LTE230与LTE1.8G对比分析-v0.2

LTE230与LTE1.8G对比分析

一、技术对比

表1  LTE230MHz与LTE1.8GHz系统对比

序号	系统性能	TD-LTE（1.8G)	普天230M系统	备注
1	工作频段	1785-1805MHz	223-225MHz	230MHz频段主要用于民用超短波遥测、遥控、数据传输业务
2	可用工作带宽	20MHz	1MHz	电力230MHz频段由15对双工频点和10个单工频点构成，总带宽1MHz
3	信道带宽	5、10、20MHz	25KHz	LTE标准中支持的信道带宽为：1.4、3、5、10、15、20MHz
4	频谱效率	5 bps/Hz	2.44bps/Hz
5	峰值速率	下行：100Mbps 上行：50Mbps	上行：1.76Mbps 下行：0.711Mbps	载波聚合技术是LTE演进技术，目前没有芯片支持载波聚合技术，所以就没有支持载波聚合的终端。230M系统单终端速率约50Kbps。不支持视频监控等多媒体业务
6	端到端时延	5ms	1s	230M系统大时延不利于视频监控等实时多媒体业务
7	覆盖	城区1~3Km，郊区:4~8km,农村:15Km	城区3Km，郊区：10Km,农村:30Km	在站高都在25-30M的情况下
8	安全性	频段干净，干扰少	干扰严重	230M频段已有数万个230数传电台在工作
9	产业链	产业链成熟	普天	230MHz系统目前只有普天1家，终端、芯片需要定制，难以支持
10	系统应用	国内、海外应用广泛	没有商用，仅限于在国内电力、石油等专网上有应用	中国移动、日本软银、和记黄埔等大运营商都在进行TD-LTE的商用

TD-LTE230MHz系统的优劣势主要体现在以下几个方面：

1、优势：

（1）电力频点是电力专用频点，不用申请，带宽和时延等指标能满足电力基本应用要求；

（2）相对于1.8G频段，230M低频段具有天然覆盖远的优势，能够大大降低组网成本，特别针对于广覆盖低成本系统，低频段是宝贵的频率资源。

2、劣势：

（1）没有标准体系，产业链单一，没有成熟的产业链支撑；

（2）可用频谱资源先天性不足，网络的容量不足，不能支撑电力多种业务的需求。特别是在与数传电台同区域部署时，由于LTE230系统的自动规避技术，其整个系统性能可能会大幅度下降。

TD-LTE1.8GHz系统的优劣势主要体现在以下几个方面：

1、优势：

（1）已具备从终端，系统，核心网端到端，完善的商用产业链布局，全球已经开始规模商用部署，发展迅速；

（2）大容量、低时延、高并发、上下行时隙比配置灵活，支撑电力视频监控、集抄、配网等多种业务，实现一张网络多种业务并存，节省投资；维护方便，不容易受到市政施工等影响；建设周期短，节约时间。

2、劣势：需要单独申请频点

由上述分析可见，LTE230MHz系统的优势主要体现在其频率资源为专用频谱，目前发展逐渐受到，特别是其载波聚合芯片方面不成熟，工作期间严重影响离散的电力专用频谱点之间当前其他行业专用频点，如军用频点，其余技术性能方面也均劣于LTE1.8GHz系统，其发展前景很有可能步入Mc-Will后尘。

无线专网通信在未来电力终端通信接入网建设中将成为一种重要组成部分，在技术选择方面需考虑可靠性、实时性、技术成熟度、产业链成熟度等多方面因素，3GPP组织引导的LTE（1.8G）标准是未来无线通信技术发展的方向。

二、可用频段分析

公司无线专网接入系统可用频段为230MHz（223-235MHz之间的40个离散频点）、1800MHz（1785-1805MHz）两个频段，分析如下。

我国无线电频率资源由工业和信息化部无线电管理局进行管理，根据《关于印发民用超短波遥测、遥控、数据传输业务频段规划的通知》（国无管〔1991〕5号）文件规定，230MHz频段的40个离散频点共计1M带宽授权给电力系统传输负荷监控业务，该频段需5年续申备案一次。根据《国家、财政部文件（〔2003〕2300号）》文件规定，工作于230MHz频段的无线终端设备频谱使用费为800元/频点/年。经与国家无线电管理局多次沟通，目前国家无线电管理局对公司230MHz频段的频谱如下：继续使用已分配的40个频点资源，鼓励采用先进技术提升授权频点使用效率，暂不考虑分配其他频点资源。

