陳金戈，袁 鵬，許建新，孫 地（中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司廣東分公司，廣東廣州 510627）

0 前言

2019 年6 月，工信部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照，中國(guó)正式進(jìn)入5G時(shí)代。隨著5G商用牌照的發(fā)放，大規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)即將到來(lái)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期將主要以共站建設(shè)為主。如何更快速、更節(jié)約、更合理地進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)配套改造為5G大規(guī)模建設(shè)打好基礎(chǔ)是運(yùn)營(yíng)商將要面對(duì)的問(wèn)題。

1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

目前5G站點(diǎn)涉及的主要是天面空間、機(jī)房空間及動(dòng)力等幾個(gè)方面，以某地（市）為例，通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的站址歸屬情況、機(jī)房情況、電源情況及天饋情況等進(jìn)行分析，制定出快速、節(jié)約、合理的配套改造標(biāo)準(zhǔn)建議及改造方案。

1.1 站址歸屬

自2014年9月中國(guó)鐵塔成立以來(lái)，運(yùn)營(yíng)商陸續(xù)將大部分站點(diǎn)所有權(quán)移交給鐵塔公司，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)租用鐵塔公司站點(diǎn)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署。在某地（市）2 065個(gè)物理站點(diǎn)中，鐵塔公司站點(diǎn)占比86%，中國(guó)聯(lián)通站址占比12%，其他運(yùn)營(yíng)商占比1%。在制定配套改造方案時(shí)，應(yīng)充分考慮這個(gè)因素，最大程度地減少鐵塔公司租金，節(jié)約建設(shè)成本。

1.2 機(jī)房類型

目前機(jī)房類型主要有一體化機(jī)柜、簡(jiǎn)要機(jī)房、租賃機(jī)房、土建機(jī)房及無(wú)機(jī)房站點(diǎn)。在現(xiàn)網(wǎng)的機(jī)房中，一體化機(jī)柜占38%，租賃機(jī)房占27%，簡(jiǎn)易機(jī)房占23%，無(wú)機(jī)房站點(diǎn)占8%，土建機(jī)房占3%。

CU/DU 的安裝需考慮機(jī)房是否有足夠的安裝空間，其中，一體化機(jī)柜要考慮是否有空余槽位安裝CU/DU；簡(jiǎn)易機(jī)房需注意墻面不得掛裝設(shè)備，如無(wú)安裝空間，需考慮新增綜合柜或落地機(jī)架；無(wú)機(jī)房的站點(diǎn)，需參考現(xiàn)有設(shè)備的安裝方式如AAU拉遠(yuǎn)等。

1.3 電源類型

5G 設(shè)備的功耗遠(yuǎn)大于2G/3G/4G 設(shè)備，在5G 建設(shè)時(shí)要充分考慮電源容量需求及外市電容量是否需要擴(kuò)容等問(wèn)題。采用直流供電的站點(diǎn)，如開(kāi)關(guān)電源和一體化電源柜需考慮開(kāi)關(guān)電源設(shè)備是否老舊需要替換，開(kāi)關(guān)電源容量是否滿足5G設(shè)備用電需求，電源模塊是否需要替換或增加等問(wèn)題；采用交流供電的站點(diǎn)需考慮就近新建室外電源（帶電池）或外市電引入容量擴(kuò)容。目前的站點(diǎn)大多數(shù)采用直流供電，但仍有部分站點(diǎn)因物業(yè)等原因無(wú)法進(jìn)行直流改造，仍需采用交流供電，其中，開(kāi)關(guān)電源占54%，一體化電源柜占38%，交流電占9%。

1.4 天饋現(xiàn)狀

天面資源是制約移動(dòng)網(wǎng)建設(shè)的最重要因素，經(jīng)過(guò)多年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與發(fā)展，目前中國(guó)聯(lián)通正在運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)包括GSM900、DCS1800、U900、U2100、L900、L1800、L2100、L2600 等3 代網(wǎng)絡(luò)、8 種制式，天面資源極度緊張，超過(guò)86%的站點(diǎn)存在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)制式的情況，其中，49%的站點(diǎn)存在3 個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)制式，而在這些多系統(tǒng)站點(diǎn)中，有超過(guò)71%的站點(diǎn)采用共天饋的方式。考慮到物業(yè)問(wèn)題及鐵塔公司租金等因素，5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)勢(shì)必要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的天饋系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步整合，以滿足5G AAU的安裝要求。

