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首个国内智慧多功能杆国标解读及产业观察

2022.04.19

随着2021年11月《智慧城市 智慧多功能杆 服务功能与运行管理规范 GB/T 40994-2021》的正式出炉(以下简称《国标》),该《国标》由全国城市公共设施服务标准化技术委员会(SAC/TC537)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。



《国标》于2022年3月1日起正式实施,而我国新一轮的5G建设正在提速,2022年也是全国大部分省市加快5G产业发展三年行动计划的攻坚一年,年底要实现全国乡镇的5G连续覆盖,按工信部规划,每万人拥有5G基站数要从2022年初的10.1个提高到2023年底的18个,2025年的26个。2021年底我国建成5G基站142.5万个,这就意味着在不到两年的时间里还要新建5G基站超过110万,四年时间里增加超过220万!为了完善5G立体覆盖,除了室内小基站,其中必然有相当大部分需要道路两侧的多功能杆来承载,综合提供近场连续和路侧建筑的深度覆盖。因此,本次《国标》的正式实施可谓生逢其时,必将有力推动智慧多功能杆的建设,大大助力全国各地5G基站的快速部署。

我们留意到,《国标》的起草单位有华为、中国铁塔、中国移动等电信行业领域的主力军,那么,本次《国标》在涉及移动通信功能方面有什么亮点值得我们关注?《国标》在5G基站的应用场景及多功能杆的设计等方面作了哪些要求?相比各个地方规范,《国标》又有什么特点?这些问题,将在本文中给您一一解答。 

一、 智慧多功能杆《国标》中有关移动通信基站的相关规定


针对移动通信基站,《国标》在杆体配置、移动基站挂载位置、移动基站安装法兰接口、杆体对移动基站的承重、使用功率、应用场景等都作了规定。以下在介绍《国标》内容的内时,也会对地方规定与《国标》存在差异的情况进行说明。


1.1移动通信是主要挂载服务功能


《国标》明确提出,智慧多功能杆的主要挂载服务功能,包括智慧照明、智慧通信(移动通信、公共无线网、物联网)、智慧安防、智慧交通、智慧环保、智慧联动等,确立了移动通信基站是智慧多功能杆的主要挂载设备。


智慧多功能杆挂载服务功能表


1.2移动通信设备挂载位置


在挂载要求上,《国标》指出移动通信基站及配套设备可按需要挂载在杆体的主杆、副杆或横臂上:

微信图片_20220420102043.png

对于安装位置,应安装在顶部或侧面:

5.2.4 杆体顶部宜预留移动基站设备安装接口,移动基站设备应安装在杆体顶部上端或顶部侧面,顶部上端安装通过安装件应直接固定在杆体顶部预留的安装接口上,接口图见附录 A;侧面安装应采用抱 箍式或卡槽式安装,杆体应保障一定的空间用于移动基站设备的安装。
5.2.5 杆体应按需布置出线孔,出线孔应考虑设备线的直径,应配置相应防水设计,预留的移动基站设备出线孔直径应不小于 20mm。

对比已经发布的各地地方规范,深圳则是要求移动通信设备(基站)宜安装在杆体顶部的杆顶仓内,上海的要求同《国标》较为接近,均可以挂载在主杆、副杆和横臂上,不过同时明确了副杆最适宜挂载。全国其他地方的规范,大部分都未明确移动基站挂载的部位,仅说明挂载的高度分层,原因应该是这些规范出台时间较早,在产品和实际案例偏少情况下,就先不做具体的技术要求。

从基站覆盖的角度,基站挂载在副杆上优于主杆,可以提供更远的无线信号覆盖。当道路两侧楼宇较高时,基站挂载于横臂上,横向安装也可为对面楼宇提供更佳的信号覆盖。某些区域如果极限风速较高,考虑基站体积较大,基站就需要挂载于主杆上。《国标》因全国地区环境差异、风速不同,以及现在及未来基站设备型号外观体积不同,需要依据地方具体的要求将基站挂载于副杆、横臂或主杆上,为基站的灵活挂载提供更多的可能性和适应性。

1.3移动通信基站顶端安装接口:


