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5G入海,开启智慧海洋新征程

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-27     来源:网优雇佣军     浏览次数:1616
       神秘莫测的海洋总能撩拨起人类无尽的好奇心和想象力,让人想要奋不顾身地投入其怀抱一探究竟。打开漫长的历史画卷,人类从未停止过探索海洋的脚步。

       到今天,随着科学技术发展和人类文明进步,人类对于海洋的探索和认识不断深入,海洋已被视为人类可持续发展的宝贵财富,发展海洋经济已上升为国家战略。

       随着人类足迹不断向海洋延伸以及海洋经济飞速发展,海域对通信网络的需求自然日益剧增。但令人遗憾的是,海域一直以来都是通信网络覆盖薄弱领域,海上通信体验与陆地相比简直是天壤之别。

       那海上能否实现与陆地一样的通信体验?如果海上通信体验达到与陆地相当的水平会产生怎样的效应?与陆地上的通信网络推动了经济社会发展和变革一样,海域有了高速的网络连接,也一定会带来翻天覆地的变化吧?

       对于这些问题,福建移动率先给出了答案。

       海域通信面临的痛点与需求

       技术创新的核心价值在于解决痛点和满足需求,所以有必要先来了解一下海域场景的通信现状。

       茫茫大海全是水,海上几乎没有可用站点资源,不能像陆地那样可以到处选址建站,且供电和敷设光缆的成本极高。这导致过去海域通信主要依靠卫星和海岸基站有限的覆盖能力,存在体验差、资费贵两大痛点。

       4G时代,由于基站覆盖能力有限,只能保障离岸约10公里范围内较好的语音和数据业务体验。随着离岸距离增加,网络覆盖和质量随之恶化,离岸约30公里后只能依赖卫星通信。

       而卫星通信又存在资费贵、带宽小的问题,只能用于基本的语音通信和小数据包传输。当前卫星通信资费是5G套餐资费的100倍以上。服务中国四大海域的亚太6D卫星的容量为50Gbps,而考虑网络可按需扩容,5G可提供的容量是卫星的千百倍。

       再从需求的角度看,随着海洋经济飞速发展,海域场景有着强烈的通信诉求。

       去过沿海的朋友一定被海上鱼排的壮观场景深深震撼过。随着现代海水网箱养殖不断发达,海面上密密麻麻的养殖渔排早已发展成为堪比陆地的“海上社区”。这里常年驻扎着大量海水养殖从业人员,也吸引了大批游客前去观光,甚至还催生了餐饮、娱乐、医院等配套。而这些分布密集的用户群体大多是短视频、直播、手游等应用重度用户,对于网络容量和体验有着较高的诉求。据了解,在4G时代,一些大型“海上社区”的站点负荷常年处于重载、过载状态,导致大量数据流量被压抑。

       更重要的是,随着海洋在国家经济社会中的战略地位和作用日益凸显,建设海洋强国已是国家重大战略任务,国家相关部门和各级政府已出台以信息通信技术赋能打造海洋高质量发展战略要地的相关政策。与此同时,在政策引领下,随着海洋产业不断壮大,海洋安全、环境、资源利用等问题也愈发受到重视,需要通过信息通信技术赋能海洋治理,提升治理效能。

       简而言之,不管从用户角度还是从海洋经济、海上治理发展看,当前5G入海都适逢其时。

       新一代5G站点打造海域立体覆盖

       面对以上痛点和需求,福建移动与华为联合创新的5G海域立体覆盖解决方案应运而生。

       该方案首先将海域网络划分为沿海(离岸0-10km)、近海(10-30km)和远海(30-50km)三个区域,确定了“沿海体验优、近海信号稳、远海呼的着”的5G海域覆盖建网目标。其中,沿海、近海和远海分别规划提供下行100Mbps/上行5Mbps、下行100Mbps/上行3Mbps和上行1Mbps的小区边缘体验。

新一代5G站点打造海域立体覆盖

       为达成这一目标,福建移动与华为采用了TDD 2.6G和FDD 700M协同组网方式和SUL上行增强技术,通过高频与低频协同互补、时域和频域聚合,构建了海域立体覆盖领先网络。

       具体而言,在沿海区域,网络覆盖以2.6G为主、700M为辅,既能充分发挥2.6G的大带宽优势保障上下行高速体验,又能借助700M SUL保证上行全时隙发送,实现上行容量和时延能力双提升,可满足海上鱼排、滨海旅游等用户密集场景下的直播、视频等业务需求,充分释放被压抑的流量。

