吳健航 張晶微

摘要：傳統(tǒng)分布系統(tǒng)所使用的器件及采用的頻段決定其無法向5G順利過渡，一種新型的覆蓋方式即將取代舊的技術(shù)成為室內(nèi)分布建設(shè)的主流。本文以華為lampsite系統(tǒng)為例，解析新型室分技術(shù)的利與弊。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò);室分演進(jìn);新老技術(shù)的優(yōu)劣對比

1、應(yīng)運而生的LampSite

傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)受到其使用元器件耦合器、功分器等無源器件工作頻段限制，并且由于其末端分布系統(tǒng)是由RRU通過饋線連接至分布天線的方式，注定了傳統(tǒng)室分系統(tǒng)無法滿足5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)及速率需要。如此便產(chǎn)生了LampSite這種無線點狀陣列網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖：

其組網(wǎng)的特點： LampSite系統(tǒng)主要滿足LTE網(wǎng)覆蓋需求，LTE網(wǎng)信源直接采用LTE-BBU（放置在通信機房內(nèi)），光纖連接至RHUB（放置在站點交換節(jié)點），從RHUB通過5類網(wǎng)線或6類網(wǎng)線連接至PRRU，PRRU集成天線和信源的雙重功能，位于分布系統(tǒng)的末端提供用戶信號接入。

2、LampSite系統(tǒng)的優(yōu)點

2.1、相比于傳統(tǒng)室分系統(tǒng)的優(yōu)勢：LampSite系統(tǒng)是從傳統(tǒng)室分DAS系統(tǒng)演化而來的，因此它具備DAS無可比擬的優(yōu)點，特別是在網(wǎng)絡(luò)末端采用的全新一代無線覆蓋體制，與DAS相比在技術(shù)體制上進(jìn)行了根本的變革。

2.1.1、LampSite系統(tǒng)末端設(shè)備pRRU自帶天線，同時具備傳統(tǒng)室分的RRU+天線功能，模數(shù)轉(zhuǎn)換在末端完成，系統(tǒng)內(nèi)部全數(shù)字信號。而數(shù)字信號相較模擬信號，有著數(shù)據(jù)帶寬高并且?guī)捯卓刂啤⒈Ｃ苄院?、容錯（糾錯）性能強、擴(kuò)容方便、信號抗干擾性強等優(yōu)點。

2.1.2、LampSite系統(tǒng)使用的傳輸介質(zhì)是光纖+CAT5/CAT6電纜，這類介質(zhì)接頭統(tǒng)一，設(shè)備兼容性強，有利于系統(tǒng)擴(kuò)容。并且使用光纖+CAT5/CAT6電纜傳送的方式可以滿足5G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)頻段（3.3GHZ-3.4GHZ）需要，徹底擺脫了傳統(tǒng)室分饋線系統(tǒng)受制于可用頻段較低無法提供大容量數(shù)據(jù)通過的瓶頸。并且由于使用CAT5/CAT6電纜作為末端設(shè)備傳送介質(zhì)，以電纜線序?qū)⑸舷滦行盘柛綦x，有效消除傳統(tǒng)室分上下行信號干擾問題。

2.1.3、末端設(shè)備通過POE方式供電，使得LampSite系統(tǒng)全網(wǎng)設(shè)備均具備操作維護(hù)管理功能，這不僅使得全網(wǎng)可見可查可維護(hù)性強大，還為LampSite系統(tǒng)提供了靈活分區(qū)的能力：一個BBU下劃分1-36個小區(qū)，相對于傳統(tǒng)室分的每個RRU占1個小區(qū)，最大分裂為兩個小區(qū)不同，這些小區(qū)可以靈活劃分給pRRU，除此外還可與宏站BOOK產(chǎn)品共小區(qū)，實現(xiàn)室內(nèi)外協(xié)同，減少切換，降低網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化難度。

2.1.4、LampSite系統(tǒng)沒有了耦合器、功分器等無源器件，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得扁平化，并且由于使用光纖+CAT5/CAT6電纜作為傳送介質(zhì)，這使得該系統(tǒng)在前期工程階段及后期維護(hù)階段具有優(yōu)勢：

