5G

5G为珠峰高程测量护航

作者:刘晶来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-05-24 08:24我要评论

5月21日,2020珠峰高程测量登山队登顶测量计划再次调整,珠峰近日的大雪阻碍了计划。从5月12日第一次登顶时间、5月22日第二次登顶时间计划的改变,更凸显了珠峰高程测量的不易。在背后提供服务支撑的团队也一直在坚守,其中就包括为高程测量进行通信保障的运营商团队。

5G基站要尽可能接近峰顶

2020年4月30日,中国移动完成了珠峰6500米前进营地5G基站的建设开通,这是全球最高海拔的5G基站。随着这个基站的建成开通,中国移动完成了在5300米珠峰大本营、5800米过渡营地、6500米前进营地三个营地3个4G基站、5个5G基站建设开通计划。5800米、6500米5G基站的主要任务之一,就是保障此次珠峰的高程测量科考工作。

中国移动网络事业部无线网络优化室副经理张阳告诉《中国电子报》记者,本次5G上珠峰,需要对大本营、前进营和珠峰峰顶进行4/5G网络覆盖。中国移动接到保障任务之后,经多次研究讨论、链路预算仿真,确定在5300米、5800米、6500米三个阶梯海拔营地建设基站,一方面,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。另一方面,为登山线路提供较好的网络覆盖连续性。考虑珠峰地区高寒低压的气候特点、恶劣的自然环境等情况,商议后,决定选用华为基站设备建设珠峰区域无线网络。在建设方式上,继承西藏公司高原基建经验,采用三叉配重式抱杆固定安装,应对珠峰大风天气。

除了无线网络方案,通信系统的其他要素——电力、传输、核心网、终端也统一考虑。首先是电力问题, 5800米、6500米营地没有市电,需要通过太阳能和油机发电。5G能耗很大,目前依然是4G基站能耗三倍左右,高原上低压低氧导致油机输出功率不足,断电退服风险高。“我们想了很多灾备和应急预案,包括保障级别划分、巡查维护、油机备份、油料储备等等,确保在通信保障的关键时刻网络安全稳定运行。”张阳说。

中国移动最终在近端传输上确定了铺设铠装光缆方案,提升抗损毁能力,同时可避免破土动工影响生态;在核心网采用NSA/SA双模方案,对沿线传输链路进行10GE扩容并对珠峰沿线177公里传输干线和节点机房升级改造,SA核心网的跨省传输链路专门配置了四重备份保障;在终端联合华为给用户量身定制保障方案。

5.8吨光缆人工扛上去

上过高海拔的人一定对高山缺氧深有体会。要在5300米、5800米和6500米上建5个5G基站是什么体验?作为中国移动此次通信保障现场负责人,西藏移动网络部无线优化中心负责人李崇明说:“虽然我已经有了2013年在珠峰大本营5300米建设4G基站的经验,但再往上,5800米、6500米这两个营地没有真正体验过,实际工程建设难度比我想象中的更难。”

5800米和6500米营地都是山路,基站和供电等设备是通过牦牛驮运上去的。而传输光缆要从海拔5300米的珠峰大本营布放到6500米前进营地,共计需要铺设25公里的光缆。

“一盘3公里的铠装光缆重700公斤,25公里的光缆重5.8吨,全部要靠人工扛上去。在珠峰这样一个走路都要大喘气、天气又及其恶劣的地方,运输一盘3公里的光缆需要40人同时肩扛。”李崇时说,“走几步就得休息一下,不是累,是缺氧。”终于,4月19日下午开通5800米营地5G基站,较预期提前一天。

6500米与暴风雪遭遇

6500米前进营地,俗称魔鬼营地,气温零下二十几度,甚至有零下三十多度的极低气温,氧气稀薄,对身体是一种严峻的挑战,对于非专业登山者来说,到这个地方就是在与魔鬼亲密接触。

6500米前进营地长期受高寒气候影响,表面形成一层冻土,两米以下就是冰层,在6500米高海拔要挖一个0.5米深的槽沟用于放置铁塔支架,非常不易。在完成挖槽,又用了整整一天完成基站安装后,珠峰天气突变,暴风雪来临,导致无法进行传输熔接,同时极低气温造成油机输出功率不稳定,无法为基站正常供电,6500米基站无法提前开通。为确保安全,4月21日撤离5800米和6500米营地进行修整。

4月25日和26日,建设团队分两个梯队重新上6500米营地继续施工。“受珠峰暴风雪天气影响,传输被落石损坏,传输光缆被埋在雪里,传输维护人员沿途寻找断点相当困难,6500米基站迟迟无法开通,大家心急如焚,但也束手无策,只能寄希望于拉平(中国移动员工)他们尽快找到断点并处理。”李崇明说,“珠峰天气虽然好转,但仍在飘雪的艰难环境下,通过连续作战,最终于4月30日15:50分成功开通6500米5G基站。”

怎么保障5G信号打到峰顶

本次5G上珠峰的最大技术难点,就是珠峰峰顶的网络覆盖和性能保障。

5300米珠峰大本营到峰顶的直线距离超过20公里,5800米过渡营距离峰顶13公里,6500米前进营距离峰顶也还有5公里,网络覆盖距离超过了一般情况下5G的覆盖能力。如何保障5G信号打到峰顶?

