江蘇省郵電規(guī)劃設計院有限責任公司 安 剛

1 傳統(tǒng)基站面臨的主要問題

目前傳統(tǒng)基站在工程建設和網(wǎng)絡維護方面面臨以下問題:

1）選址和站點協(xié)調(diào)難度加大，建網(wǎng)成本高，周期長，運維費用高。

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)主對租用機房的功耗、面積、承重等非常敏感。

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

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

5）一些特殊場景的應用提出新的技術要求，使得傳統(tǒng)基站無法滿足。

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

2 無機房基站的定義及特點

無機房基站指宏基站的主設備及配套設備不再專門新建或租賃專用機房進行安裝建設，改為采用一體化室外綜合柜進行安裝建設。無機房基站應具有獨到的設計，擁有真正的一體化結構，低功耗，穩(wěn)定可靠，室外適應能力強，操作維護方便，組網(wǎng)模式靈活多樣，無需建設機房、電源架、空調(diào)等配套設施，降低基建配套投資和后期運維成本，并借助基站安裝便捷的優(yōu)勢，縮短工程建設周期，實現(xiàn)快速建站。無機房基站網(wǎng)絡結構如圖1所示。

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

1）無機房基站網(wǎng)絡建設靈活性高，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，在工程建設方面比傳統(tǒng)宏基站具有更強的靈活性。由于光纖的遠距離和快速部署特點，使天線的位置調(diào)整不再受基站機房的制約，可以依據(jù)周圍環(huán)境特點，構建標準蜂窩結構，降低了網(wǎng)絡優(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備兩方面，對無機房基站和傳統(tǒng)宏基站進行比較分析，具體見表1，無機房基站和傳統(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，無機房基站與傳統(tǒng)宏基站相比，傳輸設備、管線投入規(guī)模和投資都得很大節(jié)省。

無機房基站由于不需要建設機房，可以直接將設備安裝在鐵塔、樓頂?shù)忍烀嫔希虼舜蟠鬁p少了基站占用空間的需求，降低了對站址資源的要求。

3）無機房基站安全可靠性偏低。

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

4）無機房基站投資成本降低。

無機房基站通過對現(xiàn)有傳統(tǒng)基站資源的合理利用和基帶部分的集中放置，降低了機房及機房內(nèi)配套設備投資。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要遠比傳統(tǒng)宏基站投資節(jié)省得多。

3 無機房基站建設細節(jié)分析

無機房基站的建設主要包括主設備、電源配套、防雷接地、設備加固抗震等，在建設過程中，一些細節(jié)必須要進行認真考慮和分析，從而確?；卷樌_通和穩(wěn)定運行。

3.1 無機房基站應用場景

無機房基站主要應用在傳統(tǒng)有機房基站租賃或建設困難的地方（如密集城區(qū)、敏感區(qū)域等）、簡單覆蓋要求基站（非節(jié)點機房的一般基站，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)濟的發(fā)展，城市建設尤其繁華地帶對市容市貌有嚴格要求，傳統(tǒng)基站很難建設下去。綠化帶無機房基站利用景觀塔，將基站塔體融入到現(xiàn)場環(huán)境中去，達到與環(huán)境和諧統(tǒng)一的標準，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)，也可利用光纖拉遠置于附近機房內(nèi)，實現(xiàn)城區(qū)覆蓋。

密集城區(qū)傳播環(huán)境復雜、高端用戶集中、話務密度高、對網(wǎng)絡質量要求更高。無機房基站應用于密集城區(qū)，可以解決站址難尋、機房空間不足，或者機房位置不理想問題。通過立體組網(wǎng)，采用分布式基站建設室外上層網(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)濟發(fā)展，發(fā)達城市中熱點話務區(qū)不斷出現(xiàn)，分布式無機房基站體積小、容量大、安裝方便靈活、支持RRU多級級聯(lián)的特點，可有效解決深度覆蓋問題。

城市區(qū)域人口密集、人流量大、話務量大，城市道路覆蓋問題又是一個非常重要的話務熱點。路燈桿無機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，實現(xiàn)道路及兩側建筑的連續(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現(xiàn)連續(xù)的廣覆蓋。交通干線無機房基站可將BBU放置于室外綜合柜內(nèi)，RRU單元通過光纖拉遠，直接安裝于合適的地方，采用高功率設置，實現(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，采用高功率設置，既可以完成話務量的吸收，又降低了成本，同時布網(wǎng)迅速、快捷、靈活，可配合室外機柜，實現(xiàn)無機房建設。

3.2 無機房基站室外綜合柜配置

無機房基站配套重點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。無機房基站的優(yōu)點之一就是站址資源要求低，因此室外綜合柜的尺寸必須嚴格控制。通過參考多家設備廠商室外一體化電源柜的尺寸，建議無機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）溫控模塊應采用空調(diào)溫控模式，在設定溫度條件下，自動開啟制冷或制熱（建議初始設置制冷、制熱啟動點分別為35℃和0℃）。通常應保證機柜內(nèi)部溫度不超過40℃。

2）監(jiān)控模塊應采用干節(jié)點模式，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)開關量需采用繼電器實現(xiàn)，防止采集器帶電或不共地造成主設備損壞。

3）電源模塊應為交直流電源模塊，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設備和ODF（光纖配線架）設備。綜合柜中需要安裝PTN設備，接入傳輸進線光纖，根據(jù)后續(xù)設備接入情況，安裝設置ODF設備，分配光纖資源給BBU等多種通信設備。

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 無機房基站供電方案

無機房基站供電主要是對室外綜合柜和遠端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，在距中心機房站較近時，可以從中心機房開關電源直接?。?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等拉遠設備利用安裝無線主設備BBU基站中48V電源系統(tǒng)集中供電，供電標稱電壓為48V直流。若RRU距離BBU較遠，且具有多個遠端點的情況下，可考慮使用高壓直流供電。

2）220V交流逆變拉遠供電模式。

220V交流逆變拉遠供電模式是指安裝無線主設備BBU基站中48V電源逆變成220V交流電源后，遠距離為RRU等拉遠設備供電；RRU等拉遠設備采用交流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等拉遠設備由本地就近引接的市電電源供電。如RRU建設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等拉遠設備供電。采用就近引接電源供電模式時，RRU等拉遠設備宜采用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等拉遠設備由太陽能、風能等新能源提供電源。當RRU拉遠距離超過220V交流逆變電源的供電范圍，且RRU建設地無可用市電電源或者市電引入費用過高時，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)和風光互補電源系統(tǒng)。

3.4 無機房基站RRU安裝方式

在實際應用中，一般建議RRU在塔上靠近天線安裝，BBU安裝在室外綜合機柜中。在特殊情況下，也有將BBU安裝在中心機房或將RRU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，對機柜內(nèi)部制冷要求較高。因此，如需要進行RRU隱蔽安裝時，在精心規(guī)劃安裝空間并滿足機柜內(nèi)部溫控要求的情況下，也可酌情考慮。

4 結束語

無機房基站從節(jié)約運營商投資、快速部署網(wǎng)絡、提升網(wǎng)絡競爭力的角度出發(fā)，為運營商提供了豐富的綠色建網(wǎng)方案。目前，雖然無機房基站已經(jīng)逐漸加大建設規(guī)模，但至今還沒有統(tǒng)一規(guī)范要求，很多細節(jié)的問題還需要引起重視和規(guī)范。本文對無機房基站在建設過程中遇到的一些細節(jié)問題進行了分析，并給出建議。無機房基站在建設中還有許多細節(jié)問題需要關注，例如設備維護要求、無機房基站的安全性、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。