5G信号的新高度,5G时代的新起点

2020-05-29 10:43:13
勇敢说通信
文章摘要: 为了让珠峰覆盖5G信号,就必须在珠峰攀登沿线直至峰顶选址架设5G基站,这里的考量有两个:尽可能接近珠峰峰顶,减少无线信号衰减损耗,保障峰顶网络性能;为登山线路,提供较好的5G信号覆盖连续性。

在电影《攀登者》里,登山队员把五星红旗插在珠峰峰顶的那一刻是多么的振奋人心!在中国登山队成功登顶珠穆朗玛峰60周年之际,5月27日上午11点整,2020珠峰高程测量登山队再次成功登顶珠峰。与以往不同的是,这次冲顶过程通过中国移动5G网络进行直播,让全世界得以第一时间共同见证这次壮举。这次登顶的背后,是一群通信"攀登者"把5G信号送上峰顶,中国5G再一次让我们感受到了无比的自豪。

为落实2019年10月发布的《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》,自然资源部会同外交部、国家体育总局和西藏自治区政府组织了2020珠峰高程测量工作。2020珠峰高程测量于4月30日正式启动。此次登顶和测量珠峰行动中,除了测量登山队员之外,为保障数据回传和新闻媒体报道等网络通信需求,还有一群"5G攀登者"早已开始行动。

5G信号要到达新高度

珠峰,这个地球表面的物理最高高度,终年积雪覆盖,对珠峰高程的测量历来为世人所瞩目,能极大凸显我国国家科研水平以及综合国力,也将能极大推动和完善对于地球地理学、气象学、冰川学、高山动植物学等的科学考察进而促进人类社会的文明与进步。今年是人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年、中国首次精确测定并公布珠峰高程45周年,此次珠峰高程测量具有重要的历史意义。

与此同时,通信人在人类生命禁区的每一次极限挑战,都为珠峰登山、科考、环保监测等活动开展提供了坚实的通信保障。5G信号覆盖峰顶,不仅有助于测量数据的实时传输,为珠峰高程测量提供通信保障,还可以通过5G手机为亿万观众实时传递珠峰的画面和视频(甚至VR),正如我们本次冲顶直播中看到的,前所未有的、无可替代的震撼。

让我们回顾下5G的珠峰攀登路

为了让珠峰覆盖5G信号,就必须在珠峰攀登沿线直至峰顶选址架设5G基站,这里的考量有两个:尽可能接近珠峰峰顶,减少无线信号衰减损耗,保障峰顶网络性能;为登山线路,提供较好的5G信号覆盖连续性。

创新的大规模天线技术解决难题

与平原市区建设5G网络所不同的是,珠峰地区需要考虑高海拔、低温、低压、低氧,以及地质灾害、风雪气候等诸多因素,例如,高山落石频发对传输线路造成影响。

5300米珠峰大本营到峰顶的直线距离超过20公里,过渡营地(5800米)距离峰顶13公里,前进营地(6500米)距离峰顶5公里;珠峰大本营和前进营可直视珠峰峰顶,中间无遮挡。

为保障珠峰大本营到峰顶网络覆盖的连续性,中国移动携手华为制定了珠峰大本营,过渡营和前进营阶梯海拔网络建设的方案。从技术层面看,为了达成5G覆盖珠峰顶,基站越靠近珠峰顶越好。然而,因为6500米以上主要是冰川环境,从珠峰的实际环境与物资规模集结的条件考量,6500米的前进营地是此次建设最高5G基站的最合适地点。

即便是在6500米的前进营地,依然与峰顶存在2300多米的垂直落差,为了有效覆盖峰顶,本次方案中使用华为64通道Massive MIMO(大规模天线技术)产品。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,通过MassiveMIMO对无线信号进行进行波束赋形(形成一股或数股定向波束),使得信号能量集中对准珠峰,可提升珠峰峰顶的信号强度。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。华为的64通道Massive MIMO(大规模天线技术)产品覆盖能力比业界普通设备高1.5dB,覆盖半径增加9%。

工程实施才是真正考验

在珠峰这样地理极限地区进行5G基站施工其实最大的考验是工程的配套能力。此次5G上珠峰,考虑到珠峰的复杂地理环境,阻挡较多,需要铺设光纤进行传输。而这样的工程需要总重8吨的巨大配套物资。

