張占鋒，李 虹，曹 崢

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

1 極簡(jiǎn)基站引入背景

在5G網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算等新基建快速推進(jìn)的大背景下，受限于存量天面空間、存量供備電系統(tǒng)、機(jī)房空間容量不足以及站址租金居高不下等問題（見圖1），5G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)給通信公司運(yùn)營(yíng)成本控制帶來新挑戰(zhàn)。高成本影響了5G建設(shè)、部署、運(yùn)營(yíng)進(jìn)度，拉高了社會(huì)整體使用成本。亟需通過管理增效、技術(shù)創(chuàng)新、政策導(dǎo)向多措并舉破解5G成本難題，以充分釋放5G動(dòng)能，推動(dòng)5G深度融入社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

通信公司運(yùn)營(yíng)商應(yīng)由被動(dòng)應(yīng)用現(xiàn)有成果向主動(dòng)探索技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。通過創(chuàng)新性開展極簡(jiǎn)基站改造專項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)“三省一集中”，變交維驗(yàn)收后的事后被動(dòng)成本管控為規(guī)劃、選址、建設(shè)階段的事前、事中主動(dòng)壓降。在滿足網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和客戶感知、滿意度要求的前提下，優(yōu)選成本最低的規(guī)劃、選址、建設(shè)、維護(hù)模式，確保站點(diǎn)的全生命周期網(wǎng)絡(luò)成本最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)投入產(chǎn)出效益的最大化。

2 改造方案選擇

極簡(jiǎn)站點(diǎn)改造解決方案引入刀片電源OPM200作為主電，IBBS50L鋰電作為備電，實(shí)現(xiàn)機(jī)房室外化。

2.1 與當(dāng)前C-RAN改造對(duì)比

2.1.1 當(dāng)前C-RAN改造

（1）當(dāng)前 集中化無線接入網(wǎng)（ Cloud-Radio Access Network，C-RAN）改造僅把2/4G BBU（Band width Based Unit，基帶處理單元） 分布式無線接入網(wǎng)（Distributed Radio Access Network，D-RAN）機(jī)房物理搬遷至C-RAN機(jī)房，是簡(jiǎn)單物理堆疊，沒有做網(wǎng)元整合淘汰老設(shè)備進(jìn)行主設(shè)備能耗節(jié)省。

（2）2/4/5G C-RAN改造后，并沒做全室外改造，鉛酸電池工作環(huán)境25度，C-RAN部署后，空調(diào)也要給電池降溫?zé)o法關(guān)閉、無法退機(jī)房。

2.1.2 本方案極簡(jiǎn)站點(diǎn)改造

（1）BBU合并工具化，節(jié)省主設(shè)備能耗（BBU框、主控板、基帶板），降低C-RAN機(jī)房能耗及GPS需求，減少BBU搬遷數(shù)量。

（2）OPM200全室外化模塊，8 000 W負(fù)載能力，支持拉遠(yuǎn)點(diǎn)2/4/5G 12個(gè)AAU/RRU供電，實(shí)現(xiàn)D-RAN機(jī)房退租，節(jié)省租金。

2.2 與目前同類型產(chǎn)品對(duì)比

目前同類型產(chǎn)品有電源模塊DPU40D、后備電池DBU50B，本方案單站成本較同類型產(chǎn)品預(yù)計(jì)價(jià)格高2 208元/站，但本方案中使用產(chǎn)品集成度較高，占用空間更少，如表1所示。

表1 本方案產(chǎn)品與同類型產(chǎn)品優(yōu)劣對(duì)比

通過對(duì)機(jī)房站點(diǎn)的現(xiàn)網(wǎng)2/4G D-RAN站點(diǎn)進(jìn)行全室外化改造和BBU集中搬遷，實(shí)現(xiàn)BBU整合、配套室外化和機(jī)房退租，極大地降低了電費(fèi)、機(jī)房配套服務(wù)費(fèi)、場(chǎng)地租金等OPEX（Operating Expense）支出，達(dá)到極簡(jiǎn)站點(diǎn)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)省電費(fèi)、省租金、省傳輸和維護(hù)集中“三省一集中”，鐵塔服務(wù)費(fèi)機(jī)房配套租賃模式也轉(zhuǎn)變?yōu)橘M(fèi)用最省的無機(jī)房類型，如圖2所示。

室外大功率刀片電源OPM200（技術(shù)參數(shù)見表2），單片刀片電源最大輸出功率達(dá)到8 kW，OPM200的電源及備電均支持網(wǎng)管接入，實(shí)現(xiàn)可管可控，方便遠(yuǎn)程維護(hù)。配電獲取困難的新建5G宏站站點(diǎn)、RRU/AAU拉遠(yuǎn)站點(diǎn)、EasyMacro居民區(qū)樓頂站點(diǎn)、臨時(shí)保障類站點(diǎn)等，亦可使用大功率室外刀片電源加刀片電池方案，刀片電池IBBS50規(guī)格參數(shù)見表3。

表2 電源模塊OPM200規(guī)格參數(shù)

表3 刀片電池IBBS50規(guī)格參數(shù)