电信运营商使用的移动通信基站设备都来自于华为、中兴、诺基亚、爱立信、信科等几个主设备厂商,多功能杆与移动基站设备之间的安装接口,全国各地的智慧灯杆建设运营单位自然希望有一个统一的参照规范,让设备厂商和建设方在未来相当长一段时间内都“有章可循”,也可以根据每一阶段的市场需求展开规模化的建设,避免日后的变动,保护投资。本次《国标》顺应这些需求,在各编制单位的合作推动下,出台了较为明确的标准:

5.2.4 杆体顶部宜预留移动基站设备安装接口,移动基站设备应安装在杆体顶部上端或顶部侧面,顶部上端安装通过安装件应直接固定在杆体顶部预留的安装接口上,接口图见附录 A;

微信图片_20220420102122.png

此法兰接口规范与以前发布的上海、青岛多功能杆规范一致,都是法兰盘六个腰型孔与基站杆顶仓对接,且各参数尺寸也相同,对所挂载的基站设备具备更好的兼容性。而深圳、杭州等地的法兰盘接口标准则采用三个腰型孔的设计,另外江苏等少数省市的地方规范,则仅提到移动基站可采用法兰盘的顶端固定安装方式,全国更多的地标则并无这方面的接口规定。从编者角度看,上海、青岛均是整个市或区采用标准杆体结构设计要求,其法兰盘的接口需求从政策规范的统筹性还是日后满足市场的规模化推广,都更有优势,值得全国仿效,本次《国标》的硬件标准,也与其两地一样,将有利于在全国推广开来。编者也希望并呼吁,后续全国各地的地方规范,已经团体规范,或者较为具体的技术导则或标准等,都能够参照本次《国标》的标准。


1.4杆体荷载的规定:

在杆体荷载能力方面,《国标》要求杆体材质和厚度能满足足够的强度、刚度和稳定性,并设置承载富余,杆体厚度应根据材质和总体荷载等因素进行测算。具体在承重和风荷载方面,都提出了所挂载移动通信基站的参数需求。

其中宏基站要求可挂载大于120KG(按三扇区)的重量,微基站则为大于75KG(按三扇区)。基于目前主流的华为或中兴单扇区5G AAU重量不超过45KG甚至35KG,而微站不到18KG甚至才8KG来看,《国标》的承重要求能够满足目前及未来三个扇区的5G基站挂载,实际上随着设备集成度的提高,其重量还会更轻,因此目前的标准已经充分考虑到未来的市场需求,有利于保护前期基础设施投资。

另外一个荷载要求是风荷载,在实际设计经验中,设备迎风面积对杆体的结构影响和要求甚至比重量更大,目前典型5G 挂载设备尺寸华为AAU是730mm*395mm,中兴AAU是880mm*450m,迎风面积都小于0.4m2,目前部署的典型5G微站华为EasyMacro高度750mm,直径150,迎风面积不大于0.12 m2,,可以看到《国标》在针对宏、微基站的风荷载规定是满足实际需求的。

部分挂载设备的荷载参数



1.5对供电要求:


《国标》规定,综合箱供电设计应综合考虑各挂载设备的用电负荷,智慧多功能杆的总供电能力应能满足挂载设备的使用需求,主要挂载设备用电功率见附录 C.1。从参考功率来看,目前主设备厂商的5G宏站和微站的功率均基本在所列标准的范围内,宏站普遍在1500W以下,微站400W左右。


微信图片_20220420102211.png

1.6对传输要求:


5.4.4 挂载设备的网络传输宜采用光纤传输的方式,预留足够的光纤芯数,支持智慧多功能杆后续更多服务功能。挂载的移动通信基站设备应设置独立的光纤传输,并预留6对(含)以上室外光纤。 

在目前国内运营商传输接入层设备已经基本为IP RAN和PTN的情况下,考虑环路保护,一般2对光纤就能基本提供足够的网络带宽,其余光纤带宽资源可提供给各种视频、广播、信息屏及其他业务使用。

汇总以上涉及移动通信基站的《国标》规定介绍,我们将其与几个国内重要省市标准规范做一汇总对比如下,可以看出《国标》多数要求上是充分考虑了基站在硬件标准接口、承重、功率、风载荷和光纤资源上的更广需求的,可促进移动基站在智慧多功能杆上的挂载建设:


