4G規(guī)模建設高峰過去，5G逐步到來。除了車聯(lián)網(wǎng)、智慧能源和聯(lián)網(wǎng)無人機，70%以上的5G業(yè)務都將發(fā)生在室內(nèi)。這意味著業(yè)界需要提前考慮如何滿足室內(nèi)用戶接入網(wǎng)絡的需求，尤其是當前傳統(tǒng)室內(nèi)無源分布式天線系統(tǒng)(DAS)在面向5G演進時已經(jīng)出現(xiàn)巨大的瓶頸，業(yè)務發(fā)展和用戶需求呼喚技術變革。在這一背景下，室內(nèi)覆蓋數(shù)字化浪潮興起。
2016年年底中國移動要求90%新建室內(nèi)場景采用數(shù)字化室內(nèi)覆蓋方案;2017年下半年中國電信發(fā)布室內(nèi)建網(wǎng)標準，要求支持5G演進能力;中國聯(lián)通要求未來部署數(shù)字化室內(nèi)覆蓋;華為、愛立信、諾基亞、中興、大唐等系統(tǒng)設備商以及傳統(tǒng)的DAS廠商，也都在向數(shù)字化室內(nèi)覆蓋前進。
不過，在大力推進室內(nèi)數(shù)字化建設的同時，業(yè)界仍存在諸多疑問。室內(nèi)數(shù)字化覆蓋規(guī)模發(fā)展期何時到來?未來室內(nèi)數(shù)字化方案是否會逐步替代DAS方案?運營商如何考量室內(nèi)數(shù)字化方案成本?
傳統(tǒng)DAS遭遇困境
憑借成熟度高、設計階段考慮充分全面、后期新增網(wǎng)絡可通過直接合路完成網(wǎng)絡覆蓋等特點，室內(nèi)無源分布式天線系統(tǒng)(DAS)是當前運營商解決室內(nèi)覆蓋的首選。但是，5G時代的到來，正在對通信網(wǎng)絡提出更高的要求，傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)的不足開始凸顯。
第一，在大中型室分場景中，傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)的饋線、無源器件、天線數(shù)量多，施工安裝難度大，較難實現(xiàn)快速覆蓋和隱蔽覆蓋，發(fā)生問題或故障后整改難度也比較大。
第二，多網(wǎng)共用分布系統(tǒng)時，多系統(tǒng)隔離需依賴無源器件完成，一旦使用不合格的無源器件，容易造成系統(tǒng)干擾。
第三，傳統(tǒng)DAS難以保證LTE MIMO雙路平衡。新建站點的節(jié)點多，設計、施工難以保證雙路平衡，改造站點新建一路利舊一路方案由于早期方案缺失、器件老化及物業(yè)協(xié)調(diào)等原因更難保證雙路平衡。
第四，饋線、無源器件、天線都是啞設備，無法主動發(fā)現(xiàn)故障，且排查難度大。同時，系統(tǒng)安裝完成后，如果遇到搬遷或拆除等情況，饋線及器件拆除工作量大，難以完全利舊復用。
總體而言，在5G時代即將全面開啟的今天，能否支持5G網(wǎng)絡，平滑演進至5G，已經(jīng)成為衡量一個室內(nèi)覆蓋方案的關鍵。然而，DAS系統(tǒng)支持的最高頻段為2.7GHz，無法支持5G網(wǎng)絡。所以，為了適應5G的需求，運營商必須重視室內(nèi)數(shù)字化覆蓋。
室內(nèi)數(shù)字化覆蓋迎來規(guī)模發(fā)展
為了解決傳統(tǒng)室分系統(tǒng)存在的問題以及考慮未來技術演進，運營商開始重視室內(nèi)數(shù)字化覆蓋解決方案的建設，目前運營商室內(nèi)數(shù)字化覆蓋方案主要包括飛基站(即企業(yè)級Femto)和有源室分系統(tǒng)等。
兩大主流方案
飛基站
飛基站即企業(yè)級Femto，為運營商提供了一種低成本的公共場所室內(nèi)覆蓋解決方案。一體化皮基站的設備集成了基帶單元和射頻單元，一臺設備即為單個基站。目前，研產(chǎn)飛基站國內(nèi)主要廠家包括飛峰、博威、中興、三元達、大唐等。
