智慧灯杆在5G网络的应用
对于城市路灯设施来说，具有点位多、数量单、覆盖范畴广等特点，智能灯杆属于一种智能化基础设施，是智能城市建设发展的重要部分。本文就结合智慧灯杆的内涵概述，重点分析智慧灯杆应具备的功能，根据智慧灯杆与5G网络融合的可行性，提出智慧灯杆在5G网络中的应用建议，具体内容如下。
【关键词】5G网络；智慧灯杆；智慧城市；应用结合
当前情况来说，我国由之前移动互联逐渐朝着万物互联形势变化，特别是在互联网背景下，人工智能、大数据技术等新技术出现，给信息传输网络性能提出严格要求。而5G作为未来广泛采用的一种移动通信技术，可以应用到社会各个行业中。在5G网络基础设施作用下，给建设新型智慧城市提供可能。而在城市路灯建设中，展现出规模达、覆盖广等特点，成为智慧城市建设发展的重要载体。把智慧灯杆和5G网络充分融合，能够促进智慧城市建设发展。
一、智慧灯杆的内涵概述
智慧城市也就是指通过使用各种现代化技术和设备，把城市系统与服务进行中整合，形成一个整体，以此提高资源使用效率，给城市建设发展提供服务，改善城市群众生活质量。所以，在智慧城市建设发展中，需要得到信息采集技术、信息传递技术的支持。路灯作为城市建设发展中重要部分，具有分布范畴广、应用功能强等特点，在智慧城市建设发展中，路灯成为最重要的感知终端载体，是智慧城市建设发展的重点内容[1]。而智慧路灯则是把路灯杆当做载体，集合各种现代化技术和智能化产业，具有智慧照明、环境信息采集、道路智慧监控等功能。
二、智慧灯杆应具备的功能
2.1物联感知
对于物联感知，具有对环境空间智能感知的功能。智慧灯杆作为城市覆盖范畴广、数量多的基础设施，在加载环境监测传感器、视频监控系统等作用下实现对城市环境数据和公共安全数据的整合和监控。
2.2网络通信
网络通信中包含大容量高宽带光网络和全城覆盖无线网络。智慧灯杆不但可以当做光网络的光纤节点，也可以把加挂移动通信天线当做微基站，特别是随着5G时代的来临，智慧灯杆可以有效处理基站密集分布问题。
2.3计算与存储
在计算与存储中，主要包含软件资源、计算资源以及存储资源。随着互联网技术快速发展，可以实现城市空气质量检测和照明控制[2]。对于智慧灯杆，可以加载多个传感器，实现实时供电，成为智慧城市中重要部分。
2.4智慧应用
智慧应用也就是在各种行业或者领域中智慧应用和整合。智慧灯杆成为智慧城市建设发展主要切入途径，是智慧城市建设的载体，能够丰富智慧城市功能，如智慧照明、新能源充电、智慧安防等，这些均是智慧城市信息采集终端设施。
三、智慧灯杆与5G网络融合的可行性
在5G技术快速发展的环境下，于2019年开始，5G正式进入商用阶段。在2019年3月，华为企业消除的5G基站数量超过4万个，5G网络建设已经成必然需求。因为在传统基站建设中，常常会出现重复建设、资源大量消耗、建设成本高等问题，并且人们对健康、环境保护等方面要求更为严格，移动通信基站建设开始朝着集约化、智能化趋势发展。根据当前我国相关部门提出的建设资源节约型、环境友好型的发展战略，加强智慧城市基础设施与5G建设模式融合探究，已经成当前重点话题，其中智慧灯杆和5G基站结合成为切入点[1]。
3.1智慧灯杆作为5G基站载体优势明显
高频段作为5G网络中重要频段，在5G热点高容量环境中，把使用宏微异构方式的超密集组网架构科学不是，从而改变5G网络高流量密度性能。为了更好满足热点高容量场合中高流量魔都要求，基站建设距离逐渐缩短，预计5G微站数量将会是5G网络十倍，这也给5G网络部署提出严格标准。在进行智慧城市规划建设时，智慧灯杆由于自身具有通电、联网等功能，成为互联网在城市建设中重要部分，能够满足应用要求，兼顾集约性特点，这与5G微站建设要求相统一。首先，智慧灯杆是分布范畴广、密度高的市政基础设施，能够满足5G超密集组网站址要求。路灯之间距离通常不会大于灯杆高度的三倍，控制在25m左右。5G微基站覆盖范畴可以结合功率情况进行色剂，一般控制在200m左右，根据每根灯杆实际情况形成一个完整的5G系统，路灯数量应该满足三家电信运营商建站工作要求。其次，智慧灯杆供电系统能够有效处理5G微基站建设电缆铺设问题，并且智慧灯杆作为一种比较普遍的市政基础设施，外形美观，能够降低由于电磁辐射和市容风貌造成的影响。最后，把智慧灯杆当做5G基站载体，能够防止城市基础设施投放经费多的现象，避免资源大量消耗。同时也能降低人工检查力度，节约维护管理成本[4]。通过上述可以得知，智慧灯杆作为5G载体，具有明显优势，不但能够有效处理5G建设问题，还能节约城市建设成本，提高城市运行效率。所以，在5G建设发展中，需要得到智慧灯杆的支持。部分政府部门也颁布相应的政策，例如，浙江省相关部门发表了有关推进5G产业发展的相关意见，各级政府部门需要在土地、电力接引、能耗指标等方面提供支持，免费开发办公楼宇、绿地资源等，给5G基站建设活动开展提供引导；广东省相关部门发布了5G产业发展计划，要求免费开放公共建设和杆塔等资源，促进5G基站建设，严禁任何部门或者单位在基站建设及运行维护中违反规章制度收取任何费用。
