng)部分。機房的配套總體包括交流配電箱（屏）、開關(guān)電源系統(tǒng)、后備蓄電池、空調(diào)、走線架、接地排、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。那么，根據(jù)上述分工，鐵塔公司如何進行有機房基站的配套建設(shè)呢？3家電信企業(yè)（中國移動、中國電信和中國聯(lián)通）的設(shè)備是集中布放還是分開布放？機房配套系統(tǒng)是分別配置還是共用？電源線、接地線誰負責安裝？諸如此類問題，本文將進行研究，并給出一些建議，希望對工程建設(shè)具有一定的指導(dǎo)作用。由于新建機房使用會存在一家獨享、兩家共享、三家共享3種情況，本文只研究三家共享的情況，其他兩種情況以此作為參考。

3 機房設(shè)備布局

機房設(shè)備布放，不僅要考慮配套設(shè)備的安裝、維護及布線，還要充分考慮3家電信企業(yè)設(shè)備安裝、維護以及布線等問題。既要充分利用機房空間，實現(xiàn)共享共建的“減少占用土地資源，保護環(huán)境和美觀，節(jié)約建設(shè)投資”的目的，又要使得機房設(shè)備布放整齊、美觀、合理。

目前，各廠家的無線主設(shè)備、傳輸設(shè)備機架以及配套開關(guān)電源架、交流配電屏以600×600mm和600×300mm為主，設(shè)備前后走道維護空間要大于800mm。蓄電池500AH設(shè)備占地一般是1300×460mm左右，空調(diào)5P一臺占地約550×400mm。如果為每家運營商提供一套直流供電系統(tǒng)，3家設(shè)備各自占用1排，那么機房至少需要38.5m2，機房平面布置見圖2。

這樣布置設(shè)備最大的優(yōu)點是：機房大利于后期擴容，鐵塔公司與3家電信企業(yè)設(shè)備界面清晰，互不交叉，便于計算電費分攤。缺點是：機房空間、配套設(shè)備利用率低，建設(shè)成本高。

圖2 機房平面布置圖

然而，實際建設(shè)過程中，自建40m2左右的機房難度很大，外租機房、城市綠化帶一體化機房若達到這么大面積更是難上加難。大多數(shù)機房在20～30m2左右。在這種情況下，就要從電源系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、走線架和饋線窗的設(shè)計等方面綜合考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃，既要達到3家電信企業(yè)都能放置主設(shè)備，又要達到高效、不亂，節(jié)省投資的目的。

4 電源系統(tǒng)

進行電源系統(tǒng)設(shè)計，首先要確定各種設(shè)備功耗：

首先，考慮3家運營商的設(shè)備功耗。表1是綜合現(xiàn)在主要的無線主設(shè)備廠家的設(shè)備進行的取值。

表1 取值1

其次，考慮鐵塔公司的配套設(shè)備配置，本文取值見表2。：

表2 取值2

4.1 市電引入及交流配電箱(屏)的選擇

基站市電引入的容量要滿足設(shè)備交流和直流的需求。如按照移動（GSM900/DCS1800/TD-SCDMA/TD-LTE）、電信（cdma2000/LTE FDD）、聯(lián)通（GSM900/WCDMA/LTE FDD）多系統(tǒng)配置，空調(diào)2臺，蓄電池3組，再考慮冗余配置，一般基站市電引入容量都不小于40～45KW。

市電引入到交流配電箱，可選用三相五線阻燃銅芯電力電纜，要根據(jù)市電引入容量的大小測算電纜線徑。40～45KW的電力電纜建議選取4×35+1×10 mm2電力電纜。

面對大量負載，需判斷是選擇交流配電屏還是交流配電箱。交流配電屏和配電箱的作用都是對輸入的交流電源進行分配后輸出若干路交流電源。交流配電屏一般為落地安裝，由于內(nèi)部空間大，可以安裝大容量的開關(guān)、母線排，具有完備的測量、保護電路，前后均有可開啟的門或可拆卸的后板，便于線纜布放以及維修人員在安全距離操作。而交流配電箱是墻掛式安裝，受內(nèi)部空間限制，只能安裝較小容量的開關(guān)，測量、保護電路也比較簡單（甚至沒有），僅有一面可開啟的箱門，用戶操作均從前面布放線纜、維修或開關(guān)通斷元件。

