首都机场T3航站楼室内覆盖难点解决方案研究

2012-11-15朱兰兰

中国科技信息 2012年21期

关键词：首都机场弱电航站楼

朱兰兰

中国移动设计院北京分公司

首都机场T3航站楼室内覆盖难点解决方案研究

朱兰兰

中国移动设计院北京分公司

首都机场T3航站楼是首都北京的空中门户和对外交往窗口，备受社会关注。其建筑结构复杂、建筑规模庞大、业务需求量高、施工难点众多等特点，给首都机场T3航站楼室内覆盖设计方案带来众多难点。本文根据现场情况及技术指标，分析难点并提出解决方案，完成首都机场T3航站楼室内覆盖设计方案，并对后续其他机场的移动室内覆盖方案提供借鉴作用。

室内覆盖；T3航站楼；无源光网络；有源光网络

引言

T3航站楼建筑总面积约180万平方米，年吞吐量将达到3100万人次，是具有面积及吞吐量超大而施工又具有众多难点的典型场景。中国移动通信集团北京有限公司采用室内覆盖系统解决首都机场T3航站楼内移动通信需求。本文对首都机场T3航站楼室内覆盖系统的难点进行分析并提出解决方案。

1 室内覆盖技术指标

室内场强不低于室外场强，能保证95%（主要活动区域）以上设计区域下行信号强度≥-75dBm，其它区域信号强度≥-85dBm。

室内覆盖系统的信号不过度覆盖室外，保证覆盖建筑物10米外室内覆盖系统电平≤-90dBm。室外道路上（除入口的道路外）的室内覆盖系统电平≤-90dBm。

室内覆盖区误码率（ReQual）等级为3以下（含3级）的地方占97%以上。

同频干扰保护比：C/I≥12dB(不开跳频),C/I≥9dB(开跳频)。

邻频干扰保护比：200KHz邻频干扰保护比：C/I≥-6dB、载波偏离400KHz时干扰保护比：C/I≥-41dB（工程设计中需对以上C/I值增加3dB的余量）。

2 工程设计难点

2.1 建筑结构特点

机场航站楼是民用机场建筑群中的标志性建筑物，从功能结构上说，目前航站楼都实现了“国际和国内流程水平分隔，到港旅客和出港旅客垂直分离”的通行做法。航站楼最主要的功能空间包括办票大厅、连接楼迎客厅、指廊式候机厅以及行李提取厅。此外，航站楼已不完全是单纯的交通设施，大型枢纽机场在其航站楼内部设置大型购物中心、休闲娱乐设施及商务中心等功能区。因此，在首都机场T3航站楼内建立起移动通信系统并为用户提供良好的服务是非常必须的。

航站楼建筑物结构一般采用全钢骨架、玻璃幕墙、不锈钢铁皮屋顶，举架较高，空间布局开阔；候机楼内的房间举架高、面积大、基本无阻挡。

2.2 建筑规模庞大

(1)T3A为亚洲最大的单体建筑。

(2)单层建筑面积巨大，经过计算，T3A的单层面积相当于大约25个足球场的面积之和。

2.3 业务需求难点

(1)机场人流量大，平日业务量高。

(2)节假日，旅游旺季业务量呈突发性增长；

(3)业务量按机场功能区的不同呈点状分布；

(4)机场高端用户、漫游用户比例较高；

(5)候机大厅、VIP候机厅为话音、数据业务热点区域。

2.4 建网技术难点

(1)传输环境空旷、简单，遮挡少，天线覆盖范围不易控制；

(2)室内无线环境受室外信号干扰大；

(3)室内分布分区较多，小区间易存在干扰；

(4)传播环境比较简单，信号视距传输，能量以直达径为主；

(5)受机场地点特殊性的限制，网络的可靠性及稳定性要求更高。

3 设计准则

(1)保证网络系统高可靠性的前提下，节约投资。

(2)通过合理搭配器件、均衡输出功率，使楼宇达到良好的覆盖效果。

(3)尽量采用无源覆盖方式，以减少噪声的引入，降低设备故障率。

(4)设计时尽量减少施工难度，便于维护。

4 设计思路

4.1 规划设计思路

(1)尽量采用无源分布系统，规避系统间干扰，确保系统稳定；

(2)合理化分小区、选择机房，满足高业务量需求；

(3)合理选择天线，以达到最优覆盖；

(4)在开阔的区域采用定向天线以更好的控制信号的覆盖范围，通过大量的现场模拟测试，选择天线合理的输出功率，减小小区间信号干扰，提高频率的利用率和系统容量。考虑到建筑物结构特点以及天线与建筑物的和谐，在不影响天线性能的前提下，定向天线主要借助于内部建筑进行隐蔽以及美化安装。主楼主要由全向吸顶天线覆盖，而连接楼可采用定向天线及全向吸顶天线综合覆盖。

