5G建设过程中通信铁塔承载能力的提升策略

【摘要】通信铁塔作为5G网络规模化部署和应用普及的关键基础设施，其承载能力的提升对于实现5G网络的广覆盖、多场景、低时延、高带宽等性能诉求有着非常重要的意义。本文从5G通信技术特点入手，剖析了5G发展对通信铁塔承载能力的影响和要求，并深入分析了当前通信铁塔在规划、设计、建设等环节面临的实际困难和问题。在此基础上，本文从战略规划、存量盘活、模式创新、共建共享等维度，提出了一系列切实可行的举措和方案，希望能够为通信铁塔承载能力的全面提升提供参考，助力5G网络的快速建设和产业生态良性发展。

【关键词】5G网络；通信铁塔；承载能力；设施共享；铁塔创新

中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.18.013

5G通信技术是新一代移动通信技术，相比4G通信技术，具有高频谱、大带宽、低时延、广连接等优势，能够支撑万物互联、人机交互等全新应用场景。通信铁塔是移动通信网络的重要承载设施，担负着基站设备的安装、电力供给、信号传输等重要功能。5G时代对通信铁塔提出了更高的承载能力要求，传统铁塔在设计规划、结构承载、站址资源等方面面临诸多挑战和不足，如何提升通信铁塔的承载能力，对于支撑5G网络的规模化部署、推动5G应用的普及融合、赋能经济社会的数字化转型，具有十分重要的战略意义。本文从战略规划、存量盘活、模式创新、共建共享等维度对5G建设过程中通信铁塔承载能力的提升策略进行了分析，希望可以为5G发展提供帮助。

1. 5G通信技术发展对通信铁塔提出了新要求

1.1 5G通信的高频谱、多天线等特点对铁塔承载提出了挑战

5G通信技术相比于4G通信技术，在频谱使用、天线技术等方面有明显的特点，这对通信铁塔的承载能力提出了更高的要求和挑战。5G通信采用更高的频段，如3.5 GHz、4.9 GHz等，这些高频段虽然可以提供更大的带宽和容量，但是其传播距离较短，穿透能力较弱[1]，需要更加密集的基站部署来实现连续覆盖，这就需要通信铁塔能够提供更多的安装空间和承载能力，以支撑大规模的5G基站设备部署。

同时，5G通信还采用了大规模MIMO、波束赋形等多天线技术，通过增加天线数量和灵活调控天线方向，可以实现更高的频谱效率和覆盖性能，但是大量天线的集成也显著增加了铁塔的风荷载和机械应力，对铁塔的结构强度和稳定性提出了严峻考验。5G天线尺寸更大、重量更重，需要铁塔提供更大的平台空间和更强的承重能力，这对铁塔的升级改造提出了迫切要求。

1.2 5G基站设备集成度高、重量大，加重铁塔荷载

与4G基站设备相比，5G基站设备具有集成度高、重量大的特点，加重了通信铁塔的荷载压力，对铁塔的承载能力提出了更高的要求。5G基站采用了AAU、CSU等新型设备形态，将无线单元、天线、滤波器等部件高度集成，虽然大幅减少了设备数量和站址空间，提高了基站部署的灵活性和便捷性，但是设580d2a0592736f61c947ee7c224cb0ca备的高度集成也带来了体积和重量的急剧增加，一个5G AAU设备的重量可达50 kg以上，远超传统RRU设备，当大量的AAU设备集中安装在铁塔上时，会给铁塔带来巨大的重力荷载，考验铁塔结构的承载极限。

5G基站设备还采用了更加复杂的射频技术和散热技术，如大功率放大器、液冷系统等，进一步增加了设备的重量和体积，这要求铁塔提供更大的安装平台和更高的承重能力，这对铁塔选材、制造、施工等环节提出了更加严格的要求[2]。同时，5G基站设备由于功耗大、发热量高，还需要配备更加强大的配套电源和散热装置，这无疑会进一步加重铁塔的附加荷载，对铁塔的供电和环境适应性提出了新的挑战。

