綜合解決方案在未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用研究

邢國際，張傳達(dá)，查先毅

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，無線覆蓋朝著大容量、小功率、低成本、小型化、立體化的方向發(fā)展。更高的下載速率，更小的終端信號(hào)接入距離，密集城區(qū)的微站底層網(wǎng)，將是未來主要的網(wǎng)絡(luò)覆蓋發(fā)展方向和解決方案。

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)由“廣度”向“深度”和“厚度”轉(zhuǎn)變，關(guān)注目標(biāo)由“規(guī)模”向“體驗(yàn)”轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由“單層”向“多層”、由“平面”向“立體”轉(zhuǎn)變。5G時(shí)代將呈現(xiàn)宏站與微站協(xié)同、高站與低站搭配的異構(gòu)網(wǎng)形態(tài)，站間距更小。作為網(wǎng)絡(luò)重要組成部分的微站和室分，是提升網(wǎng)絡(luò)密度的主要手段。“宏微結(jié)合，室內(nèi)外協(xié)同”的綜合解決方案，將成為未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要形式[1]。

1 綜合解決方案介紹

1.1 定 義

綜合解決方案是采取“宏站和微站覆蓋、小區(qū)協(xié)同、室內(nèi)補(bǔ)盲”的室內(nèi)外協(xié)同覆蓋建設(shè)思路，并綜合考慮市電、傳輸、管道等統(tǒng)籌建設(shè)的新型解決方案，可分為三種方案。（1）點(diǎn)方案。以單點(diǎn)建設(shè)解決小區(qū)域容量或小區(qū)域覆蓋場(chǎng)景。（2）線方案。以多種建設(shè)方式結(jié)合解決線狀容量或覆蓋場(chǎng)景。（3）面方案。以多種建設(shè)方式和立體方案解決面狀大區(qū)域的容量或覆蓋場(chǎng)景。

1.2 綜合解決方案的優(yōu)勢(shì)

綜合解決方案采用宏微結(jié)合、室內(nèi)外協(xié)同等方法對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域和盲區(qū)實(shí)現(xiàn)立體覆蓋，相較之前的宏站覆蓋，更加美觀且協(xié)調(diào)難度更低。特別是運(yùn)營商前期遺留多年的疑難站和骨頭站，是運(yùn)營商的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，可通過綜合解決方案有效解決大多數(shù)疑難站點(diǎn)，全面提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。

綜合解決方案將充分利用存量資源和社會(huì)資源，宏微結(jié)合，少建或者不建地面高塔。通過電源電力、接入機(jī)房、末端傳輸和社會(huì)資源利用等綜合共享手段，顯著降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和客戶租金。

綜合解決方案在利用“社會(huì)塔”的同時(shí)，更加注重利用“社會(huì)管道”和“社會(huì)電”，解決好傳輸、供電兩個(gè)基站開通運(yùn)營和成本管控的關(guān)鍵點(diǎn)。統(tǒng)籌建設(shè)桿塔、市電配套、傳輸和主設(shè)備安裝，同步規(guī)劃，同步實(shí)施，避免分別建設(shè)情況下多家運(yùn)營商多次進(jìn)場(chǎng)的弊端，極大地縮短建設(shè)工期，減少擾民[2]。

2 綜合解決方案要點(diǎn)分析

2.1 總體原則

（1）多個(gè)專業(yè)協(xié)同。無線、鐵塔、電源、傳輸?shù)榷喾N專業(yè)協(xié)同考慮，以客戶滿意為首要目標(biāo)，通過主動(dòng)分析和推薦提供多專業(yè)整體解決方案。

（2）多種技術(shù)采用。采用宏站、微站及分布系統(tǒng)等多種設(shè)備，配合分層組網(wǎng)等技術(shù)，滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量需求。

（3）多種資源利用。利用各種社會(huì)資源，如社會(huì)塔改造成通信塔、社會(huì)電改造成通信電、社會(huì)管道改造成通信管道，低成本、高效率滿足客戶需求。

（4）多個(gè)方面思考。統(tǒng)籌考慮未來5G網(wǎng)絡(luò)布局需要、拓展業(yè)務(wù)需要，方案具有前瞻性和擴(kuò)展性。

2.2 無線方案要點(diǎn)