此次工程中的大设备有四大类。第一类光纤,作为基站与核心设备相连的线缆设备。第二类基站设备。第三类配套设备,含传输设备、塔、抱杆。第四类发电设备、供电设备,油机。发电机组设备以及配套的支架和传输设备重量相对较轻,可以通过牦牛和人背上去。最麻烦的是光纤设备,一卷线大概两公里,一吨左右。无论是牦牛运还是人背都是无法完整地背上去的。需要把光纤分解以后,多人一卷,排队往上抬。

而无论是牦牛还是人,能够负担的重量都有限,而且在高海拔地区作业的体力消耗也是与平原地区不可同日而语的,因此对于硬件产品的集成度以及便捷性提出了很大的要求。现场采用的华为5G设备,集成度高、体积小、重量轻,能够有效应对本次珠峰5G建设中物料搬运难题,牦牛完全可以承担所有物资的运输需求。

其次,华为模块化设计的基站安装也很方便。AAU、基带、电源、电池,可以像搭积木一样进行拼装,能节省大量的工作量。对于在低氧环境下实施安装的现场人员来说,可以极大减轻他们的体力负担。

供电挑战

当前,5300大本营基站是市电+油机的供电方式;5800、6500米营地,没有市电,需要通过太阳能和油机发电,目前,在5800米过渡营地、6500米前进营地是纯油机供电。

由于6500米前进营地气候恶劣,气温低至近-30度,低压、低氧导致油机输出功率不足,前进营地基站供电存在较大挑战。

此外,6500米的低温低氧,网络维护使用的笔记本也存在"高反"现象,值守人员晚上睡觉把电脑抱在怀里,第二天电脑才能开机工作。

为了全力做好基站供电工作,中国移动和华为双方工程团队做了多种灾备和应急预案,包括保障级别划分、巡查维护、油机备份、油料储备等等:

·受牦牛负重影响,只能将净重40公斤的3KW油机运送至5800米和6500米营地,在这两个营地各配备5台油机,采取3+2备份方式;

·在油机外增加一个保护帐篷,保证油机温度;

·在测量队开始登顶后,油机24小时供电,避免因温度低无法启动的问题;

·据不完全统计,在6500米营地储备600L应急油料,在5800米储备300L应急油料。每个营地每日消耗约80-90L油料;

·此外,在直播维护方面,加强了电源保护和新增备电,确保直播供电正常。

新高度,新起点

2020年4月30日15时55分,中国移动携手华为在珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地开通全球海拔最高5G基站。在此之前,中国移动先后在海拔5300米珠峰大本营、5800米过渡营地建成5G基站。三处营地的5个5G基站共同实现5G信号对珠峰北坡登山线路及峰顶的覆盖。

据工作人员在5300米的珠峰大本营现场实测,下行峰值突破1.66Gbps,上行速率高达215Mbps,可有效满足珠峰上4K+VR高清直播的要求。根据新华社登山队等在珠峰高海拔区域性能实测,依靠6500米前进营地覆盖,在7790米营地实测达成5G上下行速率70Mbps/826Mpbs。从5月27日测量登山队冲顶直播来看,中国移动5G网络为我们提供了高清、优质的画面实时回传。

此次通过5G信号直播珠峰登顶,意味着我国不仅在5G建设上的领先,也意味着在5G商用创新方面迈上了一个新台阶。今年我国正在全面加快5G商用的进度,在珠峰的冰雪、雨季、大风场景中,面对高海拔、低温(寒流)、风速(从7/8级到12级大风)的考验,我国以中国移动和华为为代表的通信人交出了满意的答卷,不仅证明了气候条件恶劣和复杂覆盖场景下,我国5G网络设备的技术能力,还展示我国通信人不畏艰险,战胜困难的勇气。同时,前所未有的直播珠峰登顶、VR看珠峰、珠峰慢直播等内容在各大平台和媒体进行传播,让我们以一种全新的方式认识和了解珠峰,这注定是5G商用创新的一座里程碑。

未来,在5G走向社会公众,走向千行百业的过程中,必定会为我们带来更多的价值,让我们的想象得以重构。

珠峰是5G信号的新高度,更是5G时代的新起点。

信息化软件服务网 - 助力数字中国建设 | 责编:莎莉
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