5G時(shí)代，室內(nèi)覆蓋數(shù)字化是大勢所趨

在業(yè)界各方的積極推進(jìn)下，5G商用進(jìn)程全面提速，5G正在成為我們生活中觸手可及的現(xiàn)實(shí)。隨著5G規(guī)模部署漸行漸近，如何打造真正滿足5G業(yè)務(wù)需要的網(wǎng)絡(luò)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。其中，因?yàn)?G時(shí)代70%左右的流量將發(fā)生在室內(nèi)，同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋場景將更加復(fù)雜，傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)（DAS）已經(jīng)無法滿足5G在定位、時(shí)延、可靠性、覆蓋程度等方面的要求，因而室內(nèi)覆蓋數(shù)字化是大勢所趨。

4G規(guī)模建設(shè)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(jī)，70%以上的5G業(yè)務(wù)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(luò)的需求，尤其是當(dāng)前傳統(tǒng)室內(nèi)無源分布式天線系統(tǒng)（DAS）在面向5G演進(jìn)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)巨大的瓶頸，業(yè)務(wù)發(fā)展和用戶需求呼喚技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)，要求支持5G演進(jìn)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(shè)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(jìn)。

不過，在大力推進(jìn)室內(nèi)數(shù)字化建設(shè)的同時(shí)，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(shí)到來？未來室內(nèi)數(shù)字化方案是否會逐步替代DAS方案？運(yùn)營商如何考量室內(nèi)數(shù)字化方案成本？

憑借成熟度高、設(shè)計(jì)階段考慮充分全面、后期新增網(wǎng)絡(luò)可通過直接合路完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋等特點(diǎn)，室內(nèi)無源分布式天線系統(tǒng)（DAS）是當(dāng)前運(yùn)營商解決室內(nèi)覆蓋的首選。但是，5G時(shí)代的到來，正在對通信網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(shí)，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(diǎn)的節(jié)點(diǎn)多，設(shè)計(jì)、施工難以保證雙路平衡，改造站點(diǎn)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(shè)備，無法主動發(fā)現(xiàn)故障，且排查難度大。同時(shí)，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(fù)用。

總體而言，在5G時(shí)代即將全面開啟的今天，能否支持5G網(wǎng)絡(luò)，平滑演進(jìn)至5G，已經(jīng)成為衡量一個(gè)室內(nèi)覆蓋方案的關(guān)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(luò)。所以，為了適應(yīng)5G的需求，運(yùn)營商必須重視室內(nèi)數(shù)字化覆蓋。

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(shù)演進(jìn)，運(yùn)營商開始重視室內(nèi)數(shù)字化覆蓋解決方案的建設(shè)，目前運(yùn)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(yùn)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(shè)備集成了基帶單元和射頻單元，一臺設(shè)備即為單個(gè)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(dá)、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(hù)等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備可以安裝在墻面上，不需要建設(shè)機(jī)房，增加了網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性，降低了站點(diǎn)租賃費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)快速補(bǔ)盲、吸熱。一體化皮基站可以通過PON網(wǎng)絡(luò)直連核心網(wǎng)EPC，也可以通過網(wǎng)關(guān)接入。

飛基站組網(wǎng)具備幾大特點(diǎn)：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(wù)量較高且需要重點(diǎn)保障；4.部署設(shè)備不可過多，單個(gè)場景一到兩臺設(shè)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(jié)合飛基站覆蓋能力、設(shè)備容量、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素，建議飛基站應(yīng)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(bǔ)盲或熱點(diǎn)分流。

有源室分系統(tǒng)

表1：有源室分系統(tǒng)主要廠家設(shè)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(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元組成，基帶單元與擴(kuò)展單元通過光纖連接，擴(kuò)展單元與遠(yuǎn)端單元通過網(wǎng)線或光電復(fù)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(shí)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(shí)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(jìn)，軟件實(shí)現(xiàn)小區(qū)分裂，監(jiān)控到末端天線。RHub可安裝在機(jī)柜、機(jī)架和機(jī)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(luò)可平衡升級至5G，兼容性強(qiáng)。2.光纖/網(wǎng)線傳輸，設(shè)備美化，施工協(xié)調(diào)簡單，可吊頂或掛墻安裝。3.單臺設(shè)備支持MIMO，速率提升顯著。戶話務(wù)貢獻(xiàn)能力高（單用戶話務(wù)貢獻(xiàn)能力是無源室分系統(tǒng)的1.2~1.6倍，單位面積話務(wù)貢獻(xiàn)業(yè)務(wù)是無源室分系統(tǒng)的1.16~18倍），用戶體驗(yàn)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(shí)現(xiàn)小區(qū)合并、分裂，靈活應(yīng)對容量變化。5.與宏站共網(wǎng)管，系統(tǒng)監(jiān)控?zé)o盲區(qū)，可快速準(zhǔn)確定位系統(tǒng)、設(shè)備故障，方便運(yùn)維。

結(jié)合有源室分系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)、覆蓋能力、網(wǎng)絡(luò)兼容性、設(shè)備容量分析，其可廣泛應(yīng)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(jī)關(guān)等）。

從實(shí)際工程效果及商用情況上看，飛基站憑借覆蓋能力、設(shè)備容量、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)等特性，主要用于封閉/半封閉小型場景的補(bǔ)盲或熱點(diǎn)分流。目前主要在部分運(yùn)營商商用，在未來5G時(shí)代主要作為室內(nèi)覆蓋的補(bǔ)充手段。

相比之下，有源室分系統(tǒng)的應(yīng)用空間更為廣闊。無論是從技術(shù)特點(diǎn)還是現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際工程應(yīng)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(shí)間觀察驗(yàn)證以及在中小型建設(shè)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(shí)施、維護(hù)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(yùn)營商的認(rèn)可。以中國電信為例，其已在高價(jià)值、高流量大中型室內(nèi)場景和重要場景規(guī)模建設(shè)有源室分系統(tǒng)。而根據(jù)中國電信未來的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和指導(dǎo)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(jià)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(dá)80%以上。同時(shí)，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。

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(jià)較高，規(guī)模推廣受到阻礙。近年來，在運(yùn)營商的大力推動下，其造價(jià)下降了近30%，與傳統(tǒng)DAS基本可比。

調(diào)查顯示，在實(shí)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(jià)系數(shù)在1~1.3之間。具體而言，在機(jī)場、車站、體育館、展覽館等開闊場景下，兩者造價(jià)基本持平；而在寫字樓、辦公樓、高校教學(xué)樓等隔斷較多的場景中，有源室分系統(tǒng)的造價(jià)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(kuò)大，其造價(jià)可能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)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(yīng)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(shè)的發(fā)展趨勢。不過，出于網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shí)，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(bǔ)盲的室內(nèi)覆蓋手段存在。

5G前夜，室內(nèi)覆蓋仍然是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在傳統(tǒng)室內(nèi)覆蓋手段DAS系統(tǒng)無法承擔(dān)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(diǎn)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(shè)備的長期穩(wěn)定性和可靠性仍需現(xiàn)網(wǎng)長時(shí)間觀察驗(yàn)證，同時(shí)運(yùn)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(yùn)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。