5G入海，開啟智慧海洋新征程

       神秘莫測的海洋總能撩撥起人類無盡的好奇心和想象力，讓人想要奮不顧身地投入其懷抱一探究竟。打開漫長的歷史畫卷，人類從未停止過探索海洋的腳步。

       到今天，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類文明進(jìn)步，人類對于海洋的探索和認(rèn)識不斷深入，海洋已被視為人類可持續(xù)發(fā)展的寶貴財(cái)富，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)已上升為國家戰(zhàn)略。

       隨著人類足跡不斷向海洋延伸以及海洋經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，海域?qū)νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的需求自然日益劇增。但令人遺憾的是，海域一直以來都是通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋薄弱領(lǐng)域，海上通信體驗(yàn)與陸地相比簡直是天壤之別。

       那海上能否實(shí)現(xiàn)與陸地一樣的通信體驗(yàn)？如果海上通信體驗(yàn)達(dá)到與陸地相當(dāng)?shù)乃�平會產(chǎn)生怎樣的效應(yīng)？與陸地上的通信網(wǎng)絡(luò)推動了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和變革一樣，海域有了高速的網(wǎng)絡(luò)連接，也一定會帶來翻天覆地的變化吧？

       對于這些問題，福建移動率先給出了答案。

       海域通信面臨的痛點(diǎn)與需求

       技術(shù)創(chuàng)新的核心價值在于解決痛點(diǎn)和滿足需求，所以有必要先來了解一下海域場景的通信現(xiàn)狀。

       茫茫大海全是水，海上幾乎沒有可用站點(diǎn)資源，不能像陸地那樣可以到處選址建站，且供電和敷設(shè)光纜的成本極高。這導(dǎo)致過去海域通信主要依靠衛(wèi)星和海岸基站有限的覆蓋能力，存在體驗(yàn)差、資費(fèi)貴兩大痛點(diǎn)。

       4G時代，由于基站覆蓋能力有限，只能保障離岸約10公里范圍內(nèi)較好的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。隨著離岸距離增加，網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量隨之惡化，離岸約30公里后只能依賴衛(wèi)星通信。

       而衛(wèi)星通信又存在資費(fèi)貴、帶寬小的問題，只能用于基本的語音通信和小數(shù)據(jù)包傳輸。當(dāng)前衛(wèi)星通信資費(fèi)是5G套餐資費(fèi)的100倍以上。服務(wù)中國四大海域的亞太6D衛(wèi)星的容量為50Gbps，而考慮網(wǎng)絡(luò)可按需擴(kuò)容，5G可提供的容量是衛(wèi)星的千百倍。

       再從需求的角度看，隨著海洋經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，海域場景有著強(qiáng)烈的通信訴求。

       去過沿海的朋友一定被海上魚排的壯觀場景深深震撼過。隨著現(xiàn)代海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖不斷發(fā)達(dá)，海面上密密麻麻的養(yǎng)殖漁排早已發(fā)展成為堪比陸地的“海上社區(qū)”。這里常年駐扎著大量海水養(yǎng)殖從業(yè)人員，也吸引了大批游客前去觀光，甚至還催生了餐飲、娛樂、醫(yī)院等配套。而這些分布密集的用戶群體大多是短視頻、直播、手游等應(yīng)用重度用戶，對于網(wǎng)絡(luò)容量和體驗(yàn)有著較高的訴求。據(jù)了解，在4G時代，一些大型“海上社區(qū)”的站點(diǎn)負(fù)荷常年處于重載、過載狀態(tài)，導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)流量被壓抑。

       更重要的是，隨著海洋在國家經(jīng)濟(jì)社會中的戰(zhàn)略地位和作用日益凸顯，建設(shè)海洋強(qiáng)國已是國家重大戰(zhàn)略任務(wù)，國家相關(guān)部門和各級政府已出臺以信息通信技術(shù)賦能打造海洋高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略要地的相關(guān)政策。與此同時，在政策引領(lǐng)下，隨著海洋產(chǎn)業(yè)不斷壯大，海洋安全、環(huán)境、資源利用等問題也愈發(fā)受到重視，需要通過信息通信技術(shù)賦能海洋治理，提升治理效能。

