5G在珠峰“极限生存”

时间:2020-05-11 10:09:36 来源:南方日报

4月30日16时左右,全球海拔最高的5G基站正式投入使用,5G信号首次“登顶”世界之巅。

从海拔5200米的珠峰大本营、5800米的过渡营地再到如今6500米的前进营地,短短1个月内,百余名工程师攻坚克难,最终实现了这3个关键区域5G信号的全覆盖。

不过,珠峰上乱石飞渡、狂风呼啸、道路崎岖难行,还有雪崩等自然灾害……南方日报记者采访了华为珠峰5G项目的相关技术负责人,讲述工程师是如何在极端恶劣的环境下克服重重困难,帮助5G信号实现“极限生存”的。

如何解决设备供电难题?

极简站点降功耗

“接到这个项目之后,第一反应是手足无措。”回忆起刚刚被告知公司将承接珠峰5G项目时的情景,王波记忆犹新。王波是华为珠峰5G项目的技术负责人,4月初,他和网优工程师张永以及负责产品交付的工程师张勇一道从拉萨出发,途经日喀则,最终从珠峰大本营开始,在前后方同事和中国移动团队的共同努力下,一步一步将5G信号带上了珠峰峰顶。

“在极寒、高海拔的地区建设5G基站,全球都没有这方面的经验。”王波表示,尽管初期俄罗斯方面的建设团队向华为提供了不少实用的高寒地区施工建议,但要在世界屋脊上建起5G基站,难度显然是空前的。

此前,华为已经成功地在多粉尘多震动的内蒙古包头矿区,多风沙的甘肃敦煌,海风猎猎的海南三沙海岸建起了稳定运作的5G基站,在海拔4000米的云南梅里雪山以及最低温度低至零下30℃的黑龙江牡丹江地区,华为也有过5G基站建设的成功经验。“我们的通信设备目前标准的工作温度是零下40℃,因此要在海拔6500米建站,温度的影响因素不大。”王波补充道,针对山上8到10级甚至10及以上的大风,华为也已准备了相应的加固和强化对策。

抗寒、抗风不成问题,但供电的挑战仍然严峻。王波告诉记者,在珠峰海拔6000米以上的区域常年降雪,太阳能板无法正常使用,柴油发电机成了为通信设备供电的唯一选择。只不过,在高海拔地区的低氧环境中,发电机的输出功率大打折扣,“我们要用平地上4—5倍的发电机才能维持同样一套通信设备的正常运转。”

确保外部供电充足之余,华为也在探索通过优化内部设计的方式来尽可能降低5G设备的能耗。比如,华为在本次项目建设中引入了华为5G极简站点(5G AAU)和SPN承载方案,同等情况下功耗使用比原先降低了20%左右。“除此之外,我们在软件上也设计了一些关键的功能,比如在没有人使用或使用用户比较少的时候,基站会自动降低输出功率,从而减少耗电量,延长基站的在线时间。”王波说。

如何保证信号稳定?

肩挑牛驮送光纤上山

通信设备登上珠峰,这并非首次。“只不过以往建设的基站多数是直接收发卫星传输的信号,不需要另外拉光纤。”王波告诉记者,与卫星传输这类无线通信方式相比,光纤传输具有带宽大、容量大,抗干扰性好,损耗小等显著优势,这也是华为和中国移动方面在珠峰上架设通信基站时,优先选择光纤传输方案的理由。

只不过,光纤传输作为有线通信的代表,也有一个明显的短板,那就是对于铺设环境的要求较高。当线路途经山体、崎岖路段等时,往往只能人力来直接运输和铺设。“这一次也不例外。”中国移动工程师告诉记者,本次珠峰5G项目中需要运输的光缆总长度高达25千米,总重达到600公斤。“由于道路情况复杂,且珠峰各营地处于国家级自然保护区核心区内,设备运输无法使用大型机械,这些光缆只能由人工背负上山。”除此之外,包括发电机、抱杆、基站等在内的总重约8吨的建设设备则依靠牦牛驮运上山。

“光纤其实是我们在基站建设过程中,最困难的一个点。”王波指出,在需要被送往珠峰营地的通信设备和相应物件等之中,光纤是最具“分量”的。“除了光纤,发电机、基站、传输设备、抱杆等的重量都在100公斤以内,可以被整机运送。”

不过,运输并非唯一的难点。王波表示,以二氧化硅为主要成分的光纤在低温条件下极易因冻硬而致使断裂。“往往是胶皮的外表看起来无恙,但里面的光纤已经断了。”为确保运输上山的光缆能正常使用,工程师们常常需要反复“熔纤”(将断裂的光纤在晒软或火烤烤软后通过技术手段重新连接在一起),而这整个过程,“都是我们在小帐篷里,利用人手一个一个慢慢‘接’起来的。”

信号强度能否更进一步?

海拔6500米建站已临近极限

据介绍,科考队员等在海拔8848米的珠峰峰顶上接收到的5G信号,是通过海拔6500米架设的5G基站直接发出的。那么,为何不能直接在峰顶建设5G基站呢?

对于这一问题,王波给出了答案:从目前的环境条件来说,海拔6500米是工程师们能够建设基站的最高的地方,“第一是考虑到工程师的身体极限。事实上,海拔6500米的前进营地,是很多身体素质良好的普通人能够到达的最高高度,超过6500米后甚至连牦牛都不能上了,设备运输很成问题,而且这也接近人类的极限了。第二,超过6500米再往上的C1营地地质条件恶劣,几乎全是冰川,基本已经不具备通信设备的安装条件了。”王波说。

不过,王波也并未彻底否认这一可能性,毕竟“人类始终走在突破自我的路上”。而谈及已在珠峰前进营地投入使用的5G基站,他表示,从海拔6500米的高度到珠峰峰顶,中间有约5.6公里的距离,5G信号天线要实现精准瞄准山顶难度极大。此前,团队已测得海拔5300米处的5G网络下行速率为1.6Gbps,上行速率达215Mbps;但在6500米高度,5G基站能否持续保证高速、高稳定运行仍待观察。

“本次5G覆盖珠峰峰顶及双千兆珠峰全面覆盖,毫无疑问实现了历史性突破。这一耗资突破千万量级的浩大工程,将为登山、科考、测绘、环保工作者在高峰上的用网速度和体验保驾护航。”中国移动相关人士表示,“这不仅进一步体现了5G技术至善,也将为人类与自然和谐共生、为人类勇敢探索自然提供一座桥梁。”(记者 许隽 姚翀 策划统筹 程鹏 李江萍

编辑:郭梦涵

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