5G對通信基礎(chǔ)設(shè)施的影響分析

摘? 要：5G網(wǎng)絡(luò)商用性能指標(biāo)測試多用戶小區(qū)下行峰值速率達(dá)到5.5 Gbps、室外連續(xù)覆蓋性能單用戶平均下行吞吐率超800 Mbps。5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)屬于目前較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，已經(jīng)開啟萬物互聯(lián)新時(shí)代。5G無線接入網(wǎng)架構(gòu)一般是從4G BBU、RRU的兩級結(jié)構(gòu)變成CU、DU、AAU三級結(jié)構(gòu)。基于5G技術(shù)對通信基礎(chǔ)設(shè)施的影響進(jìn)行研究，淺析5G商用網(wǎng)絡(luò)在鐵塔、配套電力設(shè)施、管廊的發(fā)展中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：5G;通信;基礎(chǔ)設(shè)施

中圖分類號：TN929.5? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）09-0059-03

Analysis on the Impact of 5G on Communication Infrastructure

LI Chen

（Urumqi Branch of China Tower Co.，Ltd.，Urumqi? 830001，China）

Abstract：The 5G network commercial performance index tests that the multi-user cells downlink peak rate reaches 5.5 Gbps and outdoor continuous coverage performance. The average downlink throughput rate of a single user exceeds 800 Mbps. The 5G network architecture belongs to the current more complicated network architecture，which has opened a new era of internet of everything. The architecture of 5G radio access network generally changes from the two-level structure of 4G BBU and RRU to the three-level structure of CU，DU and AAU. Based on the research of the impact of 5G technology on the communication infrastructure，it analyzes the application of 5G commercial networks in the development of iron towers，supporting power facilities and pipe corridors.

Keywords：5G;communications;infrastructure

0? 引? 言

基礎(chǔ)設(shè)施主要是指供水供電、園林綠化、文化教育、技術(shù)與科研服務(wù)、交通、郵電、環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生事業(yè)等，基礎(chǔ)設(shè)施是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。通信基礎(chǔ)的設(shè)施構(gòu)建通常會需要長時(shí)間和大筆資金的投入，特別是我國偏遠(yuǎn)區(qū)域通信基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)建，需要國家加強(qiáng)關(guān)注。通信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)同水、電、氣等市政公用基礎(chǔ)設(shè)施一致同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收，中國鐵塔股份有限公司烏魯木齊市分公司報(bào)告了5G對鐵塔、外電、電源配套設(shè)施等發(fā)展的現(xiàn)狀，明確了5G在我國發(fā)展的情況，可見，5G對通信基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展有深遠(yuǎn)意義。

1? 5G的相關(guān)概述

5G，指的就是第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，從現(xiàn)階段來說，5G下載速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4G，目前已經(jīng)可以到1.25 GB/s。5G與2G、3G、4G有所不同，其主要區(qū)別在于5G主要是針對現(xiàn)有的無線接入技術(shù)，這其中就有2G、3G、4G以及Wi-Fi演進(jìn)，同時(shí)還重新增加一些補(bǔ)充性的無線接入技術(shù)的相關(guān)解決方案。5G主要可以運(yùn)用于eMBB（增強(qiáng)移動寬帶）、mMTC（海量機(jī)器類通信）、URLLC（超可靠低時(shí)延通信）。5G也被稱為第五代移動通信技術(shù)，將其運(yùn)用于通信基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展中，對于我國通信行業(yè)發(fā)展有一定作用。近兩年來，5G技術(shù)迅速發(fā)展，用戶群體也越來越多，這其中不僅歸功于三大運(yùn)營商的努力建設(shè)，各大手機(jī)廠商也在背后推波助瀾。根據(jù)工信部最近發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至今年3月底，全國已建成5G基站19.8萬個(gè)，套餐用戶規(guī)模超過5 000萬。終端方面，截至今年4月20日，已有95款5G終端獲得入網(wǎng)許可，同時(shí)5G手機(jī)的價(jià)格也被拉低到了2 000元以下，可以讓用戶以更加優(yōu)惠的價(jià)格買到5G手機(jī)。