4.2 干扰控制设计思路

(1)首都国际机场室内覆盖干扰主要考虑室内微蜂窝小区之间隔离要求，室内外小区间影响。

(2)为提高室内微蜂窝小区间隔离，小区边界处尽量使用定向天线，根据实际情况使用半功率角较小天线、高前后比的天线。合理利用现有建筑的空间隔离，把小区边界设置在隔离度尽量高的区域。

(3)为避免室外信号覆盖到室内，建议室外宏站选择合适的站点（天线挂高不要过高），并且通过倾角、方位角和发射功率的调整（收缩覆盖），尽量避免这些宏蜂窝小区信号大量越区覆盖到机场内部。

4.3 小区分区设计

T3航站楼考虑到内部走线路由情况复杂，并且考虑各层之间悬空部分信号泄漏问题，因此将楼宇1层、2层、3层重叠纵向分区，也就是俗称的切蛋糕。这样在上述规划设计和干扰控制设计思路的支持下，进行合理分区，以达到最好的覆盖效果。

5 解决方案

5.1 总体思路

室内覆盖系统设计方案按照《网络优化中心提出的分区及载频配置建议》、《北京移动重点楼宇室内覆盖工程的设计要求》、首都机场T3航站楼建设方提出的需求及其楼内路由情况，结合无源，有源，光纤，泄漏电缆等多种覆盖方式进行综合考虑，完成系统组网。

(1)在距离信号源较近的区域采用无源天馈线分布系统进行覆盖；

(2)在距离信号源较远的区域加入射频干线放大器，采用射频有源天馈线分布系统进行覆盖；

(3)在距离信号源远、线缆路由资源紧缺、施工难度大的区域，采用光纤有源分布系统进行覆盖。

通过组合以上几种覆盖方式，使分布系统方案达到经济、合理的覆盖效果。

本工程方案已将3G系统馈入时的信号损耗计算在内，即在3G系统馈入后2G系统仍可以满足覆盖。

5.2 具体设计方案

首都机场T3航站楼室内覆盖系统方案的设计初衷是采用射频传输的覆盖方式对该楼进行覆盖，经过与机场相关设计单位的沟通及施工现场的实地勘察，发现T3A室内覆盖系统中的所有路由的预埋管线情况复杂且资源有限，因此限制了同一路由布放线缆的数量，大部分区域无法采用射频传输的覆盖方式，所以只能使用光纤传输的方式完成覆盖。具体分析如下：

⑴弱电间分布不均匀，无规律

T3航站楼T3A楼内实现公共功能的用房(主要指弱电间)数量较少，T3A总面积28万平方米，弱电间仅有52个,而且弱电间的垂直分布也无规律，不能垂直贯通，此种情况增加了主干路由的距离。如下图所示：

图1 T3A各层弱电间的平面投影示意图

⑵预埋管线少且复杂

①机房到弱电间的预埋管线

T3航站楼内所有移动通信管线均为预埋管线，管径为φ25mm和φ32mm两种规格，从B1机房到各枢纽弱电间（与机房可以直接相连同时可连接多个二级弱电间的此类弱电间称为枢纽弱电间）的主干路由以及二级弱电间之间连接的主干路由管线为φ32mm规格，从弱电间到预埋器件盒（吊顶）及天线点的路由管线为φ25mm规格，而且每一条路由只预埋了一根管线。根据施工实际情况，如管线直线布放，φ25mm的管只能布放一条1/2″馈线，φ32mm的管只能布放一条7/8″馈线。而从B1机房到各弱电间的路由距离很长，拐弯很多，80%在200米以上，最远约800米，使用射频馈线信号衰减严重，无法满足放大设备的最低输入功率要求。所以在实际设计中，机房到各弱电间的路由除个别路由在条件允许的情况下布放射频馈线，其余与机房相连的弱电间均要布放光缆，φ32mm的管可布放1根288芯光缆，可满足有源光设备对光纤对数的需求量。

图2 T3弱电间垂直分布示意图

②弱电间之间的预埋管线

从机房到枢纽弱电间后再到二级弱电间的路由相当复杂，大多数二级弱电间与枢纽弱电间连接要经过3～4个二级弱电间，同时由于同楼层弱电间之间不能直接水平连线，故还需要在不同楼层间上、下绕行。在T3A楼中，从B1层机房到B1层SCR-89弱电间需经过F1层的SCR-91、SCR-25、SCR-23和SCR-22四个弱电间，同时要经过B1、F1层绕行。

具体路由如下图所示：

图3 水平面路由示意图

图4 剖面路由示意图

③弱电间至天线的预埋管线

因弱电间至天线的预埋管线稀少，只有一至两个方向，每个方向预埋管线中只有容纳一条1/2″射频电缆的空间，所以弱电间到天线的路由只能采取串连的方式进行布放，弱电间至天线的无源器件(功分器，耦合器等)90%以上都安装在弱电间以外的预埋器件盒（吊顶）附近，弱电间内只安装有源设备(干放，光远端)、合路器及少量功分器，耦合器。如下图5所示。

综上所述，首都机场T3航站楼T3A室内覆盖系统主干方式只能采取光传输的方式来满足对该楼的全覆盖。