5G对通信基础设施的影响分析

摘  要：5G网络商用性能指标测试多用户小区下行峰值速率达到5.5 Gbps、室外连续覆盖性能单用户平均下行吞吐率超800 Mbps。5G的网络架构属于目前较复杂的网络架构，已经开启万物互联新时代。5G无线接入网架构一般是从4G BBU、RRU的两级结构变成CU、DU、AAU三级结构。基于5G技术对通信基础设施的影响进行研究，浅析5G商用网络在铁塔、配套电力设施、管廊的发展中的应用。

关键词：5G;通信;基础设施

中图分类号：TN929.5       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）09-0059-03

Analysis on the Impact of 5G on Communication Infrastructure

LI Chen

（Urumqi Branch of China Tower Co.，Ltd.，Urumqi  830001，China）

Abstract：The 5G network commercial performance index tests that the multi-user cells downlink peak rate reaches 5.5 Gbps and outdoor continuous coverage performance. The average downlink throughput rate of a single user exceeds 800 Mbps. The 5G network architecture belongs to the current more complicated network architecture，which has opened a new era of internet of everything. The architecture of 5G radio access network generally changes from the two-level structure of 4G BBU and RRU to the three-level structure of CU，DU and AAU. Based on the research of the impact of 5G technology on the communication infrastructure，it analyzes the application of 5G commercial networks in the development of iron towers，supporting power facilities and pipe corridors.

Keywords：5G;communications;infrastructure

0  引  言

基础设施主要是指供水供电、园林绿化、文化教育、技术与科研服务、交通、邮电、环境保护、卫生事业等，基础设施是我国国民经济发展的基础。通信基础的设施构建通常会需要长时间和大笔资金的投入，特别是我国偏远区域通信基础设施的创建，需要国家加强关注。通信基础设施应同水、电、气等市政公用基础设施一致同步规划、同步设计、同步施工、同步验收，中国铁塔股份有限公司乌鲁木齐市分公司报告了5G对铁塔、外电、电源配套设施等发展的现状，明确了5G在我国发展的情况，可见，5G对通信基础设施发展有深远意义。

1  5G的相关概述

5G，指的就是第五代移动电话行动通信标准，从现阶段来说，5G下载速度已远远超过4G，目前已经可以到1.25 GB/s。5G与2G、3G、4G有所不同，其主要区别在于5G主要是针对现有的无线接入技术，这其中就有2G、3G、4G以及Wi-Fi演进，同时还重新增加一些补充性的无线接入技术的相关解决方案。5G主要可以运用于eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、URLLC（超可靠低时延通信）。5G也被称为第五代移动通信技术，将其运用于通信基础设施的发展中，对于我国通信行业发展有一定作用。近两年来，5G技术迅速发展，用户群体也越来越多，这其中不仅归功于三大运营商的努力建设，各大手机厂商也在背后推波助澜。根据工信部最近发布的数据，截至今年3月底，全国已建成5G基站19.8万个，套餐用户规模超过5 000万。终端方面，截至今年4月20日，已有95款5G终端获得入网许可，同时5G手机的价格也被拉低到了2 000元以下，可以让用户以更加优惠的价格买到5G手机。

