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基于5G网络的城乡基站规划方法研究

黄俊荣

中国铁塔股份有限公司南宁市分公司,广西南宁,530000

摘要: 随着我国科技的快速发展,我国信息技术也在不断完善,5G网络应运而生。以城乡5G基站规划方法为研究对象,针对城乡基站规划难点,将传统5G网络规划方法和城乡规划方法结合,梳理总结规划流程,创新提出规划方法,提高规划精准度和规划实施效果。
关键词: 5G网络;城乡基站;规划方法
DOI:10.12721/ccn.2021.157481
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引言

5G通信网络的建设正在由小规模商用,向大规模建网发展,但目前5G基站建设中仍存在一系列问题需要去攻克、解决。由于5G空口使用更高频率组网,所以需要密度更大的站点资源,数量远大于4G的站点数。丰富的应用场景对其组网方式也提出了更高的要求,将会更加多元化,要求宏站、微站、分布站立体组网。

同时5G基站设备能耗较大,对目前的机房供电系统提出了更高的需求。更高的带宽和更多的站点,意味着对传输系统、光纤资源也提出了更多的要求。5G的基站建设,将会比4G网络建设时期的挑战更大,运营商和中国铁塔需要调整策略,优化建设方案,提高建设资金利用率。

1规划难点分析

1.15G基站建设的费用提升

为了确保5G网络的功能性,就需要我们增加相应的纤芯来确保传输的速率和质量。在此基础之上,由于增加一套5G,系统运营商将增加30%的铁塔租金,如果需要对外电和其他配套进行改造,租金将进一步提高。并且,随着5G基站建设设备功耗的整体提高,其基站后续的电力费用也将有一个更大的提升。

1.2网络规划与城乡规划结合难度大

5G网络规划和城乡规划的规划重点和方法不同,二者结合存在一定难度。5G网络规划以基础电信运营商网络发展和市场客户收益为出发点,注重提升网络覆盖效果,提升移动通信用户感知,通常采用WGS-84坐标系进行基站规划,规划期限较短;城乡5G基站规划以城市宏观发展为出发点,注重科学规划5G网络基础设施,提升城市网络信息化水平和城市管理效率,通常采用2000国家大地坐标系,规划期限较长。规划编制人员需同时具备丰富的5G网络技术知识和城乡规划经验,在规划编制中平衡通信行业与城市发展的需求,并考虑土地布局规划、用地密度分区和组团区域密度三大方面,让无线通信基础设施与城市规划更好地结合。

1.3规划组织复杂

城乡5G基站规划作为城乡规划体系中的专项规划,其组织难度较高,规划流程复杂。在编制城乡5G基站规划过程中,规划内容不仅涉及各电信基础运营商,还涉及众多政府职能部门,如市政、规划、环保、电力等。由于各家通信基础运营商利益需求不同以及各政府职能部门要求标准不一,在规划编制时各方利益存在一定博弈关系,从而导致规划组织难度较大、规划审批流程较长。

2 5G网络的城乡基站规划方法

2.1统筹规划,共建共享,站址多源

a)通信基站属于基础设施,选址和建设应纳入统筹规划中,运营商也应积极与规划部门沟通,使城规部门能合理布局,预留好站址。

b)工信部发布的《关于2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见》中强调了设施共享共建、站址多源这一点:“鼓励基础电信企业、铁塔公司按照‘规划先行、需求引领、市场化合作’的原则,集约利用现有基站站址和路灯杆、监控杆等公用设施,提前储备5G站址资源。”运营商要带头做好“智慧灯杆”的应用研究,这或将在5G基站建设中发挥重要的作用,解决站点数量不足的问题。设备生产厂家也应加大“异形设备”研究,以适应在杆、塔内腔空间的设备布局。

在共建共享方面,2019年9月初,中国电信和中国联通签署了《5G网络共建共享框架合作协议书》,将在全国范围内合作共建一张5G接入网,大大节约建网成本。

c)基站机房应优化设计,提高空间利用率;做好资源整合工作,清理退网设备,提高机柜利用率;做好机房内尾纤整改工作,便于后期维护与快速排障。

d)天面统筹收编,新增抱杆或新增铁塔平台,提前改造,适应5GAAU安装需求,做好配套工作。

e)加大宣传力度。利用媒体宣传关于基站辐射的科学知识,主动公布环评测试结果,消除民众的恐惧心理。

2.2重视机房的建设和创新

结合当前运营商5G基站部署的实际情况来看,当前的机房建设主要包括了C-RAN、D-RAN以及CU云化部署的方式。其中,D-RAN的部署中,往往其部署和改建的过程较长,改造周期长,改造投入较多,并且在后期的升级中需要结合实际情况进行二次的改造。

而C-RAN可以集中多个BBU,一般情况下,可以集成6至15个BBU。并且,由于C-RAN自有机房的属性,其在进行机房的改建时受到外部影响较少,也减少了5G机房改造的相关内容,相应的其在部署改造的资源投入以及时间投入等方面较少。在传输资源上,C-RAN可使用无源波分复用等新型传输方案,可大大节省纤芯资源,降低成本,在后期的升级改建中,不需要进行二次的改造。

综合C-RAN与D-RAN两种机房建设的模式来看,C-RAN具有更加优良的性质,在后期的改造和应用中的投入更少,改造的内容更少,但是,在实际的5G机房改造与建设的过程中,往往会受到环境的影响。因此,在更多情况下,我们还是需要综合考虑情况,采取C-RAN与D-RAN相结合建设模式,并且优先选择C-RAN模式。

2.3分层规划传输网络,提高光纤利用率

5G传输网络应遵循“固移融合、综合承载”的原则和方向,与光纤宽带网络的建设统筹考虑,在光纤、机房等基础设施,以及传输设备等方面实现资源共享。

1)前传

a)光纤直驱:传统的DRAN方式,AAU通过裸纤与BBU(DU)连接,满足大带宽、低时延、高可靠信息传送需求,这也是最简单的模式,现阶段应用最广泛,但其对光纤资源需求量最大。b)无源波分:采用WDM(波分复用)技术,将BBU(DU)至不同AAU的eCPRI(演进的通用公共射频接口)采用不同的波长合路到一根光纤中传输。优势就是节约光纤资源,与PON(无源光网络)技术特性一致,故也有采用PON技术的前传方式出现。

2)中传、回传

a)PTN(分组传送网)/IPRAN(IP化的无线回传网)方案。在5G建网初期,业务量不是太大,可沿用4G回传网络架构,支持4G/5G业务统一承载,易与现有承载网及业务网衔接。可考虑引入FlexE(灵活以太网)接口,支持网络切片,实现物理隔离,提供更好的承载质量保障。b)端到端分组增强型OTN(光传送网)方案。全程OTN连接,可以避免与两种网络的互联互通和跨专业协调的问题,从而更好地发挥分组增强型OTN强大的组网能力和端到端的维护管理能力。该方案建议在5G网络远期建设中考虑。

结语

城乡5G基站规划涉及通信领域和城乡规划领域,在编制规划时需统筹结合通信行业诉求以及城乡发展方向。本文详细分析了5G网络规划与城乡规划结合的难点以及规划编制难点,总结出规划编制流程,提出了一套切实可行的规划方法,对各地编制城乡5G基站规划具有一定的指导意义。此外,城乡5G基站规划往往还涉及通信管线、通信汇聚机房等通信基础设施的规划,在实际规划编制时,需统筹考虑。

参考文献

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