为适应1800MHz频段本地无线接入技术的发展，满足交通（城市轨道交通等）、电力、石油等行业专用通信网和公众通信网的应用需求，根据我国无线电频率划分规定及频率使用现状，工业和信息化部关于重新发布1785-1805MHz频段无线接入系统频率使用事宜的通知（工信部无[2015]65号）重新发布1785-1805MHz频段时分双工（TDD）方式无线接入系统使用频率有关事宜。规定该频段主要用于本地无线接入。具体频率分配、指配和无线电台站管理工作，由各省、自治区、直辖市无线电管理机构负责。频率占用费的收取按国家有关规定执行。考虑到边防、航空等行业已在局部区域申请使用该频段，公司难以在覆盖范围内统一申请试验频段，且已建无线网络试验频段在续申时存在被收回的风险。

三、建设成本分析

无线专网接入系统建设成本主要包括设备成本和铁塔基建成本两部分组成，其中设备包括：终端、基站、核心网、网管四部分，考虑到无线信号覆盖质量，部分基站需新建铁塔，建设成本估算过程需增加一定的基站铁塔基建费用。同时，现有无线专网系统的核心网设备可容纳的基站接入数量超过1000个，考虑到无线专网仅在地市公司进行小规模组网，不同区域的基站可采取共用核心网方式减少组网成本，在省公司统一规划下，建设1-3个核心网即可满足全省公司无线专网基站设备的接入。

考虑到网络规模对无线专网系统建设成本分析影响较大，按照《关于调整城市规模划分标准的通知》中城市规模划分标准，城区常住人口50万以下的城市为小城市；50万以上100万以下的城市为中等城市； 100万以上500万以下的城市为大城市；500万以上的城市为特大和超大城市。本节选取大、中、小三类规模城市对无线专网建设成本估算，按照人口规模估算典型大、中、小城市的配用电业务终端（智能电表、配电自动化终端等）数量假设为50万、30万、3.2万。根据集中器、采集器与智能电表实际汇聚比例，假定集中器、II型采集器和智能电表数量比例约为1:30，考虑到配电自动化业务终端数量较少，与集中器、II型采集器一并进行估算分析。

为评估不同类型无线专网系统的建设成本，无线专网设备按照如下价格模型进行估算。

微型无线通信模块单价为400元/个，通信终端单价为3000元/个。

TD-LTE230MHz系统基站（1个基带单元+3个射频单元）单价为40万元/个，核心网按照80万元/个估算，网管系统按照25万元/套估算。

TD-LTE1800MHz系统基站（1个基带单元+3个射频单元）单价为30万元/个，核心网按照60万元/个估算，网管系统按照15万元/套估算。

考虑到无线信号覆盖质量的要求，基站需配置一定高度铁塔，普通铁塔基建成本约30万元。为便于分析，假定约30%基站需建设铁塔，其他无线专网基站可对变电站内避雷针、就近高楼等进行使用，无需单独建设铁塔。

不同无线网络制式的无线专网接入系统在不同类型城市的建设成本估算如下：

表2  无线专网接入系统建设成本估算

城市

类型

网络

类型	设备数量	大城市	中等城市	小城市	备注
	智能电表规模(万)	50	30	3.2
	通信终端数量(万)	1.67	1.00	0.11
TD-LTE230	基站数量	154	91	10
	核心网数量	1	1	1
	网管数量	1	1	1
	铁塔数量	46	27	3
	小计1（万元）	8312	4955	638	终端为微型无线模块
	小计2（万元）	125	7555	915	终端为普通终端
TD-LTE1800	基站数量	567	332	36
	核心网数量	1	1	1
	网管数量	1	1	1
	铁塔数量	170	100	11
	小计1（万元）	22852	13435	1528	终端为微型无线模块
	小计2（万元）	27185	16035	1805	终端为普通终端

