电信基础设施共享研究

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0、概述
　　电信基础设施共享（Telecommunication Infrastructure Sharing）一直以来是电信行业，尤其是移动通信领域的关注重点，ITU在其报告中指出，设施共享指一个或多个运营商间对空中接口或网络设备的共享，其目的是最大程度地利用基站站址、骨干网、无线链路等资源以减少基础设施的重复投资。
　　基础设施共享有不同的形式，最简单的形式是共享天线安装空间、站址或建筑物；另外一种方式是多个运营商共享部分网络设备，国际漫游也可看作是一种基础设施共享。
　　考虑设施共享主要原因：
　　（1）设施共享能较大程度地减少网络投资，相关专家估计，设施共享最大能节约20-40%基础设施方面的投资；
　　（2）在网络部署初期，设施共享有助于实现网络的快速覆盖，从长期看，设施共享有助于构建经济型覆盖（特别是农村地区）；
　　（3）设施共享将使运营商更多地关注基于服务方面的竞争，实现网络设备的有效利用；
　　（4）减少天线对环境的影响，对一些环境组织，尤其建议天线共享。
　　同时网络设施共享也存在一些限制：
　　（1）为了节约资金，运营商不得不放弃对网络的部分控制和网络的独立性；
　　（2）设施共享将使网络变得复杂化；
　　（3）设施共享将削弱运营商在竞争中的覆盖优势。
　　从国际上站址共享的管理情况看，实施站址共享的国家主要集中在移动市场相对成熟和发达的欧洲各国，站址共享在欧洲已成为一种普遍现象。大多数国家允许或鼓励对站址、天线的共享，但对其它核心设施一般不允许共享或必须向管制部门申请批准。而亚太地区除韩国、新加坡等明确鼓励站址及设施共享外，其他国家还没有出台相应的措施。欧洲和亚太地区在站址共享方面的差异实际上是由电信总体发展水平不同造成的，因为目前大多数的亚太国家正努力致力于如何提高电信覆盖率的问题，而考虑共享的成本和其他的经济因素则是下一阶段的任务。
1、国外基础设施共享
　　移动通信网络有不同程度的共享，从“无源部分”（如站址、铁塔、建筑物等）到无线资源管理、甚至到整个网络基础设施。
　　移动通信中最常用和基本的共享为站址共享（Site Sharing）：两个或多个运营商分别建设各自的基站设备，可共享包括机房、天线杆（塔）、供电及电池、馈线、天线及传输设备等。站址共享既适合站址有限且租用费用较高的人口密集区（如地下铁路），也适合于业务需求较少而建设费用较高的农村地区。
　　除了站址外，基站子系统也可以用于共享，不同运营商在共用基站（RBS）和基站控制器（RNC）设备时候，可以独立使用各自的频率和扇区资源。
　　以德国为例，可以共享无线子系统部分，共享模式如图1所示。

图1　共享无线子系统模式示意图

　　德国允许站址和天线的共享，并在一定条件下允许对基站设备的共享，但是不允许核心网设备共享，在共享基站子系统时，要求在逻辑上能将各运营商分开：（1）每个运营商必须独立控制各自逻辑上的Node B和RNC，在各自的频率上运行；（2）不能交换任何与竞争有关的数据，如客户数据；（3）必须运行额外的自己的Node B和RNC；（4）不能将覆盖地区根据地域进行划分，防止网络和覆盖出现交叠。
　　瑞典则允许各运营商的充分共享，包括核心网络设备，共享模式示意图参见图2。两个或以上的运营商除共享RBS、RNC外，还共享MSC/VLR、SGSN，但每个运营商保持各自的部分核心功能，如用户数据库、用户计费、用户与外网的连接等。每个运营商只允许覆盖约30%的人口，其余70%则通过共享方式实现，Vodafone、Hi3G和Orange采用该方式。考虑到竞争关系，政府仅要求实现无线设备的共享（如天线、馈线、基站等）。

图2　共享核心网络模式示意图

　　当涉及用户数据和计费信息的共享，此时其中一方通常成为移动虚拟网络运营商（MVNO）。
　　除不同设施共享模式外，运营商对基础设施的所有权也有不同的模式：
　　◆主从模式Master/slave（s）：一个运营商拥有共享资源的所有权，而出租给其它相关方。
　　◆联合所有模式Joint ownership：各运营商对共享资源享有平等的使用权，如各运营商间成立联合公司方式。
　　◆第三方所有模式Third party ownership：由一家独立的公司建设并拥有共享资源，提供给各运营商使用。
　　设施共享有利降低基础设施门槛，从而促进市场化竞争，使运营者将重点转向基于服务和业务的竞争。不同国家已采取了一些措施用以确保在资源共享运营商间竞争的独立性，如制定不同运营商的差异化资费，确定不同运营商的商用计划、市场和发展策略。
　　UMTS Forum在其报告中（Report No.4 1998）建议：1、基于商业化基础，推行共享设备（sharing of facilities），以加快网络部署和引入新业务；2、除一些特殊情况，不建议强制要求共享（特殊情况有：为满足牌照申请时的覆盖要求而强制共享，满足一些特殊环境如大桥、隧道等覆盖而进行强制共享）。
　　香港的电信管制部门对移动通信提出一些明确的共享要求：
　　（1）建筑物的公共部分的设施实行共享（参见图3），如电力引入设施、通信与广播设备安装房间、竖井、室内同轴分布系统等。

