朱蘭蘭

中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院北京分公司

首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓室內(nèi)覆蓋難點(diǎn)解決方案研究

朱蘭蘭

中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院北京分公司

首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓是首都北京的空中門戶和對(duì)外交往窗口，備受社會(huì)關(guān)注。其建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建筑規(guī)模龐大、業(yè)務(wù)需求量高、施工難點(diǎn)眾多等特點(diǎn)，給首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)方案帶來眾多難點(diǎn)。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及技術(shù)指標(biāo)，分析難點(diǎn)并提出解決方案，完成首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)方案，并對(duì)后續(xù)其他機(jī)場(chǎng)的移動(dòng)室內(nèi)覆蓋方案提供借鑒作用。

室內(nèi)覆蓋；T3航站樓；無源光網(wǎng)絡(luò)；有源光網(wǎng)絡(luò)

引言

T3航站樓建筑總面積約180萬(wàn)平方米，年吞吐量將達(dá)到3100萬(wàn)人次，是具有面積及吞吐量超大而施工又具有眾多難點(diǎn)的典型場(chǎng)景。中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)北京有限公司采用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)解決首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓內(nèi)移動(dòng)通信需求。本文對(duì)首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的難點(diǎn)進(jìn)行分析并提出解決方案。

1 室內(nèi)覆蓋技術(shù)指標(biāo)

室內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不低于室外場(chǎng)強(qiáng)，能保證95%（主要活動(dòng)區(qū)域）以上設(shè)計(jì)區(qū)域下行信號(hào)強(qiáng)度≥-75dBm，其它區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度≥-85dBm。

室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號(hào)不過度覆蓋室外，保證覆蓋建筑物10米外室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)電平≤-90dBm。室外道路上（除入口的道路外）的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)電平≤-90dBm。

室內(nèi)覆蓋區(qū)誤碼率（ReQual）等級(jí)為3以下（含3級(jí)）的地方占97%以上。

同頻干擾保護(hù)比：C/I≥12dB(不開跳頻),C/I≥9dB(開跳頻)。

鄰頻干擾保護(hù)比：200KHz鄰頻干擾保護(hù)比：C/I≥-6dB、載波偏離400KHz時(shí)干擾保護(hù)比：C/I≥-41dB（工程設(shè)計(jì)中需對(duì)以上C/I值增加3dB的余量）。

2 工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

機(jī)場(chǎng)航站樓是民用機(jī)場(chǎng)建筑群中的標(biāo)志性建筑物，從功能結(jié)構(gòu)上說，目前航站樓都實(shí)現(xiàn)了“國(guó)際和國(guó)內(nèi)流程水平分隔，到港旅客和出港旅客垂直分離”的通行做法。航站樓最主要的功能空間包括辦票大廳、連接樓迎客廳、指廊式候機(jī)廳以及行李提取廳。此外，航站樓已不完全是單純的交通設(shè)施，大型樞紐機(jī)場(chǎng)在其航站樓內(nèi)部設(shè)置大型購(gòu)物中心、休閑娛樂設(shè)施及商務(wù)中心等功能區(qū)。因此，在首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓內(nèi)建立起移動(dòng)通信系統(tǒng)并為用戶提供良好的服務(wù)是非常必須的。

航站樓建筑物結(jié)構(gòu)一般采用全鋼骨架、玻璃幕墻、不銹鋼鐵皮屋頂，舉架較高，空間布局開闊；候機(jī)樓內(nèi)的房間舉架高、面積大、基本無阻擋。

2.2 建筑規(guī)模龐大

(1)T3A為亞洲最大的單體建筑。

(2)單層建筑面積巨大，經(jīng)過計(jì)算，T3A的單層面積相當(dāng)于大約25個(gè)足球場(chǎng)的面積之和。

2.3 業(yè)務(wù)需求難點(diǎn)

(1)機(jī)場(chǎng)人流量大，平日業(yè)務(wù)量高。

(2)節(jié)假日，旅游旺季業(yè)務(wù)量呈突發(fā)性增長(zhǎng)；

(3)業(yè)務(wù)量按機(jī)場(chǎng)功能區(qū)的不同呈點(diǎn)狀分布；

(4)機(jī)場(chǎng)高端用戶、漫游用戶比例較高；

(5)候機(jī)大廳、VIP候機(jī)廳為話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域。

2.4 建網(wǎng)技術(shù)難點(diǎn)

