5G到底是怎樣登頂珠峰的？
2020年5月27日，國(guó)家測(cè)量登山隊(duì)登頂珠峰，沿途中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)加持。
據(jù)報(bào)道，早在4月底，中國(guó)移動(dòng)攜手華為已在珠峰海拔6500米的前進(jìn)營(yíng)地、海拔5800米的過渡營(yíng)地和5300米大本營(yíng)開通了5個(gè)5G基站，實(shí)現(xiàn)了珠峰登頂沿途連續(xù)覆蓋。
實(shí)測(cè)顯示，珠峰5G單用戶峰值速率下行可達(dá)1.6Gbps，上行達(dá)215Mbps，為VR、高清直播、科考等活動(dòng)提供了有力的通信保障，彰顯了我國(guó)5G發(fā)展實(shí)力。
珠峰被譽(yù)為除了南極和北極之外的世界第三極，與我們平時(shí)部署基站遇到的環(huán)境大不相同，不管對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)部署的通信人，還是5G技術(shù)和設(shè)備能力，都是一次前所未有的考驗(yàn)，這不禁讓人好奇，珠峰5G到底是怎樣部署的?
下面我們就帶來扒一扒珠峰5G基站建設(shè)那些事。
珠峰5G覆蓋是怎樣實(shí)現(xiàn)的?
基站建設(shè)的第一步是根據(jù)業(yè)務(wù)需求和實(shí)地勘察現(xiàn)場(chǎng)無線環(huán)境，來確定基站建哪里、建多少和怎么建。
先來看看珠峰登頂沿途的無線環(huán)境。
從地圖上看，珠峰山區(qū)地形復(fù)雜，冰雪覆蓋，天氣多變，無線環(huán)境極其惡劣。而無線信號(hào)極其敏感脆弱，地形、建筑物、植被等遮擋以及惡劣的天氣環(huán)境都會(huì)嚴(yán)重影響無線信號(hào)的傳輸質(zhì)量。這是珠峰5G覆蓋面臨的第一道坎。
再來看一看珠峰登頂路線：從海拔5300米的珠峰大本營(yíng)出發(fā)，途徑海拔5800米的過渡營(yíng)地，再抵達(dá)海拔6500米的前進(jìn)營(yíng)地，最后向海拔8844.43米的珠峰頂發(fā)起沖刺。
大本營(yíng)到珠峰頂?shù)闹本€距離約20公里，大本營(yíng)到過渡營(yíng)約8公里，過渡營(yíng)到前進(jìn)營(yíng)約7公里，前進(jìn)營(yíng)到珠峰頂約5公里。
為了實(shí)現(xiàn)從大本營(yíng)到珠峰頂全程路線5G覆蓋，中國(guó)移動(dòng)和華為在大本營(yíng)、過渡營(yíng)和前進(jìn)營(yíng)三處建設(shè)了5G基站。
這就意味著，單站覆蓋距離要求至少4公里以上。
顯然，既要克服惡劣的無線環(huán)境，又要保證單站遠(yuǎn)距離覆蓋，極其考驗(yàn)5G基站的覆蓋性能。
但更大的挑戰(zhàn)在于需做到網(wǎng)速與覆蓋兼得。
比如5G高清直播上行速率需達(dá)30-40Mbps，但無線信號(hào)的覆蓋距離與網(wǎng)速成反比，覆蓋距離越遠(yuǎn)，網(wǎng)速越低。
事實(shí)上，按通信工程師的專業(yè)術(shù)語講，所謂的有效覆蓋范圍，并不是指你的手機(jī)還剩下一格信號(hào)時(shí)的覆蓋范圍，而是在保障最低邊緣速率的前提下的小區(qū)覆蓋范圍。
因此，在極其惡劣的無線環(huán)境下，既要實(shí)現(xiàn)單站遠(yuǎn)距離覆蓋，又要滿足高速率業(yè)務(wù)需求，是珠峰5G部署面臨的一大挑戰(zhàn)。
但更大的挑戰(zhàn)還在后面。
再來看看珠峰登頂沿途的無線環(huán)境，重點(diǎn)關(guān)注一下前進(jìn)營(yíng)到珠峰頂那一段。
你平時(shí)看到的基站往往建在樓頂或者山頭等高地上，無線信號(hào)由高處向低處擴(kuò)散，這樣可以獲得更廣的覆蓋范圍。
但珠峰的無線覆蓋場(chǎng)景恰恰相反，無線信號(hào)是由低處往高處覆蓋的。
按理說，從低往高覆蓋也難不倒通信工程師們，畢竟也解決過城市高樓覆蓋場(chǎng)景，但城市高樓和珠峰比起來那就完全不是一個(gè)概念了——大本營(yíng)與珠峰頂?shù)南鄬?duì)高度是3644米，前進(jìn)營(yíng)與珠峰頂?shù)南鄬?duì)高度達(dá)2344米。
這讓人很是好奇，他們是怎樣把信號(hào)打到這么高的珠峰頂，并實(shí)現(xiàn)登頂路線5G連續(xù)覆蓋的?
