全世界規模最大的移動通信網絡，含金量有多高？｜國家工業密碼·未來篇

小新說

“十四五”圓滿收官、“十五五”揚帆起航之際，由中央網信辦網絡傳播局、國務院國資委宣傳工作局指導，國務院國資委新聞中心主辦的《國家工業密碼·未來篇》網絡互動傳播活動正式啟動。小新聯合中國科協創新戰略研究院、總臺科晚、總臺《創新進行時》欄目、中國移動咪咕、國家電網英大傳媒、機械工業出版社、《人民畫報》雜志、《美術》雜志、星球研究所、混知等伙伴共創，以宏觀的產業視角、微觀的技術視角，生動呈現中央企業在科技創新前沿取得的重大突破，在加快發展新質生產力、建設現代化產業體系進程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業的創新密碼。今天為您帶來小新和星球研究所共創的《為14億人通信有多難？》。

“喂！我到了！”

這通電話，聽起來十分平常。

但，如果它是從世界之巔——珠穆朗瑪峰

撥打出來的，

你是否會有些驚詫？

沒錯，珠峰也有5G信號了。

只需要一座基站、

一條線路和一個“大腦”，

三步就能連接天南海北。

然而，我們的目標

是連接起960萬平方公里的陸地

和473萬平方公里的海洋上

總計超過14億的人口。

這一切需要的是建起一張

全世界規模最大的移動通信網絡。

那么，為14億人通信到底有多難呢？

覆蓋，還是太全面了

首先讓我們從“基站”說起。

這，是世界上海拔最高的5G基站。

它采用了模塊化的設計，

包括收發信號的天線、

生成信號的射頻單元（RRU），

甚至集兩者功能于一身的

有源天線單元（AAU）

以及加工信號的基帶單元（BBU），

再加上支架發電機等配套設施，

只要像搭積木一樣組合起來，

就能實現對從珠峰北坡到峰頂的全覆蓋。

盡管如此，

搭建它所花費的時間

依然相當于平原地區的7倍——

畢竟，這里的氧氣含量

還不到平原地區的一半。

伴隨著肆虐的暴風雪，

普通人每走一步都極為艱難，

更不用說還要背負沉重的基站設備。

而這也只是一個基站，

想要為14億人通信，

我們需要的是

遍布天南海北的數百萬個基站，

其中每個基站

只需要負責一個小區域的信號覆蓋，

當它們都采用正六邊形作為覆蓋單元時，

所需的基站總數最少，

這種形似蜂巢的網絡結構

就被稱為蜂窩網絡。

因此，想要讓網絡覆蓋哪里，

基站就必須建在哪里。

在橫斷山脈深處的云南獨龍江鄉，

居住著一個人口僅數千的民族——獨龍族。

十多年前，

這里還如孤島般與世隔絕，

一封信要半年才能翻越深山，

“等待”成了這個民族最深的記憶。

但今天，工程師們在山頂

豎起了一座座“信號燈塔”，

“照亮”了獨龍族連接外界的道路，

也“照亮”了老人們的思念

和孩子們的希望。

不僅是深山，

在更廣闊的大海，

僅靠普通的基站

并不能滿足大范圍的海上通信需求。

除了讓岸邊的基站

使用穿透性更強的頻段之外，

人們還必須利用海上風電、

海上養殖平臺等“人造陸地”，

建起海上基站，

將5G信號送到數十公里外的海域。

從此，

漂泊在外的漁船再也不是“信號孤島”。

目光轉向城市，

此時我們需要的不只是覆蓋，

而是在鋼筋水泥的重重遮擋下，

依然更強更好的信號。

比如在重慶解放碑，

工程師們就在這條復雜的隧道里

安裝了85套室內基站和552套天線等等，

將北斗信號引入地下，

如今甚至能夠實現車道級的精準導航。

截至目前，

僅中國移動就開通了約690萬個基站，

不僅讓全民實現了基礎通信，

連5G信號的覆蓋率也高達96%；

而在全球，

無論是5G的基站數量、用戶規模，

還是6G的專利申請量，

中國也都位居世界第一。

然而，“覆蓋”只是第一步。

以珠峰為例，

想要從這里撥通中國最南端的電話，

兩者相隔約3000公里，

這么遠的距離，

基站之間又是如何通信的呢？

答案便是一張連接全國的“天羅地網”。

連接，還是太通透了

連接拉薩和成都的

川藏公路附近地下約一米的深處，

還埋藏著另一條“信息高速”。

當我們將它層層撥開，

你就會看到一根大約只有頭發絲

直徑1/10的玻璃纖芯。

電信號被轉變成光信號進入這里，

在玻璃包層的全反射作用下，

反復“彈跳”前進，

這就是光纖通信。

當光纖延伸到陸地邊緣，

人們將為它穿上由鍍鋅鋼絲、

聚乙烯護套、

阻水帶等制成的“鎧甲”，

化身海底光纜，

理論上，不到0.03秒，

就能讓你在南海的陽光下

感受世界之巔的風景。

光纖通信

是基站之間最主要的通信方式，

但還有一些地方，

連光纖也難以抵達——

比如這座小島。

這里常年只居住著大約600人，

如果采用海底光纜，

成本極高，

為此，我們不得不再次請出無線電波。

這個圓圓的“大鼓”和旁邊的“大鍋”，

就是微波天線。

相比日常通信用的無線電波，

微波的波長更短、頻率更高，

因此可用的帶寬更大，

能傳遞的信息也更多，

常被用于特殊條件下的基站通信。

例如在可可西里，

為了不破壞藏羚羊的遷徙路線，

人們并未選擇開挖地表鋪設光纖，

而是用微波在基站之間建立連接，

單次傳輸距離可以超過57公里。

就算連微波天線也沒有，

我們還可以借助衛星，

在太空中搭起一條“應急通道”，

守住通信的最后一道防線。

如今，

中國移動已建成一張世界上規模最大、

覆蓋最廣的省際光纜網絡，

名為“九州”。

覆蓋，“全面了”；連接，“通透了”；

那么，信號怎么知道自己要從哪來、

到哪去呢？

“大腦”，還是太會算了

為此，我們還需要一個超級大腦——

分布各地的服務器

就是中國移動在全國的超級大腦，

它們負責所有用戶的身份認證

和連接管理等核心功能。

通過這些大腦，

就能迅速“算出”對方所在的基站位置，

讓信號精準前往目的地。

如果所有信號

都等著這些節點進行處理，

顯然并不夠迅速，

于是人們便將這些大腦的部分功能

下沉到更靠近用戶的省、地市甚至工廠園區。

在這個工廠，

不需要工人，

流水線自己就能有條不紊地運轉，

支撐它的

正是這個位于園區中的“大腦”。

它能直接處理工廠設備間的信號傳輸，

讓通信時延大大降低到20毫秒以內。

這樣一來，

設備響應能更加及時，

生產也能更加精準高效，

正是在全國無數“大腦”的算力加持下，

這張“通信網絡”正在超越通信的邊界，

用智慧改變千行百業——

一臺電腦

就能操縱百米深處的礦井設備，

一部手機

就能指揮無人機管理上百畝農田……

看到這里，

我們終于解鎖了一張

連接14億人的通信網，

借助這張普惠的網絡，

再遙遠的聲音也能被聽見，

再渺小的個體也能被看見，

而無窮的遠方、

無數的人們，

也真的可以和我們息息相關。

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責任編輯丨程鏡睿

校對丨陳婷 葛瑞蒂

執行主編丨劉海草 張灝然

內容來源｜中國移動 星球研究所