姚妙華

【摘要】隨著智慧城市的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的興起，如何解決萬(wàn)物互聯(lián)中“聯(lián)”的問(wèn)題已經(jīng)成為關(guān)鍵之一。三大電信運(yùn)營(yíng)商依靠蜂窩網(wǎng)資源、政策支持等優(yōu)勢(shì)，迅速在全國(guó)大部分城市完成了NB-IOT網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并逐步形成了NB-IOT產(chǎn)業(yè)。但是由于其在壟斷性、安全性、信號(hào)穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等多方面存在一定不利因素，使得以中興為代表的設(shè)備供應(yīng)商和騰訊、阿里為代表的互聯(lián)網(wǎng)巨頭開(kāi)始轉(zhuǎn)向LORA技術(shù)，特別是LORA聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)的成立促使國(guó)內(nèi)LORA產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。因此，如何盡快的形成一張廣覆蓋的LORA網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)務(wù)之急。對(duì)于廣電運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這是不可多得的無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展機(jī)遇。本文就是以區(qū)級(jí)一個(gè)廣電運(yùn)營(yíng)商為例，研究LORA技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)、探索LORA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)維的方案，以促進(jìn)廣電運(yùn)營(yíng)商搶占無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，并與三大電信運(yùn)營(yíng)商形成差異化競(jìng)爭(zhēng)。

【關(guān)鍵詞】LORA;NB-IOT;基站;物聯(lián)網(wǎng)

2017-2019年三大通信運(yùn)營(yíng)商（移動(dòng)、電信、聯(lián)通）在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域集中發(fā)力，大規(guī)模建設(shè)NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，隨之而來(lái)的是基于NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)大規(guī)模興起。而NB-IoT屬于三大通信運(yùn)營(yíng)商壟斷技術(shù)，廣電運(yùn)營(yíng)商只能望洋興嘆。

但是低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是一片藍(lán)海，在面對(duì)整個(gè)廣電行業(yè)業(yè)績(jī)下滑壓力的情況下，廣電運(yùn)營(yíng)商對(duì)新興產(chǎn)業(yè)絕不能輕言放棄。杭州華數(shù)傳媒電視網(wǎng)絡(luò)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“余杭華數(shù)”）正積極著手布局全區(qū)范圍內(nèi)的LORA物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，努力探索廣電行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。

1. 廣電選擇

在NB-iot和LORA之間，我們認(rèn)為廣電選擇LORA是毫無(wú)懸念的，主要存在被動(dòng)和主動(dòng)兩方面原因：

1.1 被動(dòng)選擇

國(guó)內(nèi)NB-iot是由三大電信運(yùn)營(yíng)商提供的服務(wù)，必須使用他們的網(wǎng)絡(luò)，具有一定壟斷性質(zhì)。廣電運(yùn)營(yíng)商如果要租用NB-iot網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，一定意義上等于將自己的發(fā)展依附在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手身上，這顯然是不可取的。因此，LORA對(duì)廣電運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，是一種退一步海闊天空的選擇。

1.2 主動(dòng)選擇

相對(duì)于NB-loT來(lái)說(shuō)，LoRa具有非常多的優(yōu)勢(shì)。一個(gè)是自由度方面，因?yàn)镹B-loT是依賴于運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在很多環(huán)境不好的情況下，運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)設(shè)施并沒(méi)有覆蓋到，而LoRa則是一個(gè)自主的網(wǎng)絡(luò)，可以自己進(jìn)行部署;還有就是安全性方面，有些客戶并不喜歡把自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絼e人（哪怕是運(yùn)營(yíng)商）手里，所以有些客戶會(huì)需要部署自己?jiǎn)为?dú)使用的LoRa網(wǎng)絡(luò)。

國(guó)內(nèi)LORA技術(shù)比較普遍采用的頻段是433、868、915 MHz等，很多人擔(dān)心LORA目前是非授權(quán)頻譜，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)被封殺的情況？其實(shí)，這種顧慮是多余的，早在2016年國(guó)內(nèi)就已經(jīng)由中興通訊發(fā)起成立了LoRa聯(lián)盟，在聯(lián)盟的推進(jìn)下，LoRa的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)十分成熟了，從基礎(chǔ)的芯片、模塊到設(shè)備的制造都有相關(guān)的廠商。特別是進(jìn)入2018年后，阿里和騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛投向LORA，開(kāi)始大力打造自己基于LORA的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。而國(guó)際上，LoRa同樣十分火爆，全球有52個(gè)運(yùn)營(yíng)商正在部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，超過(guò)100個(gè)國(guó)家在進(jìn)行試點(diǎn)。

