2019年6月6日工業(yè)和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電四家企業(yè)頒發(fā)了5G牌照,標志著中國正式進入5G商用元年。自牌照發(fā)放后,中國移動作為“5G+”計劃的引領(lǐng)者,計劃今年9月底前將為40余個城市提供5G服務(wù),進一步加速5G網(wǎng)絡(luò)部署,打造全球規(guī)模最大5G精品網(wǎng)絡(luò)。
但在5G建設(shè)中存在諸多難點,如5G基站設(shè)備對天面條件、動力要求更為嚴苛,以及新建5G獨立傳輸平面施工難度大。杭州移動自2018年啟動5G規(guī)模試驗網(wǎng)以來,在5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)方面積累了諸多經(jīng)驗。針對5G建設(shè)過程中難點,杭州移動在快速規(guī)劃、天面快速改造、靈活傳輸組網(wǎng)方案和動力改造方案4個方面做出一些探索。
快速站點規(guī)劃方案
目前杭州主城區(qū)物理宏站基本上都含TDD-D系統(tǒng),前期5G規(guī)劃時與TDD-D頻段宏站1:1建站,同時5G與TDD-D站點的方位角、下傾角、功率譜密度、水平和垂直半功率角一致(5G 64TRX且SSB 8波束、4G為8TRX天線)。
5G與TDD-D的差異分析,主要從以下4個方面進行對比,詳細計算過程如下。
(1)頻段差:LTE和NR均為2.6GHz,不存在頻段差異。
(2)在功率譜密度一樣的情況下,LTE和NR的功率分別為:
LTE:40W@20MHz,NR:200W@100MHz,此時功率譜密度均為2W/MHz;
LTE RS功率為:10*log10(40*1000/100/12)=15.2dBm;
NR 每RE功率為:10*log10(200*1000/273/12)=17.8dBm;
NR 相比LTE功率增益為17.8-15.2=2.6dB。
(3)線損:LTE的RRU與天線間存在饋線損耗,一般為0.5~1.5dB。NR 64TRX AAU將天線和RRU合并,不存在饋線損耗,因此相比LTE平均減少1dB損耗。
(4)天線增益:LTE 8TRX天線增益為15.5dBm,64TRX天線增益為24.5dBm,因此NR相比LTE天線增益為24.5-15.5=9dB。
綜合以上,NR相比LTE增益為2.6+1+9=12.6dB。因此,我們可以充分利用現(xiàn)網(wǎng)TDD-2.6GHz 站點的覆蓋電平數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),加快規(guī)劃落地。
天面快速改造方案
在保持網(wǎng)絡(luò)競爭優(yōu)勢和現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下,現(xiàn)網(wǎng)天饋融合改造應(yīng)盡量減少現(xiàn)網(wǎng)天面組數(shù),原則上現(xiàn)網(wǎng)天線共存方式不超過兩組,若現(xiàn)網(wǎng)天線組數(shù)超過兩組,則建議對現(xiàn)網(wǎng)天線進行整合,以確保不增加租金成本。依據(jù)現(xiàn)網(wǎng)天線承載網(wǎng)絡(luò)制式的不同組合,天饋融合改造原則如以下4個方面。
一是,在不影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下,現(xiàn)網(wǎng)天饋融合改造過程中應(yīng)兼顧工程改造量和實施難度,以降低建設(shè)成本,減少現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)割接量,如可利舊現(xiàn)網(wǎng)天線時,則盡量不采用新增替換方式。
二是,現(xiàn)網(wǎng)天面僅有GSM或FDD單制式且兩組天線情況:對于現(xiàn)網(wǎng)僅有GSM單制式且兩組天線系統(tǒng)時,優(yōu)先拆除GSM1800M(考慮到先退網(wǎng))天線冗余空間給5G,新增4+4天線替換GSM900M天線;對于現(xiàn)網(wǎng)僅有FDD單制式兩組天線系統(tǒng)時,應(yīng)根據(jù)5G天面位置最優(yōu)原則考慮拆除、替換或利舊方案。
