發展海洋經濟是國家重大發展戰略。以網絡為基石打造智慧海洋,是助推海洋經濟高質量發展的必然選擇。而隨著5G時代的到來,5G網絡全新的架構和能力為加速推動海洋數智化發展帶來了契機。在此背景下,運營商們紛紛揚帆出海,開啟了海域5G網絡建設和業務發展新征程。
海域無線環境、業務分布與陸地大不相同,運營商多年積累并已輕車熟路的整套網絡規劃、建設、優化和維護模式均面臨全新的挑戰。如何探索出一條高效、切實可行的海域5G網絡建設和業務發展新路子,已成為整個行業共同關注的話題。
以下來自中國移動通信集團浙江有限公司舟山分公司(以下簡稱“舟山移動”)的實踐經驗,值得借鑒。
擘畫“海洋專網”藍圖,精準規劃海域站點
舟山海域面積占全市93.7%,擁有眾多錨地、客運航線、公共航線、中心漁港和交通碼頭,每日有近1.3萬艘船舶和14萬左右海上人員,對移動通信的需求非常旺盛。但由于過去海洋區域多以陸地大網兼顧覆蓋,導致當前海域網絡覆蓋和容量存在明顯不足,數據流量和網絡價值未得到充分釋放。
5G時代,為了滿足智慧海洋發展需求,補齊海域網絡覆蓋和容量短板,除了需要適度超前進行網絡建設,更需要科學、合理、精準地進行網絡規劃。基于此,舟山移動根據海域業務分布和無線頻率能力特點,制定了一套有別于陸地大網的“海洋蜂窩專網”建設方案。
該方案將海域網絡服務分為沿海、近海、遠海三層,分別以離岸10公里以內的漁港和碼頭、離岸10-30公里范圍內的客運航線、離岸30-50公里區域內的貨運航線和錨地為主要服務對象,確定了“沿海體驗優、近海信號穩、遠海呼的著”的服務目標。
為實現服務目標,舟山移動合理統籌4G/5G頻段能力,利用5G 700M頻率覆蓋距離遠、組網成本較低等優勢,打底覆蓋沿海、近海、遠海區域,同時攜手華為創新實踐SUL和載波聚合技術,通過2.6G與700M協同組網來補充沿海漁港和碼頭場景的容量需求,并提升近、遠海錨地場景的上行體驗。此外,利用4G 1800M+900M互補方式,實現沿海、近海區域4G連續覆蓋,采用900M覆蓋遠海區域的貨運航道,并使用FA頻段補充沿海漁港和碼頭的容量需求。
確定了總體網絡規劃原則和目標,接下來就是通過路測收集和分析現網數據、現場勘測,進行具體的站點規劃了。但面對廣袤無垠的海域,若靠人工抱著電腦和手機進行海測,不僅成本高、周期長、任務艱辛,而且獲取的數據還可能不夠充分而影響站址的精確性。
為做到站點精準規劃,舟山移動還聯合港行、海事單位,在作業船上安裝自動路測設備周期性搜集海測LOG,以更低成本、更高效的方式全面掌握海上網絡覆蓋情況,尤其是客運航線、貨運航道、外海錨地、漁港碼頭等重點價值場景。
探索創新技術,破解建維優難題
在網絡部署中,面對海島海域場景存在的覆蓋廣、無線環境復雜、交通運輸不便、配套資源缺乏等挑戰,舟山移動通過積極探索和實踐“零碳站點”、700MHz超視距聯合多天線方案、微波SuperLink方案等創新技術,實現了網絡建設、運維和優化工作化難為易,為快速、高效、高質量提升海島海域的無線寬帶網絡能力提供了技術基礎和示范樣板。
“零碳站點”開啟綠色建網新模式
絕大部分懸水小島無居民居住,普遍無市電資源,即使有市電,也存在市電不穩的現象,加之海域天氣環境變化大、風浪大、交通運輸難,長期以來,海島站點面臨建設周期長、維護頻率高、建設和維護成本高的問題。
面對這些問題,中國移動設計院與舟山移動聯合創新,根據不同海域場景的“月均光照強度、月均風速、市電環境”等客觀因素,合理搭配“風光油儲”等資源,提出了基于室外型耐腐蝕一體化能源柜MIMO電源為核心的光油儲融合離網發電系統架構,采用新建室外一體化能源柜方案代土建機房方案進行站點復建,協同業務負荷和環境智能管理和調度多種能源輸入和輸出,不僅有效解決了海島站點建設慢、運行不穩等問題,而且開啟了綠色建網、低碳運行、精益運維、自動化智能運維新篇章。