因此，我們認(rèn)為全國(guó)廣電運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該在此時(shí)積極主動(dòng)的站出來(lái)，利用自己的網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)一張全國(guó)性LORA網(wǎng)絡(luò)，為各個(gè)行業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。（見(jiàn)表一）

2. 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

2.1 布點(diǎn)原則

本次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)布點(diǎn)采用統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，最大程度的減少項(xiàng)目建設(shè)可能帶來(lái)的投資風(fēng)險(xiǎn)。考慮到目前LORA網(wǎng)絡(luò)的大面積覆蓋沒(méi)有典型的案例，本次布點(diǎn)的所有測(cè)試工作都需自行實(shí)測(cè)完成，并借助測(cè)試所得有效數(shù)據(jù)，在全區(qū)范圍內(nèi)業(yè)務(wù)潛力較大的城鎮(zhèn)密集區(qū)域先行規(guī)劃，后期根據(jù)業(yè)務(wù)推進(jìn)逐步實(shí)施。

同時(shí)，我們認(rèn)為在規(guī)劃時(shí)既要做到科學(xué)合理，又要方便實(shí)際設(shè)計(jì)和施工，故需對(duì)基站的布址原則進(jìn)行分布測(cè)試：

2.1.1 基站安裝位置選址

通過(guò)將基站架設(shè)在6米高位置（道路監(jiān)控桿高度）和60米高位置（小區(qū)高層樓頂）分別進(jìn)行基站覆蓋能力的測(cè)試對(duì)比，實(shí)測(cè)出基站架設(shè)在高層樓頂?shù)母采w能力遠(yuǎn)大于監(jiān)控桿高度。同時(shí)又考慮到基站的重要性和安全性，明確后期建設(shè)的基站選址為覆蓋范圍內(nèi)的建筑物高層位置。

2.1.2 基站覆蓋半徑測(cè)試

需在基站安裝位置確認(rèn)后進(jìn)行單個(gè)基站點(diǎn)位覆蓋半徑的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。本次測(cè)試中采用華三IG4500-L網(wǎng)關(guān)，通過(guò)手持測(cè)試終端在多個(gè)位置打點(diǎn)的方式，從平臺(tái)上獲取終端靈敏度，最終得出終端可接收傳輸信號(hào)的室內(nèi)最大范圍在450米左右，室外的接收范圍在800米左右（考慮到大量的物聯(lián)網(wǎng)終端分布在室內(nèi)，因此后續(xù)規(guī)劃的半徑采用450米）。（見(jiàn)圖1）

2.1.3 多基站覆蓋效果測(cè)試

在某街道密集區(qū)域論證多基站覆蓋效果。采用單基站測(cè)試所得數(shù)據(jù)覆蓋半徑450米進(jìn)行區(qū)域基站安裝位置規(guī)劃并安裝建設(shè)，同樣通過(guò)終端打點(diǎn)尋找盲區(qū)的方式測(cè)得覆蓋效果良好，且部分點(diǎn)位的靈敏度較為接近極限值-120db，從而論證以450米的覆蓋半徑在城鎮(zhèn)密集區(qū)域搭建LORA網(wǎng)絡(luò)是可行且合理的。（見(jiàn)圖2）

2.1.4 大范圍規(guī)劃實(shí)施

當(dāng)所有的測(cè)試完成并論證后，在全區(qū)城鎮(zhèn)密集區(qū)域統(tǒng)一規(guī)劃基站位置，并在業(yè)務(wù)推進(jìn)的同時(shí)根據(jù)規(guī)劃位置逐一建設(shè)。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的建設(shè)，在余杭區(qū)密集區(qū)域完成規(guī)劃基站位置297個(gè)，業(yè)務(wù)帶動(dòng)建設(shè)基站72個(gè)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端上線超5000個(gè)。