1.3 5G网络覆盖能力需求大幅提升，铁塔站址资源紧张

5G网络对覆盖连续性和用户体验有着更高的要求，公司需要在热点区域、城区、郊区等不同场景实现深度覆盖和泛在连接，这就需要通信铁塔提供更加密集的站址资源和更加灵活的部署方案。然而，在城市中心区、景区、交通枢纽等区域，可用的铁塔站址资源十分有限，已有铁塔大多已经被2G、3G、4G等设备所占用，缺乏足够的空间和荷载冗余来满足5G设备的部署需求，导致5G网络覆盖进展缓慢，难以实现预期的网络性能和用户体验。

同时，5G网络还要求在室内场景实现更加精细化的覆盖，需要在楼宇、场馆、地铁等复杂环境中部署大量的小基站，这就需要铁塔公司与业主、物业等多方进行协调，在有限的空间内争取站址资源，并解决供电、散热、美化等问题，这无疑加大了5G铁塔部署的难度和成本。5G网络对站址位置和密度的要求更高，需要在更加精细化的粒度上进行网络规划和优化，这就要求铁塔公司具备更加专业的网络规划能力和更加灵活的站址获取能力，能够根据不同区域的用户分布、业务需求、地形地貌等因素，科学合理地规划和布局铁塔站址，最大限度地挖掘和利用有限的站址资源。

2. 5G建设中提升通信铁塔承载能力的策略

2.1 加强前瞻性规划设计，提高铁塔建设的前瞻性和可扩展性

在5G建设过程中，运营商和铁塔公司需要加强前瞻性规划设计，提高通信铁塔建设的前瞻性和可扩展性，从而更好地适应5G网络的快速发展，满足未来无线通信覆盖的需求，避免重复建设和资源浪费，实现铁塔基础设施的可持续利用。

运营商在规划5G网络时，需要对未来一段时期内的业务发展趋势、用户需求增长、技术演进路线等进行科学预测和分析，结合自身发展战略，合理布局5G基站，并对铁塔选址、高度、平台数量等提出明确要求[3]。对于一些用户密集、数据流量需求高的区域，如商业中心、交通枢纽、大型场馆等，运营商可以考虑超前规划，在现有铁塔的基础上预留出足够的安装空间和承重余量，以便于后期灵活扩容，提升网络覆盖质量和用户体验。

铁塔公司在开展铁塔建设时，需要充分考虑5G基站设备的特点，在确保铁塔安全和稳定的前提下，尽可能提高铁塔的承载能力和使用效率。例如，在设计铁塔平台时，可以根据不同区域的覆盖需求，合理确定平台的数量、间距和方位角，为每个方向上天线的安装预留30%～50%的余量，方便后期扩容。在选择铁塔材料时，可以采用新型高强度钢材、复合材料等，在保证铁塔强度和刚度的同时，减轻自身重量，提高抗风能力。在优化铁塔结构时，可以采用多管塔、角钢塔等新型塔型，减少风阻，并通过增加斜撑、加强连接等措施，进一步提升铁塔的整体稳定性。

2.2 积极开展存量铁塔改造，提高铁塔的承载能力和使用效率

在5G建设过程中，铁塔公司和运营商需要积极开展存量铁塔的改造工作，通过技术和管理手段提升既有铁塔的承载能力和使用效率，盘活存量资源，减少新建铁塔的数量和投资，加快5G网络的部署进度，实现铁塔资源的集约化利用和可持续发展。

铁塔公司需要对存量铁塔进行全面的筛查和评估，根据铁塔的位置、高度、型号、安装平台数量、现有负荷等参数，判断其是否满足5G设备的建设需求，并对可改造铁塔进行分类，制定针对性的改造方案。对于使用条件较好、位置适中、平台富余的铁塔，可以优先改造，在铁塔顶部加装5G独立天线，在中间平台预留小型基站空间，同时加固铁塔主体，提高防风能力。对于较老旧、超过使用年限或存在安全隐患的铁塔，则需要进行拆除重建，严格按照5G建设标准进行设计施工，并纳入周边规划。

