如何迎接5G规模部署:一个省级铁塔的样本分析
通信产业网|2019-07-12 01:59:21
作者:党博文来源:通信产业网

【通信产业网讯】(记者 党博文)在郑州地铁5号线上,乘客无论是在等候还是在车厢内乘车期间,均可以使用5G终端自由体验5G网络带来的4K、8K高清视频等5G应用,甚至是在穿梭隧道的过程中,乘客也丝毫不会感受到网络延时与卡顿。

三家运营商同时实现在地铁内5G网络的部署,这在不久之前听来简直像“天方夜谭”,然而,通过铁塔的统筹布局,让这一应用场景落地变为可能。

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图为郑州地铁5G室内E站(基站箱)。

据了解,郑州地铁5号线的5G部署在河南省通信管理局指导下和郑州地铁集团的大力支持下,铁塔公司统筹协同三家运营商,从2019年1月到2019年5月,在4个月的时间内全面完成郑州地铁5号线5G建设项目,实现了地铁5号线5G信号覆盖,短时间内快速建成国内首条涵盖中国移动、中国联通、中国电信三家电信运营企业的地铁5G网络。

“在地铁(隧道内)实现5G网络覆盖使用的设备,对全球来说都是首发设备。”郑州移动相关技术人员解释表明,由于地铁车厢是封闭式的合金材料,信号穿透过程中会存在损耗考验,在狭窄的隧道空间内,支持高速移动,大带宽,保持信号的稳定性,对设备的要求很高,要解决这些难题,都是不小的挑战。而郑州移动携手郑州铁塔、华为公司对已有的2.6GHz频段分布系统开展多次验证,证实了其进行5G室内网络覆盖的可行性,成功实现了地铁运行状态下的5G体验。

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实测:地铁站台下载速率可达800Mbps

通过记者对此次5G网络覆盖验证,郑州地铁5号线目前地铁站厅台平均下载速率已达800Mbps,地铁隧道内行车过程中车厢内下载速率可达630Mbps,网络速度较4G有极大提升,据介绍,面对5G需求与地铁场景无成熟5G覆盖方案之间的矛盾,铁塔公司联合华为、亨鑫、中天等多个业内领军厂家创新提出“新型室内E站”、“新型支持2.6GHz全频段合路器”、“新型5/4漏缆”和“新型4T4R隧道天线”等新型产品和解决方案,整个分布系统支持三家运营商2/3/4/5G的13个频段制式接入,通过共建共享节约了约50%的投资成本。毋庸置疑,该5G试点的成功既验证了基于已有的2.6GHz频段分布系统进行5G室内网络覆盖的可行性,并成功使用“室内E站”、“新型5/4漏缆”及“新型4T4R隧道天线”等方案解决地铁5G场景站台及隧道联通电信3.5GHz频段的网络覆盖,同时也为后续其他城市的5G地铁建设提供了宝贵的经验。

在河南,像这样的案例随处可见,在网络建设尤为重要的当下,由中国铁塔股份有限公司河南省分公司(下文简称“河南铁塔”)统筹资源共享建设,良好实现了“降本增效”,为促进移动网络快速规模发展打下了夯实的基础,也稳固了我国的5G的发展环境。

以统筹共享为信号保驾护航

在中国铁塔成立之前,我国通信行业重复建设现象严重,双塔并立、三塔林立的现象屡见不鲜。“在国家实施‘网络强国’‘宽带中国’战略的时代背景下,中国铁塔因改革成立,承载着减少通信行业重复建设和资源浪费、提升资源使用效率效益、促进移动网络快速规模发展的使命。

毫无疑问,网络问题,共建共享将给整个电信行业带来明显的经济效益,同时也顺应了未来移动通信技术的发展趋势。

清明上河园是河南省重点旅游项目,近几年旅游火爆,游客增多,景区内信号弱的问题凸显。景区原来信号覆盖主要依靠景区外的4个以及景区内1个宏基站,景区内信号深度覆盖不足,游客在有的地方刷微信、移动支付体验差。因此,三家运营商提出在景区内扩容建站,然而景区管理方为保障景观协调,对传统建设模式不认可。

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对此,为满足客户需求,提升旅游体验,铁塔公司积极协调运营商及景区负责人,统筹规划,利用已有的5个宏基站资源进行双层网改造扩容,新增15个RRU;最大化利用景区资源建设了微站14个,其中新建微站中附墙小抱杆4处,利用景区原有灯杆附挂7处、利用景区建筑物附挂1处、利用景区杆塔新增小抱杆2处,共计新增24个RRU;同时,创新利用广角漏缆室分技术对清园办公楼进行网络覆盖,新增1个RRU,形成宏微结合、室内外协同的综合覆盖方案,完成景区无线宽带网络增容,实现信号全面深度覆盖。

