RRU拉远的应用和分析

RRU拉远的应用和分析邬元兰陈军良中讯邮电咨询设计院有限公司广东分公司广东省电信规划设计院有限公司常 明【摘 要】文章首先介绍了RRU拉远应用的优缺点；然后分析RRU拉远站的电源配套传输，并与分布式基站进行对比分析，提出了RRU拉远使用建议；最后再对RRU拉远覆盖的应用进行 分析。RRU拉远 BBU 电源配套 分布式基站【关键词】分布式基站作为传统基站模型的发展与演进，其核心思想就是把传统宏基站的基带处理和射频部分分 离，分成基带处理（BBU）和射频拉远（RRU）两 个部分。BBU与RRU之间由光纤连接，最远可拉远40km，组网灵活；RRU还可以实现共小区设置，在 室内覆盖和道路覆盖上有独特优势。（2）RRU可实现共小区。对室内覆盖和道路覆盖都有极大意义。（3）节省建设成本，提高组网效率。BBU可集中 放置，RRU拉远覆盖；单个BBU也能拉远多个RRU 设备。实现了RRU之间的资源灵活调度和调配。（4）RRU拉远站施工快捷，建站周期短。 RRU拉远的不足在于：（1）RRU供电问题。对于RRU拉远站，目前常 用的供电方式有两种：直流远供以及室外一体化供电 柜供电。（2）RRU长期暴露在外面，基站工作环境要比 室内环境恶劣得多，且射频单元故障的维护不如传统 基站方便。1RRU拉远应用的优缺点RRU拉远的优势在于：（1）降低了机房、站址的要求。RRU设备体积 小，与BBU之间采用光纤传输，对于RRU拉远站点， 只需要天面极小的空间便可以安装。同时，RRU对于 安装环境要求低，室外安装方便。在一些物业难点可 推荐使用。2RRU拉远站的电源配套传输分析2.1 电源配套收稿日期：2012-06-28统供电。2）RRU安装在室外天面，距离机房-48V直流系 统较远的情况，或者RRU设备与BBU不在同一楼房， 距离很远时，采用一体化供电设备对RRU进行就近供 电。3）室外环境适合一体化供电设备的安装，有安装 位置。4）一体化供电设备根据RRU所支持的供电要求 选定，交流可以选用室外一体化UPS供电，直流可以 选用一体化直流供电柜供电。根据前面的负荷统计，目前大部分的RRU设备 功耗都很小（RRU功耗均为40W发射功率的典型耗 电）。考虑到就近可能有数个RRU设备（一般不多于3 个）需要供电，因此可以根据实际耗电情况，选用相应 的室外型UPS或室外型-48V直流供电设备集中供电。目前室外型UPS设备的容量一般都为1kVA、 （2）R R（交流远供）场景分析1）BBU设统供电。2）RRU3）RRU 统很远的情况 远供供电。4）基站机备。该方案是机房现有直流 交流电供远端 统后备电池保 电压系统供电统较近的情况，利用机房直流电源系统对RRU进行远供供电。 该方案是利用机房内直流供电系统对BBU和RRU设备进行供电。其中，对RRU设备为直流远供供电， 应该重点考虑供电线路的压降，这是决定是否采用直 流远供方案的重要条件。一般情况下，如果RRU与安装在基站机房内的 BBU都在同一个楼房内，其通信和供电的连线距离一 般不会超过200m（根据广东实际情况大部分基站的连 线距离不会超过100m，个别地方可能超过100m，因 此可暂按200m为极限情况进行考虑）。而对于BBU和 RRU不在同一个楼房安装或者连线距离超过200m的 情况，RRU的用电建议采用室外一体化直流电源就近 供电。对于采用直流远供供电方案，由于BBU和RRU均 由基站机房内现有直流供电系统进行供电，因此现有 直流系统和蓄电池组的容量都需要根据新增的负荷进 行核算，开关电源系统容量或者端子数量不满足要求 的应该进行扩容，蓄电池组容量不足的要考虑更换。 其配置原则应满足相关规范要求。（4）RRU与BBU距离较远场景（直流远供-远 距离）场景分析：1）BBU设备安装在基站机房内采用-48V直流系 统供电。2）RRU设备支持直流-48V供电。3）RRU安装在室外天面，距离机房-48V直流系 统很远的情况，利用机房直流电源系统对RRU进行远 供供电。为了实现远距离的直流远供，需要新增直流远供 设备。将BBU所在机房的通信电源，经直流远供设备 的局端设备升压转换成适合于一定距离的传输电能的 电压等级（如DC90-400V），再经过直流远供设备 的能量管理分配器分路输出。通过该输出电压为拉远RRU供电，这种供电方式从根本上解决了因设备分址要求低，可应用于室内分布和道路覆盖，且对于城区物业难点也是较好的解决方案。 该种方式需要根据供电距离选用相应的电缆，电缆在敷设的时候要考虑施工难度及建设周期，同时也 要考虑电缆被盗的保护。