运营商需要根据5G网络规划，梳理自身存量铁塔的使用情况，将一些闲置、低效的铁塔资源释放出来，供其他运营商共享使用，提高铁塔利用率，并与铁塔公司协商，对一些关键站点的铁塔进行超前改造，满足未来2～3年的发展需要[4]。例如，在人口密集的城区，可以将一些楼顶自建铁塔拆除，改为室内分布式部署，节省塔址空间。在郊区、农村等区域，可以利用既有铁塔替代美化天线，减少新建数量。在地铁、高铁等场景，可以将铁塔和轨道设施集约化建设，实现资源共享。

铁塔公司和运营商还需要加强对存量铁塔改造的精细化管理，建立完善的铁塔共享共用机制，细化铁塔共享空间划分、费用分摊、权责界定等内容，提高多方共享积极性。在铁塔维护方面，要定期开展安全隐患排查，加强铁塔防腐、除锈等养护作业，延长铁塔使用寿命，并做好技术升级改造，及时更换老化构件，提升铁塔的安全可靠性。铁塔公司还需要加快IT系统建设，提高铁塔管理的信息化、智能化水平，建立铁塔可视化管控平台，实现铁塔信息的集中管理和共享应用，为铁塔资源的优化配置提供数据支撑。

2.3 创新铁塔建设模式，采用一体化铁塔、景观塔等新型铁塔

在5G建设过程中，铁塔公司需要积极创新铁塔建设模式，采用一体化铁塔、景观塔等新型铁塔，突破传统铁塔建设的局限，满足5G网络对站址的多样化需求，实现铁塔与周边环境的协调统一，提升铁塔建设的科技含量和美观度，树立铁塔企业的社会形象和品牌价值。

铁塔公司可以大力推广一体化铁塔，将基站设备、电力配套、避雷设施等集成到铁塔主体结构中，简化铁塔外部附着物，减少铁塔对周边环境的影响，提高铁塔的承载能力和抗干扰能力。一体化铁塔可以采用模块化设计，根据不同的应用场景和容量需求，灵活组合和拆分各功能单元，实现铁塔建设的标准化和定制化相结合，缩短建设周期，降低建设成本。例如，在人口密度较高、用户流量较大的城区，可以采用大容量、多平台的一体化铁塔，集中布局多家运营商的设备，满足高密度组网需求。在人口稀疏、用户分布较分散的乡村，可以采用小型化、一体化的铁塔，实现快速部署和广泛覆盖。

铁塔公司还需要因地制宜地采用景观塔，将铁塔与周边景观、建筑风格相+2sDXd+vDk+oeKOIdDp+tQ==融合，提升城市形象和环境质量，增强民众对5G建设的认同感和支持度。景观塔可以采用仿生、抽象等多种艺术化设计手法，模拟自然界中的树木、花卉、山石等元素，或以简洁、流畅的线条勾勒出铁塔轮廓，再辅以灯光照明、色彩装饰等，营造出与周边环境相呼应的视觉效果，成为城市的新地标和亮点。例如，在公园、景区等开放空间，可以采用树状、藤蔓状的景观塔，与周边植被相协调。在商业街区、文化广场等人流密集区，可以采用现代简约风格的景观塔，与周边建筑遥相呼应。在高速公路、铁路沿线等窗口地区，可以采用流线型、标志性的景观塔，彰显城市个性和魅力。

2.4 加强铁塔共享共用，提高资源利用效率，减少重复建设

在5G建设过程中，铁塔公司和电信运营商需要进一步加强铁塔共享共用，打破行业壁垒和部门界限，建立完善的铁塔共建共享机制，整合各方资源，统筹规划布局，提高铁塔资源的利用效率，减少重复建设和资源浪费，加快5G网络的部署进度，实现铁塔建设的集约化发展和规模化经营。