据介绍,新型的综合覆盖方案较原方案相比,在保留对5个存量站改造的基础上,将新建4个宏站的需求调整为利用景区资源建设14处微站+新建1处室分。近端共14个BBU采用集中放置在就近存量站、集中供电有保障。远端RRU侧采用分散供电方式就近接电,大幅降低建设成本,大大便于施工。

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在实现同样的覆盖效果的前提下,无需外电引入,统筹组织运营商传输光缆施工,最大程度避免了二次开挖、破路,减小对景区设施的破坏,同时大幅提高了建设效率,工期缩短近2个月,大幅降低了总体成本。

据工作人员介绍,开封清明上河园无线宽带网络综合覆盖的成功经验,复制到龙亭公园、万岁山、汴京公园、开封府、恒大童世界等多个人流热点及重点小区,帮助运营商集中解决了一批多年来的硬骨头疑难站点建设问题。

在河南信阳的鸡公山桃花寨景区,一个“金箍棒”似的巨型旗杆成为景区最显眼的风景,然而,这并非一个普通的旗杆,而是一个承载着景区信号覆盖的通信基站。

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桃花寨景区海拔300多米,过去因为人迹罕至,交通不便,只有一家运营商在这里建了个“半拉子”基站。随着景区的深度开发,移动支付、网上接单、住宿上网等使用场景不断激增,就在离度假区开业仅有一周的时候,景区负责人找上门说亟需建通信基站。

在时间紧急的状况下,信阳铁塔创新建设模式,积极协调景区免费获取站址,采取快装站方式,不分昼夜加紧施工,仅用72小时就树起了景区内第一座通信塔,及时满足了重点区域的通信覆盖。在此基础上,信阳铁塔秉持“一家建设多家使用”“能共享不新建”的理念,实施综合化解决方案,以宏站、微站、室分相结合的方式,充分利用景区内旗杆、路灯等资源建设基站,使基站完美融入景区环境,投资成本也大为下降。

高效布局5G

网络部署不仅体现在资源端,更体现在需求端,特别是在高铁、机场等重点场景的网络建设中,在保障4G网络的前提下为5G“未雨绸缪”显得尤为重要。

新郑机场二期T2航站楼总覆盖面积约47万平米,郑州铁塔采用双路分布系统建设方式,牵头组织三家运营商共建共享,满足三家运营商共12个网络系统接入需求,总计安装天线5374副,运营商主设备BBU156台、RRU总计安装588台。据介绍,该航站楼通信覆盖工程具有覆盖面积大、工程周期短、接入系统多、工程质量要求高等特点,在国内具备领先水平,为后续铁塔公司承建类似大型、复杂场馆的多运营商共建共享民用通信系统打下了坚实的技术基础、积累了丰富的经验。

同时,为解决重点覆盖问题,郑州铁塔创新建设了环境友好的魔方微站,并预留5G端口,通过一周的时间解决了原先需要4个月以上才能建设完成的扩容需求,中国铁塔智慧城市魔方解决方案的出现,以对环境愈发友好的精巧设计,和无缝融入部署区域的能力,有效的提升了网络布放的空间容纳能力。

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据了解,智慧城市魔方解决方案是河南铁塔与河南郑州新郑国际机场的通力合作, 历经长期调研、协调与实施而成,这一解决方案的成功部署,不仅使得项目参与各方在公共服务、网络覆盖、5G站址和商机展示等方面实现了多方共赢,同时也践行了相关企业与河南铁塔此前所签订“战略合作框架协议”承诺。

具体来看,智慧城市魔方是一种新颖、简约的新一代站点解决方案。其不仅能够充分融入城市热点,用作5G网络的设备支撑,解决无线网络深度覆盖站址的难题,同时还集物联网应用、大数据采集、智能照明、城市安全、环境管理等各项智慧功能于一体,是一体化的智慧城市重要应用之一。

资料显示,在魔方安装完成一个月后,移动通信网络用户数比部署前增加一倍,通信流量比部署前增长了114%,实践证明,智慧城市魔方的建成落地,极大幅度提升了新郑国际机场的室内分布覆盖状况。

郑州新郑国际机场航站楼管理部林海表示,由铁塔公司统筹建设不仅大大减少了对接沟通的时间成本,且通过专业的方案一次性满足了三家运营商共12套网络系统接入需求,大量减少了线缆和天线设备布放,与环境充分融合,去年底扩容时新建的6个魔方微站不仅在热点区域对网络形成良好补充,融合机场环境,而且具备充电等便民功能。

