基于5G网络的通信基站建设与维护概述_张明明.pdf
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1、2023 年1 月Jan2023DigitalTechnology&Application第 41 卷第 1 期Vol.41No.1数字技术与应用104中图分类号:TN929.5文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2023)01-0104-03DOI:10.19695/12-1369.2023.01.32基于 5G 网络的通信基站建设与维护概述广东省电信规划设计院有限公司张明明当前的 5G 基础设施尚处于建设阶段,基站是其中最为关键的组成部分,也是 5G 组网的必要条件。本文首先分析 5G 网络通信基站规划的要点,然后总结了 5G 基站安装的内容及方法,最后探讨了 5G 网络的维护方
2、法。5G 网络通信基站由电源、配电单元、BBU、AAU、光纤、卫星天线等组成,其系统结构较为复杂,在建设5G 网络基站时要以地区总体资源为参考依据,进行全面的布局,选择适宜的 5G 基站站址、评估通信铁塔的承载能力、评估电源的承载能力,必要时开发新的 5G 站址。掌握 5G 通信网络基站的规划设计方法、施工要点以及5G 网络的维护方法具有重要的工程应用价值。1 5G 网络通信基站的特点国内 5G通信的频段为 2.6GHz、3.5GHz 以及4.9GHz,分发给不同的 5G运营商,而 4G通信网络的频段为1880 1900MHz、2320 2370MHz、2575 2635MHz。对比可知,5G
3、 网络的通信频段均为高频,并且远高于4G 通信的频段。按照波长和频率之间的关系,单个 5G基站的通信覆盖范围小于 4G 基站,因此,如果 5G 通信网络要实现与 4G 相同的覆盖率,其基站的数量要多于4G 基站,据估计,5G 基站的数量比 4G 基站多出 1.5 倍到 2 倍。如表 1 所示列举了 5G 基站的配套设施。2 5G 网络通信基站整体规划的要点2.1 调查可用站址资源5G 网络要实现足够的覆盖率,就要建设数量充足的通信基站,再加上 5G 基站的数量高于 4G 基站的数量,导致其站址资源相对紧张,在建设规划 5G 网络之前需全面调查城市中可用的站址资源。为了降低建造成本,在5G 基站
4、建设中应秉持“能共享不新建,能共建不独建”,国内在建设 5G 基站时考虑将 5G 和 4G 基站的设施共享。在建设 5G 网络时要调查可用通信基站的站址数量以及分布情况,必要时开辟新的站址1。2.2 分析站址的承载能力(1)通信铁塔承载力分析。在共享共建的基本原则下,现有的2G、3G、4G通信铁塔上可搭载5G通信的设备,主要是5G通信的AAU,其中占用空间资源较大的是AAU中的天线组件(合并了射频拉远单元RRU)。与3G和4G的天线相比较,5G通信基站的天线尺寸更小,主要表现在长度上,整体挡风面积也更小,通常不高于0.5m2。在重量方面,5G的 AAU 比 4G的同类设备有所增加,涨幅在 25
5、%上下。可见,5G的 AAU 对通信铁塔造成了一定的负担2。(2)电源承载力分析。除了通信铁塔,电源也是非常重要的 5G 通信配套资源。5G 基站的基本形态为AAU+DU(分布单元)+CU(中央单元),基站本身的功耗水平大幅增加。根据统计数据,目前一个 5G 室外基站单租户平均功耗在 3.8kW 左右,这一数值是 4G 基站的3 倍左右,再加上 5G 基站的密度高于 4G 基站,因而其对电力消耗显著增加。因此,5G 的电源配套设施也要提前做好规划工作,为保证其可靠性,需同时设计交流电源和蓄电池电源。随着技术的进步,未来 5G 基站的功耗水平有望下降,届时对电源的要求也会有所下降。(3)室内覆盖
6、需求分析。5G 基站分为宏基站和微小收稿日期:2022-09-15作者简介:张明明(1987),男,河北沧州人,本科,工程师,研究方向:通信。表 1 5G 基站的配套设施Tab.1 Supporting facilities of 5G base station配套设施机房环境设备安装空间制冷空调电源配套交流外电输入整流模块容量空开大小蓄电池容量天面空间天面抱杆美化罩BBU 前传光纤资源2023 年第 1 期105张明明:基于 5G 网络的通信基站建设与维护概述基站两种类型,其使用场景不同,宏基站部署在室外,因而发生功率更大,其覆盖半径通常在 200m 以上。由于室内环境不同于室外环境,室内空
7、间更加复杂,信号容易受到建筑物的遮挡,因而要实现良好的通信效果,就要增加微基站的数量,按照宏基站和微基站的数量对比,通常可达到 3:7 的比例。5G 楼宇分布系统建设在工程实践中存在较大的难度3。2.3 总体规划5G 基站建设时的总体规划应涵盖多方面的内容,具体为电源供电线路、通信铁塔的位置、机房的位置、AAU 的安装高度以及方位角等。在整体性规划中通常是针对某一个区域设计出 5G 基站站点的分布位置,充分利用现有的站址,同时开辟新的站址。进入实际的工程建设阶段之后,发现部分 5G 基站的站址受到地质条件、地形因素的影响,不利于施工,此时可在规划站址附近选择合适的位置,通常新选取的站址要位于规
8、划站址半径的 25%范围内,偏差不可过大。另外,在选择 5G 基站的建设地点时要避免其他信号对其造成干扰。尤其要规避城市中的卫星站,此时可借助周边的高层建筑物,阻隔卫星站和 5G 基站之间的信号4。3 5G 网络通信基站施工安装要点3.1 5G 网络通信基站的结构如图1所示,5G基站分为室内和室外两个部分,涵盖了供电部分、配电单元、BBU、AAU、光纤信号回路、GPS接收器以及接地等几个核心组成部分。其中安装工程的重点是BBU、AAU与电源和光纤线路之间的连接和调试。3.2 BBU 安装3.2.1检查安装空间BBU 设备多采用 19 英寸机架或者接柜,其工作时需散热,因此安装空间需保证 BBU
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