廣電LORA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運維探索

姚妙華

【摘要】隨著智慧城市的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)市場的興起，如何解決萬物互聯(lián)中“聯(lián)”的問題已經(jīng)成為關(guān)鍵之一。三大電信運營商依靠蜂窩網(wǎng)資源、政策支持等優(yōu)勢，迅速在全國大部分城市完成了NB-IOT網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并逐步形成了NB-IOT產(chǎn)業(yè)。但是由于其在壟斷性、安全性、信號穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等多方面存在一定不利因素，使得以中興為代表的設(shè)備供應(yīng)商和騰訊、阿里為代表的互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始轉(zhuǎn)向LORA技術(shù)，特別是LORA聯(lián)盟等機構(gòu)的成立促使國內(nèi)LORA產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。因此，如何盡快的形成一張廣覆蓋的LORA網(wǎng)絡(luò)是當務(wù)之急。對于廣電運營商來說，這是不可多得的無線物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展機遇。本文就是以區(qū)級一個廣電運營商為例，研究LORA技術(shù)的優(yōu)缺點、探索LORA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運維的方案，以促進廣電運營商搶占無線物聯(lián)網(wǎng)市場，并與三大電信運營商形成差異化競爭。

【關(guān)鍵詞】LORA;NB-IOT;基站;物聯(lián)網(wǎng)

2017-2019年三大通信運營商（移動、電信、聯(lián)通）在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域集中發(fā)力，大規(guī)模建設(shè)NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，隨之而來的是基于NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)大規(guī)模興起。而NB-IoT屬于三大通信運營商壟斷技術(shù)，廣電運營商只能望洋興嘆。

但是低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是一片藍海，在面對整個廣電行業(yè)業(yè)績下滑壓力的情況下，廣電運營商對新興產(chǎn)業(yè)絕不能輕言放棄。杭州華數(shù)傳媒電視網(wǎng)絡(luò)有限公司（以下簡稱“余杭華數(shù)”）正積極著手布局全區(qū)范圍內(nèi)的LORA物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，努力探索廣電行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新的業(yè)務(wù)增長點。

1. 廣電選擇

在NB-iot和LORA之間，我們認為廣電選擇LORA是毫無懸念的，主要存在被動和主動兩方面原因：

1.1 被動選擇

國內(nèi)NB-iot是由三大電信運營商提供的服務(wù)，必須使用他們的網(wǎng)絡(luò)，具有一定壟斷性質(zhì)。廣電運營商如果要租用NB-iot網(wǎng)絡(luò)來發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，一定意義上等于將自己的發(fā)展依附在競爭對手身上，這顯然是不可取的。因此，LORA對廣電運營商來說，是一種退一步海闊天空的選擇。

1.2 主動選擇

相對于NB-loT來說，LoRa具有非常多的優(yōu)勢。一個是自由度方面，因為NB-loT是依賴于運營商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在很多環(huán)境不好的情況下，運營商的基礎(chǔ)設(shè)施并沒有覆蓋到，而LoRa則是一個自主的網(wǎng)絡(luò)，可以自己進行部署;還有就是安全性方面，有些客戶并不喜歡把自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絼e人（哪怕是運營商）手里，所以有些客戶會需要部署自己單獨使用的LoRa網(wǎng)絡(luò)。

國內(nèi)LORA技術(shù)比較普遍采用的頻段是433、868、915 MHz等，很多人擔心LORA目前是非授權(quán)頻譜，會不會出現(xiàn)被封殺的情況？其實，這種顧慮是多余的，早在2016年國內(nèi)就已經(jīng)由中興通訊發(fā)起成立了LoRa聯(lián)盟，在聯(lián)盟的推進下，LoRa的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)十分成熟了，從基礎(chǔ)的芯片、模塊到設(shè)備的制造都有相關(guān)的廠商。特別是進入2018年后，阿里和騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛投向LORA，開始大力打造自己基于LORA的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。而國際上，LoRa同樣十分火爆，全球有52個運營商正在部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，超過100個國家在進行試點。

因此，我們認為全國廣電運營商應(yīng)該在此時積極主動的站出來，利用自己的網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)一張全國性LORA網(wǎng)絡(luò)，為各個行業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。（見表一）

2. 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

2.1 布點原則

本次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)布點采用統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的原則，最大程度的減少項目建設(shè)可能帶來的投資風險?？紤]到目前LORA網(wǎng)絡(luò)的大面積覆蓋沒有典型的案例，本次布點的所有測試工作都需自行實測完成，并借助測試所得有效數(shù)據(jù)，在全區(qū)范圍內(nèi)業(yè)務(wù)潛力較大的城鎮(zhèn)密集區(qū)域先行規(guī)劃，后期根據(jù)業(yè)務(wù)推進逐步實施。

同時，我們認為在規(guī)劃時既要做到科學合理，又要方便實際設(shè)計和施工，故需對基站的布址原則進行分布測試：

2.1.1 基站安裝位置選址

通過將基站架設(shè)在6米高位置（道路監(jiān)控桿高度）和60米高位置（小區(qū)高層樓頂）分別進行基站覆蓋能力的測試對比，實測出基站架設(shè)在高層樓頂?shù)母采w能力遠大于監(jiān)控桿高度。同時又考慮到基站的重要性和安全性，明確后期建設(shè)的基站選址為覆蓋范圍內(nèi)的建筑物高層位置。