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文章来源智慧灯杆说



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2022.04.19

随着2021年11月《智慧城市 智慧多功能杆 服务功能与运行管理规范 GB/T 40994-2021》的正式出炉(以下简称《国标》),该《国标》由全国城市公共设施服务标准化技术委员会(SAC/TC537)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。



《国标》于2022年3月1日起正式实施,而我国新一轮的5G建设正在提速,2022年也是全国大部分省市加快5G产业发展三年行动计划的攻坚一年,年底要实现全国乡镇的5G连续覆盖,按工信部规划,每万人拥有5G基站数要从2022年初的10.1个提高到2023年底的18个,2025年的26个。2021年底我国建成5G基站142.5万个,这就意味着在不到两年的时间里还要新建5G基站超过110万,四年时间里增加超过220万!为了完善5G立体覆盖,除了室内小基站,其中必然有相当大部分需要道路两侧的多功能杆来承载,综合提供近场连续和路侧建筑的深度覆盖。因此,本次《国标》的正式实施可谓生逢其时,必将有力推动智慧多功能杆的建设,大大助力全国各地5G基站的快速部署。

我们留意到,《国标》的起草单位有华为、中国铁塔、中国移动等电信行业领域的主力军,那么,本次《国标》在涉及移动通信功能方面有什么亮点值得我们关注?《国标》在5G基站的应用场景及多功能杆的设计等方面作了哪些要求?相比各个地方规范,《国标》又有什么特点?这些问题,将在本文中给您一一解答。 

一、 智慧多功能杆《国标》中有关移动通信基站的相关规定


针对移动通信基站,《国标》在杆体配置、移动基站挂载位置、移动基站安装法兰接口、杆体对移动基站的承重、使用功率、应用场景等都作了规定。以下在介绍《国标》内容的内时,也会对地方规定与《国标》存在差异的情况进行说明。


1.1移动通信是主要挂载服务功能


《国标》明确提出,智慧多功能杆的主要挂载服务功能,包括智慧照明、智慧通信(移动通信、公共无线网、物联网)、智慧安防、智慧交通、智慧环保、智慧联动等,确立了移动通信基站是智慧多功能杆的主要挂载设备。


智慧多功能杆挂载服务功能表


1.2移动通信设备挂载位置


在挂载要求上,《国标》指出移动通信基站及配套设备可按需要挂载在杆体的主杆、副杆或横臂上:

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对于安装位置,应安装在顶部或侧面:

5.2.4 杆体顶部宜预留移动基站设备安装接口,移动基站设备应安装在杆体顶部上端或顶部侧面,顶部上端安装通过安装件应直接固定在杆体顶部预留的安装接口上,接口图见附录 A;侧面安装应采用抱 箍式或卡槽式安装,杆体应保障一定的空间用于移动基站设备的安装。
5.2.5 杆体应按需布置出线孔,出线孔应考虑设备线的直径,应配置相应防水设计,预留的移动基站设备出线孔直径应不小于 20mm。

对比已经发布的各地地方规范,深圳则是要求移动通信设备(基站)宜安装在杆体顶部的杆顶仓内,上海的要求同《国标》较为接近,均可以挂载在主杆、副杆和横臂上,不过同时明确了副杆最适宜挂载。全国其他地方的规范,大部分都未明确移动基站挂载的部位,仅说明挂载的高度分层,原因应该是这些规范出台时间较早,在产品和实际案例偏少情况下,就先不做具体的技术要求。

从基站覆盖的角度,基站挂载在副杆上优于主杆,可以提供更远的无线信号覆盖。当道路两侧楼宇较高时,基站挂载于横臂上,横向安装也可为对面楼宇提供更佳的信号覆盖。某些区域如果极限风速较高,考虑基站体积较大,基站就需要挂载于主杆上。《国标》因全国地区环境差异、风速不同,以及现在及未来基站设备型号外观体积不同,需要依据地方具体的要求将基站挂载于副杆、横臂或主杆上,为基站的灵活挂载提供更多的可能性和适应性。

1.3移动通信基站顶端安装接口:


