5G室內分布系統低成本建設方案的研究

方力詔

（廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510630）

1 引言

室內是5G網絡的主要應用場景，5G超過85%的業務發生在室內場景。同時，5G室內應用更加多樣化，如云AR/VR、8K高清、智能制造、無線醫療等業務都主要發生在室內場景，對網絡帶寬、時延等網絡方面的要求也更高。因此，完善的5G室內分布系統對未來5G網絡發展至關重要[1]。

5G室內分布系統建設成本較4G顯著提高，具體表現在5G使用的頻譜更高，空間損耗和建筑穿透損耗上升，覆蓋減弱，在相同覆蓋效果情況下，所需要信源和設備投入更大。同時，現網的無源器件未對5G高頻段進行針對性設計，造成現有分布系統難以直接兼容5G系統，改造困難。近年來，運營商普遍感到5G室內分布系統建設的投資壓力巨大，如按當前這種建設方式，后續將難以為繼。

在此背景下，研究5G室內分布系統低成本建設方案迫在眉睫。本文以常規樓宇建筑物和公路隧道兩個典型場景為例分別研究5G室內分布系統低成本建設方案。

2 5G室內分布系統低成本建設方案研究

由于不同建筑物結構、功能、覆蓋需求、業務特征等各不相同，室內分布系統技術手段也各有特點及優勢，因此對其進行無線信號室內分布系統時，需針對各場景特點綜合選取合適方案進行部署，同一棟建筑也應識別不同的功能區選取不同的方案進行建設，只有靈活運用各種技術手段，才能使達到最優的覆蓋效果。

2.1 常規樓宇建筑物

由于當前運營商5G NR新增主流頻段為2.6GHz、3.5GHz、3.6GHz，未來也將在現有3G/4G中低頻率系統（如2.1GHz）重耕做5G使用，因此在5G室內分布系統建設方案中重點考慮該接入需求。

根據運營商需求數量劃分，分為單運營商建設與多運營商共享建設方案，應根據場景建筑結構、使用功能、用戶數量、容量需求、覆蓋目標等，綜合選擇合適的覆蓋方案。同一建筑可按不同容量需求細分成多個功能區，按需進行方案選擇匹配。

對于大話務熱點區域，5G大帶寬低時延業務需求可能較多，如城市核心區地鐵站臺站廳、車站候車廳、機場候機區、體育場館看臺區域、四星五星酒店大堂及會議室多功能廳樓層等，可優先選用有源微站方案實現高容量話務吸收；對于其他低話務功能區域，如城市郊區地鐵站臺站廳、車站辦公區、機場行政辦公樓、體育場辦公區、酒店客房區等，建議選用無源室分方案，實現低成本覆蓋。對于普通室分樓宇，用戶密度較低，超高速業務應用較少，建議優先選用無源室分進行覆蓋，以充分發揮其總體投資少、可共享資源比例高、運營維護成本低等優勢，實現5G網絡高性價比部署。對于住宅小區可通過立體多方案實現低成本部署，室內平層區域覆蓋可采用樓間射燈天線對打方案，電梯及地下停車場采用無源器件、天線及廣角漏纜方案實現深度覆蓋。

除此以外，運營商的特殊需求也應給予充分考慮，在資源共享率與需求匹配之間獲得最佳平衡。另外，室分建設方案還應根據現場物業條件進行選擇，充分考慮室分產品對站點現場裝修風格、安裝條件等相協調問題。

下文以某一SOHO商務辦公樓宇為例，簡述5G室內分布系統建設方案。

該樓宇共兩棟樓，地下4層。主樓，地上39層，14部電梯；輔樓地上12層，10部電梯，總建筑面積約160000平方米。該樓宇原三家運營商各有1路傳統DAS有源分布系統，接入2/3/4G系統，所采用相關器件均不支持3.5GHz頻段，故不宜采用直接改造方案。