2.1.4.1、由于使用了CAT5/CAT6電纜作為末端設(shè)備傳送介質(zhì)，相比傳統(tǒng)室分的饋線傳送方式而言，CAT5/CAT6電纜采購方便，線材更輕、更細(xì)（便于敷設(shè)隱藏）、更柔軟（便于彎折）、受使用環(huán)境影響較低、成端制作成本低且工藝難度大大降低。其施工入場協(xié)調(diào)難度小、施工周期短、用工量低、項目投產(chǎn)快速;

2.1.4.2、系統(tǒng)無耦合器、功分器等無源器件，轉(zhuǎn)接點大大減少，障礙點也隨之降低，并且不像傳統(tǒng)室分饋線系統(tǒng)對于水份、粉塵等雜質(zhì)敏感，所有轉(zhuǎn)接點需要特殊工藝?yán)υ雒荛]處理，否則一旦進(jìn)入雜物很難清理干凈并且故障點定位困難。

2.2、Lampsite可以作為FTTX接入網(wǎng)系統(tǒng)的補充：當(dāng)代形勢下，人們越來越不滿足受制于有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域局限性，越來越追求智能產(chǎn)品的互聯(lián)和信息交互能力。如此來說，室分系統(tǒng)相比傳統(tǒng)FTTX而言有著無線網(wǎng)覆蓋的先天優(yōu)勢，并且對智能產(chǎn)品的支持更加友好，使用了4GLTE/5G技術(shù)的LampSite更是克服了傳統(tǒng)室分末端傳送速率低的劣勢，相較傳統(tǒng)FTTX網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢更加明顯。

2.2.1、LampSite室分系統(tǒng)采用微型化的pRRU設(shè)備，具備強大的MIMO天線系統(tǒng)，系統(tǒng)目前可支持3個頻段。單個pRRU工作在1.8Ghz～2.1Ghz頻段時試驗場景下酒店公寓樓場景（阻隔物最多）覆蓋范圍達(dá)10米、辦公寫字樓場景（較少阻隔物）覆蓋范圍達(dá)20米、空曠場景（無阻隔）覆蓋范圍可達(dá)50米，采用4級級聯(lián)時一個Rhub接口支鏈延伸的4級pRRU最大覆蓋半徑達(dá)到300米（不同場景）。在極端追求覆蓋的場景中設(shè)備可切換至800M頻段，覆蓋半徑超過500米。

由于信號覆蓋面積不僅較傳統(tǒng)FTTX方式廣闊，并且擺脫了傳統(tǒng)室分技術(shù)帶寬瓶頸，LampSite系統(tǒng)使得無線接入終端可以實現(xiàn)無方位限制、無操控距離要求、無延遲、不必時時干預(yù)的強大物聯(lián)物控功能。

2.2.2、作為LTE宏站的有效補充，LampSite室分系統(tǒng)不僅滿足了帶寬速率需求，還使得用戶從傳統(tǒng)接入網(wǎng)或FTTX+Wifi的空間限制中釋放出來，由于室分系統(tǒng)和宏站統(tǒng)一鑒權(quán)的性質(zhì)（室分系統(tǒng)和宏站使用的BBU是相同的，鑒權(quán)信息可復(fù)用）并且無線連接方式為智能產(chǎn)品的提供連接便利，為各種場景的智能化實現(xiàn)（如智能家居（商場）中的運動灑掃設(shè)備、調(diào)光設(shè)備、商場園區(qū)運動導(dǎo)覽設(shè)施、家庭可控式智能衛(wèi)浴及餐飲設(shè)施）鑄建數(shù)字化基礎(chǔ)。

2.2.3、室分系統(tǒng)采用無線方式與實際用戶進(jìn)行交互，可以將本系統(tǒng)的所有設(shè)備架設(shè)于樓房豎井或樓道，線纜不再入戶，業(yè)務(wù)開通及維護(hù)不再受制于用戶室內(nèi)條件，受外界影響因素大大減少。

