面向智慧建造的5G网络建设方案研究

发表时间:2020/8/11   来源:《科学与技术》2020年3月8期   作者:1董丽华 2王学敏 3高娃 4王姝
[导读] 5G网络的加速部署推动了各行各业信息化进程的加速,
        摘要:5G网络的加速部署推动了各行各业信息化进程的加速,传统的建造行业萌生了依托于运营商网络的智能化、信息化技术需求,这对运营商网络建设时的设备选择、配套选择、建设周期等提出了更高的要求。文章着眼于面向智慧建造应关注的行业特点、需求及传统建设方式弊端,提出了一种可有效解决现有建设方式不足的5G网络建设方案。
        关键词:智慧建造  5G网络  建设方案
0 引言
        近年来随着建造业的快速发展,智慧建造开始出现在人们的视野中。智慧建造就是在建造过程中利用各种智能技术,提高建造过程的智能化水平,使建造更安全、性价比更高、质量更优。高效优质的移动通信网络将成为智慧建造不可或缺的一部分,但现有的基站建设方式在工期、造价、灵活性等方面并不能很好的匹配智慧建造的场景和要求,需要部署5G网络满足智慧建造的网络需求。
1 智慧建造对网络的要求
1.1智慧建造的特点
        建造场景与运营商传统的网络覆盖场景明显的不同,主要体现为以下三个特征:
        第一是流动性强,生产者和生产设备随着建筑物建造地点、施工部位的改变而在不同的空间流动。
        第二是临时性,建筑施工的工期从几个月至几年不等。
        第三是多样性,建造场景多样,常见的建造场景有露天场景、高空场景、地下场景等。
1.2智慧建造的需求
        智慧建造涉及多个类型的应用,对网络的带宽、时延要求都很高。如高清视频监控、巡检机器人等应用需要上下行带宽超过30Mbit/s,远程现场VR复杂装配培训、机械自动控制等应用需要网络时延低于30ms。
1.3当前网络建设存在的不足
        运营商传统的覆盖重点主要是基于用户分布和业务量,在工程建造施工区域等场景,一般2/4G/WLAN网络覆盖较差,且网络速率和时延不能有效满足新兴应用的要求。从工期、效益、工程安排等方面出发,运营商传统的建网方式不能智慧建造场景流动性、临时性和多样性的需求。
        综上,面向智慧建造,急需依托于5G网络eMBB、URLLC、mMTC三大特性,构建一整套低成本且可快速响应网络需求的建网方案、工具和设备。
2 5G网络建设方案
2.1基站主设备选择方案
        结合主流的通信设备厂家可提供的5G基站设备和目标场景,主设备选择建议如下:64TR AAU设备适用于楼高30米(10层)以上的建造场景,可充分发挥其垂直维度的覆盖优势;32TR AAU设备适用于楼高30米(10层)以下的建造场景,满足覆盖要求的同时可减少功耗、降低造价;8TR RRU设备适用于空间要求较高的场景;4TR杆站适用于地下场景,也可用于室外空间小、要求美观的场景;2TR RRU、室内2TR/4TR分布式皮基站不适用智慧建造场景。
2.2基站配套选择方案
        (1)拼装式流动基站
        流动基站为室外型应急保障机柜,装置分为主设备仓、射频仓、辅助仓。主设备仓(电源仓)采用密封形式,可按需安装各厂家BBU,增配蓄电池组增加设备稳压功能续航时间。射频仓采用栅栏形式,可采用插入式方式安装3台双通道RRU,并布放电源线、光纤、馈线。辅助仓手摇升降杆顶部可安装1-3面天线。辅助仓配备交流输入、交流输出、传输输入、馈线输出接口,见图1。
        该基站机柜内部线缆可按需提前布放,RRU与天线按通信安装规范布放馈线,并做预留。装置自重75KG,设备满配总重180KG,可实现2人快速部署。
         
        (2)塔房一体化基站
        塔房一体化基站主要包括铁塔支撑、塔体(可为管塔或升降塔)、机房(可替换为室外电源柜)、机房底座等。塔体高度可调节,单抱杆可同时安装天线和室外RRU。机房部分为选配,可按照普通基站机房配置标准见图2。
        该基站是一种快速集成通信装置,具有安装搬运便捷、塔体高度灵活、重复使用等优点。在对基站高度要求较低的场景,可进一步简化塔房一体化基站的配置,缩短安装时间,节省安装空间。
        (3)车载式基站
        车载式基站包括集装箱机房、车体(拖车架)、升降塔等主要部件。集装箱机房用于安装主设备、开关电源、蓄电池等设备,升降塔主要安装天线和RRU设备,RRU也可放置于机房顶部,基站整体构成见图3。
        车载式基站可替代应急通信车,具有占地少、运输方便、选址简易的特点。
四 方案对比
        与传统建设方式相比,拼装式流动基站、塔房一体化基站、车载式基站在配套建设上,均降低了协调难度、节省了建设投资、缩短了建设工期,且配套可重复使用,提高了设备利用率。不同配套建设方式对比如下:

         在实际基站部署时,可根据具体场景、业主要求等选择合适的建设方式。
五 结束语
         本文主要面向智慧建造场景的5G基站建设,通过总结运营商及铁塔公司的基站建设经验,提炼其中适合智慧建造场景的建设方式,指导智慧建造场景5G基站的规划和建设。
         
       
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