5G與智慧燈桿的融合部署首先要解決技術條件設置上的融合,技術條件包括剛性條件和彈性條件,剛性條件是指傳輸光纜、供電負荷、桿體荷載等配套設施的硬性配置要求,這在第5章已有詳細講述;彈性條件是指站址位置、掛載高度、安裝方式、外觀要求等有一定彈性的技術參數(shù)設置,這些彈性指標的設計需要綜合考慮覆蓋效果、景觀效果及設備安裝、維護的成本與效率等因素。
1.站址位置適配性
首先要明確可以與智慧燈桿整合的5G基站范圍,也就是哪些5G基站可以界定為道路站。一般情況下認為道路中心線兩側各50m范圍內的基站是可以與智慧燈桿整合的,這些站點就界定為道路站。下面根據(jù)以往某一線發(fā)達城市和某待重點開發(fā)的新區(qū)的5G+智慧燈桿的規(guī)劃案例給出統(tǒng)計數(shù)據(jù),供讀者參考。
(1)現(xiàn)網(wǎng)情況:現(xiàn)網(wǎng)室外站址總量與道路燈桿總量的比例為8%~10%,現(xiàn)網(wǎng)道路站與道路燈桿總量的比例為3.5%~5%。現(xiàn)網(wǎng)道路站占現(xiàn)網(wǎng)室外站址總量的比例與城市的交通道路發(fā)達程度密切相關,在交通路網(wǎng)比較完善的發(fā)達城市相對較高(約為60%),在交通路網(wǎng)欠發(fā)達的城市相對較低(約為38%)。
(2)未來5年規(guī)劃情況:考慮未來交通路網(wǎng)建設完善的情況下,新增道路站占新增室外站址的比例均在60%以上。
對以上數(shù)據(jù)分析來看,不同類型的城市的現(xiàn)網(wǎng)及新增道路站所占的比例有一定的差異,這與城市的交通道路現(xiàn)狀和未來道路規(guī)劃密切相關,但總體可以看出,如果5G與智慧燈桿進行針對性的協(xié)同規(guī)劃,未來智慧燈桿全面鋪開建設可以為60%以上的新增5G基站提供站址資源,同時還支撐部分現(xiàn)網(wǎng)站點的優(yōu)化調整,這將極大地緩解5G站址資源緊缺的局面。
因此,建議在滿足覆蓋需求的前提下,5G站址應根據(jù)智慧燈桿的點位按照“能合則合”的原則進行規(guī)劃調整。
2.掛載高度適配性
要分析SG基站掛載高度的要求與智慧燈桿的適配性,可以現(xiàn)有燈桿的高度數(shù)據(jù)作為參考。結合某些城市5G+智慧燈桿的規(guī)劃實踐來看,道路燈桿的高度數(shù)據(jù)分布情況差異不大,表6-12給出了某些城市的統(tǒng)計情況,供讀者參考。
以上數(shù)據(jù)也印證了道路燈桿是作為5G微基站的最佳載體。但在5G廣域覆蓋階段、微基站建設尚未提上日程時,電信運營企業(yè)更關注的是智慧燈桿能否解決部分宏基站的站址需求,以充分發(fā)揮宏基站64T64R以上的Massive MIMO(大規(guī)模陣列天線)技術的優(yōu)勢,來提升網(wǎng)絡性能,降低建網(wǎng)成本。宏基站一般要求天線掛高不低于15m,半高桿(15~20m)或高桿(≥20m)比較適合為5G宏基站提供站址資源。從上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看,這部分桿占比約為3%,主要分布在道路交叉口,以及路面寬闊的快速路、主干道兩側,這些區(qū)域無線信號傳播環(huán)境開闊,更適合采用宏基站進行覆蓋。因此,在設計智慧燈桿的高度時,建議根據(jù)道路和環(huán)境的特點,綜合考慮照明及基站覆蓋要求,適當調節(jié)桿體高度,避開高大樹木、建筑物等障礙物的阻擋,滿足道路無線網(wǎng)絡的無縫覆蓋,并兼顧周邊區(qū)域的覆蓋。
此外,未來隨著5G建設由廣覆蓋轉向熱點覆蓋,微基站的數(shù)量相比4G將會急劇增加,但運營商也不會一味追求通過加密站址來提升網(wǎng)絡性能和增加用戶數(shù)量,一方面站址加密會受限于更高的網(wǎng)絡干擾抑制需求,另一方面也要考慮昂貴的5G設備帶來的成本壓力。
3.安裝方式的匹配性
綜合考慮5G設備安裝、維護的成本與效率,建議桿體各部件采用模塊化設計,滿足未來新增設備及設備形態(tài)變化的需求。
智慧燈桿設計可以將桿體分為主桿、副桿、橫臂三個部分,主桿采用預理地腳螺栓的方式與基礎固定,副桿與主桿之間應采用法蘭連接,在主桿頂部、副桿底部焊接法蘭,橫臂與主桿之間應采用法蘭連接,在主桿的桿身上焊接法蘭,在橫臂的底部焊接法蘭。固定法蘭的螺栓必須滿足強度要求,配兩母一墊,保證螺栓穩(wěn)固不松動。
考慮智慧燈桿未來的拓展性,設計時應為遠期設備的擴容預留接口。接口的方式有法蘭、卡槽兩種。法蘭接口應在桿身上焊接一塊矩形或圓形的法蘭,預留螺栓口安裝設備,如圖6-20所示;卡槽接口應在桿身上焊接一段或多段卡槽,遠期設備可直接安裝在卡槽上,如圖6-21所示。
4.外觀適配性
(1)考慮到現(xiàn)階段設備形態(tài)、環(huán)境友好度等因素,5G微基站與智慧燈桿的融合應考慮美化外罩的定制(如集束)。美化外罩的定制應考慮以下因素。
①材質選用上應考慮無線信號穿透能力,避免屏蔽信號。
②空間滿足設備安裝尺寸要求。
③根據(jù)實際需求預留維護的位置。
④預留空間或采用百葉窗設計,提高通風散熱能力。
(2)考慮美觀性,同一根桿體上不宜掛載過多功能設備,不同單位、不同系統(tǒng)的基站盡可能分開桿件掛載,建議每根桿只掛1套系統(tǒng)的5G基站設備,也可以更好地滿足天線隔離、掛載高度、線纜布放等方面的要求。
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