2? 5G對通信基礎(chǔ)設(shè)施的影響分析

新基建的產(chǎn)生，促進(jìn)了我國進(jìn)一步發(fā)展。新基建包含的內(nèi)容較多，如信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合以及創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)置，通信基礎(chǔ)設(shè)施也是其中的關(guān)鍵部分。5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G組網(wǎng)架構(gòu)主要可以分為獨(dú)立以及非獨(dú)立組網(wǎng)[1]。獨(dú)立組網(wǎng)多是指無線網(wǎng)以及核心網(wǎng)，這兩者之間擁有獨(dú)立控制面以及用戶面，要保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性，現(xiàn)網(wǎng)EPC需升級支持跨核心網(wǎng)的移動性;非獨(dú)立組網(wǎng)5G NR應(yīng)在4G核心網(wǎng)上進(jìn)行連接以保障峰值速率的快速提升;但由于4G網(wǎng)絡(luò)升級改造難度較大、方案不同、業(yè)務(wù)支持能力也存在一定差異，需引起相關(guān)部門的特別重視[2]。G組網(wǎng)架構(gòu)演進(jìn)，將產(chǎn)生的CU/DU合設(shè)到CU/DU分離的三種部署方式分別是：5G設(shè)備集中部署包括機(jī)房條件、5G新業(yè)務(wù)需求、光纜資源。在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以及進(jìn)步的不同階段，其CU/DU部署策略也不同，初級階段CU/DU以合設(shè)分散部署為主。武漢5G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的三家運(yùn)營商選擇了不同的組網(wǎng)模式：移動及聯(lián)通運(yùn)用的是獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)的組網(wǎng)方式，電信全部采用的是獨(dú)立組網(wǎng)的組網(wǎng)方式。以上全部使用CU/DU合設(shè)模式來對站點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的部署[3]。5G技術(shù)運(yùn)用從國家供給側(cè)改革大背景下，鐵塔從專用通信鐵塔到利用路燈桿、多功能桿、電力塔等社會塔向通信塔轉(zhuǎn)變，5G電力容量使用量較大，機(jī)房部分要重視國家控制性詳規(guī)中規(guī)劃批復(fù)共享型機(jī)房使用，要尋求國家支持，降低直供電及轉(zhuǎn)供電費(fèi)用。

2.1? 配套電力設(shè)施

現(xiàn)階段，5G試點(diǎn)的設(shè)備的單系統(tǒng)功耗超過4G單系統(tǒng)功耗約3到5倍，會對電源設(shè)備及配套設(shè)施產(chǎn)生較大影響。依據(jù)3+4備電的要求，機(jī)房應(yīng)該預(yù)留600～800 Ah的梯級電池的安裝位置，室內(nèi)單元BBU以及傳輸設(shè)備通常支持19寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜的安裝，其中BBU在3 U上，傳輸設(shè)備超過5 U，還應(yīng)為散熱預(yù)留2 U空間;機(jī)房溫度應(yīng)在5～30 ℃，能使5G以及傳輸設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性得到極大的保障。專業(yè)人員通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，新增一套5G系統(tǒng)，應(yīng)對應(yīng)增加1.5 P空調(diào)。使用室外迷你機(jī)房或者是機(jī)柜過程中，基站設(shè)備禁止與開關(guān)電源以及電池在同一個(gè)機(jī)倉內(nèi)進(jìn)行安裝。通過對設(shè)備功耗的計(jì)算得出，每增加一5G系統(tǒng)，應(yīng)科學(xué)配置250 A的開關(guān)電源模塊，或是增加配置300 A開關(guān)電源模塊;按照國家的3+4備電的要求，每增加一套5G系統(tǒng)，需要配置600 Ah梯級電池，或是800 Ah梯級電池。可是現(xiàn)階段，存量機(jī)房基站存在的市電、配電設(shè)備以及蓄電池容量嚴(yán)重不足，機(jī)房蓄電池安裝空間緊張，這種問題比之前更為突出，需要電源配套工作人員的重視。加上存量機(jī)柜基站中配電設(shè)備、市電、空調(diào)制冷量的極大欠缺，設(shè)備擴(kuò)容空間不足的問題也愈加明顯，因此，就需為5G設(shè)備增加新型機(jī)柜或是迷你機(jī)房[4]。

2.2? 鐵塔

截至今年4月初，中國鐵塔累計(jì)建成5G基站超20萬個(gè)。全國各地都在搶抓5G建設(shè)機(jī)遇，作者所在鐵塔公司全力承接了烏魯木齊移動公司、烏魯木齊電信公司同時(shí)啟動的5G二期項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)。中國鐵塔股份有限公司烏魯木齊市分公司按照新疆公司高質(zhì)量發(fā)展要求，以“共享牽引、方案創(chuàng)新、統(tǒng)籌增效、協(xié)同發(fā)展”全力打贏烏魯木齊“5G交付大會戰(zhàn)”。烏魯木齊鐵塔在2019年交付900個(gè)5G基站的基礎(chǔ)上加緊復(fù)工復(fù)產(chǎn)力度，多措并舉全力承接移動公司、電信公司2020年提出的約2 000個(gè)5G基站需求。