綜合解決方案以無線解決方案為核心，融合鐵塔、電源、傳輸?shù)榷鄠€(gè)專業(yè)，為電信企業(yè)提供滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求的一體化方案。同時(shí)，結(jié)合目前5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況提前儲(chǔ)備資源，為未來從4G網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)過渡到5G網(wǎng)絡(luò)打好基礎(chǔ)。

目前，無線網(wǎng)絡(luò)已成為一個(gè)宏微結(jié)合的立體異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，宏站、微站、室分等不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在不同高度、層面上相互配合、影響，共同實(shí)現(xiàn)整體覆蓋的目標(biāo)。宏站解決廣覆蓋；微站解決邊緣區(qū)域盲點(diǎn)、道路、周邊底層建筑深度覆蓋以及低層小區(qū)深度覆蓋；室內(nèi)分布系統(tǒng)解決交通樞紐、大型場(chǎng)館、寫字樓等業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋以及高層小區(qū)深度覆蓋。

制定無線方案時(shí)，了解可采用的無線設(shè)備的能力，結(jié)合覆蓋目標(biāo)區(qū)域特點(diǎn)選擇不同的設(shè)備類型，以滿足電信企業(yè)覆蓋和容量需求。受建筑物特點(diǎn)、人員密集程度等各種因素的影響，不同場(chǎng)景的一般站址布局方式、設(shè)備選取類型均不相同。此外，可根據(jù)場(chǎng)景特點(diǎn)，采用宏站、微站及分布系統(tǒng)不同的設(shè)備類型組合方式進(jìn)行立體分層組網(wǎng)。同一場(chǎng)景下，根據(jù)可利用資源和客戶需求的差異制定多種不同方案，擇優(yōu)選取。

2.3 鐵塔方案要點(diǎn)

綜合解決方案主要是利用社會(huì)資源掛載無線設(shè)備。為保障基站的安全，應(yīng)評(píng)估社會(huì)資源，滿足設(shè)備掛載需要，并選擇合適的安裝方式。常見可利用的社會(huì)資源有路燈桿、監(jiān)控桿、電力桿塔以及建筑物墻面等。

2.3.1 路燈桿、監(jiān)控桿

安全評(píng)估：需要對(duì)基礎(chǔ)深度、桿體承載能力進(jìn)行安全評(píng)估。

安裝方式：一般采用新增抱桿、利用抱箍的直接掛設(shè)方式安裝路燈桿和監(jiān)控桿。

設(shè)備數(shù)量：12 m以下桿體，建議附掛的一體化天線數(shù)量最多不超過2副或者小型板狀天線數(shù)量最多不超過2付（一體化天線800 mm×350 mm×220 mm，質(zhì)量不大于18 kg；小型板狀天線400 mm×200 mm×100 mm，質(zhì)量不大于5 kg）。

2.3.2 電力桿塔

安全評(píng)估：對(duì)基礎(chǔ)、塔體進(jìn)行承載能力評(píng)估，通常建議由具備相應(yīng)資質(zhì)的電力設(shè)計(jì)單位承擔(dān)。

安全距離：掛載高度必須符合電力桿塔帶電施工、運(yùn)行維護(hù)等情況下的安全距離。

設(shè)備數(shù)量：電力桿塔包含角鋼塔、水泥桿等，差異較大，需根據(jù)桿塔情況合理配置。

2.3.3 建筑物墻面

建筑物類型選擇：利用墻面或屋面資源時(shí)，宜選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且建設(shè)年代較近的建筑物。

安裝方式：樓面、樓頂?shù)陌惭b方式分為直接掛墻安裝方式和抱桿安裝方式，可根據(jù)不同的情況選擇適宜的安裝方式。

設(shè)備數(shù)量：需保證最小隔離距離，安裝數(shù)量根據(jù)電信企業(yè)需求而定。

2.4 電源方案要點(diǎn)