2  5G对通信基础设施的影响分析

新基建的产生，促进了我国进一步发展。新基建包含的内容较多，如信息基础设施、融合以及创新基础设置，通信基础设施也是其中的关键部分。5G基建、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网5G组网架构主要可以分为独立以及非独立组网[1]。独立组网多是指无线网以及核心網，这两者之间拥有独立控制面以及用户面，要保障业务的连续性，现网EPC需升级支持跨核心网的移动性;非独立组网5G NR应在4G核心网上进行连接以保障峰值速率的快速提升;但由于4G网络升级改造难度较大、方案不同、业务支持能力也存在一定差异，需引起相关部门的特别重视[2]。G组网架构演进，将产生的CU/DU合设到CU/DU分离的三种部署方式分别是：5G设备集中部署包括机房条件、5G新业务需求、光缆资源。在5G网络发展以及进步的不同阶段，其CU/DU部署策略也不同，初级阶段CU/DU以合设分散部署为主。武汉5G实验网的三家运营商选择了不同的组网模式：移动及联通运用的是独立组网和非独立组网的组网方式，电信全部采用的是独立组网的组网方式。以上全部使用CU/DU合设模式来对站点进行科学的部署[3]。5G技术运用从国家供给侧改革大背景下，铁塔从专用通信铁塔到利用路灯杆、多功能杆、电力塔等社会塔向通信塔转变，5G电力容量使用量较大，机房部分要重视国家控制性详规中规划批复共享型机房使用，要寻求国家支持，降低直供电及转供电费用。

2.1  配套电力设施

现阶段，5G试点的设备的单系统功耗超过4G单系统功耗约3到5倍，会对电源设备及配套设施产生较大影响。依据3+4备电的要求，机房应该预留600～800 Ah的梯级电池的安装位置，室内单元BBU以及传输设备通常支持19寸标准机柜的安装，其中BBU在3 U上，传输设备超过5 U，还应为散热预留2 U空间;机房温度应在5～30 ℃，能使5G以及传输设备运行稳定性得到极大的保障。专业人员通过计算发现，新增一套5G系统，应对应增加1.5 P空调。使用室外迷你机房或者是机柜过程中，基站设备禁止与开关电源以及电池在同一个机仓内进行安装。通过对设备功耗的计算得出，每增加一5G系统，应科学配置250 A的开关电源模块，或是增加配置300 A开关电源模块;按照国家的3+4备电的要求，每增加一套5G系统，需要配置600 Ah梯级电池，或是800 Ah梯级电池。可是现阶段，存量机房基站存在的市电、配电设备以及蓄电池容量严重不足，机房蓄电池安装空间紧张，这种问题比之前更为突出，需要电源配套工作人员的重视。加上存量机柜基站中配电设备、市电、空调制冷量的极大欠缺，设备扩容空间不足的问题也愈加明显，因此，就需为5G设备增加新型机柜或是迷你机房[4]。

2.2  铁塔

截至今年4月初，中国铁塔累计建成5G基站超20万个。全国各地都在抢抓5G建设机遇，作者所在铁塔公司全力承接了乌鲁木齐移动公司、乌鲁木齐电信公司同时启动的5G二期项目建设任务。中国铁塔股份有限公司乌鲁木齐市分公司按照新疆公司高质量发展要求，以“共享牵引、方案创新、统筹增效、协同发展”全力打赢乌鲁木齐“5G交付大会战”。乌鲁木齐铁塔在2019年交付900个5G基站的基础上加紧复工复产力度，多措并举全力承接移动公司、电信公司2020年提出的约2 000个5G基站需求。

我国网络化以及宽带化快速推进，中国铁塔在世界各地的应急通信网业务上获取的站址服务需求越来越多，预计总体建设的铁塔规模在今年内累计可达在5 000个。铁塔可以为环境监控、地震监测、海事监控等提供服务。国资委和工信部在《关于2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见》文件中不仅提到了让铁塔公司去统筹运营企业的建站需求、承担共建共享的任务[5]，还提到了其他社会企业也可在共建共享的原则框架下依据市场化机制积极参与通信基站的建设。从基站数据就可以发现，5G AAU与传统设备面积有所下降、重量有所增加。5G AAU（64T64R）挡风面积0.4 m2，相较于传统设备降低了大约20%;重量43 kg，相较于传统设备增加10～20 kg;5G AAU（64T64R）宽度约0.5 m，比传统4G天线增加40%。减小5G AAU挡风面积，可以极大减少风荷载，对铁塔的承载较为有利;重量增加对铁塔承载力不会产生太大的影响。如果出现空余抱杆，就可以进行直接挂载;若是无空余时，可以以传统方式作为参照对象进行加固改造。

