路燈桿共享5G通信微站

■ 李霄柏 卜少偉

在城市智能化、智慧化不斷發展的今天，智慧城市概念不斷深入，5G時代的路燈、物聯網及智能照明不斷結合，智慧城市和城市照明的關系變得越來越緊密。智慧城市發展是趨勢也是未來。共享5G通信基站燈桿、智慧燈桿的出現，使得燈桿等城市照明設施逐漸切入智慧城市建設，也將給未來城市的精細化管理帶來新的機遇和挑戰。

一、應用背景

隨著城市建設的快速發展，城區范圍不斷擴大，常駐人口、通訊終端設備等也不斷增加，對語音及數據等的通信業務需求日益提升，基站需求也持續增長，特別是5G時代的需求更是成幾何倍數增長。而基站建設選址涉及的拆遷、征地、輻射等問題，致使建設難度越來越大。

路燈桿作為城市公共基礎設施和可掛高資源，一是分布廣泛，有路就有路燈（桿），就有穩定的配套電源、供電管網；二是間隔均勻、高度適合，平均約35～40米，主干道路燈普遍在12～16米，中桿燈等在18.5米以上，具有較好的信號傳播高程；三是資源易得，相比較居民樓、辦公樓等設施，更易于共享實施。路燈桿等可掛高資源在共享經濟形勢下是一種應用趨勢。

二、技術方案

燈桿掛高共享通信微站建設涉及照明設施運維及用電安全，并與市容美觀息息相關，通信微站的建設技術方案是否切合實際起著重要的作用。

（一）常用5G通信微基站設備簡析

5G網絡中，RAN（接入網）由4G及以前網絡的BBU(信號調制單元)、RRU(射頻處理單元)以及饋線(連接RRU和天線)兩級結構演變為CU（集中單元）、DU（分布單元）和AAU（有源天線單元）3個功能實體組成：CU負責處理非實時協議和服；DU負責處理物理層協議和實時服務；AAU包括射頻處理、BBU的部分物理層處理功能及無源天線，簡單來講AAU即射頻模塊與天線一體集成。

據了解，華為、中興、諾基亞貝爾、愛立信、大唐5個基站設備廠家均已推出符合3GPP R15版本的“CU和DU合設+AAU”形態的64T/32T Massive MIMO基站。

（二）路燈桿共享通信微基站的主要建設方式

路燈桿共享通信基站原則上通過共享路燈桿進行建設，主要采取在現有路燈加掛通信微基站和整體改造集成通信基站路燈桿兩種方式。

1.路燈桿加掛通信微基站

結合覆蓋要求和建設條件，在滿足一定高度的路燈桿上，通過緊固件外掛安裝AAU單元等完成設置。

2.一體化集成燈桿

建設多功能一體化燈桿。

（三）主要優缺點對比

外掛式與一體式優缺點對比如下表所示。

外掛式與一體式的對比

三、濰坊市存量路燈桿共享情況

（一）存量路燈桿情況

截止到2019年4月，山東省濰坊市共有存量路燈桿約12萬基，其中，中心城區4萬基，其他各縣市區8萬基。按照5G組網200米左右的間隔，每4基路燈需要整體更換一基，約3萬基。

（二）現有路燈桿共享利用情況

2016年，根據濰坊市政府會議紀要批復，由濰坊市智慧辦和市路燈處按程序，公開招標采購了《無線城市網建設運營服務及LED路燈提升改造項目》，由山東中微中標，基于路燈桿架設了超級wifi，一期工程已在東風街、勝利街、東方路、四平路、福壽街、和平路和新華路完成了wifi建設；二期在北海路等23條道路開展wifi建設，目前已基本完成。主要運作模式是施工單位籌集資金利用高光效LED光源對現有路燈進行整體更換，同步集成wifi功能，通過節約的電費逐年返還施工單位，輔以wifi的信息發布政府補貼及商業廣告（目前應尚未啟用）。

（三）其他社會資源對路燈桿等可掛高資源普遍期待

隨著城市免費wifi、4G網絡等的普及，路燈桿作為城市通信微站可掛高載體，已越來越受到鐵塔公司等通信建設單位關注，越來越多的社會資源渴望“搭車”“共享”。未來的路燈桿，不僅需要系統考慮5G通信、智能交通、城市監控、數字城管等多種應用，還需要思考如何統籌建設、規范管理、高效運維。