铁塔公司需要与各电信运营商加强沟通协调，摸清各方的网络建设规划和铁塔需求，科学制定铁塔建设方案，在满足各方覆盖要求的基础上，最大限度地实现铁塔资源的共享共用。铁塔公司可以根据各运营商的网络制式、频段、容量等因素，合理划分铁塔的共享单元，为不同运营商分配独立的安装平台和天线挂高，既可保证各方的通信质量和安全，又能避免重复建设和干扰[5]。例如，在城区、高铁等用户密集区域，铁塔公司可以采用大型多方位铁塔，集中容纳多个运营商的设备。在农村、山区等边远地区，铁塔公司可以采用小型共享铁塔，同时满足广电、电力等部门的通信需求。

电信运营商需要转变传统的网络建设思路，树立铁塔共享共用的意识，将铁塔建设与自身网络规划相结合，主动与铁塔公司对接，共同制定铁塔共享方案，并积极履行铁塔共享协议，及时推进自身设备的安装和调测。运营商可以根据自身网络特点和市场需求，灵活选择铁塔共享模式，如全塔共享、平台共享、机房共享等，在保证自身网络质量和差异化服务的同时，尽可能减少新建铁塔的数量，提高现有铁塔的利用率。例如，在已有铁塔资源较为充足的区域，运营商可以优先选择铁塔共享，减少自建铁塔。在铁塔资源不足或需要新增覆盖的区域，运营商可以与铁塔公司协商，采用共建共享方式，按比例分摊铁塔建设成本和运维费用。

铁塔公司还需要加强铁塔共享共用的精细化管理和服务保障，为各运营商提供优质高效的铁塔服务，提升铁塔运营的专业化水平和综合效益。铁塔公司可以建立完善的铁塔共享管理平台，实现铁塔资源的可视化监控和智能化调度，对铁塔的位置、高度、荷载等信息进行实时采集和动态更新，为铁塔的规划、建设、维护等提供数据支撑和决策依据。铁塔公司还需要完善铁塔共享服务流程和标准，细化铁塔共享的操作规范和服务等级，为各运营商提供一站式的铁塔服务，包括铁塔选址、勘察、设计、施工、维护等环节，并建立健全的铁塔共享服务考核和评价机制，根据各运营商的满意度和铁塔利用率等指标，不断优化铁塔共享服务模式和内容。

3. 结束语

5G通信技术的发展对通信铁塔的承载能力提出了更高的要求，现有通信铁塔在规划、建设、运营等环节还面临诸多困难和问题，亟需从顶层规划、存量改造、模式创新、资源整合等方面入手，系统性地提升铁塔的承载水平。未来，铁塔行业要立足5G发展需求，树立创新发展理念，加强行业协同联动，注重复合型人才培养，加快数字化、智能化转型升级，为5G基础设施的供给保障和高质量发展提供有力支撑，为数字经济时代的产业繁荣和社会进步贡献力量。

参考文献：

[1]房志刚，孙岩.5G建设过程中通信铁塔承载能力的研究[J].中国新通信，2023，25（20）：13-15.

[2]汪伟.5G建设过程中通信铁塔的承载能力分析[J].科学与信息化，2023（5）：53-55.

[3]周命端，李静，蒋炜，等.基于BDS-3/5G的电力铁塔智能监测云端系统研制[J].测绘工程，2022，31（04）：39-46.

[4]谢利强.基于"双碳"目标的中国铁塔5G建设策略研究[J].通信世界，2022，29（3）：106-108.

[5]黄显刚.5G基站电子设备防雷与接地技术研究[J].通信与信息技术，2022（03）：62-63，21.

作者简介：卢超（1982—），男，陕西西安人，工程师，研究方向：通信基础设施建设工程管理、移动通信网络规划、优化及工程建设管理。