(1)傳輸環(huán)境空曠、簡(jiǎn)單，遮擋少，天線覆蓋范圍不易控制；

(2)室內(nèi)無線環(huán)境受室外信號(hào)干擾大；

(3)室內(nèi)分布分區(qū)較多，小區(qū)間易存在干擾；

(4)傳播環(huán)境比較簡(jiǎn)單，信號(hào)視距傳輸，能量以直達(dá)徑為主；

(5)受機(jī)場(chǎng)地點(diǎn)特殊性的限制，網(wǎng)絡(luò)的可靠性及穩(wěn)定性要求更高。

3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

(1)保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高可靠性的前提下，節(jié)約投資。

(2)通過合理搭配器件、均衡輸出功率，使樓宇達(dá)到良好的覆蓋效果。

(3)盡量采用無源覆蓋方式，以減少噪聲的引入，降低設(shè)備故障率。

(4)設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少施工難度，便于維護(hù)。

4 設(shè)計(jì)思路

4.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)思路

(1)盡量采用無源分布系統(tǒng)，規(guī)避系統(tǒng)間干擾，確保系統(tǒng)穩(wěn)定；

(2)合理化分小區(qū)、選擇機(jī)房，滿足高業(yè)務(wù)量需求；

(3)合理選擇天線，以達(dá)到最優(yōu)覆蓋；

(4)在開闊的區(qū)域采用定向天線以更好的控制信號(hào)的覆蓋范圍，通過大量的現(xiàn)場(chǎng)模擬測(cè)試，選擇天線合理的輸出功率，減小小區(qū)間信號(hào)干擾，提高頻率的利用率和系統(tǒng)容量?？紤]到建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及天線與建筑物的和諧，在不影響天線性能的前提下，定向天線主要借助于內(nèi)部建筑進(jìn)行隱蔽以及美化安裝。主樓主要由全向吸頂天線覆蓋，而連接樓可采用定向天線及全向吸頂天線綜合覆蓋。

4.2 干擾控制設(shè)計(jì)思路

(1)首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)室內(nèi)覆蓋干擾主要考慮室內(nèi)微蜂窩小區(qū)之間隔離要求，室內(nèi)外小區(qū)間影響。

(2)為提高室內(nèi)微蜂窩小區(qū)間隔離，小區(qū)邊界處盡量使用定向天線，根據(jù)實(shí)際情況使用半功率角較小天線、高前后比的天線。合理利用現(xiàn)有建筑的空間隔離，把小區(qū)邊界設(shè)置在隔離度盡量高的區(qū)域。

(3)為避免室外信號(hào)覆蓋到室內(nèi)，建議室外宏站選擇合適的站點(diǎn)（天線掛高不要過高），并且通過傾角、方位角和發(fā)射功率的調(diào)整（收縮覆蓋），盡量避免這些宏蜂窩小區(qū)信號(hào)大量越區(qū)覆蓋到機(jī)場(chǎng)內(nèi)部。

4.3 小區(qū)分區(qū)設(shè)計(jì)

T3航站樓考慮到內(nèi)部走線路由情況復(fù)雜，并且考慮各層之間懸空部分信號(hào)泄漏問題，因此將樓宇1層、2層、3層重疊縱向分區(qū)，也就是俗稱的切蛋糕。這樣在上述規(guī)劃設(shè)計(jì)和干擾控制設(shè)計(jì)思路的支持下，進(jìn)行合理分區(qū)，以達(dá)到最好的覆蓋效果。

5 解決方案

5.1 總體思路

室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案按照《網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心提出的分區(qū)及載頻配置建議》、《北京移動(dòng)重點(diǎn)樓宇室內(nèi)覆蓋工程的設(shè)計(jì)要求》、首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓建設(shè)方提出的需求及其樓內(nèi)路由情況，結(jié)合無源，有源，光纖，泄漏電纜等多種覆蓋方式進(jìn)行綜合考慮，完成系統(tǒng)組網(wǎng)。

(1)在距離信號(hào)源較近的區(qū)域采用無源天饋線分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋；

(2)在距離信號(hào)源較遠(yuǎn)的區(qū)域加入射頻干線放大器，采用射頻有源天饋線分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋；

(3)在距離信號(hào)源遠(yuǎn)、線纜路由資源緊缺、施工難度大的區(qū)域，采用光纖有源分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋。

通過組合以上幾種覆蓋方式，使分布系統(tǒng)方案達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的覆蓋效果。

本工程方案已將3G系統(tǒng)饋入時(shí)的信號(hào)損耗計(jì)算在內(nèi)，即在3G系統(tǒng)饋入后2G系統(tǒng)仍可以滿足覆蓋。

5.2 具體設(shè)計(jì)方案

首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)初衷是采用射頻傳輸?shù)母采w方式對(duì)該樓進(jìn)行覆蓋，經(jīng)過與機(jī)場(chǎng)相關(guān)設(shè)計(jì)單位的溝通及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地勘察，發(fā)現(xiàn)T3A室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中的所有路由的預(yù)埋管線情況復(fù)雜且資源有限，因此限制了同一路由布放線纜的數(shù)量，大部分區(qū)域無法采用射頻傳輸?shù)母采w方式，所以只能使用光纖傳輸?shù)姆绞酵瓿筛采w。具體分析如下：

