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从5G基站建设的角度探讨智慧杆的标准化
作者:    发布于:2019-11-19 08:53   
摘要:导语: 第五代移动通讯技能(5G)已开端发动制作,是工业4.0的根底支撑。跟着5G技能运用的加快推进,5G站点的数量将成倍增长,而才智杆是掩盖广泛、散布均匀的抱......

导语: 第五代移动通讯技能(5G)已开端发动制作,是工业4.0的根底支撑。跟着5G技能运用的加快推进,5G站点的数量将成倍增长,而才智杆是掩盖广泛、散布均匀的抱负的站址资源。

  第五代移动通讯技能(5G)已开端发动制作,是工业4.0的根底支撑。跟着5G技能运用的加快推进,5G站点的数量将成倍增长,而才智杆是掩盖广泛、散布均匀的抱负的站址资源。一起,作为才智城市制作的重要载体,才智杆的运用越来越多,应该从杆上的硬件堆叠走向规范化、系统化,来满意解耦、互通、下降本钱的需求。本文剖析了移动通讯、“多杆合一”、 才智城市对才智杆的需求,并从移动通讯基站制作的视点,讨论了5G制作的根底才能需求,给出了才智杆规范化的主张。

  导言

  在5G商用年代到来之际,全球信息通讯技能(ICT)抢先国家都在活跃规划引导5G与公共设备的交融,直接推进了才智杆的开展。

  德国联邦政府《5G Strategy for Germany》[1]清晰,城市现有的承载设备,如灯杆、交通杆将会是5G的重要组成部分。

  韩国科技和信息通讯技能部(Ministry of Science and ICT)指出,韩国17个行政区的相关部分有必要做好(供电、传输等)预备,使得5G设备能够装置在灯杆和交通杆上[2]。

  美国联邦通讯委员会(FCC)在《The FCC's 5G FAST Plan》指出,FCC会削减5G小型化基站在公共设备上布置的批阅程序。

  我国越来越多的地方政府意识到才智杆的重要作用,并在方针层面活跃推进才智杆工业的健康有序开展[3,4]。

  在微观商业层面,才智杆改动了传统灯杆形式,其运用触及多个政府部分和跨职业主体,其出资、运营、办理机制和多方商业形式仍在探究中,缺少一致的才智杆根底设备运营方已成为限制才智杆规划制作开展的重要要素。

  一起在技能规范层面,当时才智杆缺少一致有用的规划,形成重复制作和资源糟蹋,如城市多杆树立、路途重复开挖等现象便是例子。才智杆项目缺少一致的技能规范参阅,导致一些功用演进方面的束缚和各事务组件方面互联互通、数据同享的困难。

  为此,加快树立才智杆一致规范规范,制作具有必定规划的才智杆样板演示,经过商场查验商业形式和跨部分跨职业完成增值,将是下一阶段才智杆工业开展的要点。

  才智杆的需求剖析

  从路灯到才智杆,不是简略的功用叠加。现阶段,推进才智灯杆制作的方向首要有以下三个,三个方向对才智杆的关注点略有差异。

  1、5G站址的需求

  作为第五代通讯技能,5G被认为是万物互联的开端,更高网速(eMBB),牢靠的低延时(uRLLC)和海量的物联网(mMTC)所激起的商业潜力巨大。可是因为速率及频段的进步,在相同装备、相同环境下,5G信号的传输间隔相较4G信号有所下降。

  移动通讯职业有必要经过多种手段提高5G的掩盖才能,包含多天线技能、上下行频段解耦,以及添加小型化站点。在密布城区,移动网络流量冷热散布不均,流量“忙”的体会易受应战。一起在居民区、人流密布商业区以及部分环境保护较高的景区,宏站站址难以获取,简单呈现“盲”点。在5G宏站改造完成后,“忙+盲”区域以及“千行百业+5G”的工厂、园区等,将迎来杆站布置的顶峰, 5G小型化站点的数量将成倍增长。

  5G杆站的布置会逐渐进行,因而需求新建才智杆预留设备挂载接口、电力接入、大带宽传输。其间最重要的是关于5G设备的选型,除了考虑轻盈之外,还要求保证数十瓦等级的功率,以添加掩盖规模,最大化单根杆体的价值。

  2、集约化制作的需求-“多杆合一”

  当时街头有路灯杆、电力杆、监控杆、交通指示牌、广告牌等多种杆体,数量多、品种杂、架起乱的问题越来越杰出。尤其是路口,呈现了“杆件森林”的情况,影响城市市容,并且糟蹋公共资源。为了完成资源“同享、集约、统筹”,下降城市建形本钱,多地城市办理部分开端实行“多杆合一”计划。

  3、才智城市的需求

  跟着城市寓居人口的不断增多,交通拥堵、环境污染、资源糟蹋等“城市病”不断呈现。“才智城市”作为处理城市病的计划浮出水面。才智城市交融人工智能、物联网、5G、大数据、云核算和边际核算技能,将整个城市变成一套完好的神经和记忆系统,对人类行为数据化,搜集、存储、剖析,然后得到最优的处理计划。

  多功用、多传感器、支撑MBB和IoT(Internet of Things)的才智杆将成为才智城市的神经末梢,供给无处不在的智能衔接、智能环境感知和智能路况反应才能,快速处理和会聚信息,传送到才智城市处理中枢,使能各种才智事务的正常工作。在这类需求中,才智杆的运营和办理渠道是未来的魂灵[5,6]。

  才智杆规范化的主张

  移动通讯、“多杆合一”、才智城市对才智杆的需求偏重不同,以下首要从移动通讯基站制作的视点,讨论5G制作的根底才能需求及其规范主张。

  1、系统架构的“三段式”规范化

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图1才智杆设备布局;(左)路途场景(右)园区场景

  从运用场景看,城市才智杆运用首要分为两大类场景(如图1所示)。

  路途场景:杆体高度为9-12 m,满意城市路途照明、智能交通、智能监控、无线通讯、智能物联等运用;