答案是：Massive MIMO。
Massive MIMO是5G關(guān)鍵技術(shù)之一，主要具備兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：覆蓋能力提升和通信容量提升。
覆蓋能力提升
首先，Massive MIMO通過大規(guī)模天線陣列技術(shù)，控制每一個(gè)天線單元傳輸?shù)南辔缓头葋懋a(chǎn)生具有高度指向性的窄波束，使信號(hào)能量更集中，可明顯提升單站覆蓋能力。
其次，5G Massive MIMO還增加了垂直維度，網(wǎng)絡(luò)從2D覆蓋進(jìn)化到3D立體覆蓋，且垂直覆蓋角度更寬，可大幅提升高樓和低空覆蓋水平。
再則，Massive MIMO波束可自適應(yīng)不同的覆蓋場(chǎng)景，在3D空間內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)，可靈活應(yīng)對(duì)不同的覆蓋需求。
通信容量提升
Massive MIMO可通過MU-MIMO，將在空間上復(fù)用的多個(gè)數(shù)據(jù)流同時(shí)發(fā)送給多個(gè)用戶，從而可成倍提升小區(qū)容量。
本次實(shí)現(xiàn)珠峰5G覆蓋正是得益于華為領(lǐng)先的Massive MIMO產(chǎn)品和豐富的全球商用經(jīng)驗(yàn)。據(jù)悉，華為AAU設(shè)備天線陣列天線有效口徑更大，采用濾波器和天線一體化設(shè)計(jì)，并通過波束賦形算法，三維立體波束在垂直維靈活度高，可以更好匹配珠峰這種復(fù)雜的高山場(chǎng)景，立體覆蓋適配靈活的覆蓋需求，覆蓋能力比業(yè)界高1.5dB，覆蓋半徑增加9% 。
5G基站供電和傳輸是怎么解決的?
Massive MIMO技術(shù)解決了珠峰5G無線覆蓋和容量問題，但5G基站要開通，得持續(xù)供電，還需傳輸連接，那珠峰5G基站的這些配套是怎么解決的呢?
考慮地形及氣候條件惡劣，珠峰基站供電肯定是第一大難題。
從中國(guó)移動(dòng)的直播視頻看，珠峰基站供電采用了市電、太陽能和油機(jī)方案。
具體的說，大本營(yíng)的基站采用了市電+太陽能+油機(jī)的組合供備電方式，但過渡營(yíng)和前進(jìn)營(yíng)沒有市電，采用了油機(jī)互為備份的供電方式。
油機(jī)解決了海拔5800米和6500米營(yíng)地的基站的供電，但低溫低氧會(huì)導(dǎo)致油機(jī)無法啟動(dòng)和輸出功率不足，以及油料有限、運(yùn)輸困難等問題，因此，在有限的供備電配套下，要保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)基站設(shè)備能耗也提出了高要求。華為5G基站設(shè)備芯片集成度高，采用整機(jī)散熱的方案，整體能耗低。
但接下來BBU和AAU/RRU之間的前傳如何解決?