表2表明，在大、中、小城市建设电力无线专网时，当采用微型无线模块进行组网时，TD-LTE230MHz电力无线专网系统建设成本与TD-LTE1800MHz系统的成本依次占比约为：36%、37%、42%；当采用普通通信终端进行组网时，TD-LTE230MHz电力无线专网系统建设成本与TD-LTE1800MHz系统的成本依次占比约为：47%、47%、51%，TD-LTE230MHz电力无线专网系统建网成本优势明显。

四、公司无线专网建设现状

根据《公司无线通信系统建设、使用情况调研分析报告》分析，公司无线专网接入系统主要为230MHz数传电台、McWiLL、TD-LTE（230MHz、1800MHz）等技术。截至2013年12月底，公司无线专网接入系统基站共计846座、覆盖业务终端24.2万个。

公司共有15家单位建设230MHz数传电台基站675座（占比79.8%），覆盖终端23.6万个（97.5%），承载专变用电信息采集业务，具体建设情况如下。

图1 各单位自建无线电台基站数量统计（单位：套）

图2各单位自建无线电台终端数量统计（单位：个）

注：四川公司无线电台用于基站与基站之间的通信，承载应急通信业务。

公司共有8家单位建设McWiLL基站110套，覆盖终端0.42万个；7家单位建设TD-LTE基站25套，覆盖终端255个。各单位建设情况如下。

表3 自建TD-LTE/McWiLL无线网络建设情况

自建TD-LTE无线网络建设情况
编号	试点单位	基站数量	工作频段	终端数量	业务类型
1	冀北廊坊	4	230M	14	配电自动化，负荷控制
2	浙江海盐	7	230M	103	用电信息采集
3	蒙东左旗	1	230M	400（预计）	用电信息采集
4	江苏扬州	3	230M	70	配电自动化，负荷控制
5	江苏无锡	1	230M	31	配电自动化
新增	江苏苏州（在建）	14	230M	2000+	用电信息采集、负荷控制
6	冀北唐山	5	1800M	19	配电自动化
7	淮安洪泽	4	1800M	37	配网巡检
8	湖南长沙	5	1800M	31	配电自动化
新增	江苏南京（在建）	4	1800M	50
新增	重庆	未知	1800M	未知
新增	浙江宁波	未知	1800M	未知
自建McWiLL无线网络建设情况
编号	试点单位	基站数量	工作频段	终端数量	业务类型
1	冀北廊坊	5	1800M	19	配电自动化
2	山东济南	48	1800M	2276	用电信息采集、配电自动化、负荷控制，不同分区业务采用设备承载
3	山东烟台	10	1800M	20
4	山东潍坊	15	1800M	772

5	湖南岳阳	4	1800M	476	用电信息采集、配电自动化，不同分区业务采用设备承载
6	湖南长沙	4	1800M	171
7	重庆	17	1800M	195	配电自动化、负荷控制
8	辽宁沈阳	7	1800M	318	用电信息采集

上面无线专网的建设中，McWill的起步最早，大概2010年开始有试点建设，当时的卖点也是拥有自主知识产权（大唐信威），掌握核心技术，安全性高，并且国家提供了专用频段（1790~1795MHz），事实上，此频段也需申请才能使用，后来因为一些原因（产业链不成熟等），McWill并没有的到很好的发展（最近几年基本没有其新建系统）。

另外，需要调研目前所有的自建无线专网所属技术及频段（本章节统计数据截止到2013年底），另外需观察最近的2~3年内230和1.8G两个频段专网的新建数量，以此初步判断用户对两种网络的前景认可度。

普天与国电通合作的230事宜，目前由信通部技术处在负责，需要进一步获取一些信息，特别是普天有没有争取到5MHz频谱资源，还有普天的230技术有没有新的突破，产业链部署有没有进展等等信息，如能得到其发展战略更好。

另外，国网总部领导的倾向也需进一步了解。