5G網(wǎng)絡(luò)天面整合建設(shè)方案

文/李瑋

1 背景概述

為應(yīng)對(duì)未來爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)、海量的設(shè)備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景，第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）應(yīng)運(yùn)而生。5G網(wǎng)絡(luò)面向增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、大規(guī)模機(jī)器通信、高可靠低時(shí)延通信三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，以全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒級(jí)的傳輸時(shí)延和千億級(jí)的連接能力，開啟萬物廣泛互聯(lián)、人機(jī)深度交互的新時(shí)代。

從國家戰(zhàn)略層面，5G當(dāng)前處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成和產(chǎn)業(yè)化培育的關(guān)鍵時(shí)期，全球各國在國家數(shù)字化戰(zhàn)略中均把5G作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)布局，塑造競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)。工信部也在近期向中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，其中批準(zhǔn)中國移動(dòng)5G網(wǎng) 絡(luò) 使 用2515～2675MHz和4800～4900MHz頻段進(jìn)行部署。

在5G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期，除了標(biāo)準(zhǔn)、頻譜、產(chǎn)業(yè)鏈等方面的制約因素外，在實(shí)際落地層面無線網(wǎng)建設(shè)還面臨著設(shè)備、電力、天面、機(jī)房、站址等諸多方面的挑戰(zhàn)。尤其在天面建設(shè)中，一方面5G的天面形態(tài)較4G發(fā)生了變化，天饋部分采用RRU與天線一體化形式，稱為AAU（有源天線），這樣無法與其他制式共用天線；另一方面，現(xiàn)網(wǎng)天面資源緊張，無法滿足所有站點(diǎn)新增支臂，用于建設(shè)AAU。

面對(duì)各運(yùn)營商在建設(shè)投資進(jìn)一步壓降，精準(zhǔn)建設(shè)、降本增效的大背景下，文章中提出了通過多種天線形態(tài)進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)天線資源整合的方案，有效避免由于大量新增天線帶來的鐵塔公司租金費(fèi)用上漲的問題；并且，綜合考慮建設(shè)投資和運(yùn)維成本，對(duì)天面整合帶來的投資造價(jià)和運(yùn)維成本進(jìn)行對(duì)比分析；最終，有效地支撐了5G網(wǎng)絡(luò)天面建設(shè)方案實(shí)施的合理性，滿足5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期精準(zhǔn)投入、精準(zhǔn)建設(shè)的要求。

表1：3/4G網(wǎng)絡(luò)天線典型規(guī)格

表2：各廠家5G網(wǎng)絡(luò)天線規(guī)格

2 天面整合原則及分場(chǎng)景模型庫

2.1 5G天線特點(diǎn)

5G應(yīng)用大陣列天線和大帶寬技術(shù)，天饋部分采用RRU與天線一體化形式，稱為AAU（有源天線）。AAU不能再與其它制式RRU共用天線，必須為AAU提供獨(dú)立的天面位置。5G初期建設(shè)宏站AAU采用64T64R設(shè)備，信號(hào)帶寬160MHz，為5G與4G（TD-LTE D頻段，3D-MIMO方式）共模形式。

對(duì)各廠家5G AAU規(guī)格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并取最大規(guī)格歸并，按迎風(fēng)面積0.55m2、重量47kg計(jì)，其規(guī)格未超越3G、4G最大天線規(guī)格。詳細(xì)見表1和表2。

2.2 天面整合原則與分場(chǎng)景整合方案

5G初期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以共址站為主，目前，2G/3G/4G共用站址基站普遍存在天線點(diǎn)位多、空間受限的問題，隨著“4488”全頻段電調(diào)天線、“4+4”900/1800MHz電調(diào)天線、FA/D電調(diào)天線技術(shù)成熟和商用，綜合考慮各種技術(shù)制式與頻段、運(yùn)維成本等因素，建議不新增天面，優(yōu)先采用以上多頻多端口電調(diào)天線整合現(xiàn)有系統(tǒng)，為5G AAU建設(shè)騰出天面位置?？紤]到現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際，現(xiàn)梳理出5G建網(wǎng)初期對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)的天支改造判斷步驟如下：

步驟一：是否有空余支臂或抱桿；

步驟二：是否需要替換支臂或抱桿；

步驟三：是否需要進(jìn)行天面整合；

步驟四：是否可新增支臂或抱桿。

在現(xiàn)網(wǎng)沒有空余或者可以替換支臂的前提下，為了避免增加鐵塔租費(fèi)，在新建天支和天面整合兩種方案中，建議優(yōu)先選擇天面整合方案。其次，在滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化的前提下，避免過度整合，避免在各系統(tǒng)天面方向角差異過大時(shí)進(jìn)行整合。