電源系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行至關(guān)重要。電源解決方案以滿足基站設(shè)備不間斷供電為原則，統(tǒng)籌考慮投資成本和運(yùn)行效能，在滿足需求的前提下性價(jià)比最優(yōu)。如表1所示，結(jié)合場(chǎng)景，因地制宜，通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，選用電信企業(yè)認(rèn)可的方案進(jìn)行建設(shè)。

表1 供電方式分類表

2.5 傳輸方案要點(diǎn)

綜合解決方案中的傳輸解決方案，主要解決電信企業(yè)的末端接入和內(nèi)部傳輸問題。光纜的末端接入一直都是電信企業(yè)基站業(yè)務(wù)開通的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，通過選取合理的傳輸接入方式和設(shè)備，充分利用社會(huì)管道、樓內(nèi)槽道等社會(huì)資源，解決需求區(qū)域內(nèi)的末端接入和內(nèi)部傳輸問題。

傳輸解決方案原則上利舊為主，新建為輔。優(yōu)先利用原有社會(huì)管道（通信管道、電力管道）、槽道、橋架等路由資源布設(shè)光纜，降低協(xié)調(diào)難度、施工難度和建設(shè)成本。確需新建的情況下，通過電力引入和傳輸引入共路由，同步建設(shè)，實(shí)現(xiàn)成本分?jǐn)?、造價(jià)降低（傳輸引入和電力引入同路由時(shí)應(yīng)采用非金屬加強(qiáng)芯光纜）。新建傳輸路由根據(jù)場(chǎng)景不同采取開挖地埋、架桿掛纜或沿墻敷設(shè)方式安裝，光交箱可和電源一起集中放置或者單獨(dú)設(shè)置。新設(shè)光纜交接箱、光電一體箱需適度預(yù)留光纖資源，以滿足未來新業(yè)務(wù)發(fā)展和5G傳輸?shù)男枰?/p>

3 綜合解決方案案例

3.1 線方案案例

某道路位于密集市區(qū)，整條道路全長約2 km，周邊包含居民區(qū)區(qū)、高校等，人、車流量巨大。針對(duì)本道路特點(diǎn)，采用宏微結(jié)合線方案進(jìn)行覆蓋。利舊存量站2個(gè)，免費(fèi)使用3個(gè)市政燈桿作為微站設(shè)備附掛桿體，2個(gè)微站采用社會(huì)電就近集中供電，1個(gè)微站利舊存量宏站供電，光纜通過市政管道統(tǒng)一布纜。

本方案中，微站建設(shè)充分利用社會(huì)資源，在建設(shè)周期上節(jié)省了塔桅基礎(chǔ)施工和基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，實(shí)際建設(shè)周期為10 d，較常規(guī)新建地面站的建設(shè)周期縮短了50 d。統(tǒng)一與路燈管理處協(xié)調(diào)，批量獲取資源，桿體與管道一次性協(xié)調(diào)，光纜、電纜敷設(shè)同步入場(chǎng)，避免重復(fù)施工，減小對(duì)公共設(shè)施的破壞。

綜合解決方案建成開通后，網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果提升顯著。經(jīng)測(cè)試，平均RSRP從-103.26 dBm提升到-78.13 dBm。

3.2 面方案案例

某市地標(biāo)性建筑奧體中心是一座美麗的開放式公園。許多全國性的大中型賽事都在這里舉行，屆時(shí)公園和場(chǎng)館內(nèi)人數(shù)在短時(shí)間內(nèi)激增，對(duì)通信能力的要求較高。根據(jù)上述特點(diǎn)，制定了宏、微、室結(jié)合的面覆蓋方案。站點(diǎn)的點(diǎn)位圖如圖1所示，場(chǎng)館內(nèi)部房間采用傳統(tǒng)室分進(jìn)行覆蓋。A通道和2號(hào)門利舊原燈桿掛載微站設(shè)備；B、C、D通道以及1號(hào)門新建微站桿塔+光電一體箱+微站設(shè)備，桿塔基礎(chǔ)采用預(yù)制基礎(chǔ)，開挖淺，占地面積小，建設(shè)速度快；休憩廣場(chǎng)建設(shè)美化宏站進(jìn)行廣場(chǎng)和周邊區(qū)域的廣覆蓋；光纜、電纜統(tǒng)一規(guī)劃和布放，縮短建設(shè)工期，降低建站成本。同時(shí)，入口處桿塔集成監(jiān)控功能滿足業(yè)主需求，多功能、一站式的服務(wù)贏得了運(yùn)營商和業(yè)主的肯定。