所以，建議在面積、負載較大的通信機房里安裝交流配電屏，而在面積較小，負載較小的通信機房則安裝交流配電箱。

4.2 開關(guān)電源架的配置

開關(guān)電源架的配置，要考慮到容量和接線端子兩個方面。首先，需要根據(jù)直流負載大小測算開關(guān)電源架的容量。如按照移動（GSM900/DCS1800/TDSCDMA/TD-LTE）、電信（cdma2000/LTE FDD）、聯(lián)通（GSM900/WCDMA/LTE FDD）多系統(tǒng)配置，蓄電池3組，再考慮冗余配置，600A的開關(guān)電源架基本滿足要求。接線端子（空開或熔絲）分為一次下電和二次下電兩個部分，一般一次下電可布放20個端子，二次下電可布放10個端子。如果3家共享，接線端子數(shù)量無法滿足需求。如果新增一臺開關(guān)電源架，會增加建設(shè)成本。所以，建議配置一臺開關(guān)電源架，另外配置一臺直流配電箱以備接電端子不夠的時候使用?？紤]到經(jīng)濟性以及整流器的效率，單個整流模塊的容量建議為30A或50A，超過100A的模塊不建議使用。開關(guān)電源中整流模塊的數(shù)量可依據(jù)本期通信設(shè)備的負荷及電池充電電流的大小，按照N+1冗余原則配置。

4.3 蓄電池組的配置

通信站點后備電源的保障時長，應(yīng)按照站點所在場景、市電類別、供電環(huán)境等因素進行綜合考慮。具體蓄電池后備時間要求還應(yīng)根據(jù)基站重要性、市電可靠性、運維能力、機房條件等因素確定。根據(jù)現(xiàn)在的交通運輸條件，市區(qū)內(nèi)一般2h都可以到達基站，所以本文按照2h備電時間來測算。而郊區(qū)和農(nóng)村，一般直流負荷較低，需根據(jù)不同的供電環(huán)境和交通條件設(shè)定備電時間，本文不再詳述。

電池容量測算公式為：

其中：K為安全系數(shù)，取1.25；I為近期負荷電流；T為放電小時數(shù)（h）；t為最低環(huán)境溫度（5℃）；α為電池溫度系數(shù)，取0.006；η為放電容量系數(shù)（見表3）。

表3 放電容量系數(shù)表

如按照移動（GSM900/DCS1800/TD-SCDMA/TDLTE）、電信（cdma2000/LTE FDD）、聯(lián)通（GSM900/WCDMA/LTEFDD）多系統(tǒng)，最大功耗配置，再考慮冗余配置，需要4組500AH的蓄電池。由于實際設(shè)備功耗很難達到最大，配置3組500AH蓄電池也能基本滿足要求。

4.4 電費分攤計量方法

明確運營商如何支付電費的前提條件是可以進行電度的分運營商計量以及總的用電統(tǒng)計，并可以向運營商提供分客戶電度計量數(shù)據(jù)。

對于新建站，可以采用兩種方式計量電度。方式1：采用交流配電箱加掛總電表，每個客戶配置獨立的電源系統(tǒng)，按照電源系統(tǒng)的用電量（電源為智能設(shè)備，可監(jiān)測）將總電度分攤至每個客戶，如圖3所示。圖2機房平面布置情況即可適用這種方式。這種方式設(shè)計簡單，設(shè)備少，接線少，只需1臺智能電表即可。

圖3 電度計量方式1

方式2（見圖4）：采用交流配電箱加掛總電表、每個客戶在主設(shè)備側(cè)配置獨立的分電表，按照分電表計量電度的比例將總電度分攤至每個客戶。這種方式設(shè)計復(fù)雜，設(shè)備多，接線多，需要3臺電表。

移動運營商需將電度分攤為：W×W1/(W1+W2+W3)，根據(jù)用電量乘以電價，即可得到電費。其他運營商以此類推。

圖4 電度計量方式2

5 接地排的選擇

機房室內(nèi)接地通常有兩種方式：室內(nèi)接地排IGB和匯流條。采用IGB的優(yōu)點是：安裝簡單，從當期工程來看，節(jié)省安裝工程費用，且價格比匯流銅條便宜。缺點是：IGB在固定的位置，遠離IGB的設(shè)備接地線纜會比較長；隨著后期擴容，設(shè)備增加，接地線纜增加，走線架空間會不足；IGB接地孔數(shù)量固定，擴容會導(dǎo)致1個IGB無法滿足需求而增加IGB。采用匯流條的優(yōu)點是：其安裝在走線架上，設(shè)備只需垂直引線，就近接地，接地線纜短；不會有后期設(shè)備擴容帶來的走線架空間不足的問題，也不會有接地孔數(shù)量不足的問題。缺點是：本期投資成本大。如果接地線布放屬于鐵塔公司負責，那么建議采用匯流條的方式。如果接地線布放屬于運營商負責，那么可以采用IGB的方式，但是從社會成本的角度出發(fā)，匯流條的建設(shè)可以節(jié)省社會資源，故建議采用匯流條的方式。

