大型居民区深度覆盖方案探讨

范子敬++刘凯旋

1 引言

随着4G牌照的发放，三大运营商在4G市场竞争如火如荼，但市场发展的前提却是基础网络建设，因此如何确保站址资源上的优势，将是赢得市场竞争的重要前提。目前，移动通信建设已经迎来了一个新的建设高潮，但经过近十年的网络建设，市区、县城站址资源基本使用殆尽，仅剩下“硬骨头”站址难以协调。另外，由于大型居民区所需RRU设备众多，若采用传统拉远建设方式，则极大地占用光芯资源，本文将从实际案例探讨“硬骨头”站址的一种MDAS与移动“方舱”结合的建设方式。

2 MDAS及“方舱”简介

数字光纤分布系统（多业务分布系统，简称MDAS）是为解决分布式基站覆盖方式（针对RRU+传统无源分布系统方式）存在传输损耗较大、隐蔽性差、安装协调难等问题而产生的新技术，其与分布式基站的差距主要体现如下：

（1）系统构架：信源设备集中放置，多网融合，器件通用化，超宽带共享传输路由，收发信机前置；

（2）传输方式：链路损耗小，以光纤或网线取代射频同轴电缆，采用光纤宽带传输技术，支持光纤、网线不同传输方式，支持POE供电系统；

（3）功率分配：以远端单元替代传统功分器、耦合器，传统天线由光纤一体化天线替代；

（4）隐蔽性：分布系统整体伪装性强，设备集成度高，施工快速便捷。

方舱实际为室外通信应用设计的通信系统综合柜，基本柜型包括设备柜、主机柜、综合柜、电池柜，可以灵活构成单柜及多柜的多种结构组合，风冷、热交换、TEC、空调等多种热交换方式可选，为网络建设提供各种环境条件下的解决方案。采用这种建设方式有如下优势：

（1）无需建设机房，减少施工难度，降低整体投资；

（2）供电方式化被动为主动，不用担心设备后期的供电问题，稳定可靠；

（3）供电与驻地网同步走线，施工简单，同时能避免业主对电源线的破坏；

（4）后期维护简单，维护工作主要集中在方舱处，维护量少；

（5）采用风冷、热交换、TEC等方式散发设备运行产生热量，可以灵活定制空调机柜，实现分区温控，节能效果明显。

3 方案实施及运行效果

（1）BBU侧方案

方舱建设方式即在小区内选取合适点位建设一个节点“方舱”，将驻地网光分器、无线网BBU、电源等设备均集中在方舱内，小区内所有覆盖设备均从“方舱”内进行集中式远程供电，无需与物业协调取电，可大大降低物业协调难度。方舱外形及内部安装设备如图1所示：

主柜为设备柜，内部净尺寸800W*800D*2 000H（mm），可安装19英寸标准机架结构设备，包括BBU/传输/电源等。共提供41U高的安装空间，可满足当期和扩容的要求。采用直通风散热方式，散热量为2 000W，确保设备工作在适中的温度。

扩展柜为电池柜，内部净尺寸800W*800D*2 000H（mm），单柜最大可装500Ah/2V蓄电池24节，分为4层安装。夏天采用TEC制冷组件降温，制冷量为200W；当温度高于30℃时启动，回落到20℃时停止散热。柜内加装600W的硅胶加热板，当冬天温度低于-5℃时启动加热，高于10℃时停止加热，将电池维持在最合适的工作温度。

（2）RRU侧方案

RRU侧天线布放平面示意图如图2所示：

小区内天线可根据需求采用射灯型美化天线，RRU设备采用直流远供进行供电，远供近端设备安放于方舱节点内；每个RRU带3～5个数字光纤直放站远端，从而以较低的成本实现多方位的覆盖。

RRU侧天线布放效果示意图如图3所示。

4 方案评估

本方案评估采用与传统基站对比的方式进行。选取的传统基站为台儿庄区苏鲁家具基站，机房为租用，位于6楼楼顶。机房内包含的设备有：2套分布式基站，1套传输设备，1套-48V通信直流电源PS48600-3B/2900 250A，1组2V 500Ah电池。