三是,現(xiàn)網(wǎng)天面僅有GSM與TDD或GSM與FDD情況:
①原則上不再保證GSM系統(tǒng)的獨立優(yōu)化空間,盡量將現(xiàn)網(wǎng)天線系統(tǒng)合成一組,對于GSM業(yè)務(wù)量承載較高區(qū)域,可酌情考慮保留兩組現(xiàn)網(wǎng)天線;
②對于TDD現(xiàn)網(wǎng)已采用2288天線的站點,盡量替換為4488天線,以保證后續(xù)部署FDD實現(xiàn)2T4R預(yù)留空間。
四是,現(xiàn)網(wǎng)天面FDD與TDD系統(tǒng)共存(包括同時存在GSM系統(tǒng))情況:
·若現(xiàn)網(wǎng)TDD與FDD協(xié)同優(yōu)化和實施難度較小,盡量采用4488天線將各制式天線融合成一組天線;
·若同一扇區(qū)的FDD和TDL天線的覆蓋目標差異較大,如天線方向角差別30度以上,則不建議進行天饋融合,可采用4+4天線將GSM與FDD或FDD900M與FDD1800M整合為一組天線,以確保FDD與TDD兩種制式天饋的獨立優(yōu)化空間;
·若NB-IoT/FDD900M、FDD1800M和TDL均有獨立優(yōu)化要求時,可酌情將現(xiàn)網(wǎng)融合后天線組數(shù)保留至3組,此種情況應(yīng)嚴格控制?,F(xiàn)網(wǎng)各場景天線融合改造方案如表所示。
表 現(xiàn)網(wǎng)各場景天線融合改造方案
靈活傳輸組網(wǎng)方案
5G空口速率的大幅提升,對傳輸環(huán)路速率也有著更高的要求,接入層傳輸帶寬需要10GE/50GE,匯聚層傳輸帶寬需要100GE/200GE,核心層帶寬要200GE。理想的5G傳輸方案為核心層、匯聚層、接入層分別新建一套平面,獨立承載5G,但往往存在接入層個別節(jié)點存在光纜資源不足,而新放光纜施工較困難,對此杭州移動提出了部分接入層利舊的方式,即在無傳輸光纜可用的情況下,采用現(xiàn)網(wǎng)PTN960升級方式,環(huán)路擴展至10G,作為5G接入環(huán)使用。此外借助寬帶光纜資源,利舊同纜不同芯,提高光纜纖芯資源利用率,也是5G快速組網(wǎng)的另一種方式。
對于BBU和AAU間無可用光纜的情況,采用無源波分設(shè)備可較好的解決此類問題。目前采用較多的是6波單芯方案,如圖所示,只需2芯光纜即可滿足一個5G拉遠站12芯的需求。
圖 6波單纖方案
動力改造方案
相比4G網(wǎng)絡(luò),目前5G基帶處理單元BBU、射頻單元AAU的額定功耗均有數(shù)倍的提升,對基站的電源配套供電能力提出了更高的要求。面對BBU滿配額定功耗2100W、AAU額定功耗可達1200W的現(xiàn)實,1個5G機房的功率需求通常需要突增約6000W,為了更安全更快速完成機房動力改造,杭州移動也做了不同的嘗試。
第一,對于市電引入容量足夠且當前負載較低站點,可通過直接擴容電源整流模塊來實現(xiàn)容量擴容。AAU從近端機房取電,采用-57V直流電壓供電,相較于-48V線損更小供電更可靠。
第二,對于市電引入容量足夠且當前負載較低站點,若存在輸出熔絲分路不足,可以通過在開關(guān)電源上配置輸出分路分配器實現(xiàn)快速擴容。
第三,對于市電容量不足站點,可以將BBU和PTN設(shè)備安裝在近端機房,AAU放棄從近端機房取電,尋求通過一體化室外機柜就近取電。無法新室外柜時采用小型化的OPM80電源模塊快速部署。
第四,對于市電容量完全不能滿足時,采用拉遠方案或CRAN方案解決。
本文對當前5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中的各規(guī)劃建設(shè)環(huán)節(jié)經(jīng)驗做了簡要總結(jié)。而隨著5G應(yīng)用場景日趨多樣化,為了滿足未來人和物爆炸式的需求,運營商必須加速5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè),在5G設(shè)備更新迭代的同時,做好相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)方案的完善。
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