云基站的配套建设
文/江苏移动 周平 颜士军 程雷
云基站的建设模式，不仅能够减少基站数量，甚至有可能实现“零”机房；相应地，对机房空间等配套设施的需求亦将降至最少。通信业务的飞速发展，使得网络建设的规模日益扩大，基站数也逐渐增多。以中国移动为例，现网市区密集站点间距约为300–500米，一般市区为600–800米，郊区约为1000米，可以满足GSM网络的覆盖要求。但随着3G业务的快速发展，基站容量不够的问题逐渐突出，3G网络覆盖质量也需要不断优化，因此，需要增加新的基站以提高网络覆盖质量。中国移动计划在未来几年中，每年将建设近10万个各种类型的TD-SCDMA站点，其中，中国移动苏州分公司计划建设1000个站点。
需要新建的基站越来越多，但是站址的获取却日益困难。随着大众环保维权意识的增强，传统基站落地搭建的方式已经难以被大众所接受。另外，即使部分基站位置合适，但由于无机房条件也影响了站点的选址开通。尤其是对于室内覆盖场景，运营商没有自己的站址，必须进入业主大楼，在取电、安装和维护方面都存在困难。传统建站模式还涉及机房、铁塔建设周期长等问题，并且在建设过程中，目标大易于受阻，导致部分已施工的投资无法收回。因此，运营商需要突破传统建站模式，寻求一种投资少、建设快、易运营的新建站模式，给业务发展提供有力支撑，提升用户满意度。
随着分布式基站系统RRU（射频单元）+BBU（基带单元）解决方案的广泛应用，基带池、云基站应用技术的兴起，使低成本快速建站成为可能。中国移动提出的新一代无线接入网架构（C-RAN）中，也引入了云的思想。C-RAN架构通过将多个BBU集中组合可形成基带池，基带池之间还可以通过光纤连接组成一个云基站基带处理群，并利用自动计算，选出一个负荷繁忙的基站，将基带部分的处理通过物理连接直传到负荷较小的基站处理，并通过这个基站的传输路由与核心侧进行数据交换，共同分担、均衡云基站处理能力。
根据云基站架构的设想，基站的RRU和BBU是完全分离的，通过把BBU和其他传输产品集中到中心机房，RRU可以直接在抱杆上面安装，不仅能够减少基站数量，甚至有可能实现“零”机房。机房数量的减少，不仅能够直接减少机房的租赁费用，降低网络建设的成本，还使站址获取难题迎刃而解，很大程度上实现节能减排。由于机房数量的减少，功耗的降低，相应也降低了电源设备的容量。因此，采用云基站的建设模式后，真正需要机房空间来安置的设备只剩下电源、电池、站点监控等设备，对机房空间等配套设施的需求亦将降至最少。
下面我们以城区楼顶站、农村站、室内覆盖站这三种典型场景做一个简单分析。
城区楼顶站：城区建站的传统方式通常都是租赁机房，机房面积大、能耗高、租金贵，采用云基站的建设模式后，在城区楼顶可以用Mini-shelter的方式建站，将嵌入式电源直接内置在Mini-shelter中，同时还可以放置传输、蓄电池、监控模块等设备。温控可以采用直通风或者TEC空调，RRU安装在抱杆上面，这样，整个站点占地面积仅1m2。若蓄电池容量较大，可以采用并柜的方式增加一个Mini-shelter。采用Mini-shelter在楼顶建站，占地面积小、能耗低、租金低、站点获取相对容易，是城区建站的首选方式。
农村站：在市电较好的地方建设农村站，可以采用双柜Mini-shelter的方式，一个Mini-shelter放置嵌入式电源、传输、监控等设备，另外一个Mini-shelter单独放置蓄电池，这样可以保障在停电时有较长时间的备电。如果没有市电，则可采用新能源供电的方式建站。由于新能源已经在中国移动网络中大量使用，而且这几年新能源设备价格不断下降，为大规模使用新能源建站创造了更好的条件。
室内覆盖站：传统的室内覆盖站都是采用交流RRU，供电方式要么采用220V交流电直接供电，要么采用UPS供电。但是，这两种方式都有其弊端，前者设备没有备电，后者电源转换效率低。而且，这两种供电方式很难监控站点的动力和环境。在云基站建设模式下，如果采用直流RRU设备，可以采用华为TP3830H壁挂电源给直流RRU提供-48V供电，同时可提供2–4小时左右的备电时间。对于交流RRU，推荐采用交直流一体化电源，可提供不间断供电电源，灵活为交流或直流设备供电。在未来部署LTE时，不论LTE设备供电方式是否与现有设备相同，均能轻松利用现有电源，节省成本。通常情况下，云基站的室外站都是无人值守的，为了及时发现基站运行中发生的故障信息和隐患，需要动力及环境监控系统对站点进行实时监控，另外，室外站对防雷接地也提出了相应的要求。
动力及环境监控系统
传统的动力及环境监控系统通常是单独建立一套第三方的动力与环境监控系统，需要独立的传输资源，监控工程需二次下站才能完成，不但投资大，而且维护麻烦、费用较高。
若采用云基站的建站方式，可利用RRU自带模块，或开关电源等本身具有数据采集能力以及告警功能的智能设备，通过RRU将电源、温度、湿度、门禁、烟感、水浸等开关量报警信息直接接入监控系统。如需要对模拟量的远程监控，可以采用支持带内监控的电源系统，直接与主设备相连，即可实现模拟量远程集中监控，同时使维护变得更加简单，又节省费用。
防雷与接地系统
为了防止基站遭受雷害，确保建筑物、站内工作人员的安全，以及基站内设备的正常工作，提高网络运行的安全系数，云基站建设模式下的站点防雷系统也要基于中国移动通信企业标准《基站防雷与接地技术规范》（QB-W-011-2007）的要求，对铁塔、供电系统、天馈线、信号线、抱杆等提供可靠的防雷接地。
对于铁塔，通信管塔（或杆塔）地网应围绕管塔3m远范围设置封闭环形（或矩形）接地体，并与通信管塔地基钢板四角焊接连通。对于供电系统，应采取多重保护、层层设防的原则，以及两级防护措施：第一级采用40kA SPD交流避雷；第二级由开关电源设备厂商提供，安装在其设备内部。
对于天馈系统，基站天馈线在室外部分通常将馈线金属外护层接地在铁塔顶部平台处。
对于信号线，埋地光（电）缆的金属屏蔽层或金属管道在两端接地，光缆金属加强芯也要接地。当采用抱杆安装天线时，每根抱杆应分别接至楼顶避雷带，馈线也在这一点接地；还可利用固定抱杆的膨胀螺栓接头加梅花垫圈连接，并作好防腐处理。新建铁塔上抱杆的接地，应在抱杆与铁塔之间用镀锌螺栓连接，并作防锈处理，即利用铁塔本身作防雷引下线。
苏州移动采用云基站新型配套建设模式后，第一年每个远端站点就可节省五万余元，后续每年可节省约两万元，不仅节约了机房方面的投资，还减少了监控和电源等产生的费用。同时，苏州移动在部分特定区域大量使用边际网，节约了铁塔投资；使用造价相对较低的抱杆或美化天线，解决了热点覆盖问题。
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