6 監(jiān)控系統(tǒng)

標準機房監(jiān)控一般需設(shè)置煙感、水浸、溫濕度、電池參數(shù)、燈光聯(lián)動、智能空調(diào)、門禁讀卡器、門禁電控鎖、門禁開關(guān)、市電監(jiān)控等功能。對于一般簡易機房，需至少具備監(jiān)控市電、煙感、水浸、溫濕度、電壓等5項功能。監(jiān)控設(shè)備配置方式如表4所示。

目前，鐵塔公司總部要求對機房監(jiān)控的要求是暫不建設(shè)但需具備監(jiān)控條件。但后續(xù)3家運營商將資源整體移交后，為了保證運營商、鐵塔公司維護部門及時了解機房現(xiàn)場情況，做出好的維護保障工作，因此建議采用四方監(jiān)控的策略，即移動、聯(lián)通、電信、鐵塔公司均需接入監(jiān)控設(shè)備。

表4 監(jiān)控設(shè)備配置

7 空調(diào)的配置

根據(jù)機房散熱量來配置空調(diào)的容量，具體計算公式如下：

空調(diào)的制冷量=設(shè)備散熱量+外部環(huán)境散熱量（2）

其中：設(shè)備散熱量=機房設(shè)備功耗×0.95（轉(zhuǎn)換系數(shù)）；外部環(huán)境散熱量=機房面積×Q（單位冷負荷系數(shù)）；Q在80～150W/m2之間，可取120W/m2。

如按照移動（GSM900/DCS1800/TD-SCDMA/TDLTE）、電信（cdma2000/LTE FDD）、聯(lián)通（GSM900/WCDMA/LTE FDD）多系統(tǒng)配置，蓄電池3組，機房面積按照38.5m2測算，再考慮冗余配置，需要7P空調(diào)?？紤]到實際設(shè)備功耗很難達到最大，建議初期安裝1臺5P空調(diào)，如實際功耗較大，機房溫度過高，再加裝1臺3P空調(diào)。

8 走線架的設(shè)置

目前，基站機房室內(nèi)大多采用400mm寬的走線架，從設(shè)備安全角度考慮，各個電纜線不能交叉，水平走線架距地高度為2400mm，垂直走線架距地高度為2600mm。對于3家共享的基站，可能會產(chǎn)生走線架空間不足，3家線纜交叉混亂的情形?？煽紤]采用500mm或600mm走線架，或者采用雙層走線架的方式。

9 饋線窗（孔）的配置

常用饋線窗有4孔、6孔、9孔等類型，也可以利用PVC管穿墻走線纜。選擇哪種饋線窗，或者預(yù)留多少個PVC管孔呢?首先，要計算一下需要穿墻多少根線纜。按照各制式系統(tǒng)三扇區(qū)計算，GSM系統(tǒng)需6根7/8饋線；TD-SCDMA系統(tǒng)需3根光纜、1根GPS饋線、3根電源線；CDMA系統(tǒng)需要3根饋線、1根GPS饋線；LTE系統(tǒng)需3根光纜、1根GPS饋線、3根電源線。如按照移動（GSM900/DCS1800/TD-SCDMA/TD-LTE）、電信（cdma2000/LTE FDD）、聯(lián)通（GSM900/WCDMA/LTE FDD）多系統(tǒng)配置，再加上傳輸光纜，至少需要18個饋線孔，如果冗余配置2個饋線孔，共需20個饋線孔。所以，需要2個6孔加1個9孔饋線窗，或者2個9孔加1個4孔饋線窗。

10 結(jié)束語

鐵塔公司的成立，必將加快共享共建的步伐，避免重復(fù)建設(shè)。合理的設(shè)備選型和機房布局，必將提高資源共享率，降低能耗和原材料的消耗，節(jié)省建設(shè)投資，降低社會成本，達到節(jié)能減排的效果。

1 韋澤訓(xùn),馬康波,文英.移動通信基站共建共享的工程應(yīng)用分析.電訊技術(shù).2010,11

2 安剛,王旭.基站共建共享的技術(shù)要求及解決方案.電信工程技術(shù)與標準化.2012,12

3 鐵塔公司與電信企業(yè)建設(shè)分工界面.鐵塔公司發(fā)文

4 工信部聯(lián)通[2010]204號——關(guān)于2010年推進電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的實施意見