微波?
很方便。
但不可行。
考慮當(dāng)?shù)氐匦魏蜌夂驐l件，微波受風(fēng)雪影響較大，傳輸可靠性低;微波“大鍋”也難以安裝固定，施工難度大;且微波不支持前傳eCPRI協(xié)議。
因此前傳還得用光纜，而且為了提升抗損毀能力，滿足低溫條件，避免破土動(dòng)工影響生態(tài)，還得使用鎧裝光纜。
這就考驗(yàn)傳輸施工了。絨布寺到前進(jìn)營(yíng)之間的光纜拉遠(yuǎn)距離估計(jì)約25公里，每個(gè)站點(diǎn)需8芯，共需24芯光纜，而為了方便運(yùn)輸，長(zhǎng)約3公里的光纜會(huì)被裁剪成1.5公里一段，再由人來肩抗到目的地，同時(shí)，這要求傳輸工程人員需在惡劣環(huán)境下現(xiàn)場(chǎng)多處、多點(diǎn)熔接光纖。
現(xiàn)場(chǎng)人員表示，遇到天氣突變，暴風(fēng)雪來襲，現(xiàn)場(chǎng)根本無法進(jìn)行光纖熔接。光纜被埋在雪里后，沿途尋找斷點(diǎn)相當(dāng)困難。
工程施工有多難?
珠峰空氣含氧量只有內(nèi)地的38%， 風(fēng)季時(shí)風(fēng)速高達(dá)50米/秒，氣溫常年在-30℃~-40℃。從設(shè)備搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)施工，工作之艱辛無法想象。
盡管設(shè)備和輔材都是通過牦牛馱運(yùn)上去的，但最后的光纜鋪設(shè)、設(shè)備安裝等，仍然要靠人力完成。
一盤3公里的鎧裝光纜重700公斤，裁剪成1.5公里一段后，每運(yùn)輸和鋪設(shè)一段光纜需20人同時(shí)肩扛，在這種連走路都要大口喘氣的惡劣環(huán)境下，挑戰(zhàn)的不是體力，而是意志力。
基站設(shè)備安裝同樣如此，設(shè)備重量每增加一公斤，都意味著設(shè)備搬運(yùn)和工程施工更艱辛。若設(shè)備尺寸大，重量重，迎風(fēng)面積大，還會(huì)對(duì)塔桅帶來風(fēng)荷載挑戰(zhàn)。這極其考驗(yàn)基站設(shè)備的尺寸、重量和安裝簡(jiǎn)便性。同時(shí)，嚴(yán)酷的環(huán)境還對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求，否則會(huì)讓后期維護(hù)工作苦不堪言。
因此，客觀的講本次珠峰5G成功開通也充分反映出華為5G基站設(shè)備具備重量輕、體積小、迎風(fēng)面小、易部署、易安裝等特性，以及在低溫低壓等極端條件下依然可以穩(wěn)定工作的高可靠性優(yōu)勢(shì)。
5G登頂珠峰，這是一個(gè)注定要記入史冊(cè)的通信工程項(xiàng)目。從整個(gè)項(xiàng)目過程看，5G成功登頂珠峰離不開比較先進(jìn)的5G技術(shù)加持，更是中國(guó)移動(dòng)和華為等通信人不畏艱辛、奮力拼搏的結(jié)果。
這個(gè)偉大的項(xiàng)目就像是中國(guó)通信幾十年的縮影。從1G空白、2G跟隨、3G突破、4G并行到5G領(lǐng)先，一代一代的通信人前仆后繼，勇攀高峰，不正像登頂珠峰一樣嗎?
今天，我們創(chuàng)造了5G登頂珠峰的奇跡，也折射出一代代通信人的艱辛與不易，更見證了中國(guó)通信的成功。致敬所有勇攀高峰的通信人!