电信运营商使用的移动通信基站设备都来自于华为、中兴、诺基亚、爱立信、信科等几个主设备厂商,多功能杆与移动基站设备之间的安装接口,全国各地的智慧灯杆建设运营单位自然希望有一个统一的参照规范,让设备厂商和建设方在未来相当长一段时间内都“有章可循”,也可以根据每一阶段的市场需求展开规模化的建设,避免日后的变动,保护投资。本次《国标》顺应这些需求,在各编制单位的合作推动下,出台了较为明确的标准:

5.2.4 杆体顶部宜预留移动基站设备安装接口,移动基站设备应安装在杆体顶部上端或顶部侧面,顶部上端安装通过安装件应直接固定在杆体顶部预留的安装接口上,接口图见附录 A;

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此法兰接口规范与以前发布的上海、青岛多功能杆规范一致,都是法兰盘六个腰型孔与基站杆顶仓对接,且各参数尺寸也相同,对所挂载的基站设备具备更好的兼容性。而深圳、杭州等地的法兰盘接口标准则采用三个腰型孔的设计,另外江苏等少数省市的地方规范,则仅提到移动基站可采用法兰盘的顶端固定安装方式,全国更多的地标则并无这方面的接口规定。从编者角度看,上海、青岛均是整个市或区采用标准杆体结构设计要求,其法兰盘的接口需求从政策规范的统筹性还是日后满足市场的规模化推广,都更有优势,值得全国仿效,本次《国标》的硬件标准,也与其两地一样,将有利于在全国推广开来。编者也希望并呼吁,后续全国各地的地方规范,已经团体规范,或者较为具体的技术导则或标准等,都能够参照本次《国标》的标准。


1.4杆体荷载的规定:

在杆体荷载能力方面,《国标》要求杆体材质和厚度能满足足够的强度、刚度和稳定性,并设置承载富余,杆体厚度应根据材质和总体荷载等因素进行测算。具体在承重和风荷载方面,都提出了所挂载移动通信基站的参数需求。

其中宏基站要求可挂载大于120KG(按三扇区)的重量,微基站则为大于75KG(按三扇区)。基于目前主流的华为或中兴单扇区5G AAU重量不超过45KG甚至35KG,而微站不到18KG甚至才8KG来看,《国标》的承重要求能够满足目前及未来三个扇区的5G基站挂载,实际上随着设备集成度的提高,其重量还会更轻,因此目前的标准已经充分考虑到未来的市场需求,有利于保护前期基础设施投资。

另外一个荷载要求是风荷载,在实际设计经验中,设备迎风面积对杆体的结构影响和要求甚至比重量更大,目前典型5G 挂载设备尺寸华为AAU是730mm*395mm,中兴AAU是880mm*450m,迎风面积都小于0.4m2,目前部署的典型5G微站华为EasyMacro高度750mm,直径150,迎风面积不大于0.12 m2,,可以看到《国标》在针对宏、微基站的风荷载规定是满足实际需求的。

部分挂载设备的荷载参数



1.5对供电要求:


《国标》规定,综合箱供电设计应综合考虑各挂载设备的用电负荷,智慧多功能杆的总供电能力应能满足挂载设备的使用需求,主要挂载设备用电功率见附录 C.1。从参考功率来看,目前主设备厂商的5G宏站和微站的功率均基本在所列标准的范围内,宏站普遍在1500W以下,微站400W左右。


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1.6对传输要求:


5.4.4 挂载设备的网络传输宜采用光纤传输的方式,预留足够的光纤芯数,支持智慧多功能杆后续更多服务功能。挂载的移动通信基站设备应设置独立的光纤传输,并预留6对(含)以上室外光纤。 

在目前国内运营商传输接入层设备已经基本为IP RAN和PTN的情况下,考虑环路保护,一般2对光纤就能基本提供足够的网络带宽,其余光纤带宽资源可提供给各种视频、广播、信息屏及其他业务使用。

汇总以上涉及移动通信基站的《国标》规定介绍,我们将其与几个国内重要省市标准规范做一汇总对比如下,可以看出《国标》多数要求上是充分考虑了基站在硬件标准接口、承重、功率、风载荷和光纤资源上的更广需求的,可促进移动基站在智慧多功能杆上的挂载建设:


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文章来源智慧灯杆说



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