2.1.2 基站覆蓋半徑測試

需在基站安裝位置確認后進行單個基站點位覆蓋半徑的現(xiàn)場測試。本次測試中采用華三IG4500-L網(wǎng)關(guān)，通過手持測試終端在多個位置打點的方式，從平臺上獲取終端靈敏度，最終得出終端可接收傳輸信號的室內(nèi)最大范圍在450米左右，室外的接收范圍在800米左右（考慮到大量的物聯(lián)網(wǎng)終端分布在室內(nèi)，因此后續(xù)規(guī)劃的半徑采用450米）。（見圖1）

2.1.3 多基站覆蓋效果測試

在某街道密集區(qū)域論證多基站覆蓋效果。采用單基站測試所得數(shù)據(jù)覆蓋半徑450米進行區(qū)域基站安裝位置規(guī)劃并安裝建設(shè)，同樣通過終端打點尋找盲區(qū)的方式測得覆蓋效果良好，且部分點位的靈敏度較為接近極限值-120db，從而論證以450米的覆蓋半徑在城鎮(zhèn)密集區(qū)域搭建LORA網(wǎng)絡(luò)是可行且合理的。（見圖2）

2.1.4 大范圍規(guī)劃實施

當所有的測試完成并論證后，在全區(qū)城鎮(zhèn)密集區(qū)域統(tǒng)一規(guī)劃基站位置，并在業(yè)務(wù)推進的同時根據(jù)規(guī)劃位置逐一建設(shè)。經(jīng)過3個月的建設(shè)，在余杭區(qū)密集區(qū)域完成規(guī)劃基站位置297個，業(yè)務(wù)帶動建設(shè)基站72個，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端上線超5000個。

2.2 成本分析

LORA物聯(lián)網(wǎng)的搭建成本主要分為三個部分。第一、基站成本，目前宏基站的設(shè)備單價約7000元;第二、鏈路成本，目前單鏈路的成本費用約2200元;第三、施工成本，單基站的施工成本約800元。因此建設(shè)單個宏基站的費用成本約1萬元。

單個基站承載1萬的終端數(shù)測算，單個終端的網(wǎng)絡(luò)成本約為1元。可見大量業(yè)務(wù)終端上線后的回報率還是非?？捎^的，網(wǎng)絡(luò)運行成本也遠低于NB-IOT技術(shù)。（見表二）

3. 基站建設(shè)

3.1 樓頂具體安裝位置選擇

基站安裝的樓頂位置需滿足以下幾個條件：（1）選擇樓頂位置安裝，但不超過建筑物的最高點，在樓頂邊緣安裝為宜。（2）基站天線安裝的位置需離其它基站（3G/4G）5米以上。（3）靠墻安裝時距離墻面0.5米以上。（4）為避免因長期太陽直射導(dǎo)致的設(shè)備溫度過高，基站（非天線）應(yīng)盡量安裝在無太陽直射或直射時間較短的位置。

3.2 基站安裝施工標準

基站安裝的標準施工順序為：安裝開始→連接線纜→連接保護地線→連接電源→上電→配置測試→安裝結(jié)束。

在安裝施工過程中，首先需按標準做好接地及防雷工作，設(shè)備接地包括基站接地、天饋防雷器接地以及對端連接其他設(shè)備的接地。其次基站和天線的安裝需采用配套支架安裝，確?；景踩€(wěn)固。同時安裝建設(shè)過程中需做好防水處理，包括已啟用線纜口和未啟用線纜口。

3.3 基站鏈路建設(shè)

考慮到大量終端上線后基站高穩(wěn)定性的要求，基站的鏈路采用單獨樓道箱、單獨電源、單獨ONU的建設(shè)方式，減少因鏈路混用造成的不穩(wěn)定因素。

4. 運維保障

4.1 平臺網(wǎng)管

目前，余杭華數(shù)已建成了數(shù)字化物聯(lián)網(wǎng)平臺，對已建的LORA基站和物聯(lián)網(wǎng)終端進行統(tǒng)一有效的管理和展示。當基站和終端出現(xiàn)異常掉線，平臺會第一時間告知掉線情況，為運維工作的快速實施提供有力保障。（見圖3）

4.2 一線維修

由網(wǎng)管人員將故障做初步的后臺分析，如果判斷為一線設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)故障，則通過故障派單，系統(tǒng)派發(fā)故障單給網(wǎng)絡(luò)化維修人員。屬地網(wǎng)絡(luò)化維修人員可快速上門進行故障排查并修復(fù)。

5. 小結(jié)

萬物互聯(lián)的時代已經(jīng)到來，低功耗廣域網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速的發(fā)展，一張完整穩(wěn)定的廣電物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是爭奪物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大量業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)條件。面對未來，余杭華數(shù)在成功試點之后將繼續(xù)深入探索LORA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，并不斷豐富終端種類，真正走出一條屬于廣電行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展道路，為公司的新業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型拓展渠道，為城市的智慧化發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻：

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