2 共站配套改造原則

2.1 機(jī)房改造原則

加快老舊設(shè)備整合、騰退，挖潛、盤(pán)活現(xiàn)有機(jī)房資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有機(jī)房資源的利用最大化、使用最優(yōu)化，如沒(méi)有可利舊設(shè)備安裝空間的，可根據(jù)不同機(jī)房類型按以下原則進(jìn)行改造。

a）一體化機(jī)柜：考慮新增一體化設(shè)備柜安裝5G CU/DU。

b）新增綜合架安裝5G CU/DU。

c）土建機(jī)房及租賃機(jī)房：如墻面有可掛裝設(shè)備空間，優(yōu)先考慮設(shè)備掛墻，其次考慮新增綜合架等。

d）無(wú)機(jī)房：優(yōu)先考慮BBU 集中放置，其次考慮新增一體化柜安裝CU/DU。

2.2 電源改造原則

a）外市電引入：根據(jù)“市電引入容量（kVA）=［（P通信設(shè)備+P電池充電）/0.9+P空調(diào)+P照明+P其他耗電］/0.9”確定外市電需求。若外市電容量不足，則優(yōu)先考慮電源減配方案，再考慮外市電擴(kuò)容。外市電容量不足且不能擴(kuò)容的節(jié)點(diǎn)，須調(diào)整節(jié)點(diǎn)布局。

b）電源系統(tǒng)：擴(kuò)容或替換現(xiàn)有電源系統(tǒng)，以滿足新增容量需求。

c）原則上一般站點(diǎn)不備電，布局站點(diǎn)備電時(shí)長(zhǎng)為0.5～1 h（布局站點(diǎn)由地（市）分公司網(wǎng)建、網(wǎng)優(yōu)、運(yùn)維三部門(mén)共同確認(rèn)，優(yōu)先滿足傳輸節(jié)點(diǎn)和BBU 集中點(diǎn)的備電需求）。

d）蓄電池：嚴(yán)格按照建設(shè)規(guī)范要求配置，嚴(yán)禁超配。原則上根據(jù)以下蓄電池容量計(jì)算公式核算電池容量滿足情況。

式中：

Q——蓄電池的額定容量

K——安全系數(shù)，取1.25

I1——一次下電負(fù)荷電流（A）

I2——二次下電負(fù)荷電流（A）

T1——一次下電設(shè)備放電小時(shí)數(shù)（h）

T2——二次下電放電小時(shí)數(shù)（h）

α——電池溫度系數(shù)，本設(shè)計(jì)取0.008

t——放電時(shí)實(shí)際電解液的最低溫度，通常取蓄電池安裝地的最低環(huán)境溫度；

t0——蓄電池額定容量的電解液溫度，通常取25℃

η——放電容量系數(shù)

備電時(shí)長(zhǎng)（電池放電小時(shí)數(shù)）與其他參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

根據(jù)容量滿足情況，如需要新增或替換電池，應(yīng)考慮機(jī)房安裝空間及承重的要求，如機(jī)房條件無(wú)法滿足鉛酸蓄電池要求，可以考慮采用鋰電池。如受機(jī)房條件限制不能擴(kuò)容，則調(diào)整DU集中的布局。

2.2 天面改造原則

表1 備電時(shí)長(zhǎng)與其他參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

a）租賃鐵塔公司站點(diǎn)：天面方案制定堅(jiān)持成本優(yōu)先，兼顧網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量的原則，典型天面方案為900M&1 800M&2 100M+3 500M。3.5 GHz 系統(tǒng)優(yōu)先采取垂直隔離方式與其他系統(tǒng)進(jìn)行空間隔離，按次序優(yōu)先選取舊天線騰退，更換多端口天線，新增抱桿/平臺(tái)的順序?yàn)?G AAU 提供安裝空間。若（多端口天線購(gòu)置費(fèi)用+天線更換施工費(fèi)）/（物理單站租金/單站計(jì)費(fèi)單元數(shù)量×20%）≥3（等效回收期），則應(yīng)優(yōu)先考慮新增抱桿/平臺(tái)，否則應(yīng)優(yōu)先考慮更換多端口天線。

b）自有站點(diǎn)：天面方案制定按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋、質(zhì)量?jī)?yōu)先，兼顧成本的原則，天面典型方案為900M+1 800M&2 100M+3 500M。根據(jù)天面資源現(xiàn)狀，3.5 GHz優(yōu)先采取垂直隔離方式與其他系統(tǒng)進(jìn)行空間隔離，按次序優(yōu)先選取利舊抱桿，新建抱桿，更換抱桿，現(xiàn)網(wǎng)天線整合（更換多端口天線）的方式為5G AAU 提供安裝空間。