3、LampSite系統(tǒng)的應(yīng)用案例

某商業(yè)樓某公司辦公區(qū)LampSite應(yīng)用實例：對于一個67m*13m（871平方米）空間進(jìn)行室內(nèi)分布覆蓋（人員分布為密集、阻隔較多（但走道暢通）），如圖2.1所示，傳統(tǒng)方案中需要樓層RRU帶7副無源天線（圖中紅色ANT字母為無源天線）進(jìn)行布設(shè)。

3.1、故障現(xiàn)象：在使用過程中發(fā)現(xiàn)靠邊墻的辦公室信號不穩(wěn)定，偶爾還會與樓外宏站發(fā)生乒乓切換效應(yīng)，靠中部偏左的3個辦公室反饋自從有一次樓上漏水后該區(qū)域網(wǎng)速較差，并且該項目從施工開始一直受到物業(yè)公司干涉，原因是在扣板棚頂施工后不久出現(xiàn)異響，經(jīng)查是由于有一段饋線經(jīng)過貨運電梯井，樓下貨運電梯與樓外不隔離，由于饋線孔封堵不牢導(dǎo)致風(fēng)從饋線孔灌入造成異響。

信號不穩(wěn)定及網(wǎng)速差原因經(jīng)過維護(hù)人員現(xiàn)場鉆入棚頂檢查后發(fā)現(xiàn)ANT6-2F天線上方房間于某日漏水，水滲透入天饋系統(tǒng)產(chǎn)生低噪故障。維護(hù)人員認(rèn)為需要更換整條饋線，但是被物業(yè)公司以影響美觀為由阻撓。

3.2、替代為LampSite系統(tǒng)的過程：如圖2.2所示，經(jīng)過與樓內(nèi)物業(yè)及具體用戶協(xié)商，為其搭建新的LampSite室分系統(tǒng)，拆除所有饋線系統(tǒng)及全向天線，改由Rhub+CAT5+pRRU方式架設(shè)新型室分系統(tǒng)。

3.2.1、施工過程中發(fā)現(xiàn)由于pRRU較原無源天線數(shù)量減少，網(wǎng)線布放條數(shù)少而且穿透孔洞小，封堵簡單;

3.2.2、Rhub可以直接替代原RRU的位置，Rhub上行結(jié)構(gòu)可以直接利用不必重復(fù)建設(shè);

3.2.3、使用CAT5電纜幾乎不受粉塵、凝露的影響，并且供電電壓電流都較低，無人身傷害風(fēng)險;

3.2.4、pRRU接近1.8公斤較原無源天線重，需要掛墻安裝不能直掛棚頂，但pRRU的散熱鰭片能有效對設(shè)備進(jìn)行冷卻，不會產(chǎn)生過熱著火隱患;

3.3、本案例的經(jīng)濟(jì)分析：

3.3.1、從施工費角度來看，使用新型LampSite室分系統(tǒng)的施工費僅為傳統(tǒng)室分方式施工費的40%左右，施工難度的降低及布線用量的減少使得此部分工程建設(shè)成本大大降低;

3.3.2、從設(shè)備采購費用來看，使用新型LampSite室分系統(tǒng)的設(shè)備采購費相比傳統(tǒng)室分方式設(shè)備采購費高10%左右，主要原因是pRRU設(shè)備費用較高，用量也較多導(dǎo)致;

3.3.3、考慮到元器件及線纜受外部因素影響降低，以及全網(wǎng)元器件可控性強，后期維護(hù)成本核算使用新型室分技術(shù)的維護(hù)成本要比使用傳統(tǒng)室分系統(tǒng)低。

4、LampSite系統(tǒng)的不足及改進(jìn)方向

在實際應(yīng)用案例實施過程中LampSite存在著結(jié)構(gòu)不完善、設(shè)備組成造價高、單位pRRU覆蓋面還不夠廣、施工費造價不合理等缺點需要改進(jìn)。