我國網(wǎng)絡(luò)化以及寬帶化快速推進(jìn)，中國鐵塔在世界各地的應(yīng)急通信網(wǎng)業(yè)務(wù)上獲取的站址服務(wù)需求越來越多，預(yù)計(jì)總體建設(shè)的鐵塔規(guī)模在今年內(nèi)累計(jì)可達(dá)在5 000個(gè)。鐵塔可以為環(huán)境監(jiān)控、地震監(jiān)測、海事監(jiān)控等提供服務(wù)。國資委和工信部在《關(guān)于2019年推進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的實(shí)施意見》文件中不僅提到了讓鐵塔公司去統(tǒng)籌運(yùn)營企業(yè)的建站需求、承擔(dān)共建共享的任務(wù)[5]，還提到了其他社會企業(yè)也可在共建共享的原則框架下依據(jù)市場化機(jī)制積極參與通信基站的建設(shè)。從基站數(shù)據(jù)就可以發(fā)現(xiàn)，5G AAU與傳統(tǒng)設(shè)備面積有所下降、重量有所增加。5G AAU（64T64R）擋風(fēng)面積0.4 m2，相較于傳統(tǒng)設(shè)備降低了大約20%;重量43 kg，相較于傳統(tǒng)設(shè)備增加10～20 kg;5G AAU（64T64R）寬度約0.5 m，比傳統(tǒng)4G天線增加40%。減小5G AAU擋風(fēng)面積，可以極大減少風(fēng)荷載，對鐵塔的承載較為有利;重量增加對鐵塔承載力不會產(chǎn)生太大的影響。如果出現(xiàn)空余抱桿，就可以進(jìn)行直接掛載;若是無空余時(shí)，可以以傳統(tǒng)方式作為參照對象進(jìn)行加固改造。

目前，各地都將5G列入優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，超前規(guī)劃5G網(wǎng)絡(luò)，加快培育5G產(chǎn)業(yè)，并全力支持中國鐵塔開展站址規(guī)劃和資源統(tǒng)籌。堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動，引領(lǐng)技術(shù)攻堅(jiān)。中國鐵塔緊隨5G研發(fā)和商用進(jìn)程，聯(lián)合廠家共同研發(fā)適應(yīng)5G技術(shù)特點(diǎn)的新型塔房和配套設(shè)施，支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展成熟。鐵塔發(fā)展還需深化行業(yè)共享，協(xié)同行業(yè)發(fā)展。中國鐵塔堅(jiān)持能共享不新建、能共建不獨(dú)建，全力支撐服務(wù)三家電信企業(yè)快速經(jīng)濟(jì)地建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)。鐵塔創(chuàng)新建設(shè)模式和服務(wù)模式，把資源統(tǒng)籌優(yōu)勢、政策支持優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為低成本、高效率的建設(shè)優(yōu)勢。拓展社會共享，支撐智慧互聯(lián)。中國鐵塔持續(xù)深化共享發(fā)展的理念，推動“通信鐵塔”與“社會桿塔”相互轉(zhuǎn)換，保證成本節(jié)約。中國鐵塔將充分發(fā)揮全世界獨(dú)一無二的巨量鐵塔站址資源優(yōu)勢和專業(yè)化、集約化運(yùn)營優(yōu)勢，為各行業(yè)提供信息化解決方案。

2.3? 5G對管廊的影響分析

管廊管理制度落實(shí)過程中，需要管理人員在短時(shí)間內(nèi)及時(shí)且準(zhǔn)確地掌握本身工作的生產(chǎn)動態(tài)，對于跑、冒、滴、漏等安全隱患險(xiǎn)情實(shí)施控制。各區(qū)域可以利用5G技術(shù)保障無線對講巡檢制度的實(shí)施，同時(shí)將制度內(nèi)容日常考勤考核掛鉤，包括檢查巡檢鐘、掛牌巡檢、巡檢儀、巡檢棒等手段，增強(qiáng)巡檢效果。為了提高管廊巡檢智能化的效率，在巡檢過程中應(yīng)實(shí)時(shí)對設(shè)備情況進(jìn)行記錄、確認(rèn)及匯報(bào)，要求將隨身攜帶的巡檢設(shè)備與基本通話對講工具結(jié)合在一起，構(gòu)建巡檢、路線、回放等功能集群。管廊數(shù)字無線對講集群巡檢系統(tǒng)是以5G技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)，并融合數(shù)字集群技術(shù)、有源RFID技術(shù)，將對講機(jī)與RFID技術(shù)結(jié)合，簡化巡檢人員的巡檢方式。另外，綜合地下管廊內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且距離較遠(yuǎn)，為此需要部署大量傳感器對綜合地下管廊進(jìn)行全面信息化監(jiān)測管理，而5G技術(shù)的到來，管理人員可在第一時(shí)間掌握管廊運(yùn)行狀態(tài)，提高管理效率。對管廊內(nèi)進(jìn)行全面的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，可以為業(yè)務(wù)傳輸提供支撐。

3? 結(jié)? 論

5G在我國的發(fā)展迅速，其對于不同行業(yè)的發(fā)展起到很大的作用，特別是5G+智慧制造、5G+智慧電網(wǎng)、5G+智慧礦山、5G+智慧商圈、5G+智慧醫(yī)療、5G+智慧環(huán)保、5G+智慧教育、5G+智慧消防，促進(jìn)了5G的應(yīng)用發(fā)展。因此，相關(guān)人員應(yīng)通過5G對通信基礎(chǔ)設(shè)施的影響，例如外電、鐵塔等，可以明確5G已經(jīng)逐漸在不同行業(yè)的發(fā)展中得到廣泛應(yīng)用，因此，國家有關(guān)部門需要重視5G技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)我國通信行業(yè)的快速發(fā)展。

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作者簡介：李晨（1983—），男，漢族，天津人，通信工程師，本科，研究方向：移動通信網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)劃及演進(jìn)路線。