5G“前夜”室內數字化覆蓋將成網絡發展“主角”

中通服咨詢設計研究院有限公司|貝斐峰 李新

在5G“前夜”，室內覆蓋仍然是網絡覆蓋的難點和重點。在傳統DAS系統無法承擔5G室內覆蓋的情況下，有源室分系統等數字化室內覆蓋方案成為了5G室內覆蓋的重要手段。

與4G時代類似，5G時代70%以上的新業務將發生在室內。這就需要業界提前考慮清楚如何滿足室內用戶接入網絡的需求。因此，無線網絡覆蓋從室外走向室內覆蓋、精細化管理運營備受關注。5G主要工作于3.5GHz、4.9GHz和高頻段，傳統室內無源分布式天線系統（DAS）的無源器件無法支持，且5G頻段在饋線環節傳輸損耗太大，傳統DAS系統在面向5G演進時已經出現巨大的瓶頸，業務發展和用戶體驗需求呼喚技術變革，有源室分系統等具有多種技術優勢的數字化室內覆蓋方案因此成為5G時代運營商室內覆蓋必由之路。

早在2016年底中國移動就要求新建室內場景的90%用數字化室內覆蓋方案。中國電信2017年下半年發布室內建網標準，要求支持5G演進能力。中國聯通也要求未來建設數字化室內覆蓋。華為、愛立信、諾基亞、中興、大唐等系統設備商以及傳統的DAS廠商都在向數字化室內覆蓋方案前進。

5G時代，傳統DAS遭遇困境

目前運營商解決室內覆蓋的主要方案為建設室內無源分布式天線系統，傳統DAS方案具有成熟度高的特點，設計階段考慮充分全面，后期新增網絡可通過直接合路完成網絡覆蓋，具有簡單有效且具備良好的兼容性等優點，同時也存在以下缺點。

在大中型室分場景中，饋線、無源器件、天線數量多，施工安裝難度大，對快速覆蓋和隱蔽覆蓋實現難度大，發生問題或故障后整改難度較大；多網共用分布系統時，多系統隔離需依賴無源器件完成，一旦使用不合格無源器件，容易出現系統干擾；傳統DAS難以保證LTE MIMO雙路平衡，新建站點的節點多，設計、施工難以保證雙路平衡，改造站點新建一路利舊一路方案由于早期方案缺失、器件老化及物業協調等原因進行LTE改造更難保證雙路平衡；饋線、無源器件、天線都是啞設備，無法主動發現故障，且排查難度大；系統安裝完成后，如果遇到搬遷或拆除等情況，饋線及器件拆除工作量大，難以完全利舊復用。

而在5G即將到來的現在，室內系統能否平滑演進至5G，已經成為衡量室內覆蓋方案的關鍵。遺憾的是，目前DAS系統支持的最高頻段為2.7GHz左右，無法支持5G網絡。所以為了適應5G的需求，運營商也必將重視室內數字化覆蓋方案的建設。

室內數字化覆蓋方案規模發展

為了解決傳統室分系統存在的問題，以及考慮未來的技術演進，運營商開始重視室內數字化覆蓋解決方案的建設，目前運營商室內數字化覆蓋方案主要包括有源室分系統和飛基站（即企業級Femto）等。

飛基站為運營商提供了一種低成本的公共場所室內覆蓋解決方案。一體化皮基站的設備集成了基帶單元和射頻單元，一臺設備即為單個基站。飛基站目前國內主要廠家包括飛峰、博威、中興、三元達、大唐等。

飛基站具有體積小、重量輕、即插即用、自配置、易于安裝和維護等優點。設備可以安裝在墻面上，不需要建設機房，增加了網絡部署的靈活性，降低了站點租賃費用，實現站點快速補盲、吸熱。一體化皮基站可以通過PON網絡直連核心網EPC，也可以通過網關接入。飛基站組網特點如下。

面積不可過大，單臺覆蓋面積1500平方米以內，建議面積100～800平方米；用戶數不可過多，高峰4G用戶數在100人以內；場景業務量較高且需要重點保障，提高投資效益；部署設備不可過多，單個場景1～2臺設備；減少或避免穿墻損耗，覆蓋15平方米左右，最多考慮穿透一堵墻。

表1 有源室分系統主要廠家設備情況

圖 LampSite解決方案組網

結合飛基站覆蓋能力、設備容量、組網結構等方面分析，建議飛基站應用于營業廳、SOHO、封閉/半封閉會議室等中小型室內場景的部署、補盲或熱點分流。

有源室分系統由基帶單元（BBU）、擴展單元和遠端單元組成，基帶單元與擴展單元通過光纖連接，擴展單元與遠端單元通過網線或光電復合纜連接,是一種新型室內覆蓋解決方案。有源室分系統各廠家設備情況見表1。

以華為的LampSite為例，其由BBU、RHub和pRRU組成。如圖所示，通過光纖連接BBU、RHub，實現對移動通信基帶信號的室分主干層傳遞，在平層通過網線或光纖接入pRRU，實現末端室分覆蓋。其中RHub和pRRU體積小、重量輕，支持多模演進，軟件實現小區分裂，監控到末端天線。RHub可安裝在機柜、機架和機箱（占1U空間），也可掛墻安裝；pRRU可安裝在室內墻面、室內天花板、吊頂扣板上。