3 典型站點(diǎn)配套改造標(biāo)準(zhǔn)建議

不同站點(diǎn)類型機(jī)房面積、市電引入、開(kāi)關(guān)電源容量、蓄電池容量、空調(diào)配置及抱桿預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)建議如表2所示。

依據(jù)中國(guó)聯(lián)通標(biāo)準(zhǔn)通用抱桿（三斜撐），按照目前的5G 天線規(guī)格及普通天線的規(guī)格（見(jiàn)表3），取天線的最大迎風(fēng)面積、天線重量，采用3D3S 結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件建模計(jì)算抱桿的掛載能力。中國(guó)聯(lián)通通用三斜撐抱桿的掛載能力核算結(jié)果如表4所示。

4 共站配套改造方案

4.1 天饋整改方案

因現(xiàn)網(wǎng)的大量站點(diǎn)存在多系統(tǒng)、共天線情況，為保證5G 網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最大的覆蓋效果，需為5G AAU 預(yù)留合理的安裝空間，優(yōu)先利舊現(xiàn)有架設(shè)物，同時(shí)，對(duì)空間不足的架設(shè)物進(jìn)行天饋整改，包括架設(shè)物改造、整合天線等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，需進(jìn)行天饋改造的站點(diǎn)占比達(dá)62%，其中架設(shè)物改造占比61%，整合天線占比39%。天饋整改方案如圖1所示。

表2 不同站點(diǎn)類型機(jī)房面積、市電引入等預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)建議

表3 天線參數(shù)表

表4 聯(lián)通通用抱桿（三斜撐）天線掛載能力核算表

4.2 機(jī)房改造方案

優(yōu)先利用現(xiàn)有空間安裝5G CU/DU 設(shè)備，如無(wú)安裝空間，可根據(jù)不同的機(jī)房類型制定相應(yīng)的機(jī)房改造方案；簡(jiǎn)易機(jī)房，考慮新增一體化柜或綜合柜；土建機(jī)房，考慮新增綜合柜或掛墻安裝；一體化機(jī)房，考慮在樓面尋找地方掛墻安裝或新增一體化柜；租賃機(jī)房，根據(jù)機(jī)房空間考慮掛墻安裝、新增一體化柜機(jī)新增綜合柜。機(jī)房改造方案如圖2所示。

4.3 電源改造方案

4.3.1 總功耗需求

圖1 天饋整改方案

圖2 機(jī)房改造方案

電源改造需根據(jù)5G 設(shè)備總功耗核實(shí)外市電和電源線線徑是否滿足要求，開(kāi)關(guān)電源容量及蓄電池組是否需要擴(kuò)容或替換。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備情況，同時(shí)考慮3G/4G/5G 共址，估算總功耗需求。不同站點(diǎn)的功耗及動(dòng)力需求情況如表5所示。

表5 不同站點(diǎn)的功耗及動(dòng)力需求

4.3.2 線徑及空開(kāi)需求測(cè)算

a）計(jì)算電流：?jiǎn)蜗嚯娸d流量（A）=（報(bào)裝容量）（基站所需電纜kW）×1 000÷0.8÷220

三相電載流量（A）=（報(bào)裝容量）（基站所需電纜kW）×1 000÷0.8÷380÷1.732

b）選擇電纜：查載流量表，選擇對(duì)應(yīng)電纜。載流量表如表6所示。

c）確定輸入開(kāi)關(guān)：輸入開(kāi)關(guān)（A）=基站所需電纜載流量（A）×1.25?？臻_(kāi)規(guī)格為6、10、16、20、32、40、63、80、100 A等。

4.3.3 改造方案

表6 載流量表（A）

通過(guò)對(duì)5G 設(shè)備總功耗核算，結(jié)合站點(diǎn)現(xiàn)狀，約有64%的站點(diǎn)需要進(jìn)行電源改造，改造內(nèi)容涉及外市電擴(kuò)容、新增或替換開(kāi)關(guān)電源、新增整理模塊及DCDU等，具體改造規(guī)模如下：新增或替換開(kāi)關(guān)電源138 個(gè)，增加整流模塊282 個(gè)，新增DCDU 895 個(gè)，外市電改造1 064個(gè)。

