5G赋能智慧海洋,网络怎么建?舟山移动探索出新路子

5G赋能智慧海洋,网络怎么建?舟山移动探索出新路子
2023年12月27日 16:41 前通信工程师

发展海洋经济是国家重大发展战略。以网络为基石打造智慧海洋,是助推海洋经济高质量发展的必然选择。而随着5G时代的到来,5G网络全新的架构和能力为加速推动海洋数智化发展带来了契机。在此背景下,运营商们纷纷扬帆出海,开启了海域5G网络建设和业务发展新征程。

海域无线环境、业务分布与陆地大不相同,运营商多年积累并已轻车熟路的整套网络规划、建设、优化和维护模式均面临全新的挑战。如何探索出一条高效、切实可行的海域5G网络建设和业务发展新路子,已成为整个行业共同关注的话题。

以下来自中国移动通信集团浙江有限公司舟山分公司(以下简称“舟山移动”)的实践经验,值得借鉴。

擘画“海洋专网”蓝图,精准规划海域站点

舟山海域面积占全市93.7%,拥有众多锚地、客运航线、公共航线、中心渔港和交通码头,每日有近1.3万艘船舶和14万左右海上人员,对移动通信的需求非常旺盛。但由于过去海洋区域多以陆地大网兼顾覆盖,导致当前海域网络覆盖和容量存在明显不足,数据流量和网络价值未得到充分释放。

5G时代,为了满足智慧海洋发展需求,补齐海域网络覆盖和容量短板,除了需要适度超前进行网络建设,更需要科学、合理、精准地进行网络规划。基于此,舟山移动根据海域业务分布和无线频率能力特点,制定了一套有别于陆地大网的“海洋蜂窝专网”建设方案。

该方案将海域网络服务分为沿海、近海、远海三层,分别以离岸10公里以内的渔港和码头、离岸10-30公里范围内的客运航线、离岸30-50公里区域内的货运航线和锚地为主要服务对象,确定了“沿海体验优、近海信号稳、远海呼的着”的服务目标。

为实现服务目标,舟山移动合理统筹4G/5G频段能力,利用5G 700M频率覆盖距离远、组网成本较低等优势,打底覆盖沿海、近海、远海区域,同时携手华为创新实践SUL和载波聚合技术,通过2.6G与700M协同组网来补充沿海渔港和码头场景的容量需求,并提升近、远海锚地场景的上行体验。此外,利用4G 1800M+900M互补方式,实现沿海、近海区域4G连续覆盖,采用900M覆盖远海区域的货运航道,并使用FA频段补充沿海渔港和码头的容量需求。

确定了总体网络规划原则和目标,接下来就是通过路测收集和分析现网数据、现场勘测,进行具体的站点规划了。但面对广袤无垠的海域,若靠人工抱着电脑和手机进行海测,不仅成本高、周期长、任务艰辛,而且获取的数据还可能不够充分而影响站址的精确性。

为做到站点精准规划,舟山移动还联合港行、海事单位,在作业船上安装自动路测设备周期性搜集海测LOG,以更低成本、更高效的方式全面掌握海上网络覆盖情况,尤其是客运航线、货运航道、外海锚地、渔港码头等重点价值场景。

探索创新技术,破解建维优难题

在网络部署中,面对海岛海域场景存在的覆盖广、无线环境复杂、交通运输不便、配套资源缺乏等挑战,舟山移动通过积极探索和实践“零碳站点”、700MHz超视距联合多天线方案、微波SuperLink方案等创新技术,实现了网络建设、运维和优化工作化难为易,为快速、高效、高质量提升海岛海域的无线宽带网络能力提供了技术基础和示范样板。

“零碳站点”开启绿色建网新模式

绝大部分悬水小岛无居民居住,普遍无市电资源,即使有市电,也存在市电不稳的现象,加之海域天气环境变化大、风浪大、交通运输难,长期以来,海岛站点面临建设周期长、维护频率高、建设和维护成本高的问题。