根據有源室分系統的技術特點及現網實際工程應用情況，其具有以下特點。新增系統方便，可利舊原系統，網絡可平衡升級至5G，兼容性強；光纖/網線傳輸，設備美化，施工協調簡單，可吊頂或掛墻安裝；單臺設備支持MIMO，速率提升顯著。戶話務貢獻能力高（單用戶話務貢獻能力是無源室分系統的1.2～1.6倍，單位面積話務貢獻業務是無源室分系統的1.16～18倍），用戶體驗好（下行速率近8～13倍于無源室分系統，上行速率3～5倍于無源室分系統）；分布式皮基站可通過軟件實現小區合并、分裂，靈活地應對容量變化；與宏基站共網管，系統監控無盲區，可快速準確定位系統、設備故障，方便運維。

結合有源室分系統技術特點、覆蓋能力、網絡兼容性、設備容量分析，有源室分系統可廣泛應用于大中型室內場景（交通樞紐、寫字樓、商場、大型場館、醫院、校園等）或重要場景（政府機關等）。

室內數字化覆蓋方案實際工程效果及商用情況

飛基站由于其覆蓋能力、設備容量、組網結構等特性，主要用于封閉/半封閉等小型場景的部署、補盲或熱點分流。目前主要在部分運營商商用，在未來5G時代主要作為室內覆蓋的補充手段。有源室分系統和傳統DAS的技術特點及現網實際工程應用情況對比分析見表2。

由表2可知，有源室分系統方案除長期工作的可靠性方面仍需時間觀察驗證，以及在中小型建設場景中投資效益稍遜傳統DAS外，在5G兼容性、組網方案、工程實施、維護網優等各方面都優于傳統DAS。

由于有源室分系統的各種優點，現網已大量部署，其網絡性能穩定，可以滿足運營商的網絡建設質量和容量的需求。在國內運營商已現網部署及計劃開始的室內覆蓋中，大量采用有源分布系統，尤其是大型場館、交通樞紐、高等院校、大型商場等所有高價值、高流量區域新建的室內覆蓋系統場景。

室內數字化覆蓋方案覆蓋建設成本

有源室分系統具有與5G兼容、施工方便、速率高、用戶感知好、可視可控等優勢，是運營商在5G時代的主要室內覆蓋方案。之前有源室分系統造價較高，成為規模推廣的主要阻礙，在近1～2年運營商大力推動下，各廠家的造價下降30%左右，有源室分系統造價差距已與傳統DAS逐漸縮小。

通過對已經部署有源室分系統的綜合造價調研，在實現相同覆蓋效果的前提下，各個典型場景有源室分系統相對于傳統無源室分系統的造價系數在1～1.3之間。機場、車站、體育館、展覽館等開闊場景兩者造價基本持平，寫字樓、辦公樓、高校教學樓等隔斷較多場景造價對比造價系數接近1.3。

未來隨著有源室分系統規模的擴大，其造價可能在現有基礎上進一步降低。而且相對傳統DAS，有源室分可以靈活增加新系統（造價約第一套的45%）且和即將到來的5G有良好的適應性和可升級性，有源室分系統是未來室內覆蓋建設的趨勢。

未來，室內數字化方案是網絡發展的主角

目前，運營商新建的室內覆蓋系統，以室內數字化方案為主。此外，由于DAS的無源器件支持最高頻段為2.7GHz左右無法支持5G網絡（主要工作于3.5GHz和4.9GHz），此外，過高的頻段在饋線中傳輸損耗太大，因此傳統DAS無法承擔5G室分覆蓋的重任。有源室分系統具有施工方便、速率高、用戶感知好、可視可控、與5G兼容的優勢，是運營商在5G時代的主要室分覆蓋方案。

同時，運營商出于網絡設備利用、投資效率等因素的考慮，以及5G主要作為容量吸收層會與4G長期共存，因此對原有DAS系統不會很快拆除。此外，DAS室內覆蓋系統在電梯、地下停車場、城中村等低流量場景仍具有重要的地位，未來仍將作為4G室內低流量場景補盲的室內覆蓋手段存在。

因此，在5G商用進程推動下，有源室分系統必然迎來規模發展時期，在未來一段時間室內數字化方案將與DAS共存，在新建室內覆蓋尤其是5G室內覆蓋的規模上會取代曾經DAS在室內覆蓋的地位。

在傳統DAS系統無法承擔5G室內覆蓋的情況下，有源室分系統等數字化室內覆蓋方案成為了5G室內覆蓋的重要手段，由于其新增系統方便，平衡升級5G，施工快捷簡單、速率高，小區合并分裂方便，可視可控等優勢已在現網規模部署，未來在新建5G室內覆蓋上會取代曾經DAS在室內覆蓋的地位。但作為有源設備，長期穩定性可靠性仍需現網長時間觀察驗證，同時運維也需要注意供電、用電的安全。此外，有源室內分布系統在多運營商共建共享情況下的系統集成數量、干擾隔離等問題需廠商進一步研究提升。

表2 有源室分系統與傳統DAS對比分析