圖1 某奧體中心綜合解決方案點(diǎn)位圖

4 未來網(wǎng)絡(luò)時(shí)代綜合解決方案探討

4.1 移動(dòng)寬帶場(chǎng)景（mMTC）綜合解決方案

5G網(wǎng)絡(luò)部署初期，高校是布局重點(diǎn)，主要業(yè)務(wù)需求為eMBB和MBB。下面以高校為例介紹移動(dòng)寬帶場(chǎng)景綜合解決方案。

建議采用宏站+微站+室分的方式進(jìn)行綜合解決。微站傳輸接入利用現(xiàn)有校內(nèi)管道資源，引電采用直流或遠(yuǎn)供方式。校園室外區(qū)域建議采用現(xiàn)有站址共址新建5G宏站解決，場(chǎng)館等半封閉場(chǎng)采用掛壁或燈桿微站覆蓋，宿舍區(qū)和教學(xué)樓等一般建設(shè)有傳統(tǒng)室分，建議替換無源器件。此方案建設(shè)成本比新建分布式皮站低50%左右，可有效降低建設(shè)成本。

4.2 大連接物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景（mMTC）綜合解決方案

智能抄表、智能家居、物流追蹤、可穿戴設(shè)備、市政物聯(lián)和智能手表等大連接應(yīng)用，主要應(yīng)用在市區(qū)范圍內(nèi)的室內(nèi)和室外?？紤]到NB-IoT/eMTC的生命周期和保護(hù)運(yùn)營商投資，部分低速類和中低速類需求可利用現(xiàn)網(wǎng)資源滿足，待技術(shù)成熟時(shí)進(jìn)行升級(jí)和轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)網(wǎng)資源無法滿足的：室外部分采用宏站+微站覆蓋；室內(nèi)小場(chǎng)景覆蓋采用一體化皮站和滿格寶（如智能家居應(yīng)用）；除傳統(tǒng)分布式皮站和DAS外的室內(nèi)大場(chǎng)景覆蓋，還可采用擴(kuò)展型皮站。

4.3 低時(shí)延、高可靠場(chǎng)景（uRLLC）綜合解決方案

低時(shí)延、高可靠場(chǎng)景的主要應(yīng)用包含車聯(lián)網(wǎng)、智慧社區(qū)、智慧交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能電網(wǎng)等。車聯(lián)網(wǎng)、智慧交通等場(chǎng)景建議采用道路微站線方案覆蓋，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)宏站情況，補(bǔ)充道路微站共同覆蓋；社區(qū)等面場(chǎng)景建議采取宏站+樓頂微站+地面微站+地下室/電梯間室分共同覆蓋；智能電網(wǎng)建議采用宏站線方案覆蓋，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)宏站布局，補(bǔ)充共電力桿宏站協(xié)同覆蓋。

4.4 廣域覆蓋解決方案綜合解決方案

廣覆蓋場(chǎng)景包含城區(qū)廣域、地鐵、高鐵等。城區(qū)廣域采取“宏、微站覆蓋、小區(qū)協(xié)同、室內(nèi)補(bǔ)盲”的室內(nèi)外協(xié)同覆蓋，“宏站、微站、點(diǎn)射、室分”分層次、分場(chǎng)景開展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，構(gòu)建如圖2所示的全區(qū)域立體網(wǎng)絡(luò)覆蓋，以解決室外盲區(qū)和室內(nèi)深度覆蓋問題。地鐵和高鐵建議采取線方案和車載基站進(jìn)行覆蓋。

圖2 廣域覆蓋綜合解決方案

5 結(jié) 論

綜合解決方案的應(yīng)用對(duì)于降低建設(shè)成本、充分利用社會(huì)資源及解決長期遺留疑難站和骨頭站的意義重大。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋和5G時(shí)代的來臨，在未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，綜合解決方案將扮演更重要的角色。