（1）节能对比测试

“方舱”和传统机房的交流输入都连接了三相电表，通过记录该三相电表的读数，确定两者的总耗电。

本次测试时间为2014-07-14至2014-07-20，共7天。具体测试结果如表1所示：

表1 耗电量对比

2014-07-14度数 2014-07-20度数 耗电量/

kWh 日均耗电/

kWh

方舱电表 197 239 42 6

传统机房电表 2 518 2 651 133 19

由表1数据可见，方舱比传统机房日均耗电低13度，折合每年节省电费3 796元。

（2）租金对比

传统机房的租金为7万人民币/15年，而“方舱”因占地面积小，其租金仅为2万人民币/15年，大大降低了运维成本。

（3）建设工时对比

传统机房（不含土建机房）的建设工时定义为材料准备齐全后，内部装修、内部配套设施建设（走线架、地排、防雷箱、设备机架、电池、空调等）所耗费的时间，不包含电源和主设备开通的时间，为14天。

方舱由于到货时已包含上述内部配套设施，所以建设工时定义为到货后，建设加固平台“方舱”所耗费的时间，不包含电源和主设备开通的时间，为3天。

（4）建设费用对比

建设费用对比如表2所示：

由表2可知，方舱建设初期投资比传统基站节省 57 850元，投资节省69%。

（5）设备开通时间对比

考虑传统机房装修及改造，电源及主设备安装和开通时间为5天；方舱的电源及主设备安装和开通时间为1天。

（6）防尘、防水性能对比endprint

方舱的防护等级为IP55，能有效防止灰尘和雨水进入内部。

从传统机房的建设情况看，该传统机房门缝较小，馈线窗开口较小，交流线缆进线位置开口较小，下雨可能影响较小，对尘土有一定的防护能力，防护等级为IP55。

（7）可扩容性对比

传统机房一般都预留了很大的空间，机房内电源是单独机柜，主设备都在1个19英寸标准机架内，机架目前尚有一定空间可以扩容。如果该机架装不下，可在旁边增加机架。方舱的设备柜因为已经安装了4个BBU，已无空间可以扩容；如果后期需要扩容，只需要并排增加1个设备柜即可，占地0.82m2，其他费用也较小。

因此，两者的可扩容方面均能满足需求。

（8）降噪效果对比

噪声对环境同样是一种污染，且对人影响更直接，更易导致投诉，传统基站门关闭后，能有效降低噪声。由于噪声源主要为电源和主设备，因此方舱只需要测试设备柜，需记录开门状态和关门状态门外的噪声。

参考标准如下：

一级：城市居住区域，应小于55dB；

二级：其他区域，应小于76dB。

测试时，手持噪声测试仪保持在距离门1.5m、离地1m位置，采集环境噪声。

距方舱2m处且主柜门关闭状态时，人耳基本无法感知设备柜内噪声。后期将采用专用噪声设备给出准确数值。

（9）维护便利性对比

传统机房维护方式很成熟，比较便利；方舱由于设备都采用前接线，同样维护便利。因此，两者均便于后期维护。

5 结论

建设效果对比如表3所示。

由表3对比分析，在居民区采用“方舱”作为综合接入点，不仅可以大幅节省建设成本和建设时间，而且后期运维成本也远低于传统机房。目前“方舱”内设备已稳定运行2年有余。

参考文献：

[1] 广州杰赛通信规划设计院. WCDMA规划设计手册[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.

[2] William C Y Lee. 移动通信工程理论与应用[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2002.

[3] Theodore S Rappaport. Wireless Communications： Principles and Practice[M]. New Jersey： Prentice Hall， 2002.

[4] 胡捍英，杨峰义. 第三代移动通信系统[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2001.

[5] 窦中兆，雷湘. WCDMA系统原理与无线网络优化[M]. 北京： 清华大学出版社， 2009.endprint