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5G到底是怎样登顶珠峰的?

位置:首页 > 新闻动态 > 行业新闻 > 正文 发布日期:2020-05-29 浏览:

2020年5月27日,国家测量登山队登顶珠峰,沿途中国移动5G网络加持。


 
据报道,早在4月底,中国移动携手华为已在珠峰海拔6500米的前进营地、海拔5800米的过渡营地和5300米大本营开通了5个5G基站,实现了珠峰登顶沿途连续覆盖。
 
实测显示,珠峰5G单用户峰值速率下行可达1.6Gbps,上行达215Mbps,为VR、高清直播、科考等活动提供了有力的通信保障,彰显了我国5G发展实力。
 
珠峰被誉为除了南极和北极之外的世界第三极,与我们平时部署基站遇到的环境大不相同,不管对于现场部署的通信人,还是5G技术和设备能力,都是一次前所未有的考验,这不禁让人好奇,珠峰5G到底是怎样部署的?
 
下面我们就带来扒一扒珠峰5G基站建设那些事。
 
珠峰5G覆盖是怎样实现的?

基站建设的第一步是根据业务需求和实地勘察现场无线环境,来确定基站建哪里、建多少和怎么建。

 
先来看看珠峰登顶沿途的无线环境。


 
从地图上看,珠峰山区地形复杂,冰雪覆盖,天气多变,无线环境极其恶劣。而无线信号极其敏感脆弱,地形、建筑物、植被等遮挡以及恶劣的天气环境都会严重影响无线信号的传输质量。这是珠峰5G覆盖面临的第一道坎。
 
再来看一看珠峰登顶路线:从海拔5300米的珠峰大本营出发,途径海拔5800米的过渡营地,再抵达海拔6500米的前进营地,最后向海拔8844.43米的珠峰顶发起冲刺。
 
大本营到珠峰顶的直线距离约20公里,大本营到过渡营约8公里,过渡营到前进营约7公里,前进营到珠峰顶约5公里。
 
为了实现从大本营到珠峰顶全程路线5G覆盖,中国移动和华为在大本营、过渡营和前进营三处建设了5G基站。


 
这就意味着,单站覆盖距离要求至少4公里以上。
 
显然,既要克服恶劣的无线环境,又要保证单站远距离覆盖,极其考验5G基站的覆盖性能。
 
但更大的挑战在于需做到网速与覆盖兼得。
 
比如5G高清直播上行速率需达30-40Mbps,但无线信号的覆盖距离与网速成反比,覆盖距离越远,网速越低。
 
事实上,按通信工程师的专业术语讲,所谓的有效覆盖范围,并不是指你的手机还剩下一格信号时的覆盖范围,而是在保障最低边缘速率的前提下的小区覆盖范围。
 
因此,在极其恶劣的无线环境下,既要实现单站远距离覆盖,又要满足高速率业务需求,是珠峰5G部署面临的一大挑战。
 
但更大的挑战还在后面。
 
再来看看珠峰登顶沿途的无线环境,重点关注一下前进营到珠峰顶那一段。
 
你平时看到的基站往往建在楼顶或者山头等高地上,无线信号由高处向低处扩散,这样可以获得更广的覆盖范围。
 
但珠峰的无线覆盖场景恰恰相反,无线信号是由低处往高处覆盖的。
 

 
按理说,从低往高覆盖也难不倒通信工程师们,毕竟也解决过城市高楼覆盖场景,但城市高楼和珠峰比起来那就完全不是一个概念了——大本营与珠峰顶的相对高度是3644米,前进营与珠峰顶的相对高度达2344米。
 
这让人很是好奇,他们是怎样把信号打到这么高的珠峰顶,并实现登顶路线5G连续覆盖的?
 
答案是:Massive MIMO。
 
Massive MIMO是5G关键技术之一,主要具备两大技术优势:覆盖能力提升和通信容量提升。
 
覆盖能力提升
 
首先,Massive MIMO通过大规模天线阵列技术,控制每一个天线单元传输的相位和幅度来产生具有高度指向性的窄波束,使信号能量更集中,可明显提升单站覆盖能力。


 
其次,5G Massive MIMO还增加了垂直维度,网络从2D覆盖进化到3D立体覆盖,且垂直覆盖角度更宽,可大幅提升高楼和低空覆盖水平。


 
再则,Massive MIMO波束可自适应不同的覆盖场景,在3D空间内动态可调,可灵活应对不同的覆盖需求。
 
通信容量提升
 
Massive MIMO可通过MU-MIMO,将在空间上复用的多个数据流同时发送给多个用户,从而可成倍提升小区容量。
 
本次实现珠峰5G覆盖正是得益于华为领先的Massive MIMO产品和丰富的全球商用经验。据悉,华为AAU设备天线阵列天线有效口径更大,采用滤波器和天线一体化设计,并通过波束赋形算法,三维立体波束在垂直维灵活度高,可以更好匹配珠峰这种复杂的高山场景,立体覆盖适配灵活的覆盖需求,覆盖能力比业界高1.5dB,覆盖半径增加9% 。
 