图3　建筑物的公共部分共享示意

　　（2）公共场所的设施共享，在以下几种环境下，共享馈线、基站或WLAN等系统：隧道、桥梁；车站、码头、机场；大型购物场所；大学校园等（参见图4）。

图4　公共场所设施共享示意

　　（3）山顶基站共享，在香港，适合设置基站的山顶十分有限，设计山项基站的共享设施主要包括天线安装塔、设备安装房和电源系统等。军队、政府、电视和广播系统对山顶基站有优先使用权（参见图5）。

图5　山顶基站共享示意图

2、我国基站设施共享方案及建议
　　随着我国移动通信的飞速发展，无线网络覆盖经历了重点覆盖、广度覆盖和深度覆盖等几个阶段，基站数量迅速增加。2000年，全国基站数量7.5万个，到2003年达到24万个，2004年达到31万个，2005年就超过了36万个。
　　经过多年发展，各移动运营商也认识到站址资源的重要性，在选站时考虑今后的网络规模，都有一定的预留空间。但随着基站容量配置的增大，现有站址的机房也出现紧张。以某个基站为例，工程安装了两组蓄电池、一个直流电源架、一个传输机架、六个设备机架后无扩容空间，实际使用的设备面积不到8平米，房屋面积20平米，基站机房实际可供安装设备的面积不足机房面积的40%。
　　根据共享程度的不同可以分为建筑物共享和设施共享，设施共享又可细分为室内设施共享和室外设施共享。
　　◆建筑物共享
　　各运营商可以在同一建筑物上布放天线系统，特别在城市环境中，建筑物成为架设天线的必备条件，而这种资源在数量上相对有限，并非所有建筑物都能满足架设天线的条件，它是室内外设施共享的前提。建筑物能否共享主要取决于三个要素：1、建筑物业主是否与其它运营商签署了排它性协议；2、建筑物楼顶是否有适于天线安装的位置；3、是否有合适的机房。
　　◆室外设施共享
　　室外设施包括设备（天线，馈线）和配套（天线安装设施如铁塔、增高架、抱杆等，馈线走线架，接地系统等），室外设施按是否共享设备具体有两个方案
　　配套级共享 新进入者充分利用原有运营商的天线安装设施、走线架、室外接地、避雷设施等，但天线和馈线仍需新建。
　　设备级共享 在配套级共享的基础上，若已有的天馈线满足性能要求的情况下（天线频段、功率、天线指向等），接入已有的天馈线系统。
　　◆室内设施共享
　　室内设施包括设备（无线主设备、电源设备、传输设备）和配套（走线架、接地系统、馈线窗、空调、烟火水警系统、机房面积等）。室内设施按共享程度具体的方案有：
　　机房级共享 新运营商只利用原有运营商的机房空间，还需要完成市电引入、直流电源配置、传输设备配置、空调、走线架、烟火水警系统、馈线窗等工作。
　　配套设施共享 新运营商可利用原有运营商的电源设施、空调、走线架、烟火水警系统、馈线窗等，若原有设备容量不足可进行扩容。目前绝大部分基站采用-48V直流供电方式，可利用已有的直流电源的空余端子和电源扩容进行设备供电。
　　传输设施共享 在配套设施共享的基础上，新运营商可以利用原有运营商的传输系统（如电路、光纤、管道）完成基站的接入。目前基站的传输以SDH为主，微波传输及电路租用为辅，每个基站的传输1～4E1不等，尚有一定的容量富余。
　　各种方案的比较如表1所示。

表1　共享方案比较

　　在制定基站资源共享政策时，既要考虑到共享的必要性，又要考虑到共享的可实施性，需要对不同情况进行区别对待，主要有：
　　（1）旧站新站区别对待：原有基站设计时没有考虑共享因素，在面积和配套建设上不能完全满足共享要求；新建基站可以按照共享标准进行建设。
　　（2）室内室外区别对待：室内的面积有限、设备数量多，进行设施共享引发的设备改造和责任确定工作量大，共享难度较高。室外设备相对较少，改造量也不大，比较容易实现共享。
　　（3）不同环境区别对待：城区租用机房面积相对较小，但业务需求大，设备数量多，扩容需求大，对机房面积的消耗大，室外天线多为挂杆安装方式，共享难度相对较大；郊区和农村设备数量较少，对机房面积的需求相对小，室外天线多为增高架和铁塔，较容易实现共享，同时增高架、铁塔以及传输等配套投资较大，尽量共享新建基站资源，有条件的情况下，这些地区已有的机房和室外配套设施共享。
　　（4）室内分布系统尽量共享：新建室内分布系统，应考虑对其它运营商接入的支持，采取宽频室内分布系统，既减少重复投资，也减少了对建筑物的损坏。已有的室内分布系统应尽量改造支持多运营商共享。