珠峰幕后故事:5G登顶,5.8吨光缆肩扛上山,曾在拉萨进行模拟测试

技术高峰

1960年5月25日凌晨,中国三名登山队员,首次从北坡登上珠峰。5月28日,人民日报刊登了这一消息。

2020年5月27日11时,2020珠峰高程测量登山队成功登顶。人们从实时直播中获得登顶消息;登山队员在峰顶测量的工作画面,通过5G网络高清实时传输到电视、网络、手机终端。

通信技术的进步,人们见证登顶珠峰的角度和方式呈现出不同的面貌。而在背后,是中国通信技术不断刷新的高度。

海拔6500米基站如何覆盖峰顶?

登山队登顶珠峰后,2020珠峰高程测量登山队总指挥王勇峰在珠峰大本营和登山队队员通过5G网络进行连线:“祝贺!”

“上面5G信号如何?”连线另一头的登山队队员说:山顶5G信号满格!随后,队员们在珠峰峰顶工作的画面实时传输到直播平台上。

为实现珠峰峰顶的实时视频传输,中国移动在海拔5300米、5800、6500米新建了3个4G基站、5个5G基站。这些基站保障了登山队的日常通信、数据传输以及媒体超高清直播。

△(资料图)中国移动建设人员在海拔6500米前进营地安装调试通信设备

但是,5300米珠峰大本营到峰顶的直线距离超过20公里,5800米过渡营距离峰顶13公里,6500米前进营距离峰顶也还有5公里,这样长距离的传输距离超过了普通环境下移动通信基站的覆盖距离,不免让人产生一个疑问,中国移动的4G/5G网络是怎么覆盖到珠峰峰顶的?

中国移动网络事业部无线网络优化室副经理张阳介绍,珠峰大本营和前进营可直视珠峰峰顶,中间无遮挡,而且珠峰区域没有各种嘈杂的无线信号干扰,无线传播环境更加洁净,相同覆盖距离,无线信号的信干噪比相较内地城市可以达到一个更高的水平,这是远距离覆盖珠峰成为可能的一个条件基础。

为了保证5G信号在珠峰的远距离传输,中国移动和华为通过理论推算和实测验证的方式评估覆盖能力、制定应急预案。对 Massive-MIMO大规模阵列天线进行波束赋形,将信号能量集中对准珠峰,提升信号强度。

经多次研究讨论、链路预算仿真,确定在5300米、5800米、6500米三个阶梯海拔营地建设基站,一方面,尽可能接近珠峰峰顶,减少无线信号衰减损耗,保障峰顶网络性能。另一方面,为登山线路提供较好的网络覆盖连续性。

珠峰峰顶的特殊性,决定了无法提前进行测试。从4月7日开始,中国移动和华为在拉萨寻找与珠峰环境相似的测试点:直线距离5公里(前进营地与珠峰顶距离),仰视无遮挡,进行模拟测试。

勘察后,选择在西藏自治区人民医院建设5G基站,模拟前进营覆盖珠峰,并且是6公里左右仰角远程覆盖,测试人员爬上米琼日寺山上进行测试验证。

“完成工程建设后,测试人员在山上无论如何都无法接收到5G信号,得出5G覆盖不了这么远的初步结论,当时真是被吓得一身冷汗,感觉天都要塌下来了”,张阳说。

后来经过连夜讨论,并在华为后方研发人员反复研究下,发现是由于参数设置不完整导致。“4月18日我们调整参数进行再次测试,5G 100MHz带宽下,上下行速率达到40Mbps/400Mbps以上效果,满足峰顶需求,心里终于有底了”,张阳说。

考虑到珠峰地区高寒低压的气候特点、恶劣的自然环境等情况,中国移动选用华为基站设备建设珠峰区域无线网络。

华为拉萨交付与服务业务部部长、珠峰项目技术负责人王波介绍,珠峰的电力供应非常难,因此基站能耗要低;设备要能够抗寒,华为的设备在零下40摄氏度能正常运转,这已得到验证;另外,设备要轻,华为的极简5G基站产品重量只有30多公斤,减轻了搬运难度和在高海拔的安装难度。

5G上珠峰一波三折

“2013年,中国移动在珠峰大本营5300米建设4G基站的经验,但再往上,5800米、6500米这两个营地实际工程建设难度比想象中的更难”,西藏移动网络部无线优化中心负责人李崇明说。

由于5800米和6500米营地都是山路,无法通车,基站和供电等设备,是通过牦牛驮运上去的,

4月16日下午,由46头牦牛组成的运输队,运载着基站、供电设备等,浩浩荡荡从珠峰大本营出发,向5800和6500米营地前进。“场面非常壮观,给人带来一种千军万马出征的感觉”,李崇明说。