2.2 成本分析

LORA物聯(lián)網(wǎng)的搭建成本主要分為三個(gè)部分。第一、基站成本，目前宏基站的設(shè)備單價(jià)約7000元;第二、鏈路成本，目前單鏈路的成本費(fèi)用約2200元;第三、施工成本，單基站的施工成本約800元。因此建設(shè)單個(gè)宏基站的費(fèi)用成本約1萬(wàn)元。

單個(gè)基站承載1萬(wàn)的終端數(shù)測(cè)算，單個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)成本約為1元。可見(jiàn)大量業(yè)務(wù)終端上線后的回報(bào)率還是非?？捎^的，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本也遠(yuǎn)低于NB-IOT技術(shù)。（見(jiàn)表二）

3. 基站建設(shè)

3.1 樓頂具體安裝位置選擇

基站安裝的樓頂位置需滿足以下幾個(gè)條件：（1）選擇樓頂位置安裝，但不超過(guò)建筑物的最高點(diǎn)，在樓頂邊緣安裝為宜。（2）基站天線安裝的位置需離其它基站（3G/4G）5米以上。（3）靠墻安裝時(shí)距離墻面0.5米以上。（4）為避免因長(zhǎng)期太陽(yáng)直射導(dǎo)致的設(shè)備溫度過(guò)高，基站（非天線）應(yīng)盡量安裝在無(wú)太陽(yáng)直射或直射時(shí)間較短的位置。

3.2 基站安裝施工標(biāo)準(zhǔn)

基站安裝的標(biāo)準(zhǔn)施工順序?yàn)椋喊惭b開(kāi)始→連接線纜→連接保護(hù)地線→連接電源→上電→配置測(cè)試→安裝結(jié)束。

在安裝施工過(guò)程中，首先需按標(biāo)準(zhǔn)做好接地及防雷工作，設(shè)備接地包括基站接地、天饋防雷器接地以及對(duì)端連接其他設(shè)備的接地。其次基站和天線的安裝需采用配套支架安裝，確?；景踩€(wěn)固。同時(shí)安裝建設(shè)過(guò)程中需做好防水處理，包括已啟用線纜口和未啟用線纜口。

3.3 基站鏈路建設(shè)

考慮到大量終端上線后基站高穩(wěn)定性的要求，基站的鏈路采用單獨(dú)樓道箱、單獨(dú)電源、單獨(dú)ONU的建設(shè)方式，減少因鏈路混用造成的不穩(wěn)定因素。

4. 運(yùn)維保障

4.1 平臺(tái)網(wǎng)管

目前，余杭華數(shù)已建成了數(shù)字化物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，對(duì)已建的LORA基站和物聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理和展示。當(dāng)基站和終端出現(xiàn)異常掉線，平臺(tái)會(huì)第一時(shí)間告知掉線情況，為運(yùn)維工作的快速實(shí)施提供有力保障。（見(jiàn)圖3）

4.2 一線維修

由網(wǎng)管人員將故障做初步的后臺(tái)分析，如果判斷為一線設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)故障，則通過(guò)故障派單，系統(tǒng)派發(fā)故障單給網(wǎng)絡(luò)化維修人員。屬地網(wǎng)絡(luò)化維修人員可快速上門進(jìn)行故障排查并修復(fù)。

5. 小結(jié)

萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，低功耗廣域網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速的發(fā)展，一張完整穩(wěn)定的廣電物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是爭(zhēng)奪物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大量業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)條件。面對(duì)未來(lái)，余杭華數(shù)在成功試點(diǎn)之后將繼續(xù)深入探索LORA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，并不斷豐富終端種類，真正走出一條屬于廣電行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展道路，為公司的新業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型拓展渠道，為城市的智慧化發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)：

【1】唐山. 基于LoRaWan的廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 電子科技大學(xué)，2018.

【2】趙靜，蘇光添. LoRa無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析[J]. 移動(dòng)通信，2016，（21）：50-57.doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.21.010.

【3】鄭寧，楊曦，吳雙力. 低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜述[J]. 信息通信技術(shù)，2017，（1）：47-54.

【4】郭寶，劉毅，張陽(yáng). NB-IoT組網(wǎng)規(guī)劃分析[J]. 移動(dòng)通信，2018，（3）.doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2018.03.009.