目前，各地都将5G列入优先发展的领域，超前规划5G网络，加快培育5G產业，并全力支持中国铁塔开展站址规划和资源统筹。坚持创新驱动，引领技术攻坚。中国铁塔紧随5G研发和商用进程，联合厂家共同研发适应5G技术特点的新型塔房和配套设施，支撑相关产业逐步发展成熟。铁塔发展还需深化行业共享，协同行业发展。中国铁塔坚持能共享不新建、能共建不独建，全力支撑服务三家电信企业快速经济地建设5G网络。铁塔创新建设模式和服务模式，把资源统筹优势、政策支持优势转化为低成本、高效率的建设优势。拓展社会共享，支撑智慧互联。中国铁塔持续深化共享发展的理念，推动“通信铁塔”与“社会杆塔”相互转换，保证成本节约。中国铁塔将充分发挥全世界独一无二的巨量铁塔站址资源优势和专业化、集约化运营优势，为各行业提供信息化解决方案。

2.3  5G对管廊的影响分析

管廊管理制度落实过程中，需要管理人员在短时间内及时且准确地掌握本身工作的生产动态，对于跑、冒、滴、漏等安全隐患险情实施控制。各区域可以利用5G技术保障无线对讲巡检制度的实施，同时将制度内容日常考勤考核挂钩，包括检查巡检钟、挂牌巡检、巡检仪、巡检棒等手段，增强巡检效果。为了提高管廊巡检智能化的效率，在巡检过程中应实时对设备情况进行记录、确认及汇报，要求将随身携带的巡检设备与基本通话对讲工具结合在一起，构建巡检、路线、回放等功能集群。管廊数字无线对讲集群巡检系统是以5G技术发展为基础，并融合数字集群技术、有源RFID技术，将对讲机与RFID技术结合，简化巡检人员的巡检方式。另外，综合地下管廊内部结构复杂且距离较远，为此需要部署大量传感器对综合地下管廊进行全面信息化监测管理，而5G技术的到来，管理人员可在第一时间掌握管廊运行状态，提高管理效率。对管廊内进行全面的网络建设，可以为业务传输提供支撑。

3  结  论

5G在我国的发展迅速，其对于不同行业的发展起到很大的作用，特别是5G+智慧制造、5G+智慧电网、5G+智慧矿山、5G+智慧商圈、5G+智慧医疗、5G+智慧环保、5G+智慧教育、5G+智慧消防，促进了5G的应用发展。因此，相关人员应通过5G对通信基础设施的影响，例如外电、铁塔等，可以明确5G已经逐渐在不同行业的发展中得到广泛应用，因此，国家有关部门需要重视5G技术的应用，促进我国通信行业的快速发展。

参考文献：

[1] 李宏佳，王利明，徐震，等.5G安全：通信与计算融合演进中的需求分析与架构设计 [J].信息安全学报，2018，3（5）：1-14.

[2] 刘珊.黑龙江省通信管理局程建军委员为省“两会”建言献策 加强通信基础设施统筹 加快推进5G发展 [J].通信管理与技术，2019（1）：5.

[3] 赵志辉，马迎.基于5G的高校信息化分析与应用研究 [C]//中国计算机用户协会网络应用分会2018年第二十二届网络新技术与应用年会论文集.中国计算机用户协会网络应用分会：北京联合大学北京市信息服务工程重点实验室，2018：246-248.

[4] 杨万鹏.5G移动通信技术发展探究及其对基站配套影响分析 [J].通讯世界，2019，26（5）：125-126.

[5] 张建强，付道繁.5G技术演进对通信基础设施的影响及解决建议 [J].电信快报，2019（1）：6-8.

作者简介：李晨（1983—），男，汉族，天津人，通信工程师，本科，研究方向：移动通信网组网规划及演进路线。