在柱子山、浪崗等無人島,舟山移動還通過“光伏主用+電池儲能+風機補充”的綠色建設模式開通了全國首批“零碳基站”,實現了懸水無市電海島基站的長期穩定、高效運行,補齊了寧波-舟山港和上海港兩大國際港口貨運航道5G網絡覆蓋短板。
700MHz創新方案創110km超遠覆蓋記錄
面對海洋基站覆蓋范圍廣,存在信號雜亂、內外部干擾源多、干擾強度大等問題,舟山移動積極開展700M高增益天線、700M超視距聯合多天線、SUL上行增強、SSB窄波束等新技術試點,既有效降低了網絡干擾,提高了邊緣用戶體驗速率,又創造海面覆蓋距離的重大突破,實現2.6G最遠覆蓋超過70km,700M最遠覆蓋突破110km。
采用華為獨家700MHz 8T8R超視距聯合多天線方案,通過創新的空口相位校準和高精度FDD波束賦型算法,舟山移動聯合華為在舟山附近海域進行了700M超視距聯合多天線方案協同中頻2.6G進行海面無線體驗及超遠覆蓋試點驗證。驗證結果表明,使用商用5G手機最遠支持110km超遠海面覆蓋,在100km時,下行速率仍可達20Mbps,可滿足視頻業務的需求。
首創微波SuperLink方案實現雙千兆覆蓋
面對海島氣候環境多變、交通運輸不便、網絡運維難等因素導致島上信號長期不穩定的難題,舟山移動攜手華為在浙江舟山普陀葫蘆島成功部署國內首跳6.5Gbps大帶寬微波SuperLink,實測可達理論帶寬6.5Gbps,可用度達99.999%,可滿足葫蘆島雙千兆覆蓋需求。
微波SuperLink解決方案具有帶寬大、易部署、易運維等特性,本次成功實踐不僅有效提升海島通信的帶寬和穩定性,而且為微波創新技術在更多業務場景的應用打開了新空間。
創新行業應用,深掘5G+智慧海洋價值
截至目前,舟山海域已建成5G基站350站,海域覆蓋超80%。5G網絡不僅提升了海洋行業人員網絡連接的豐富性和普遍性,而且還滲透到海域各行各業,打造了5G+船舶智慧引航、5G+AR船舶云檢驗、5G+保稅燃油加注等多項創新應用,充分彰顯了5G賦能智慧海洋的價值。
以5G+船舶智慧引航為例,引航人員需走出駕駛室,查看碼頭上的激光靠泊系統和顯示大屏,了解船舶移動速度及與碼頭的距離,并通過高頻喊話對船舶下達指令,這一操作存在信息傳遞慢甚至出現差錯的問題。為此舟山移動與舟山引航站等伙伴合作,通過UPF下沉和本地部署MEC系統的方式,充分發揮5G網絡的超低時延和超高可靠能力優勢,在全國首次實現將5G技術應用于船舶引航。
該應用通過MEC邊緣計算實時處理激光靠泊系統所獲得的航行數據,并通過5G網絡發送至靠離泊的船舶,使船長或引航員及時準確了解相關數據,精準引航,保障船舶安全靠離泊。此外5G+船舶智慧引航減少了碼頭人力及拖輪配備,為船舶靠離泊作業帶來數字化的變革。
舟山需引航碼頭有150個,而全國萬噸級及以上港口泊位超2600個,未來隨著該應用規模復制,我國港口數字化水平可以得到顯著的提升,使能更大的社會價值和經濟價值。
乘風破浪潮頭立,揚帆起航正當時。正值5G賦能智慧海洋大潮風起云涌之際,浙江移動舟山分公司聚焦海域網絡建設難點和痛點,探索出一條領先的、涵蓋規、建、維、優、營全流程的海域發展新路子,以實際行動為5G智慧海洋蓬勃發展添磚加瓦,為共同譜寫海洋經濟高質量發展的新篇章貢獻了舟山人自己的智慧和力量。
通信路上,一起走!
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