一种基于OPM200和IBBS50L的极简基站

张占锋，李 虹，曹 峥

（中国移动通信集团广东有限公司，广东 广州 510623）

1 极简基站引入背景

在5G网络、大数据中心、边缘计算等新基建快速推进的大背景下，受限于存量天面空间、存量供备电系统、机房空间容量不足以及站址租金居高不下等问题（见图1），5G网络的大规模建设给通信公司运营成本控制带来新挑战。高成本影响了5G建设、部署、运营进度，拉高了社会整体使用成本。亟需通过管理增效、技术创新、政策导向多措并举破解5G成本难题，以充分释放5G动能，推动5G深度融入社会经济发展。

通信公司运营商应由被动应用现有成果向主动探索技术创新转变。通过创新性开展极简基站改造专项，实现“三省一集中”，变交维验收后的事后被动成本管控为规划、选址、建设阶段的事前、事中主动压降。在满足网络质量和客户感知、满意度要求的前提下，优选成本最低的规划、选址、建设、维护模式，确保站点的全生命周期网络成本最优，实现投入产出效益的最大化。

2 改造方案选择

极简站点改造解决方案引入刀片电源OPM200作为主电，IBBS50L锂电作为备电，实现机房室外化。

2.1 与当前C-RAN改造对比

2.1.1 当前C-RAN改造

（1）当前 集中化无线接入网（ Cloud-Radio Access Network，C-RAN）改造仅把2/4G BBU（Band width Based Unit，基带处理单元） 分布式无线接入网（Distributed Radio Access Network，D-RAN）机房物理搬迁至C-RAN机房，是简单物理堆叠，没有做网元整合淘汰老设备进行主设备能耗节省。

（2）2/4/5G C-RAN改造后，并没做全室外改造，铅酸电池工作环境25度，C-RAN部署后，空调也要给电池降温无法关闭、无法退机房。

2.1.2 本方案极简站点改造

（1）BBU合并工具化，节省主设备能耗（BBU框、主控板、基带板），降低C-RAN机房能耗及GPS需求，减少BBU搬迁数量。

（2）OPM200全室外化模块，8 000 W负载能力，支持拉远点2/4/5G 12个AAU/RRU供电，实现D-RAN机房退租，节省租金。

2.2 与目前同类型产品对比

目前同类型产品有电源模块DPU40D、后备电池DBU50B，本方案单站成本较同类型产品预计价格高2 208元/站，但本方案中使用产品集成度较高，占用空间更少，如表1所示。

表1 本方案产品与同类型产品优劣对比

通过对机房站点的现网2/4G D-RAN站点进行全室外化改造和BBU集中搬迁，实现BBU整合、配套室外化和机房退租，极大地降低了电费、机房配套服务费、场地租金等OPEX（Operating Expense）支出，达到极简站点目标，最终实现省电费、省租金、省传输和维护集中“三省一集中”，铁塔服务费机房配套租赁模式也转变为费用最省的无机房类型，如图2所示。

室外大功率刀片电源OPM200（技术参数见表2），单片刀片电源最大输出功率达到8 kW，OPM200的电源及备电均支持网管接入，实现可管可控，方便远程维护。配电获取困难的新建5G宏站站点、RRU/AAU拉远站点、EasyMacro居民区楼顶站点、临时保障类站点等，亦可使用大功率室外刀片电源加刀片电池方案，刀片电池IBBS50规格参数见表3。

表2 电源模块OPM200规格参数

表3 刀片电池IBBS50规格参数

3 改造步骤

极简基站改造是结合5G建设开展的一次网络架构调整，通过优化产品（规格设计、形态等）、站点建设标准来节省各类无线网络费用。整体实施方案总体可分为基站融合改造、BBU C-RAN集中和全室外化改造三阶段开展，如图3所示。

3.1 步骤一：基站融合改造

对D-RAN机房内设备进行融合改造，完成BBU合并、RRU共模、和天线收编工作，为后续机房搬迁奠定基础。

3.2 步骤二：基站融合改造C-RAN搬迁改造

集中机房优选传输汇聚机房，基站前传采用无源波分加彩光模块。按照C-RAN模式建设，GSM/FDD/NB、TDD F共两个2/4G BBU，2/4G BBU搬迁至C-RAN集中机房。通过把BBU搬迁至C-RAN机房，实现BBU集中放置。C-RAN搬迁改造示意如图4所示。

3.3 步骤三：全室外化改造

利用刀片电源OPM200和IBBS50L锂电刀片电池对基站电源进行室外化改造（图5），可以满足8 kW的设备供电并提供备电。改造完后，机房电源电池可拆除，待机房光缆割接和PTN设备拆除完成后机房可下电，从而节省空调电费。

4 成效评估

4.1 经济效益

（1）电费节省

电费可节省=站点耗电×电费单价×按功率共享分摊比。通过设备BBU合并搬迁至CRAN，节省BBU框/UMPT/PTN和空调能耗，可节省功耗=主设备电费+空调电费。一个站平均能耗节省400 W，平均每个站点每年节省用电约3 000 kW·h。试点站改造前后用电情况对比见表4。

表4 试点站改造前后用电情况

（2）塔租费节省

塔租=[（铁塔+配套+机房）/折旧×折损率+维护费]×加成×共享系1+（场地费+电力引入费/折旧）×共享系数2。根据不同场景的机房类型，可节省塔租年费预计为1.85～0.6万之间。

（3）成本回收期

采用极简站点方案对具备2/4/5G C-RAN BBU搬迁条件的铁塔站点进行改造，投入费用主要有无线改造费用、传输改造费用、外电改造费用，节省费用主要有电费、塔租、场地租金。预计项目投资回收期在2.25年（详见表5）。

表5 预估回收期

4.2 应用效益

通过改造，基站带宽速率、空口利用效率等方面性能也得以提升：

（1）BBU合并后，FDD+TDD载波聚合特性可以通过BBU背板传输实现，对比BBU未合并时IPRAN传输方式，在终端侧提升10%的带宽速率。

（2）BBU合并后通过框内互联形式，避免框间IP-RAN（IP Radio Access Network，无线接入网IP化）传输的带宽限制，可以实现Cloudair（同频段不通制式之间空口资源共享），提升空口利用效率。

（3）BBU框+主控板+基带板:一个站平均能耗节省400 W。平均每个站点每年节省约3 300 kW·h。

（4）减少BBU机柜数量。

（5）降低C-RAN机房GPS需求。

（6）BBU数量减少，单板数量减少，数据配置减少，组网清晰简单，节约维护成本。

5 结 论

基于刀片电源OPM200作为主电、IBBS50L锂电作为备用电的极简基站改造，有效的解决了当前5G网络遇到的难题。应当结合5G建设带来的网络架构变化契机，将具备2/4/5G C-RAN BBU搬迁条件的基站进行极简改造，一方面可以有效节省包括铁塔服务费在内的各类网络费用，另一方面简化了基站设备架构和整体网络结构，使得网络的优化、调整、维护更加便捷。同时，基于集中化部署的BBU池可开启站间协同调度功能，能够进一步提升小区边缘性能，提升频谱使用效率，增强网络运维灵活性，增加网络资源利用率，提升投资效益。