飛基站具有體積小、重量輕、即插即用、自配置、易于安裝維護等優(yōu)點。設備可以安裝在墻面上，不需要建設機房，增加了網(wǎng)絡部署的靈活性，降低了站點租賃費用，實現(xiàn)站點快速補盲、吸熱。一體化皮基站可以通過PON網(wǎng)絡直連核心網(wǎng)EPC，也可以通過網(wǎng)關接入。
飛基站組網(wǎng)具備幾大特點：1.面積不可過大，單臺覆蓋面積1500平方米以內(nèi)，建議面積100~800平方米;2.用戶數(shù)不可過多，高峰4G用戶數(shù)在100人以內(nèi);3.場景業(yè)務量較高且需要重點保障;4.部署設備不可過多，單個場景一到兩臺設備;5.減少或避免穿墻損耗，覆蓋距離15米左右，最多考慮穿透一堵墻。
結合飛基站覆蓋能力、設備容量、組網(wǎng)結構等因素，建議飛基站應用于營業(yè)廳、SOHO、封閉/半封閉會議室等中小型室內(nèi)場景下的補盲或熱點分流。
有源室分系統(tǒng)
表1：有源室分系統(tǒng)主要廠家設備情況
表2：有源室分系統(tǒng)與傳統(tǒng)DAS對比分析
有源室分系統(tǒng)由基帶單元(BBU)、擴展單元和遠端單元組成，基帶單元與擴展單元通過光纖連接，擴展單元與遠端單元通過網(wǎng)線或光電復合纜連接，是一種新型室內(nèi)覆蓋解決方案，目前包括華為、中興、愛立信、諾基亞等在內(nèi)的多家廠商推出了有源室分系統(tǒng)產(chǎn)品(見表1)。
以華為的LampSite為例，其由BBU、RHub和pRRU組成(見圖1)，通過光纖連接BBU、RHub，實現(xiàn)對移動通信基帶信號的室分主干層傳遞，在平層通過網(wǎng)線或光纖接入pRRU，實現(xiàn)末端室分覆蓋。其中RHub和pRRU體積小、重量輕，支持多模演進，軟件實現(xiàn)小區(qū)分裂，監(jiān)控到末端天線。RHub可安裝在機柜、機架和機箱(占1U空間)上，也可掛墻安裝;pRRU可安裝在室內(nèi)墻面、室內(nèi)天花板、吊頂扣板上。
圖1：LampSite解決方案組網(wǎng)示意圖
總體而言，有源室分系統(tǒng)具備五大典型特征：1.新增系統(tǒng)方便，可利舊原系統(tǒng)，網(wǎng)絡可平衡升級至5G，兼容性強。2.光纖/網(wǎng)線傳輸，設備美化，施工協(xié)調(diào)簡單，可吊頂或掛墻安裝。3.單臺設備支持MIMO，速率提升顯著。戶話務貢獻能力高(單用戶話務貢獻能力是無源室分系統(tǒng)的1.2~1.6倍，單位面積話務貢獻業(yè)務是無源室分系統(tǒng)的1.16~18倍)，用戶體驗好(下行速率近8~13倍于無源室分系統(tǒng)，上行速率3~5倍于無源室分系統(tǒng))。4.分布式皮基站可通過軟件實現(xiàn)小區(qū)合并、分裂，靈活應對容量變化。5.與宏站共網(wǎng)管，系統(tǒng)監(jiān)控無盲區(qū)，可快速準確定位系統(tǒng)、設備故障，方便運維。
結合有源室分系統(tǒng)技術特點、覆蓋能力、網(wǎng)絡兼容性、設備容量分析，其可廣泛應用于大中型室內(nèi)場景(交通樞紐、寫字樓、商場、大型場館、醫(yī)院、校園等)或重要場景(政府機關等)。
實際工程效果分析
從實際工程效果及商用情況上看，飛基站憑借覆蓋能力、設備容量、組網(wǎng)結構等特性，主要用于封閉/半封閉小型場景的補盲或熱點分流。目前主要在部分運營商商用，在未來5G時代主要作為室內(nèi)覆蓋的補充手段。
相比之下，有源室分系統(tǒng)的應用空間更為廣闊。無論是從技術特點還是現(xiàn)網(wǎng)實際工程應用上看，有源室分系統(tǒng)都比傳統(tǒng)DAS更具優(yōu)勢(見表2)。
