建筑是城市的“骨骼”,科技賦能建筑,將令城市的“骨骼”更健康、更智慧,從而讓城市煥發出勃勃生機。隨著物聯網、雲計算、大數據、人工智能等新一代信息技術和實體經濟深度融合,智慧城市建設迎來了發展黃金期,智慧建筑行業也將迎來新的發展機遇。
“5G的願景讓信息隨心而至,萬物觸手可及,這同時也是智慧建筑的願景。”中國信息通信研究院泰爾系統實驗室副總工程師周峰在接受科技日報記者採訪時表示,5G能夠增強整個智慧建筑的底層神經系統,基礎的“土壤肥力”增加以后,各種各樣的應用場景一定會迅速成長起來。
高頻率、大帶寬、精准定位
5G毫米波的特性更適合智慧建筑
當下,建筑信息模型(BIM)、地理信息系統(GIS)、智能建造、智能運維、物聯網、區塊鏈等新概念和新技術越來越多地出現在房地產基礎設施的項目實施中。
有觀點認為,相比於傳統建筑,智慧建筑最大的特點就是智能設備安裝以及數據信息的挖掘和集成。但在阿裡巴巴智慧建筑事業部資深專家孟濤看來,智慧建筑不是簡單嫁接數字化技術的建筑。智慧建筑是擁有操作系統的建筑,是全面感知、永遠在線的新生命體,也是人、機、物深度融合的開放生態系統。
而智慧建筑背后的關鍵技術,就是無處不在的網絡連接。“在場內人和設備連線的基礎上,融合多維度資源的智慧服務可令傳統辦公大樓變身智慧建筑。”孟濤說。
那麼,智慧建筑內的5G網絡又該如何部署呢?據了解,全球5G部署基於兩大類頻段,一個是6GHz以下頻段(Sub-6GHz),另一個是毫米波頻段(30GHz—300GHz)。
相比Sub-6GHz頻段,毫米波最大的優勢是頻段資源非常豐富,帶寬能達到400兆甚至800兆,無線傳輸速度達到10Gbps。此外,毫米波可以集成更多的天線,形成更窄的波束,空間分布能力非常強。同時,由於其帶寬大,因此產生的空口時延小,為高可靠、低時延業務的開展提供了天然的優勢。相關專家認為,毫米波能為以往移動技術難以支持的新型應用提供前所未有的支持,其室內覆蓋將成為智慧建筑的首要研究方向。
從人臉門禁、智慧訪客、視頻會議、多屏聯動、無線投屏、一鍵WiFi、雲打印,到智慧停車、智能燈光調控、空氣質量檢測……周峰認為,智慧建筑內嵌了諸多高科技軟硬件,網絡終端可能會數以萬計,需要有超大的帶寬和極高的數據傳輸速率,而毫米波的特性恰好能夠滿足這樣的需求﹔其次,毫米波的波束很窄,相同天線尺寸要比微波更窄,所以具有良好的方向性,能分辨相距更近的小目標或更為清晰地觀察目標的細節,因此可以更好地實現諸如尋路、空間調度和基於移動憑証的訪問控制等建筑功能。
在2019年巴塞羅那世界移動通信大會上,美國高通公司曾專門對5G毫米波室內場景應用進行了測試,結果表明:在用戶高度密集的室內場景下,利用毫米波可以提供很高的帶寬,為包括智能手機、筆記本電腦和其他聯網終端帶來高容量、數千兆比特傳輸速率和低時延的連接。
與此同時,我國5G毫米波的室內覆蓋測試也在快馬加鞭地進行。今年11月底的“世界5G大會”上,中國聯通方面也透露,目前中國聯通已經在一些場館中進行毫米波試驗,在北京的一些比賽場館裡面,通過毫米波技術可實現9Gbps的峰值速率,能為場館提供安全、可靠、便捷、高質量的網絡服務,為觀眾提供超級現場的互動體驗。
小基站、光載射頻、“一樓一策”
這些方法能解決毫米波室內覆蓋難題
盡管毫米波的室內覆蓋市場前景誘人,但應用毫米波實現地面5G網絡覆蓋卻並不容易。無線電波有一個特性,就是頻譜越高,繞射能力越差,毫米波是超級高頻率的無線電波,覆蓋半徑相對較小,因此運營商需要建設非常密集的5G基站,付出高昂的成本,想要應用毫米波建設地面5G網絡達到Sub-6GHz覆蓋的效果,還有很長的路要走。
周峰舉例,華為上海研究所公開發表的論文表明,測量結果顯示毫米波從室外宏站覆蓋室內非常困難,隻有在靠近基站的方向才有比較好的覆蓋,縱深處幾乎沒有覆蓋。
“在過去的研究中我們看到,5G毫米波從室外覆蓋室內非常困難,與3.5GHz頻段信號相比,除去自由空間傳播損耗的增量,在一些場景下毫米波的建筑物穿透損耗比低頻段大6到16分貝。”周峰說。
2019年美國電信運營商Verizon在芝加哥和明尼阿波利斯兩個城市開展了5G毫米波覆蓋試驗,發現其在室外場景的傳輸速率非常高,而一旦進入室內后,傳輸速率就顯著下降,甚至比4G網絡還要慢。