3.25G基站为智慧灯杆的多功能应用提供支持
从目前情况来说，智慧灯杆最多的是一个硬件功能齐全，但是没有实现软件升级改革的智慧系统。为了能够让智慧灯杆在智慧照明、智慧安防、无线城市等广泛应用，智慧灯杆应在5G网络作用下提供基本网络保障。在国际电信联盟中明确表示，至少有三个以上的可以预见的5G应用场景。首先，增加移动宽带。换句话说，5G下行峰值20Gbit/速度能够满足诸多应用要求，例如AR增强现实、VR虚拟现实等。其次，大规模机器通信，也就是物联网技术用用。最后，高稳定、低延时通信，其中包含人工智能、自动驾驶、交通监管等，这些都是应用5G技术的主要场所。在这些应用场所中，可以促进智慧城市更好发展，进一步完成智慧灯杆软件升级。由此可见，智慧灯杆离不开5G技术[5]。
四、智慧灯杆在5G网络中的应用建议
4.1智慧城市区域覆盖
城市覆盖的智慧灯杆位置应根据通信供应商实际需求进行确定，应用场景包含密集巷道、城市道路、城市广场等。智慧灯杆应该结合实际需求，建设高度设定在8m左右，无线设备要求挂最上层，采取嵌入式方式或者外挂设备形式。结合实际覆盖要求，选择不同的智慧灯杆产品。结合当前各个厂家生产的产品来说，适合应用在智慧灯杆中的产品在功率上比较小，并且覆盖范畴狭窄，不足250m，该产品比较适合应用在现有无线网络补充覆盖中，可以满足小范畴覆盖需求。在实际应用中，如果覆盖点比较集中，应该采用嵌入式方法，设备安装在杆体内部，方向可以随着覆盖方向进行调节；如果覆盖点分布比较分散，则应该在覆盖区域中间选择具体位置，采用外挂设备形式，形成多个覆盖方向。
4.2规划区全覆盖
现阶段，工业园区或者景区将会面临协调困难的现象，对基站外观有着严格要求，但是这些区域用户比较集中，对5G覆盖需求量高。随着智慧灯杆的应用，能够满足园区或者景观外观要求，同时也能有效处理用户覆盖需求问题。并且，智慧灯杆中其他功能可以给园区或者景区管理工作开展提供便利。针对园区或者景区无线全覆盖，应该做好科学规划工作，首先，收集各家通信运营商实际要求，根据园区或者景区预测用户数进行分析，获得所需智慧灯杆数量。无线覆盖站点规划在项目进行之前，没有开展现场站点勘查工作的环境下，对园区或者景区内部网络进行科学规划，其中包含网络估算、始站点选择等[6]。一般情况下，5G基站建设距离应该大于路灯杆之间的距离，灯杆之间距离往往和道路宽度、灯杆高度有着直接关系，如果灯杆高度按照15ITI来计算，最大距离不得超过52m，5G无线设备覆盖距离应该按照200m进行计算。在实际设计时，可以在不同灯杆位置设有5G无线设备每隔6根灯杆安装一个无线设备。现阶段，我国电信和联通等供应商利用1.8G频段实现5G设备共用，但是中国移动中TD—LTE依然需要使用单独的设备，因此，中国移动和电信、联通在智慧灯杆基站规划上，采取分开规划方式，以更好满足天线高度要求。
4.3其他方面的建议
首先，标准化。标准化能够实现智慧灯杆规范化设计、建设和运行。即便各个标准不断完善，但是当前没有形成一同的标准，使得各个地方建设存在各自为政的状况，无法形成规模效应。其次，数据运维管理。“5G+智慧灯杆”中每个应用功能，都要由不同职能管理部门负责，各个部门之间应该打破壁垒效应，实现利益协调。最后，投资建设。“5G+智慧灯杆”投资建设成本高，为了大规模推广和使用，将会消耗大量投资成本，由谁建设和谁管理需要深入思考。五、结束语总而言之，智慧灯杆作为承载智慧城市建设发展的基础设施，是智慧城市建设中不可或缺的一部分，“5G+智慧灯杆”怎样才能和智慧城市建设发展相迎合，需要漫长的探究，不但要处理技术问题，还要做好职能规划工作，加强建设管理，在实践中不断完善。
参考文献
[1]柳林林.探讨智慧灯杆在智慧城市和5G建设中的作用[J].中国新通信,2019,21(23):35-36.
[2]贾军.智慧灯杆对5G通信网络建设的促进和发展[J].数字通信世界,2019(11):134.
[3]戴海兵,王旺,刘言彬,李晋.智慧灯杆助力推进5G网络部署及智慧城市发展[J].通信企业管理,2019(S1):101-104.
[4]张鹏,赵洪亮.“5G+智慧灯杆”推进智慧城市建设[J].通讯世界,2019,26(08):194-195.
[5]方景,殷涛,王坦,陶涛,李雪峰,李文超.“5G+智慧灯杆”在智慧城市中的应用探讨[J].照明工程学报,2019,30(04):6-9.
[6]丁远,龚戈勇.5G智慧灯杆实现运营商降本增效[J].信息技术与信息化,2019(06):63-66.
作者：陶晓红
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