4.1、結(jié)構(gòu)不夠完善：雖然在Rhub+pRRU搭建過程中，理論上使用CAT6電纜是足以滿足5G通信帶寬需要的，但是在5G實驗網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)CAT6在應(yīng)用中無法達(dá)到5G通信需要的峰值速率，這種情況受CAT6線材質(zhì)量及跨度距離的影響特別明顯。

改進(jìn)建議：為解決這種問題，需要在兼顧速率帶寬、接口適用性強、線材不能太粗并且柔韌性好，可以考慮技術(shù)成熟的G.657皮線光纜+阻燃多股電纜的方式，由皮線光纜負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳送，電纜負(fù)責(zé)POE供電。

4.2、系統(tǒng)設(shè)備成本較高：由于pRRU用量相比較傳統(tǒng)室分而言大大增加，并且單價比傳統(tǒng)全向無源天線昂貴許多，這一情況使得LampSite系統(tǒng)成本投資大大增加。加上考慮到今后使用皮線光纜+電纜方式接入pRRU設(shè)備，其施工費用及材料費用還需增加，如何能將LampSite系統(tǒng)建設(shè)成本降低已經(jīng)成為此系統(tǒng)能否大面積鋪開的關(guān)鍵因素。

改進(jìn)建議：一方面，我們要堅持將此類高成本設(shè)備列入集中采購產(chǎn)品，通過集中采購方式降低售價;另外一方面，需要提高設(shè)計人員規(guī)劃能力和優(yōu)化人員技術(shù)水平，能使用盡量少的pRRU產(chǎn)品實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域覆蓋、滿足容量需求。

4.3、在LampSite室分系統(tǒng)天線功能還不夠強大，單位pRRU天線覆蓋面有限，特別在密集場景下布點依然過多，小區(qū)間切換頻繁，還不足以成為公寓、小區(qū)等寬帶接入網(wǎng)用戶的最優(yōu)選擇。

改進(jìn)建議：天線技術(shù)一直是困擾著無線網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，并且在其他條件一定的前提下覆蓋面和速率容量是一對互為矛盾的指標(biāo)，即便是發(fā)射功率強大的宏站也會在阻隔密集區(qū)域存在盲區(qū)死角。LampSite的天線微型化、節(jié)能化已經(jīng)做的很好，如果增加天線體積，雖然對信號覆蓋有效提升，但是重量的增加就挑戰(zhàn)安裝的牢固性需求，并不利于施工安裝美觀性;如果片面地通過增加功率的方式，由于受到線材較細(xì)考慮到壓降等原因就對布線長度有限制，還有可能引起設(shè)備散熱不足引發(fā)火災(zāi)的隱患。所目前普遍使用的辦法是仔細(xì)研究覆蓋區(qū)域特點，統(tǒng)計流量需求和用戶接入數(shù)量，并且由于LampSite的pRRU設(shè)備支持CAT5/CAT6電纜四級級聯(lián)方式擴(kuò)容，可以在后期有針對性的進(jìn)行擴(kuò)容滿足需求，甚至于對用戶數(shù)量及帶寬容量較小的區(qū)塊可以采取pRRU+拉遠(yuǎn)無源天線的方式，即節(jié)省了成本，又對盲區(qū)做到有效覆蓋。

5、結(jié)語

5G時代已經(jīng)到來，傳統(tǒng)分布系統(tǒng)退出歷史舞臺是大勢所趨，新型室分在特定場合下甚至對FTTX網(wǎng)絡(luò)都具有較強的競爭力。

然而，初出茅廬的LampSite還需要不斷地從傳統(tǒng)技術(shù)中汲取營養(yǎng)，取其精華，去其糟粕。達(dá)到最終使命：為用戶提供更快更好的使用體驗。這也是所有通信人共同的使命：面向5G，面向勇敢的未來。

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作者簡介：吳健航，福建省郵電工程有限公司分公司總經(jīng)理助理兼技術(shù)總監(jiān)，有15年通信工程施工及管理工作經(jīng)驗，工程師職稱，國家一級建造師;

張晶微，上海郵電設(shè)計咨詢研究院有限公司，8年通信工程設(shè)計施工工作經(jīng)驗。