  园区场景:杆体高度为6-9 m,满意中心商务区、学校、工业园等数字化智能园区运用计划。

  无论是路途场景或者是园区场景,关于才智杆架构的需求是归一的。依据设备的运用及挂载要求,才智杆系统架构上咱们引荐选用“三段式”规范化,其间:

  顶段——放置基站及回传等通讯设备,考虑无线掩盖功率最优;

  中段——挂载摄像头、显示屏、传感器等才智单元设备,考虑才智运用易扩展、易保护;

  底段——传输设备、电源设备、边际核算等ICT设备,主张内置杆体。

  2、要害单元的规范化

  2.1 基站单元

  考虑无线掩盖功率,建形本钱和环境要素,5G才智杆站关于射频设备有如下的要求:

  环境友好:能假装,可躲藏;

  极致体会:掩盖区域内供给Gbit/s的速率,具有穿透树木遮挡和一堵墙面的才能。城区杆站距离在100—300 m,选用20—60 W基站模块可完成最佳无缝掩盖;

  保护出资:一次布置,长时间演进;

  接口解耦:基站和灯杆之间接口规范化,下降适配本钱(散热、防水、信号穿透、设备挂载、防雷、线缆安装),如图2所示。

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图2 5G才智杆顶杆解耦

  运用顶杆设备舱规划能够有用完成基站和灯杆的解耦。经过顶杆仓的规范化法兰,杆体厂家在规划和制作时只需焊接此规范化法兰,后续待运营商有加站需求时,直接将顶杆仓加载在才智杆顶端规范化法兰上,保证未来加站最小化本钱投入,即便基站设备发作改动也不会影响杆体。

  2.2 电源单元

  ★电源一体化MIMO(multiple input multiple output)规划。才智杆汇集了摄像头、环境传感器、WIFI、无线基站等各类设备,设备的供电电压、功率、输入输出等各不相同,因而才智杆用电源需求满意MIMO多路输入输出和智能办理规划,输入兼容HVDC与220 VAC,当负载功率较大且有拉远时挑选HVDC供电,以下降电缆损耗、节约能源;输出支撑12 VDC、24 VAC、-48 VDC等,以满意不同负载供电。

  ★智能监控办理。5G的开展带来海量的才智杆站点,其保护办理将面对严峻的应战,才智杆站电源需求支撑智能网管功用,具有监控本身输入、输出、毛病等运转状况信息,并上报给网管,以满意一致长途架空办理,下降归纳运维本钱。

  ★才智杆弱电化。电源模块化规划,支撑才智杆设备悉数弱电化。LED灯与LED屏也能够考虑输入直流化,强电不上杆,下降人员被杆电击危险。

  2.3 传输单元

  ★有线传输。才智杆需求会聚网络设备支撑10GE/GE/STM-N和通讯基站专用接口如eCPRI/CPRI多事务接入,节约很多挂载运用设备的通讯会聚接入出资。线路到达带宽100 Gbit,选用OTN硬管道,支撑事务物理阻隔,保证事务安全。选用时延补偿技能。

  ★无线传输。比较有线传输,无线传输针对无光纤到位的场景。现在才智杆的无线传输处理计划可选用专用无线网络或小微波计划。典型情况下,关于视频回传有移动需求的小带宽场景,引荐用专用无线网络计划;若是无移动需求的固定视频回传大带宽场景,引荐用小微波计划。

  3、才智杆运维的规范化

  才智杆站是才智城市的节点与信息进口,杆体承载多事务,要经过一致运维办理渠道。办理渠道要注意以下三项功用。

  ★才智杆地理化可视。才智杆办理渠道,支撑一切接入前端设备的GIS地图展现,支撑GIS地图可视化展现渠道运维设备概况,供给大街、区域、设备查找功用,支撑检查一切前端接入设备告警、毛病信息、信号强度、开关灯状况、和调光等级等。

  ★跨职业场景间联动。才智杆办理渠道具有多事务场景间联动特性,能够在办理才智多功用杆相关设备的根底上,扩展办理更多才智城市类设备,例如烟感、井盖、垃圾桶等。关于接入的不同职业场景,经过设置必定的规矩,供给不同物联网事务/终端间的联动(如烟感报警后触发规矩:对应的摄像头将监控视点对准预设的烟感方位)。

  ★分权分域办理。才智杆办理渠道具有完善的分权分域办理功用。能够经过设置不同的人物、用户完成对分区域、分设备、分功用的权限办理。

  此外,才智杆办理渠道能够经过设置客户组对系统办理方的客户进行授权,被授权的客户能够依据所赋予的权限检查、操控、办理所属设备。经过此功用能够使系统办理方以SaaS(software as a service)化的方法向其客户供给才智杆子模块的功用服务。

  结语

  跟着5G年代的到来,才智杆相关的方针拟定、职业规范及职业样板点的制作都将会加快。咱们信任,在方针与规范的牵引下,才智杆制作将与5G布置相得益彰,一起构筑新式才智城市的根底。

  参阅文献

  [1]5G Strategy for Germany.

  [2]Better utilization of 5G equipment and facilities.

  [3]深圳市多功用杆智能系统技能与工程制作规范.2018.

  [4]广东省信息根底设备制作三年行动计划(2018—2020年).

  [5]吴春海.才智路灯的运用讨论.照明工程学报,2017, 28(5):24-26.

  [6]庄晓波,李文鹏,杨樾.才智路灯规范系统结构研讨.照明工程学报,2016, 27(4):12-20.

修改:严志祥

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