基站、油机还可以通过牦牛运输,光缆则需要人来背。

“传输光缆要从海拔5300米的珠峰大本营布放到6500米前进营地,一共25公里,一盘3公里的铠装光缆重达700公斤,25公里的光缆重达5.8吨,全部要靠人工扛上去。在珠峰这样一个走路都要大喘气、天气又及其恶劣的地方,运输一盘3公里的光缆需要40人同时肩扛”,李崇明说。

4月19日下午,5800米营地5G基站开通,比预期提前了一天。

6500米营地基站的基站也在同步进行。4月17日四位建设人员在向导的带领下向着6500米营地进发,翻过湿滑险峻的冰脊,路过一望无垠的冰塔林,领略了珠峰的艰险与美景,在无数次筋疲力尽的边缘徘徊近6个小时后终于到达6500米前进营地。

6500米营地俗称魔鬼营地,零下二十多度、甚至零下三十多度的极低气温,稀薄的氧气,对人的身体是一种严峻的挑战。对于非专业登山者来说,到这个地方就是在与魔鬼亲密接触。

前进营地长期受高寒气候影响,表面形成一层冻土,两米以下就是冰层,在6500米高海拔要挖一个0.5米深的槽沟用于放置铁塔支架,是非常不容易的,建设人员花了小半天时间才完成,又用了整整一天时间才完成基站设备的安装。

△(资料图)海拔6500米前进营地的5G基站

就在建设人员信心满满地准备一鼓作气开通6500米5G基站时,珠峰天气突变,暴风雪来临,无法进行传输光缆熔接,同时极低气温造成油机输出功率不稳定,无法为基站正常供电,6500米基站无法提前开通,为确保建设人员安全和施工安全,建设人员于4月21日撤离5800和6500米营地,返回定日县城进行修整。

4月25日和26日分两个梯队重新上6500米营地继续施工。但由于珠峰暴风雪天气影响,传输被落石损坏,传输光缆被埋在雪里,传输维护人员沿途寻找断点相当困难,6500米基站迟迟无法开通。

在珠峰天气虽然好转,但仍飘雪的艰难环境下,建设人员不怕吃苦,连续作战,最终于4月30日15:50分成功开通6500米5G基站,李崇明说,“那一刻我十分激动与自豪,时时悬着的心也终于可以放下一半了”。

保证珠峰测高数据安全回传

人类与珠峰通过移动通信网络的连接早已展开。2003年5月22日,中国登山队在海拔8848米珠穆朗玛峰峰顶使用中国移动网络打通了电话,并用短信通告了这一喜讯。

2008年5月8日,北京奥运圣火登上8844.43珠峰峰顶,全球首张奥运圣火珠峰传递照片通过中国移动2.5G GPRS网络从地球之巅成功传回,成为刷新世界移动通信史的壮举。

2010年和2013年,3G和4G移动通信基站登上珠峰。

2019年5月16日珠峰首个5G基站顺利开通;2020年4月30日中国移动完成全球最高珠峰海拔6500米前进营地5G基站建设开通。

由于珠峰区域高山落石等自然灾害频发,时刻影响着通信网络安全稳定运行,除了网络性能,网络可靠性和灾备能力放在了重要位置。

中国移动西藏公司计划建设部陈钢介绍,珠峰大本营的FDD1800 4G基站,就承担着6500前进营FDD1800的备份作用,保障国家测量队数据回传。

在近端传输方面,此前优先考虑的是在珠峰区域使用卫星和微波传输,降低部署难度,但是受限于带宽需求和珠峰区域沟壑众多的地理特点,最终确定了铺设铠装光缆方案,提升抗损毁能力,同时可避免破土动工影响生态。

在6500米前进营地,基站供电存在较大问题。中国移动西藏公司在5800米和6500米营地各配备5台油机,采取3+2备份方式。每个营地每日消耗约80-90L油料。这些油料,都是通过人力方式背上去的。

针对本次保障,中国在现场成立了7个临时保障小组,分别是无线保障组、业务保障组、传输线路保障组、专线保障组、电源保障组、新闻宣传组、后勤保障组,累计投入150余名网络建设与保障人员,其中12名网络保障人员长期坚守在海拔5800米以上区域保障通信畅通。

此次对珠峰的5G覆盖,不仅体现了中国5G科技的全球领先地位,也体现了对通信工程建设卓越的驾驭能力,以及迎接极端挑战的攀登珠峰精神,这些都刷新了中国5G的高度。