5 改造案例

5.1 天面改造

5.1.1 配套3 m抱桿改造成4 m抱桿（案例1）

需求名稱：人民政府改造2。

問(wèn)題描述：原配套方案是新增3 根6 m 抱桿，但因此站點(diǎn)的物業(yè)敏感，經(jīng)過(guò)幾次談判，無(wú)法新增6 m 抱桿。

解決方案：中國(guó)聯(lián)通天面原方案是3 根3 m 抱桿，經(jīng)過(guò)與中國(guó)聯(lián)通多次溝通，認(rèn)為4 m 抱桿可以滿足要求。根據(jù)實(shí)際情況，由鐵塔公司施工，把3 m 抱桿拼接的上半部（1 m 抱桿）更換成2 m 抱桿，完成4 m 抱桿改造。該方案施工簡(jiǎn)單，滿足各方要求。

5.1.2 樓面增高架無(wú)空余平臺(tái)，整合天線（案例2）

需求名稱：金鐘路南改造2。

問(wèn)題描述：現(xiàn)場(chǎng)圍桿天線已掛滿，無(wú)空余位置安裝5G天線。

解決方案：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，騰挪現(xiàn)有天線移出空位，安裝中國(guó)聯(lián)通5G天線。

5.2 機(jī)房改造

5.2.1 共享其他運(yùn)營(yíng)商機(jī)房（案例1）

需求名稱：華快平云路改造2。

問(wèn)題描述：此站為天面一體化機(jī)柜，原配套方案是新增一體化雙柜，因此站點(diǎn)物業(yè)敏感，經(jīng)過(guò)談判無(wú)法新增一體化機(jī)柜。

解決方案：天面下一層有中國(guó)移動(dòng)站點(diǎn)，鐵塔公司主動(dòng)推送中國(guó)移動(dòng)機(jī)房，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)復(fù)核，認(rèn)為其動(dòng)力電源可以滿足中國(guó)聯(lián)通的共享需求。通過(guò)鐵塔公司配套改造后，該機(jī)房滿足中國(guó)聯(lián)通需求。

5.2.2 改造機(jī)柜（案例2）

需求名稱：平江路口改造2。

問(wèn)題描述：此站為路邊站點(diǎn)，原方案是新增一體化雙柜，經(jīng)過(guò)幾次試探施工，都被城管驅(qū)除，無(wú)法新增加柜。

解決方案：在確認(rèn)無(wú)法協(xié)調(diào)的情況下，現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)原動(dòng)力機(jī)柜有多余電池架，經(jīng)過(guò)鐵塔公司配套整改，充分利用多余電池架，滿足中國(guó)聯(lián)通的空間要求。

5.3 電源改造

5.3.1 改造外電線纜（案例1）

需求名稱：人民政府2。

問(wèn)題描述：此站為中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)共享，原外電線纜是6 平方單相電路，中國(guó)聯(lián)通5G 開(kāi)通后設(shè)備功率增加，外電線纜承載不夠，不能滿足設(shè)備功率要求，線路發(fā)熱嚴(yán)重，有很大安全和斷電隱患。

解決方案：中國(guó)聯(lián)通5G和4G聯(lián)合組網(wǎng)測(cè)試，設(shè)備功率為5 000 kW 左右，原線纜滿足不了要求，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)劃，更換為16平方線路，滿足設(shè)備要求。

5.3.2 重新尋找接地點(diǎn)（案例2）

需求名稱：舊員村二棉廠改造2 和天河潭村東改造2。

問(wèn)題反饋：原2 個(gè)存量站均接同1 個(gè)接電點(diǎn)，由于2個(gè)站點(diǎn)都要開(kāi)通5G，導(dǎo)致原接電點(diǎn)不滿足負(fù)荷要求，無(wú)法滿足設(shè)備要求。

解決方案：經(jīng)周邊摸查，重新尋找接電點(diǎn)滿足二棉廠和潭村東的負(fù)荷要求，經(jīng)過(guò)外電整改，解決2個(gè)站點(diǎn)的外電問(wèn)題。

6 結(jié)束語(yǔ)

按照《中國(guó)聯(lián)通5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)配套改造指導(dǎo)意見(jiàn)》中關(guān)于配套改造的相關(guān)原則，本文總結(jié)了5G配套改造建設(shè)過(guò)程遇到的問(wèn)題和解決方案，提出符合廣州、深圳等一線城市及其他城市核心城區(qū)的5G 配套改造標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)針對(duì)改造過(guò)程中大量存在的抱桿改造需求，首次提出針對(duì)不同桿徑的較全面天線安裝建議，供后續(xù)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)參考。