3 改造步驟

極簡(jiǎn)基站改造是結(jié)合5G建設(shè)開展的一次網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)調(diào)整，通過優(yōu)化產(chǎn)品（規(guī)格設(shè)計(jì)、形態(tài)等）、站點(diǎn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來節(jié)省各類無線網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用。整體實(shí)施方案總體可分為基站融合改造、BBU C-RAN集中和全室外化改造三階段開展，如圖3所示。

3.1 步驟一：基站融合改造

對(duì)D-RAN機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備進(jìn)行融合改造，完成BBU合并、RRU共模、和天線收編工作，為后續(xù)機(jī)房搬遷奠定基礎(chǔ)。

3.2 步驟二：基站融合改造C-RAN搬遷改造

集中機(jī)房?jī)?yōu)選傳輸匯聚機(jī)房，基站前傳采用無源波分加彩光模塊。按照C-RAN模式建設(shè)，GSM/FDD/NB、TDD F共兩個(gè)2/4G BBU，2/4G BBU搬遷至C-RAN集中機(jī)房。通過把BBU搬遷至C-RAN機(jī)房，實(shí)現(xiàn)BBU集中放置。C-RAN搬遷改造示意如圖4所示。

3.3 步驟三：全室外化改造

利用刀片電源OPM200和IBBS50L鋰電刀片電池對(duì)基站電源進(jìn)行室外化改造（圖5），可以滿足8 kW的設(shè)備供電并提供備電。改造完后，機(jī)房電源電池可拆除，待機(jī)房光纜割接和PTN設(shè)備拆除完成后機(jī)房可下電，從而節(jié)省空調(diào)電費(fèi)。

4 成效評(píng)估

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）電費(fèi)節(jié)省

電費(fèi)可節(jié)省=站點(diǎn)耗電×電費(fèi)單價(jià)×按功率共享分?jǐn)偙?。通過設(shè)備BBU合并搬遷至CRAN，節(jié)省BBU框/UMPT/PTN和空調(diào)能耗，可節(jié)省功耗=主設(shè)備電費(fèi)+空調(diào)電費(fèi)。一個(gè)站平均能耗節(jié)省400 W，平均每個(gè)站點(diǎn)每年節(jié)省用電約3 000 kW·h。試點(diǎn)站改造前后用電情況對(duì)比見表4。

表4 試點(diǎn)站改造前后用電情況

（2）塔租費(fèi)節(jié)省

塔租=[（鐵塔+配套+機(jī)房）/折舊×折損率+維護(hù)費(fèi)]×加成×共享系1+（場(chǎng)地費(fèi)+電力引入費(fèi)/折舊）×共享系數(shù)2。根據(jù)不同場(chǎng)景的機(jī)房類型，可節(jié)省塔租年費(fèi)預(yù)計(jì)為1.85～0.6萬之間。

（3）成本回收期

采用極簡(jiǎn)站點(diǎn)方案對(duì)具備2/4/5G C-RAN BBU搬遷條件的鐵塔站點(diǎn)進(jìn)行改造，投入費(fèi)用主要有無線改造費(fèi)用、傳輸改造費(fèi)用、外電改造費(fèi)用，節(jié)省費(fèi)用主要有電費(fèi)、塔租、場(chǎng)地租金。預(yù)計(jì)項(xiàng)目投資回收期在2.25年（詳見表5）。

表5 預(yù)估回收期

4.2 應(yīng)用效益

通過改造，基站帶寬速率、空口利用效率等方面性能也得以提升：

（1）BBU合并后，F(xiàn)DD+TDD載波聚合特性可以通過BBU背板傳輸實(shí)現(xiàn)，對(duì)比BBU未合并時(shí)IPRAN傳輸方式，在終端側(cè)提升10%的帶寬速率。

（2）BBU合并后通過框內(nèi)互聯(lián)形式，避免框間IP-RAN（IP Radio Access Network，無線接入網(wǎng)IP化）傳輸?shù)膸捪拗?，可以?shí)現(xiàn)Cloudair（同頻段不通制式之間空口資源共享），提升空口利用效率。

（3）BBU框+主控板+基帶板:一個(gè)站平均能耗節(jié)省400 W。平均每個(gè)站點(diǎn)每年節(jié)省約3 300 kW·h。

（4）減少BBU機(jī)柜數(shù)量。

（5）降低C-RAN機(jī)房GPS需求。

（6）BBU數(shù)量減少，單板數(shù)量減少，數(shù)據(jù)配置減少，組網(wǎng)清晰簡(jiǎn)單，節(jié)約維護(hù)成本。

5 結(jié) 論

基于刀片電源OPM200作為主電、IBBS50L鋰電作為備用電的極簡(jiǎn)基站改造，有效的解決了當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)遇到的難題。應(yīng)當(dāng)結(jié)合5G建設(shè)帶來的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化契機(jī)，將具備2/4/5G C-RAN BBU搬遷條件的基站進(jìn)行極簡(jiǎn)改造，一方面可以有效節(jié)省包括鐵塔服務(wù)費(fèi)在內(nèi)的各類網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用，另一方面簡(jiǎn)化了基站設(shè)備架構(gòu)和整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、調(diào)整、維護(hù)更加便捷。同時(shí)，基于集中化部署的BBU池可開啟站間協(xié)同調(diào)度功能，能夠進(jìn)一步提升小區(qū)邊緣性能，提升頻譜使用效率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維靈活性，增加網(wǎng)絡(luò)資源利用率，提升投資效益。