本方案通過采用新型POI+廣角漏纜的5G 2T2R室內分布系統建設方式。廣角漏纜通過特殊的槽孔設計工藝，實現信號輻射角度比普通漏纜大幅增加（約增加至170°)的泄漏電纜。當前業界常用的1/2"&7/8"型廣角漏纜可支持700MHz~3700MHz，2G/3G/4G/5G信號均可饋入其中。廣角漏纜由于其縱向衰減小、耦合損耗大等特性，因此較適合帶狀結構、雙排一字型、回字形辦公樓，建筑空曠或縱向隔斷較少、隔斷材料為玻璃、木頭等穿透損耗較小的場景，漏纜兩側覆蓋半徑縱深建議小于10米。當部分覆蓋區存在衛生間、多隔斷辦公室等復雜區域時，需適當增加無源器件及天線，將信號引至該區域實現覆蓋補充。漏纜安裝高度應不小于2.5米，保證覆蓋張角可輻射至兩側較遠區域，雙纜部署時，水平間距不少于0.5米。

該項目三家運營商共計引入3套系統，分別為2.6GHz（1套）+3.5GHz（2套），RRU主設備通過饋線饋入新型POI共享廣角漏纜分布系統，建設成本將大幅度降低。所有無源器件（含POI、無源器件、饋線、天線等）支持頻段為800MHz~3.7GHz，其中POI合路點每2層設置1個，全系統部采用500W DIN型接頭，其系統拓撲結構圖如圖1所示。

圖1 系統拓撲結構圖

圖2 標準層漏纜布放圖

將無源雙路分布系統的單位造價與廣角漏纜進行對比測算，廣角漏纜的每平方米建安費為6.22元，較無源雙路分布系統的12.8元，下降51%。工程量明顯減少，施工時間大幅度縮短。

小結：廣角漏纜建設方案實施后覆蓋效果與傳統室分方案相當，均能滿足運營商的驗收要求，而且廣角漏纜建設方案具有成本低、施工時間短、業主容易接受等優點。

2.2 公路隧道

公路隧道一般為單洞設置多條行車道，隧道橫截面半徑大，高度高，且汽車相比地鐵、高鐵列車車體損耗較小、車速低，因此綜合考慮建設成本及實施難度，主要使用板狀天線覆蓋。天線間距可根據運營商接入的不同系統、隧道彎曲程度等，通過鏈路預算進行設定，建議為200~300米之間，保證各系統覆蓋良好。

對于使用定向天線覆蓋的存量公路隧道，可根據5G部署頻段、原覆蓋天線間距情況，選取不同的改造方案，通過更換POI或新增高增益天線對5G系統進行部署，實現與原2G/4G系統共點位。

（1）電信聯通重耕2.1GHz做5G

電信聯通重耕2.1GHz做5G使用時，僅需將原有2.1GHz的4G設備進行升級替換（或新增），4G POI更換為5G POI即可，改造成本低，工程可實施性強。

（2）電信聯通3.5GHz做5G

電信聯通使用3.5GHz做5G使用時，為保證高頻系統與現存系統同覆蓋半徑，建議疊加一套新的5G無源分布系統。該系統需協調運營商使用大功率5G信源，采用3頻POI進行合路后，饋入高增益隧道天線，與存量設備共點位部署，最大程度利用原有電源及傳輸配套資源。

下文以某一高速公路隧道為例，簡述5G室內分布系統建設方案。

該隧道長度為2030m，為雙向4車道。改造前，隧道內電信和聯通已覆蓋2.1GHz頻段的信號，采用RRU+天線的建設方案。設備點間距約300m，公網設備設置于疏散通道內，RRU通過饋線與2副天線連接，天線掛高4m，采用背靠背方式掛設。

經現場勘察和資料核實，該套分布系統的頻段兼容5G，運營商采用重耕2.1GHz做5G的技術方案，該方案具有改造成本低、工期短、業主易接受等特點。實施后，隧道內5G覆蓋效果良好，覆蓋邊緣場強、數據速率等主要指標達到驗收標準。

3 結語

建造成本高一直是5G室內分布系統建設方案的痛點。本文通過分析5G室內分布系統低成本建設思路及某SOHO的5G室內分布系統建設案例，提出POI+廣角漏纜的技術方案，為后續運營商低成本建設5G室內分布系統提供技術解決方案。