四、應用實例與分析

（一）山東省

據了解，山東省內十六地市目前均未開展5G微站的建設。但部分城市進行了4G基站與路燈共享的試點。

濟南市在一條城市支路浪潮路進行了小規模4G智慧路燈試點，由浪潮集團投資，對浪潮路的路燈按150米間隔距離進行整體更換，并布設供電、網絡等設施，更換后的集成式智慧路燈桿具備接駁通信、監控、110報警、充電等多種功能。

青島市首先在八大關景區進行了4G共享基站建設，在庭院燈上增設了4G天線，2018年又在敦化路進行了一體化多功能燈桿試點；2018年底又出臺了《青島市通信設施建設與保護管理辦法》，第十一條約定“規劃市政道路、綠地、路燈等市政設施，應當根據通信基礎設施專項規劃，為通信基礎設施預留空間。通信設施建設應當充分利用地下管線空間或者附著于既有建（構）筑物設置，并符合城市市容標準。”

（二）國內其他地市

經對接城市照明相關協會、學會，目前國內各地市未見大規模商用的案例，但有部分城市開展了試點探索。

成都市由四川移動牽頭，在成都西部智谷安裝了5G智慧燈桿，具有安防監控系統多角度識別人臉，以及井蓋監測、水位監測、電纜防盜、漏電監測、緊急呼叫等功能。

武漢市路燈管理服務中心與中國鐵塔股份有限公司共同研究了5G微基站建設規劃，并在三陽路、澳門路建設了150余套智慧路燈，包含5G微站、視頻監控、充電樁等多項功能。

雄安新區2018年底完成容城容東片區截洪渠景觀一期照明工程的招標采購，計劃設置400余根集成多種功能的智慧路燈，能夠實現智慧化照明、環境監測、氣象監測、無線網絡覆蓋、巡更、地圖、廣播等，還可完成滿足物聯網場景化基礎需求的5G網絡信號的覆蓋。

五、現存問題

（一）頂層規劃欠缺

通過調研，發現國內各地5G燈桿微站等的建設大多是在支路、景區，對城市路燈桿資源的利用或由路燈管理部門、或由通信建設單位實施試點，缺乏統一組織領導。

（二）建設標準平臺不一

各地實施的試點，從設置方式上看，有的是在現有存量路燈桿上加裝通信微站，有的是更換一體化集成通信微站的全新路燈；從功能上，有的僅承載通信功能，有的包含通信微站、物聯網、智能監控、廣告顯示、充電樁等功能，甚至預留了更多的接口；從市容美觀性上看，有的天線林立美觀性較差，有的一體設計造型優美，成為城市一景；從供電安全上看，有的直接接入路燈電纜，導致路燈電纜白天也供電，存在一定安全隱患，彼此之間缺乏統一的協調平臺。

（三）投資運作模式不明

從投資建設角度，缺乏相應的投資建設模式、政策保障、業務監督和健全的管理機制。

六、應用思考

綜合上述調研分析，就濰坊市路燈桿通信微站乃至智慧路燈建設，筆者建議從現存問題入手，進一步明確思路定位，加快通信微站等智慧路燈的建設。

（一）完善頂層規劃設計

堅持規劃引領，濰坊市政府應成立推進組織領導體系，編制覆蓋中心城區的路燈桿5G通信基站乃至智慧路燈實施方案或規劃，明確相關政策、實施方案、安全規范、運維機制、監管制度、特許經營等，對城區路燈桿資源進行整合利用。

（二）統一建設標準

在明確組織領導體系的基礎上，積極與行業協會等進行對接，出臺相關的建設、運維標準，對基于燈桿共享的5G路燈桿微站等多功能智慧路燈桿的結構標準、一體化路燈等適用不同道路等級市容美觀性的設計要求、需納入的不同功能的接口規格、主次干道及支路的設置模式、不同場景下的供配電方案等，形成統一的標準規范。

（三）構建投融資建設新模式

應對其涉及的不同內容，探索政府招標采購及社會企業投融資建設、政府運維及購買服務的建設階段，分層投資、有效運營；探索涵蓋全階段采購方式、政策保障、業務監管的統籌共享的良性體制。

（四）搭建運維平臺

建設業務融合、技術匯通、數據共享合為一體的協同服務集約平臺，對不同業務端口明確各運維部門職能責任，建立數據共享到位、管理規范、責任明晰、維護有序、運作良好、機制完善的運維管理平臺。