面对这些问题,中国移动设计院与舟山移动联合创新,根据不同海域场景的“月均光照强度、月均风速、市电环境”等客观因素,合理搭配“风光油储”等资源,提出了基于室外型耐腐蚀一体化能源柜MIMO电源为核心的光油储融合离网发电系统架构,采用新建室外一体化能源柜方案代土建机房方案进行站点复建,协同业务负荷和环境智能管理和调度多种能源输入和输出,不仅有效解决了海岛站点建设慢、运行不稳等问题,而且开启了绿色建网、低碳运行、精益运维、自动化智能运维新篇章。

在柱子山、浪岗等无人岛,舟山移动还通过“光伏主用+电池储能+风机补充”的绿色建设模式开通了全国首批“零碳基站”,实现了悬水无市电海岛基站的长期稳定、高效运行,补齐了宁波-舟山港和上海港两大国际港口货运航道5G网络覆盖短板。

700MHz创新方案创110km超远覆盖记录

面对海洋基站覆盖范围广,存在信号杂乱、内外部干扰源多、干扰强度大等问题,舟山移动积极开展700M高增益天线、700M超视距联合多天线、SUL上行增强、SSB窄波束等新技术试点,既有效降低了网络干扰,提高了边缘用户体验速率,又创造海面覆盖距离的重大突破,实现2.6G最远覆盖超过70km,700M最远覆盖突破110km。

采用华为独家700MHz 8T8R超视距联合多天线方案,通过创新的空口相位校准和高精度FDD波束赋型算法,舟山移动联合华为在舟山附近海域进行了700M超视距联合多天线方案协同中频2.6G进行海面无线体验及超远覆盖试点验证。验证结果表明,使用商用5G手机最远支持110km超远海面覆盖,在100km时,下行速率仍可达20Mbps,可满足视频业务的需求。

首创微波SuperLink方案实现双千兆覆盖

面对海岛气候环境多变、交通运输不便、网络运维难等因素导致岛上信号长期不稳定的难题,舟山移动携手华为在浙江舟山普陀葫芦岛成功部署国内首跳6.5Gbps大带宽微波SuperLink,实测可达理论带宽6.5Gbps,可用度达99.999%,可满足葫芦岛双千兆覆盖需求。

微波SuperLink解决方案具有带宽大、易部署、易运维等特性,本次成功实践不仅有效提升海岛通信的带宽和稳定性,而且为微波创新技术在更多业务场景的应用打开了新空间。

创新行业应用,深掘5G+智慧海洋价值

截至目前,舟山海域已建成5G基站350站,海域覆盖超80%。5G网络不仅提升了海洋行业人员网络连接的丰富性和普遍性,而且还渗透到海域各行各业,打造了5G+船舶智慧引航、5G+AR船舶云检验、5G+保税燃油加注等多项创新应用,充分彰显了5G赋能智慧海洋的价值。

以5G+船舶智慧引航为例,引航人员需走出驾驶室,查看码头上的激光靠泊系统和显示大屏,了解船舶移动速度及与码头的距离,并通过高频喊话对船舶下达指令,这一操作存在信息传递慢甚至出现差错的问题。为此舟山移动与舟山引航站等伙伴合作,通过UPF下沉和本地部署MEC系统的方式,充分发挥5G网络的超低时延和超高可靠能力优势,在全国首次实现将5G技术应用于船舶引航。

该应用通过MEC边缘计算实时处理激光靠泊系统所获得的航行数据,并通过5G网络发送至靠离泊的船舶,使船长或引航员及时准确了解相关数据,精准引航,保障船舶安全靠离泊。此外5G+船舶智慧引航减少了码头人力及拖轮配备,为船舶靠离泊作业带来数字化的变革。

山需引航码头有150个,而全国万吨级及以上港口泊位超2600个,未来随着该应用规模复制,我国港口数字化水平可以得到显著的提升,使能更大的社会价值和经济价值。

乘风破浪潮头立,扬帆起航正当时。正值5G赋能智慧海洋大潮风起云涌之际,浙江移动舟山分公司聚焦海域网络建设难点和痛点,探索出一条领先的、涵盖规、建、维、优、营全流程的海域发展新路子,以实际行动为5G智慧海洋蓬勃发展添砖加瓦,为共同谱写海洋经济高质量发展的新篇章贡献了舟山人自己的智慧和力量。

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