对于路由过远的情况，线缆 的损耗会很大，对于线径会有不同的要求。（5）分布式基站的供电方案对比及分析1）室外一体化UPS供电方案：目前广东联通前几 期工程中采用过一些室外一体化UPS设备，暴露出一 些问题，如无法扩容、可靠性较低、故障较多、电池 的放电时间和寿命短等问题。这些都和UPS设备本身 的质量和设备特性有关，因此3G的分布式基站设备采 用室外一体化UPS设备进行供电的方案要慎重考虑。2）室外一体化直流电源供电方案：室外一体化直 流电源由于采用模块式结构，其可靠性较高，便于扩 容，且电池也可以配置较大的容量（可以通过外加电 池仓解决），因此对于BBU由机房内直流电源供电， RRU距离机房直流系统很远的情况下，推荐采用室外 一体化直流电源对RRU进行供电。3）直流电源远供供电方案：对于近距离的直流远 供场景，需要核算机房内直流系统的容量和端子（可 扩容），电池容量足够满足分布式基站的放电要求 （可更换）；该种方案由于不需要增加设备和系统， 因此最为简单易行，投资最少。但对于较远距离的直 流远供，则需要新增远供设备，同时考虑施工难度和 建设周期。4）交流电源远供供电方案：对于RRU距离机房 直流系统较远的情况，如果采用直流远供供电方案， 会造成电缆上的压降和电能损耗过大的情况，因此这 种情况下可以采用交流电源远供供电方案。由于要在 机房安装设备，该方案虽然可以解决线路过长的压降 问题，但是需要机房有足够的空间，如果距离较远， 则导线的费用会很高（三芯电缆三路），而且还要考 虑防雷等问题，所以该方案也需要慎重考虑。RRU拉远的供电方式对比如表2所示。目前，比较广泛应用于工程建设中的方式主要是近距离的直流远供和远距离的室外一体化直流供电方 式。设备；而RRU4RRU拉2.2 传输相对于分布式基站而言，RRU拉远站只需要光纤 直连，不需要传输设备。通过对RR景建议如下：（1）拉远直流一体化电3与分布式基站的对比分析（2）拉远供电，重要站配套设施需要引入市电电源，室外需要 安装空间需要引入市电电源，室外需要 安装空间近距离远供方式 但是应考虑现有 远距离供电方式 和电缆，同时考 等另一方面，RRU与干放相比，可以提高系统的无线空口的容量，并且由于RRU可以采用直流供电的方式， 当交流停电后，可以采用机房的蓄电池进行供电。5.1 室外覆盖（1）高速铁路覆盖 高铁属于典型的带状覆盖。在高速场景下，切换成为网络设计最为关注的问题之一，减少切换区域可 以降低站距，减少建设成本，提高网络质量。使用RRU拉远技术，可以将多个RRU组网 （14个RRU），利用基带合并技术组合到一个小区 内。从切换性能看，不同RRU覆盖区的切换，在Node B内部完成，无需RNC参与；从覆盖灵活性看，多个 RRU的覆盖区可以灵活组合成线状覆盖区，能用较少 的小区数目满足交通线路的覆盖需求。操作维护实现上是把RRU在物理上分开管理控 制，告警和状态管理是按照物理位置上报的，每个 RRU含有各自的ID和通讯地址；但在业务支持上，使 用一套4载波的小区参数配置。这样可以保证对RRU 的告警和维护功能不受影响。在下行方向，基站相当于多个站点同频分集发 射，每个RRU的发射信号是相同的。手机可以在多 RRU的覆盖重叠区得到接收增益，增强了下行信号的 接收效果。在上行方向，基站相当于多路接收，处于多个 RRU覆盖重叠区手机的上行信号，由多个RRU的天 线同时接收到，接收数据通过光纤传递到BBU之后， 基带处理板实现多路合并分集接收，提高了上行接收 灵敏度和抗干扰能力。高铁列车车体有较强的屏蔽效果，需要足够的覆 盖信号强度，这样便限制了覆盖区域不能太大。当属 于同一逻辑小区的多个RRU，覆盖区域部分重叠连环 相连之后，构成一个狭长地带的高信号强度的适合铁 路沿线的小区覆盖方案。高铁小区覆盖示意图如图1所示：图1高铁小区覆盖示意图如RRU无法小区合并，对于单个站点采用单扇区功分+高增益33窄波束天线完成（采用40W大功率设 备），可以有效地避免过多切换问题。（2）农村覆盖 农村区域话务量低、地理环境复杂，传统的宏基站方式存在建设和维护成本高、投入产出比不理想的 问题。采用分布式基站能低成本、快速而方便地建设 边际网，完善网络覆盖。以某业务区的农村站点为例，简单介绍如下： 基站采用分布式基站，电源采用一体化电源，机房建设普通机房或者采用铁笼型机房（见图2），在满 足网络覆盖的同时，尽可能地降低了建设成本以及后续的运营成本。图2分布式基站（普通型、铁笼型）iPhone