⑴弱電間分布不均勻，無規(guī)律

T3航站樓T3A樓內(nèi)實(shí)現(xiàn)公共功能的用房(主要指弱電間)數(shù)量較少，T3A總面積28萬(wàn)平方米，弱電間僅有52個(gè),而且弱電間的垂直分布也無規(guī)律，不能垂直貫通，此種情況增加了主干路由的距離。如下圖所示：

圖1 T3A各層弱電間的平面投影示意圖

⑵預(yù)埋管線少且復(fù)雜

①機(jī)房到弱電間的預(yù)埋管線

T3航站樓內(nèi)所有移動(dòng)通信管線均為預(yù)埋管線，管徑為φ25mm和φ32mm兩種規(guī)格，從B1機(jī)房到各樞紐弱電間（與機(jī)房可以直接相連同時(shí)可連接多個(gè)二級(jí)弱電間的此類弱電間稱為樞紐弱電間）的主干路由以及二級(jí)弱電間之間連接的主干路由管線為φ32mm規(guī)格，從弱電間到預(yù)埋器件盒（吊頂）及天線點(diǎn)的路由管線為φ25mm規(guī)格，而且每一條路由只預(yù)埋了一根管線。根據(jù)施工實(shí)際情況，如管線直線布放，φ25mm的管只能布放一條1/2″饋線，φ32mm的管只能布放一條7/8″饋線。而從B1機(jī)房到各弱電間的路由距離很長(zhǎng)，拐彎很多，80%在200米以上，最遠(yuǎn)約800米，使用射頻饋線信號(hào)衰減嚴(yán)重，無法滿足放大設(shè)備的最低輸入功率要求。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，機(jī)房到各弱電間的路由除個(gè)別路由在條件允許的情況下布放射頻饋線，其余與機(jī)房相連的弱電間均要布放光纜，φ32mm的管可布放1根288芯光纜，可滿足有源光設(shè)備對(duì)光纖對(duì)數(shù)的需求量。

圖2 T3弱電間垂直分布示意圖

②弱電間之間的預(yù)埋管線

從機(jī)房到樞紐弱電間后再到二級(jí)弱電間的路由相當(dāng)復(fù)雜，大多數(shù)二級(jí)弱電間與樞紐弱電間連接要經(jīng)過3～4個(gè)二級(jí)弱電間，同時(shí)由于同樓層弱電間之間不能直接水平連線，故還需要在不同樓層間上、下繞行。在T3A樓中，從B1層機(jī)房到B1層SCR-89弱電間需經(jīng)過F1層的SCR-91、SCR-25、SCR-23和SCR-22四個(gè)弱電間，同時(shí)要經(jīng)過B1、F1層繞行。

具體路由如下圖所示：

圖3 水平面路由示意圖

圖4 剖面路由示意圖

③弱電間至天線的預(yù)埋管線

因弱電間至天線的預(yù)埋管線稀少，只有一至兩個(gè)方向，每個(gè)方向預(yù)埋管線中只有容納一條1/2″射頻電纜的空間，所以弱電間到天線的路由只能采取串連的方式進(jìn)行布放，弱電間至天線的無源器件(功分器，耦合器等)90%以上都安裝在弱電間以外的預(yù)埋器件盒（吊頂）附近，弱電間內(nèi)只安裝有源設(shè)備(干放，光遠(yuǎn)端)、合路器及少量功分器，耦合器。如下圖5所示。

綜上所述，首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓T3A室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主干方式只能采取光傳輸?shù)姆绞絹頋M足對(duì)該樓的全覆蓋。

圖5

6 設(shè)備選擇

根據(jù)北京移動(dòng)重點(diǎn)樓宇室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)備選擇原則，并通過與室內(nèi)覆蓋設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)談判和設(shè)備詢價(jià)，本著技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用的原則，從設(shè)備功能、環(huán)境使用條件及安裝維護(hù)等方面比較，在該工程中選用金通世紀(jì)通信設(shè)備有限公司(英國(guó)ADC設(shè)備中國(guó)總代理)的設(shè)備。

7 工程設(shè)計(jì)概算

本工程設(shè)計(jì)概算2744.15萬(wàn)元，竣工決算2347.81萬(wàn)元，設(shè)計(jì)概算準(zhǔn)確度較高。

8 結(jié)語(yǔ)

本工程完成后，很好地實(shí)現(xiàn)了T3航站樓內(nèi)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，并進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時(shí)也為將來發(fā)展其他業(yè)務(wù)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。該項(xiàng)目的建設(shè)不但能為北京移動(dòng)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，還可以提升企業(yè)形象，樹立公司品牌，取得良好的社會(huì)效益；并且對(duì)后續(xù)其他機(jī)場(chǎng)的移動(dòng)室內(nèi)覆蓋方案提供借鑒作用。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.21.039