周峰指出,從中國信息通信研究院以往測試中發現,利用室外宏基站實現毫米波室內覆蓋在某些場景下非常困難,比如出於節能降耗考慮,許多建筑大量應用了金屬鍍膜保溫玻璃,而這種玻璃對電磁波阻隔效應非常強,使毫米波從室外基站覆蓋室內信號變得非常困難,“這就要使用高頻段和低頻段的聯合組網,在5G室內覆蓋中針對不同的建筑構造做到‘一樓一策’。”
“在未來的5G架構中,室外和室內場景要分開,室內隔斷很少的大型空間如會展中心場景,毫米波的覆蓋是沒有問題的,在這樣的物理基礎上可以構建出先進智能的智慧建筑信息系統,而且成本可以做比較清晰的估算。”周峰說。
美國高通公司在2019年做的實驗中,室內網絡覆蓋基本放棄了在室外設立基站的思路,而是採用大量5G毫米波小基站,比如在1.5萬平方米的航站樓,用10個5G毫米波的小基站就能實現高效網絡覆蓋。
針對存在物理隔斷的室內傳播環境,又該如何解決呢?“除了從建筑設計角度充分考慮小基站部署方案外,光載射頻也將扮演重要的角色。”周峰表示,光載射頻通信是一種光纖和微波相結合的技術,可利用光纖低損耗、超寬帶以及抗電磁干擾等特性來傳輸無線信號,能夠有效解決下一代超寬帶無線接入中帶寬和傳輸距離的需求,同時還能有效降低組網成本。
《德清踐行2030年可持續發展議程縣域方案》發布 人民網杭州6月26日電 (金忠耀)今天下午,2021浙江德清投資貿易人洽談會開幕。本次德洽會以“數智共建 德創未來”為主題,以“經貿合作精准洽談、高端人才強力聚引、營商環境優化提速、城市品牌全面推廣”為主要內容,以“數智共建”為基底,以“線…【詳細】
浙江:到2025年城鄉居民收入倍差縮小至1.9以內 人民網杭州6月25日電 (王蕭蕭)為慶祝中國共產黨成立100周年,25日上午,中共浙江省委舉行了“守好‘紅色根脈’,打造‘重要窗口’”主題新聞發布會。 發布會現場。人民網 王蕭蕭攝 發布會結合“黨的百年奮斗歷程”“新時代以來的…【詳細】
2021浙江高考分數線公布:普通類一段線495分 二段線266分 人民網杭州6月25日電 (王蕭蕭)25日,2021浙江高考成績及分數線公布。普通類:第一段495分﹔第二段266分。6月25日晚上20:30左右,考生即可登錄浙江省教育考試院網站(www.zjzs.net)、浙江考試微信或浙裡辦APP,憑准…【詳細】
6月26日,航拍中國動漫博物館。該館通體呈白色,形似祥雲。人民網 章勇濤攝 中國動漫博物館6月26日正式開館 人民網杭州6月26日電 (王蕭蕭)6月26日上午,全國首家“國字號”動漫博物館——中國動漫博物館在杭州正式開館。 據了解,中國動漫博物館是經國家廣電總局和中國動畫學會批准成立的“國字號”動漫博物館,也是杭州打造全國文化創意中心和“動漫之…【詳細】
浙江桐廬:5G賦能促畬鄉蝶變 一畝田、千斤糧、百斤魚、萬元錢,在浙江桐廬莪山畬族鄉沈冠村,村民們靠種田養魚就走上了致富路。 “過去,我們村每畝地收益不足500元。能實現萬元的突破,都靠科技助力。”沈冠村黨總支書記黃金源說。 稻田裡的傳感器可實時收集數據。人…【詳細】
慶祝建黨100周年大型誦讀活動。人民網 章勇濤攝 “黨旗下的誦讀”系列活動在杭州富陽啟動 6月24日晚,“黨旗下的誦讀”系列活動在杭州市富陽區龍門古鎮啟動。 作為“黨旗下的誦讀”系列活動的開篇首場活動,《筑夢富春·黨旗下的誦讀》由“初心”“奮斗”“征程”三個篇章組成,以沉浸式表演形式,結合朗誦、紅色話劇、歌舞等多種藝…【詳細】
“雙西”合璧精彩蝶變 “杭州西湖日”活動正式啟幕 人民網杭州6月24日電 (金忠耀)今天下午,慶祝杭州西湖申遺成功十周年、西湖西溪一體化保護提升一周年暨“杭州西湖日”活動正式啟幕。 行吟山水,一湖瀲灩千年。2011年6月24日,在法國巴黎召開的第35屆世界遺產大會上,杭州西湖文化景觀被…【詳細】
浙江泰順:科技特派員送技術下鄉,助農共富裕 科技扶貧,建功立業。在浙江泰順縣,助農致富的科技特派員隊伍,有一座大大的舞台。 2003年4月,浙江省第一批101名科技特派員走進泰順田間地頭,到今年已是18個春秋。科技特派員們以黨建為引領,以“科技e聯”黨建聯盟為平台,跋山涉水、走村…【詳細】