有源室分系統(tǒng)方案在長期工作的可靠性方面仍需時間觀察驗證以及在中小型建設場景中投資效益稍遜于傳統(tǒng)DAS，但是在其5G兼容性、組網(wǎng)方案、工程實施、維護網(wǎng)優(yōu)等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)DAS。
憑借諸多優(yōu)勢，有源室分系統(tǒng)在現(xiàn)網(wǎng)中已大量部署，得到了國內(nèi)運營商的認可。以中國電信為例，其已在高價值、高流量大中型室內(nèi)場景和重要場景規(guī)模建設有源室分系統(tǒng)。而根據(jù)中國電信未來的網(wǎng)絡規(guī)劃和指導意見，除了居民住宅(電梯/地下停車場等低流量區(qū)域)、城中村等區(qū)域可以采用室外低頻段宏基站、DAS、微基站等覆蓋手段外，大型場館、交通樞紐、高等院校、大型商場等所有高價值、高流量區(qū)域新建的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，有源室分系統(tǒng)占比需達80%以上。同時，中國移動也要求90%新建室內(nèi)場景采用數(shù)字化室內(nèi)覆蓋方案。
建設成本分析
有源室分系統(tǒng)具有與5G兼容、施工方便、速率高、用戶感知好、可視可控等優(yōu)勢，然而此前造價較高，規(guī)模推廣受到阻礙。近年來，在運營商的大力推動下，其造價下降了近30%，與傳統(tǒng)DAS基本可比。
調(diào)查顯示，在實現(xiàn)相同覆蓋效果下，在典型場景中有源室分系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)無源室分系統(tǒng)，其造價系數(shù)在1~1.3之間。具體而言，在機場、車站、體育館、展覽館等開闊場景下，兩者造價基本持平;而在寫字樓、辦公樓、高校教學樓等隔斷較多的場景中，有源室分系統(tǒng)的造價系數(shù)接近1.3。
未來。隨著有源室分系統(tǒng)部署規(guī)模的擴大，其造價可能在現(xiàn)有基礎上進一步降低，而且相對傳統(tǒng)DAS，有源室分可以靈活增加新系統(tǒng)，并且與5G有良好的適應性和可升級性。因此，有源室分系統(tǒng)必將成為室內(nèi)覆蓋建設的發(fā)展趨勢。不過，出于網(wǎng)絡設備利用、投資效率等因素的考慮，加之5G主要作為容量吸收層會與4G長期共存，原有DAS系統(tǒng)不會很快拆除。同時，鑒于DAS室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)在電梯、地下停車場、城中村等低流量場景仍具有重要地位，未來傳統(tǒng)DAS仍將作為4G室內(nèi)低流量場景補盲的室內(nèi)覆蓋手段存在。
總工點評
5G前夜，室內(nèi)覆蓋仍然是網(wǎng)絡覆蓋的難點和重點。在傳統(tǒng)室內(nèi)覆蓋手段DAS系統(tǒng)無法承擔5G室內(nèi)覆蓋的情況下，有源室分系統(tǒng)等數(shù)字化室內(nèi)覆蓋方案憑借新增系統(tǒng)方便、平滑升級5G、施工快捷簡單、速率高、小區(qū)合并分裂方便、可視可控等特點和優(yōu)勢，在現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署中成為5G室內(nèi)覆蓋的重要手段，并且在未來新建5G室內(nèi)覆蓋上將徹底取代DAS曾經(jīng)的“主角”地位。
但是值得一提的是，有源設備的長期穩(wěn)定性和可靠性仍需現(xiàn)網(wǎng)長時間觀察驗證，同時運維也需要注意供電、用電的安全。此外，有源室內(nèi)分布系統(tǒng)在多運營商共建共享情況下的系統(tǒng)集成數(shù)量、干擾隔離等問題的解決，還需要業(yè)界各方的共同努力。
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