       簡而言之，不管從用戶角度還是從海洋經(jīng)濟(jì)、海上治理發(fā)展看，當(dāng)前5G入海都適逢其時。

       新一代5G站點(diǎn)打造海域立體覆蓋

       面對以上痛點(diǎn)和需求，福建移動與華為聯(lián)合創(chuàng)新的5G海域立體覆蓋解決方案應(yīng)運(yùn)而生。

       該方案首先將海域網(wǎng)絡(luò)劃分為沿海（離岸0-10km）、近海（10-30km）和遠(yuǎn)海（30-50km）三個區(qū)域，確定了“沿海體驗(yàn)優(yōu)、近海信號穩(wěn)、遠(yuǎn)海呼的著”的5G海域覆蓋建網(wǎng)目標(biāo)。其中，沿海、近海和遠(yuǎn)海分別規(guī)劃提供下行100Mbps/上行5Mbps、下行100Mbps/上行3Mbps和上行1Mbps的小區(qū)邊緣體驗(yàn)。


       為達(dá)成這一目標(biāo)，福建移動與華為采用了TDD 2.6G和FDD 700M協(xié)同組網(wǎng)方式和SUL上行增強(qiáng)技術(shù)，通過高頻與低頻協(xié)同互補(bǔ)、時域和頻域聚合，構(gòu)建了海域立體覆蓋領(lǐng)先網(wǎng)絡(luò)。

       具體而言，在沿海區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)覆蓋以2.6G為主、700M為輔，既能充分發(fā)揮2.6G的大帶寬優(yōu)勢保障上下行高速體驗(yàn)，又能借助700M SUL保證上行全時隙發(fā)送，實(shí)現(xiàn)上行容量和時延能力雙提升，可滿足海上魚排、濱海旅游等用戶密集場景下的直播、視頻等業(yè)務(wù)需求，充分釋放被壓抑的流量。

       在近海區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)覆蓋以700M為主、2.6G為輔，通過充分利用700M低頻覆蓋能力優(yōu)勢補(bǔ)齊2.6G的上行覆蓋短板，可在大幅提升上行覆蓋和體驗(yàn)的同時將5G覆蓋范圍進(jìn)一步延伸，從而為海上執(zhí)法、海上巡檢等應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

       在遠(yuǎn)海區(qū)域，可借助700M覆蓋能力優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn)可達(dá)100公里的5G連續(xù)覆蓋，滿足語音基本業(yè)務(wù)和小數(shù)據(jù)包傳輸需求。同時，由于沿海和近海有了高速5G連接，將有限寶貴的衛(wèi)星資源讓渡給了遠(yuǎn)海用戶，還使得遠(yuǎn)海衛(wèi)星通信體驗(yàn)更佳。

       這就是將陸地上正在部署的T+F協(xié)同組網(wǎng)和SUL上行增強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用到了海域場景嘛，可能對于熟悉5G技術(shù)的同學(xué)而言并不感到驚艷。但接下來的創(chuàng)新就是該方案的點(diǎn)睛之處了。

       與陸地上可連續(xù)部署站點(diǎn)不同，海域場景單靠海岸站點(diǎn)覆蓋，對基站設(shè)備的上下行覆蓋能力要求更高。在T+F協(xié)同組網(wǎng)下，需要加大2.6G和700M設(shè)備的上下行覆蓋能力，以盡力擴(kuò)大5G覆蓋范圍。

       為提升2.6G覆蓋范圍，福建移動采用了華為最新Massive MIMO產(chǎn)品——MetaAAU，實(shí)現(xiàn)了上下行覆蓋同時提升2dB，邊緣速率提升30%。

       這里要強(qiáng)調(diào)一下“上下行覆蓋同時提升”。因受限于終端發(fā)射功率和天線數(shù)量限制，上行覆蓋是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的短板和難點(diǎn)。至于提升下行覆蓋，簡單的增加基站發(fā)射功率就可以了，但由于移動網(wǎng)絡(luò)通信需上下行協(xié)同，若上行覆蓋短板依然存在，這對于網(wǎng)絡(luò)覆蓋提升也無濟(jì)于事。