通過以上的原則分析，結(jié)合移動(dòng)某省現(xiàn)網(wǎng)2/3/4G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，梳理出了4大類場(chǎng)景，25個(gè)模型，確定了2個(gè)維度、12套天面整合方案，具體情況如表3所示。

3 天面整合成本分析

3.1 鐵塔租費(fèi)分析

鐵塔公司與各運(yùn)營商針對(duì)塔類產(chǎn)品的服務(wù)，每5年簽訂一次綜合服務(wù)協(xié)議。塔類產(chǎn)品以 3 副天線（1 套系統(tǒng)）作為一個(gè)基本產(chǎn)品單元，不足一個(gè)產(chǎn)品單元時(shí)按一個(gè)產(chǎn)品單元核算。多余一個(gè)產(chǎn)品單元時(shí)：

（1）對(duì)于普通地面塔，天線數(shù)為6 副（2 套系統(tǒng)）及以下時(shí)仍按1 個(gè)產(chǎn)品單元核算；超過 6 幅（2 套系統(tǒng)）時(shí)，每超出 3 副天線（1 套系統(tǒng)），按增加一個(gè)產(chǎn)品單元的【30%】收費(fèi)。

（2）對(duì)于其他塔類產(chǎn)品，每超出3 副天線（1 套系統(tǒng)），按增加一個(gè)產(chǎn)品單元的【30%】收費(fèi)。

（3）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)配置之外增加系統(tǒng)不增加天線的情形，每超出 1 套系統(tǒng)，若增加設(shè)備占用空間的，則按增加一個(gè)產(chǎn)品單元的【10%】收費(fèi)。

3.2 整合與新增天面方式投資對(duì)比分析

根據(jù)以上鐵塔租費(fèi)的計(jì)算方式，根據(jù)塔類產(chǎn)品以 3 副天線（1 套系統(tǒng)）作為一個(gè)基本產(chǎn)品單元，天面整合與新增天面的投資與運(yùn)維成本計(jì)算公式如下：

表3：天面整合分場(chǎng)景方案

圖1：天面整合費(fèi)用對(duì)比

整合投資運(yùn)維成本 = 天面整合費(fèi)用-利舊天線費(fèi)用+天線整合后（不新增產(chǎn)品單元）租費(fèi)（按10%收費(fèi)）*N

新增天面運(yùn)維成本 = 新增支臂或抱桿（新增產(chǎn)品單元）租費(fèi)（按30%收費(fèi)）*N

注：其中N表示系統(tǒng)運(yùn)營年限暨租用年限。

下面以某省5G無線網(wǎng)配套改造項(xiàng)目，來對(duì)比分析整合和新建兩種方案的投資和運(yùn)維成本，比較如下。

從圖1中可以明顯看出，在鐵塔第1個(gè)服務(wù)周期，天面整合的投資運(yùn)維成本合計(jì)比新增天支成本高。隨著新增天支的租費(fèi)的逐年累計(jì)，在鐵塔第2個(gè)服務(wù)周期內(nèi)出現(xiàn)交叉點(diǎn)，新增天支的租費(fèi)累計(jì)量逐漸超過天面整合的投資運(yùn)維成本，至第10年已經(jīng)超出約一千余萬元。

通過以上分析，從建網(wǎng)初期短期來看，天面整合改造需要大量使用多頻多端口天線，在加上相應(yīng)的天線安裝施工費(fèi)用等，初期一次性投資大于每年的鐵塔租費(fèi)；但從長(zhǎng)期分析來看，天面整合方案的投資運(yùn)維成本會(huì)少于新增天支產(chǎn)生的租費(fèi)成本。

4 總結(jié)

綜上所述，未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)依然存在著設(shè)備空間、天面資源、電力配套、傳輸能力等諸多方面的挑戰(zhàn)。通過提前進(jìn)行資源摸排和能力儲(chǔ)備以及針對(duì)多種建設(shè)方案策略的合理選擇，達(dá)到運(yùn)營商降本增效的目的，并在此基礎(chǔ)上最終實(shí)現(xiàn)電源、傳輸、土建等配套及5G基站的精準(zhǔn)投入、精準(zhǔn)建設(shè)，形成部署快、感知好、成本省的新型5G網(wǎng)絡(luò)，形成運(yùn)營商的品牌領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。