       在近海区域,网络覆盖以700M为主、2.6G为辅,通过充分利用700M低频覆盖能力优势补齐2.6G的上行覆盖短板,可在大幅提升上行覆盖和体验的同时将5G覆盖范围进一步延伸,从而为海上执法、海上巡检等应用打下了坚实的网络基础。

       在远海区域,可借助700M覆盖能力优势实现最远可达100公里的5G连续覆盖,满足语音基本业务和小数据包传输需求。同时,由于沿海和近海有了高速5G连接,将有限宝贵的卫星资源让渡给了远海用户,还使得远海卫星通信体验更佳。

       这就是将陆地上正在部署的T+F协同组网和SUL上行增强技术运用到了海域场景嘛,可能对于熟悉5G技术的同学而言并不感到惊艳。但接下来的创新就是该方案的点睛之处了。

       与陆地上可连续部署站点不同,海域场景单靠海岸站点覆盖,对基站设备的上下行覆盖能力要求更高。在T+F协同组网下,需要加大2.6G和700M设备的上下行覆盖能力,以尽力扩大5G覆盖范围。

       为提升2.6G覆盖范围,福建移动采用了华为最新Massive MIMO产品——MetaAAU,实现了上下行覆盖同时提升2dB,边缘速率提升30%。

       这里要强调一下“上下行覆盖同时提升”。因受限于终端发射功率和天线数量限制,上行覆盖是网络覆盖的短板和难点。至于提升下行覆盖,简单的增加基站发射功率就可以了,但由于移动网络通信需上下行协同,若上行覆盖短板依然存在,这对于网络覆盖提升也无济于事。

       而MetaAAU的最大创新之处在于,其通过射频开关、滤波器、材料、算法等软硬件技术创新,在业界唯一实现了天线阵列数大幅提升。由于MetaAAU的天线口径更大、通道更多,接收增益更强,从而大大提升了上行覆盖能力,并能在配置更低发射功率的前提下达到与前一代产品相同的覆盖能力,进而实现了性能与能效双提升。

       同时,结合智能算法创新,MetaAAU还能实现更窄的业务信道波束,让业务信道波束更精准地指向用户,大幅提升用户体验。

       对于700M覆盖,双方将SSB波束赋形算法应用到4T4R RRU上,把过去的SSB宽波束变成了窄波束,使信号能量像手电筒聚光原理一样更集中,从而将覆盖提升了2至3dB,覆盖面积提升约25%。

       开启智慧海洋新征程

       基于以上海域覆盖创新,福建移动建成了全国首个海域精品网,并在此网络基础上打造出了多项5G智慧海洋应用样板。

       在toC领域,海域5G不仅满足了海上社区密集用户的短视频、手游等业务需求,充分释放了长期以来被压抑的流量,而且还能保障近海和远海渔民的应急通信和视频通信需求。同时,面对海上旅游直播、渔排卖货直播等逐渐风靡,5G大上行能力还能保障直播业务流畅无卡顿,带动网络流量增长,助推乡村振兴。

       在toG领域,福建移动打造了5G海上执法、5G现场巡检和应急救援等应用,执法船、海巡艇、无人机等设备上的摄像头可通过大上行、低时延的5G网络将现场高清视频实时回传至智慧中心,帮助海事部门实现联动调度、远程执法、远程巡检以及主动快速响应救援等,优化了监管执法和救援效能,提升了海洋治理能力。

       在toB领域,福建移动已打造或正在打造5G+渔排管理、5G+海上风电、5G智慧锚地、无人岛监控等应用。

       比如,5G+渔排管理通过5G实时上传高清监控视频及云平台AI分析,可实时监控人员入侵、落水等事件,并自动触发告警,从而大大提升渔业养殖安全,降低人工巡逻成本;5G+海上风电可通过基于5G回传的预测性维护、AR辅助巡检、无人机点巡检等实现海上风电智能化、无人化运维,解决当前海上风电高速发展过程中面临的风机巡检人工和时间成本高的问题;5G智慧锚地结合5G视频监控和电子围栏,可实时监控船只,实时报警及远程监督规整,实现船只停泊精准有序。

       路修好了,就会有越来越多的车上路。这句话在陆地移动网络上已得到充分证实。在当前大力发展海洋经济的大背景下,以此次福建移动5G海域覆盖创新和5G智慧海洋样板为起点,相信接下来行业将通过5G、云、AI等ICT技术赋能深海渔场、海上油气、海上光伏、海上运输等更多海上产业数智化升级,加速推动海洋经济高质量发展。

       我们的征途是星辰大海!面对海洋这块“蓝色宝地”,5G智慧海洋想象空间无限。在这个数字化时代,通信业已接过前人的旗帜,开启人类探索海洋的新征程! 
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