       而MetaAAU的最大創(chuàng)新之處在于，其通過射頻開關(guān)、濾波器、材料、算法等軟硬件技術(shù)創(chuàng)新，在業(yè)界唯一實(shí)現(xiàn)了天線陣列數(shù)大幅提升。由于MetaAAU的天線口徑更大、通道更多，接收增益更強(qiáng)，從而大大提升了上行覆蓋能力，并能在配置更低發(fā)射功率的前提下達(dá)到與前一代產(chǎn)品相同的覆蓋能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了性能與能效雙提升。

       同時，結(jié)合智能算法創(chuàng)新，MetaAAU還能實(shí)現(xiàn)更窄的業(yè)務(wù)信道波束，讓業(yè)務(wù)信道波束更精準(zhǔn)地指向用戶，大幅提升用戶體驗(yàn)。

       對于700M覆蓋，雙方將SSB波束賦形算法應(yīng)用到4T4R RRU上，把過去的SSB寬波束變成了窄波束，使信號能量像手電筒聚光原理一樣更集中，從而將覆蓋提升了2至3dB，覆蓋面積提升約25%。

       開啟智慧海洋新征程

       基于以上海域覆蓋創(chuàng)新，福建移動建成了全國首個海域精品網(wǎng)，并在此網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上打造出了多項(xiàng)5G智慧海洋應(yīng)用樣板。

       在toC領(lǐng)域，海域5G不僅滿足了海上社區(qū)密集用戶的短視頻、手游等業(yè)務(wù)需求，充分釋放了長期以來被壓抑的流量，而且還能保障近海和遠(yuǎn)海漁民的應(yīng)急通信和視頻通信需求。同時，面對海上旅游直播、漁排賣貨直播等逐漸風(fēng)靡，5G大上行能力還能保障直播業(yè)務(wù)流暢無卡頓，帶動網(wǎng)絡(luò)流量增長，助推鄉(xiāng)村振興。

       在toG領(lǐng)域，福建移動打造了5G海上執(zhí)法、5G現(xiàn)場巡檢和應(yīng)急救援等應(yīng)用，執(zhí)法船、海巡艇、無人機(jī)等設(shè)備上的攝像頭可通過大上行、低時延的5G網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場高清視頻實(shí)時回傳至智慧中心，幫助海事部門實(shí)現(xiàn)聯(lián)動調(diào)度、遠(yuǎn)程執(zhí)法、遠(yuǎn)程巡檢以及主動快速響應(yīng)救援等，優(yōu)化了監(jiān)管執(zhí)法和救援效能，提升了海洋治理能力。

       在toB領(lǐng)域，福建移動已打造或正在打造5G+漁排管理、5G+海上風(fēng)電、5G智慧錨地、無人島監(jiān)控等應(yīng)用。

       比如，5G+漁排管理通過5G實(shí)時上傳高清監(jiān)控視頻及云平臺AI分析，可實(shí)時監(jiān)控人員入侵、落水等事件，并自動觸發(fā)告警，從而大大提升漁業(yè)養(yǎng)殖安全，降低人工巡邏成本；5G+海上風(fēng)電可通過基于5G回傳的預(yù)測性維護(hù)、AR輔助巡檢、無人機(jī)點(diǎn)巡檢等實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電智能化、無人化運(yùn)維，解決當(dāng)前海上風(fēng)電高速發(fā)展過程中面臨的風(fēng)機(jī)巡檢人工和時間成本高的問題；5G智慧錨地結(jié)合5G視頻監(jiān)控和電子圍欄，可實(shí)時監(jiān)控船只，實(shí)時報警及遠(yuǎn)程監(jiān)督規(guī)整，實(shí)現(xiàn)船只停泊精準(zhǔn)有序。

       路修好了，就會有越來越多的車上路。這句話在陸地移動網(wǎng)絡(luò)上已得到充分證實(shí)。在當(dāng)前大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的大背景下，以此次福建移動5G海域覆蓋創(chuàng)新和5G智慧海洋樣板為起點(diǎn)，相信接下來行業(yè)將通過5G、云、AI等ICT技術(shù)賦能深海漁場、海上油氣、海上光伏、海上運(yùn)輸?shù)雀�多海上產(chǎn)業(yè)數(shù)智化升級，加速推動海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

       我們的征途是星辰大海！面對海洋這塊“藍(lán)色寶地”，5G智慧海洋想象空間無限。在這個數(shù)字化時代，通信業(yè)已接過前人的旗幟，開啟人類探索海洋的新征程！