张阳说,珠峰大本营和前进营可直视珠峰峰顶,中间无遮挡,并且珠峰区域没有各种嘈杂的无线信号干扰,无线传播环境更加洁净,相同覆盖距离,无线信号的信干噪比SINR相较内地城市可以达到一个更高的水平,意味着可以获得更高的速率,这是远距离覆盖珠峰成为可能的一个条件基础。

另一方面,中国移动抽调了3名内地省公司的5G技术专家赴珠峰大本营现场支援,协同西藏公司、华为进一步完善保障方案,通过理论推算和实测验证的方式评估覆盖能力、制定应急预案,研究调整5G设备参数,适应远距离传输需求。

“5G的 Massive-MIMO大规模阵列天线有一个技术特点是波束赋形,将信号能量集中对准珠峰,提升信号强度。”张阳说,“同时,中国移动5G SA网络与华为5G SA手机终端配合,发挥终端上行4发能力,结合5G基站2.6GHz频谱160MHz载波聚合功能,5G上下行速率提升50%以上,能够满足峰顶文件下载、高清直播、视频回传等多用户大带宽通信需求。”

张阳说:“由于珠峰的特殊性,珠峰峰顶我们无法提前测试,峰顶性能优劣与否基本就是‘一锤子买卖’,我们在拉萨提前进行了多轮模拟测试。”从4月7日开始,中国移动协同华为公司在拉萨寻找与珠峰环境相似的点,最终测试点选择在自治区人民医院建设5G基站,测试人员爬上米琼日寺山上进行测试验证。

“在完成工程建设后,测试人员在山上无论如何都无法接受到5G信号,得出5G覆盖不了这么远的初步结论,当时真是被吓得一身冷汗。”李崇明说,“在华为后方研发人员反复研究下,发现是由于参数设置不完整导致,并于4月18日调整参数进行再次测试,达到了在100MHz带宽下,上行和下行速率为40Mbps/400Mbps以上的效果,满足峰顶需求,为了做好珠峰通信保障技术支撑。”5月2日,新华社登山队反馈在7790米营地实测5G上下行速率达到70Mbps/826Mpbs。

为登顶通信保障坚守

中国移动西藏公司计划建设部的陈刚,主要负责本次2020年珠峰高程测量后期的网络维护保障工作。

在完成4G\5G基站建设同时,中国移动在珠峰大本营、5800米过渡营地、6500米前进营建设有互联网专线解决VR、高清摄像头直播回传需求。“直播珠峰”已经成为继“云监工”之后,最火的慢直播节目。

陈刚告诉《中国电子报》记者,他们针对本次保障累计投入150余名网络建设与保障人员,其中12名人员长期坚守在海拔5800米以上区域保障通信畅通。在珠峰做通信维护保障,困难主要在三点:一是基站供电困难,二是传输线路维护困难,三是网络直播维护困难,更重要的是峰顶网络保障的难度大、压力大。

供电难是珠峰通信网络的最大难点。

5300米大本营基站是市电+油机的供电方式,在5800米、6500米是纯油机供电的方式,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,由于6500米营地气候非常恶劣,气温低至零下30度,油机输出功能严重下降,前进营地基站供电存在较大问题。

6500米到底有多冷?陈刚说:“不仅人承受不了,机器也承受不了,电脑在上面开不了机。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。”

为了做好保障,中国移动一是在5800米和6500米营地各配备5台油机,采取3+2备份方式;二是在油机外增加一个保护帐篷,保证油机温度;三是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;四是在6500米营地储备600L应急油料,在5800米储备300L应急油料。

5月20日,记者再次联系陈刚,距离上次连线已经过去了十多天。“我的同事们一直没有撤,继续坚守在5800米、6500米营地。”陈刚说:“前两天5800米有一位同事生病了,6500米的同事换了一波继续守。我们仍然隔两天送200升油料上去,每个营地每日消耗约80-90升油料。不冲顶的时候,基站从早9点开到晚10点,冲顶的时候,就是24小时保障。”

“5月19日,这里又下了一场雪。”对于珠峰高程测量登山队二次撤回,也许陈刚心里是有准备的,“我们有信心克服困难完成通信保障任务。”

珠峰,运营商并不陌生。早在1960年,为配合我国登山队第一次攀登珠峰,邮电部派出报务员随队开展无线通信保障;2008年,北京奥运火炬登顶珠峰,通信人再次圆满完成通信保障任务。尽管参与的人员每次都有变换,但运营商在我国历次重大通信保障中沉积下来的企业精神,已经成为每个员工的职责担当。


责任编辑:赵强
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