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输电线路共享铁塔5G天线搭载高度及布置方式分析  

热度0票  浏览2次 时间:2022年6月17日 14:22
  (1.712000 中国铁塔股份有限公司咸阳市分公司 陕西 咸阳)(2.510630 广东省电信规划设计院有限公司 广东 广州)【摘 要】目前,我国电力系统的分布范围较广,铁塔的数量众多,如果将输电铁搭作为5G通信基站的共享铁塔,将会减少5G通信网络的建设成本,并加快我国5G网络的建设进程。但现阶段我国输电铁塔的种类较多,铁塔高度也各有不同,选择适合的天线部署方式和搭载高度成为了5G网络建设的关键。鉴于此,本文对输电线路共享铁塔的天线高度和部署方式进行了深入研究,以期为我国5G通信网络的共享建设提供参考价值。
  【关键词】输电线路;共享铁塔;5G天线;天线搭载高度随着我国通信息技术的不断发展,无线通信网络对基站的需求数量不断增加。但是基站本身的建设周期较长,费用较高,所有的通信基站都进行新建,那么将会极大的增加通信运营商的建设成本,而影响了我国5G网络的建设进程。目前我国西安铁塔已经与国网西安分公司进行合作探讨,最终在西安完成了首座330kv的铁塔挂载4G与5G的通信基站。
  一、共享铁塔5G天线搭载高度分析
  5G通信信号的覆盖面积与5G天线的高度有着直接关系。
  在确定其实际搭载高度时,可以参考以下步骤:一是确定5G基站搭载天线的实际发射功率、增益状况以及通信信号接受的灵敏度等最基础的参数信息。二是确定该基站应该覆盖的面积,从而对5G基站的穿透损耗、干扰量等参数进行设置。
  三是计算出该基站实际允许信号损耗的最大数值,进而确定出5G天线实际的覆盖范围,进而计算出5G天线的实际搭载高度。
  通常情况下,5G天线的发射功率为240W,而移动终端最佳的接收灵敏度为-90dBm。通过计算可以算出,20m的覆盖半径为692.9m,30m的覆盖半径为1105.2m,40m的覆盖半径为1547.4m,50m的覆盖半径为2016.4m。由此可以看出,当5G天线位置逐渐增高时,其覆盖半径逐渐增大。所以在确定5G天线搭载高度时要从该基站的实际覆盖需求出发。为了使覆盖区域的移动终端设备达到最佳的接收灵敏度,如果基站实际需要覆盖的半径小于700m,那么共享铁塔在搭载多个平台的情况下,最下层的天线平台安装高度必须要小于20m。
  所以,在共享铁塔的选择上应该选择高度大于20m的铁搭作为共享的铁塔。
  二、共享铁塔5G天线布置方式分析
  (一)天线搭载位置
  输电线路共享铁塔的天线搭载位置,在选择时主要受到安装空间、电气设备的安全距离、基站点所需覆盖的方位、后期的维护等多种因素的影响。因此,目前5G天线的搭载位置主要有以下三种情况:
  (1)安装在铁塔的顶部
  这种天线的搭载位置最高,所以通信信号的覆盖范围也是最大的。但该搭载位置的缺点也很明显,第一,天线的防雷措施就是一大问题,由于不能借助铁塔本身的防雷措施,只能是从新进行设置。第二,5G通信设备后期的维护工作麻烦,维护人员要穿越铁塔的带电区域,这种行为十分危险,进行停电维护会严重影响电力系统的稳定。
  (2)安装在铁塔的头段身部,也就是顺线路的位置。
  这种天线的搭载位置也相对较高,优点是信号的覆盖面积较大。但是该位置的缺点是位于输电线路的导线区域,会受到强烈的电磁场的影响,也不利于5G通信基站后期的维护工作,存在着较大的安全隐患,维护成本较高。
  (3)安装在铁塔的身部,也就是搭载在输电线路之下。
  铁塔拥有四个塔身面,都可以进行基站的安装,该搭载点的位置相对较低,信号覆盖的范围相比于前两种安装方式有所减少。但是该搭载点的后期维护工作对电力系统没有任何影响,该通信基站安装过程中也更加安全,该搭载位置不仅适用于新建铁塔,也适用于现在正在运行的铁塔。
  (二)天线布置与安装方式
  通常情况下,5G基站每层平台中都应该布置两个系统,也就是安装六副天线,但每个平台最少要布置一个系统并保证安装三副天线。铁塔上平台的数量可以根据实际需求和铁塔自身的高度进行灵活调整,一般小于35m的铁塔最少可以安装2个平台,40m以上的铁塔最少可以安装3个平台。但要注意的是每个平台之间的间距要达到3m,否则相互之间会产生干扰。在平台承重方面,最少要能承载6副天线和6个供电模块。如果一个共享铁塔中有多个通信运营商进行搭载,各通信运营商可以在每个平台中分别放置自己的天线。
  由于篇幅有限,本文主要对角钢塔的两种部署方式进行探讨。一是直接使用夹板加装天线支架,再将天线安装到支架上。这种安装方式基本上不会对铁塔进行较大的改动,目前也是较为常见的一种连接方式。但这种安装方式的缺点是能布置的天线数量较少,一般只能安装三副天线,如果该共享铁塔有多个通信运营商共同使用,平台的空间将会非常紧张。需要注意的是3副天线的夹角不能形成一个均匀的扇形,否则天线之间会相互干扰。二是在铁塔塔身上进行扩展平台的建设,这种部署方式能同时在塔身的四个面搭载天线,如果铁塔的塔身够宽可以在一个搭载面上同时安装两个平台。但这种部署方式相对复杂,改动相对较大。
  三、结语
  目前,我国的电力网络分布广泛,数量众多,如果能将这些输电铁塔运行起来将会极大的减少通信基站的建设成本。对输电线路共享铁塔的5G天线搭载与布置问题进行探讨,对于我国通信行业共享共建的发展具有良好的参考价值。
  参考文献:
  [1]姚君.对架空输电线路铁塔结构设计的分析[J].科学中国人,2014(11X):37-37
  [2]梁伟.5G“加密”“共享铁塔”势在必行[J].商学院,2019,167(01):66-67



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