众所周知,5G建设需要大量的杆塔资源,若依据传统做法新建杆塔,很可能出现路面杆塔林立、杂乱无章的现象。而有路之地基本都有电力塔(杆),且配套了电力保障,这为5G的部署提供了非常好的资源条件,河南铁塔充分发挥社会塔与通信塔的转化,在为信号扩容的同时最大限度的节约了成本,保障了资源。

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在郑州东区龙子湖智慧岛,由宇通公司研发的5G自动驾驶巴士“小宇”,每天要测试200公里,1.53公里的开放式公交道路,就是它的“跑马场”,智慧岛呈环形线路,途径7个路口,车辆和行人来回穿梭,道路环境较为复杂。在划定的智能驾驶专用公交车道上,“小宇”不仅能识别红绿灯、行人、障碍物,还能识别紧急类车辆,并主动作出避让动作,这一科技场景的背后,是智慧岛区域背后的5G信号全覆盖的支撑。

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5G宏站

据工作人员介绍,在方圆一平方公里的智慧岛土地上,为实现运营商5G信号全覆盖,中国铁塔共建设了15个宏站并辅以20个微站进行局部的信号补强,在这其中,微站几乎都是与社会杆类进行融合,有效的节约了空间与建设成本。

能源上“大做文章”

随着5G建设需求的增长,带来的首先是对基站供电与备电全新的需求。

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3块100Ah的梯级电池

5G时代网络容量将迅速增长,单站点的功耗相比4G将大幅增长,同时大量的末梢站点将会被部署,整个网络的功耗将成倍增长,因此,存量基站的开关电源、蓄电池、空调等需扩容改造,而市电扩容成本高、周期长,将严重影响5G部署进度且大幅增加投资。其次,在5G大功率AAU拉远供电场景中,线缆压降过大会导致线缆损耗过大,甚至部分远端电压低于设备工作电压,导致AAU无法工作。

在移动通信网络中,基站是耗电大户,大约80%的能耗来自广泛分布的基站。据测算,5G时代,基站设备AAU单扇区输出功率有望从4G时期的40—80W增加至200W甚至更高。专家预测,2025年通信业的耗电可能占全球电力的20%,而当城市供电异常的情况下,备电的充裕显得尤为重要。

据工作人员介绍,智慧岛中的宏站,在城市供电充足的前提下,河南铁塔在宏站内部搭载了3块100Ah的梯级电池,在城市供电异常的情况下,该梯级电池可以为基站提供长达三小时的电力提供,为运维人员的到来提供了充足的时间。

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50ah动力锂电池

值得关注的是,在智慧岛中的微基站附近记者发现了一款垃圾桶,在垃圾桶的中间部位中国铁塔也为其加装了50ah的梯级电池,据工作人员介绍,该梯级电池也是为城市异常供电提供时电力保障,由于微基站耗电量较小,50ah的锂电池可在城市断电的情况下为基站提供不间断的八小时续航时间。

新乡铁塔公司总经理白玲表示,建设5G网络,首先要解决电力承载问题。考虑到未来网络发展趋势,新乡铁塔利用光伏供电、锂电储能等方式在合适的基站建设“能源池”(母站),与周边基站(子站)组合成微电网,“能源池”为微网内所有基站集中供电、集中管理、集中维护,母站采用交、直流两种供电方式为子站提供不间断供电,在满足当前基站用电的基础上,还适应于5G网络电力承载,为5G大规模入网打下了良好基础。

此外,在解决自身备电问题后,铁塔河南以高能效动力电池为载体,面向低速电动车客户群体及一般工商业用户提供备电、发电、充电、换电、储能等电力保障和能源服务,从行业化向社会化迈进。

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互联网的发展诞生了许多新兴职业,外卖配送员就是其中的额典型之一,在外卖高峰时候配送员往往会遇到电动车没电的痛点,耽误不少时间,通过使用中国铁塔“飞哥换电”业务,只需下载“飞哥换电”APP,租赁电池,智能换电,无限续航,既便捷又安全,该配送员表示,使用“飞哥换电”后,配送工作不再受池续航影响,并且不需要自己购买电池、自行充电,大大的提升了工作效率。

华兰大道与新二街这两条路是新乡市区的两条重要道路,平时车流量、人流量比较大。一到刮风和雨雪天气,红绿灯老是出问题,严重影响交通秩序,引起群众不满,新乡市交通秩序管理和事故预防大队队长马振淇表示,通过在10个路口使用了新乡铁塔的备电业务,彻底告别断电问题,大大提升了工作效率。

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责任编辑:党博文

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