5G基站供电和传输是怎么解决的?

Massive MIMO技术解决了珠峰5G无线覆盖和容量问题,但5G基站要开通,得持续供电,还需传输连接,那珠峰5G基站的这些配套是怎么解决的呢?

 
考虑地形及气候条件恶劣,珠峰基站供电肯定是第一大难题。
 
从中国移动的直播视频看,珠峰基站供电采用了市电、太阳能和油机方案。


 
具体的说,大本营的基站采用了市电+太阳能+油机的组合供备电方式,但过渡营和前进营没有市电,采用了油机互为备份的供电方式。
 
油机解决了海拔5800米和6500米营地的基站的供电,但低温低氧会导致油机无法启动和输出功率不足,以及油料有限、运输困难等问题,因此,在有限的供备电配套下,要保障设备稳定运行,对基站设备能耗也提出了高要求。华为5G基站设备芯片集成度高,采用整机散热的方案,整体能耗低。


 
但接下来BBU和AAU/RRU之间的前传如何解决?
 
微波?
 
很方便。
 
但不可行。
 
考虑当地地形和气候条件,微波受风雪影响较大,传输可靠性低;微波“大锅”也难以安装固定,施工难度大;且微波不支持前传eCPRI协议。
 
因此前传还得用光缆,而且为了提升抗损毁能力,满足低温条件,避免破土动工影响生态,还得使用铠装光缆。
 
这就考验传输施工了。绒布寺到前进营之间的光缆拉远距离估计约25公里,每个站点需8芯,共需24芯光缆,而为了方便运输,长约3公里的光缆会被裁剪成1.5公里一段,再由人来肩抗到目的地,同时,这要求传输工程人员需在恶劣环境下现场多处、多点熔接光纤。


 
现场人员表示,遇到天气突变,暴风雪来袭,现场根本无法进行光纤熔接。光缆被埋在雪里后,沿途寻找断点相当困难。
 
工程施工有多难?

珠峰空气含氧量只有内地的38%, 风季时风速高达50米/秒,气温常年在-30℃~-40℃。从设备搬运到现场施工,工作之艰辛无法想象。

 
尽管设备和辅材都是通过牦牛驮运上去的,但最后的光缆铺设、设备安装等,仍然要靠人力完成。
 
一盘3公里的铠装光缆重700公斤,裁剪成1.5公里一段后,每运输和铺设一段光缆需20人同时肩扛,在这种连走路都要大口喘气的恶劣环境下,挑战的不是体力,而是意志力。
 
基站设备安装同样如此,设备重量每增加一公斤,都意味着设备搬运和工程施工更艰辛。若设备尺寸大,重量重,迎风面积大,还会对塔桅带来风荷载挑战。这极其考验基站设备的尺寸、重量和安装简便性。同时,严酷的环境还对设备的稳定性和可靠性提出了更高的要求,否则会让后期维护工作苦不堪言。


 
因此,客观的讲本次珠峰5G成功开通也充分反映出华为5G基站设备具备重量轻、体积小、迎风面小、易部署、易安装等特性,以及在低温低压等极端条件下依然可以稳定工作的高可靠性优势。
 
5G登顶珠峰,这是一个注定要记入史册的通信工程项目。从整个项目过程看,5G成功登顶珠峰离不开比较先进的5G技术加持,更是中国移动和华为等通信人不畏艰辛、奋力拼搏的结果。
 
这个伟大的项目就像是中国通信几十年的缩影。从1G空白、2G跟随、3G突破、4G并行到5G领先,一代一代的通信人前仆后继,勇攀高峰,不正像登顶珠峰一样吗?
 
今天,我们创造了5G登顶珠峰的奇迹,也折射出一代代通信人的艰辛与不易,更见证了中国通信的成功。致敬所有勇攀高峰的通信人!
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