Техническое проектирование трёхопорных вышек для многооператорских развёртываний сетей 5G

-Введение
Переход к 5G требует надежной инфраструктуры, способной поддерживать более высокие частоты, массивные антенны MIMO и совместное использование ресурсов несколькими операторами. Среди различных конструкций вышек предпочтительным вариантом стали трехопорные угловые стальные вышки благодаря их исключительной прочности, устойчивости и масштабируемости. В этой статье рассматриваются технические особенности конструкции, которые делают эти вышки идеальными для многооператорских развертываний 5G, с акцентом на грузоподъемность, структурную адаптивность и перспективность.

1. Зачем нужны трехногие вышки для 5G?

Треугольная геометрия трёхопорных башен обеспечивает устойчивость и эффективную несущую способность. Для развёртываний сетей 5G, где вес антенны и ветровая нагрузка значительно возрастают, эта конструкция обеспечивает:

1. Превосходная устойчивость к опрокидывающим моментам: Треугольные основания равномерно распределяют механические нагрузки.

2. Адаптация к большим нагрузкам: Способна поддерживать оборудование нескольких операторов без ущерба для конструкции.

3. Простота установки и обслуживания: Модульная конструкция упрощает сборку и модернизацию.

2. Ключевые технические соображения по проектированию

2.1 Анализ грузоподъемности

Развертывание сетей 5G требует использования более тяжёлых антенн (например, массивных MIMO-модулей), большего количества оборудования и более высоких ветровых нагрузок. Вышка должна быть спроектирована с учётом:

• Собственная нагрузка: Вес самой башни, антенн, линий электропередачи и платформ.

• Живая нагрузка: Вес обслуживающего персонала и инструментов.

• Нагрузки на окружающую среду:

  1. Ветровая нагрузка: самая большая переменная. Рассчитывается с использованием таких стандартов, как TIA-222-G или EN 1993-3-1, с учётом скорости ветра, площади поверхности антенны и высоты вышки.

  2. Ледяная нагрузка: критически важна в холодном климате; накопление льда на антеннах и башнях увеличивает вес и сопротивление ветру.

--Пример расчета нагрузки:
30-метровая трехопорная вышка в прибрежном районе (скорость ветра 50 м/с) с шестью антеннами 5G Massive MIMO на оператора может потребоваться для поддержки:

1. Нагрузка на антенну: ~600 кг

2. Ветровая нагрузка: ~15 кН

3. Ледовая нагрузка: ~200 кг (если применимо)

2.2 Технические условия на структурное проектирование

1. Выбор материала: высокопрочная сталь (например, Q345 или ASTM A572) с минимальным пределом текучести 345 МПа.

2. Защита от коррозии: горячее цинкование по стандарту ASTM A123 для долговечности в суровых условиях.

3. Соединения: болтовые соединения для удобства сборки и будущих модификаций.

4. Фундамент: железобетонный фундамент, способный противостоять подъемным и опрокидывающим силам.

2.3 Конфигурация с несколькими операторами

Для размещения нескольких операторов башня должна вмещать:

• Места установки антенны: Несколько платформ на разной высоте, чтобы избежать помех.

• Управление кабелями: Выделенные пути для оптоволоконных и электропроводных линий, позволяющие избежать беспорядка и обеспечить безопасность.

• Распределение веса: При проектировании конструкции необходимо учитывать асимметричную нагрузку.

3. Проблемы проектирования, связанные с 5G

• Массивные антенны MIMO: Они крупнее и тяжелее предыдущих поколений. Один массивный MIMO-модуль может весить 20–30 кг, а на одной вышке их могут размещаться десятки.

• Динамика ветровой нагрузки: Большая площадь поверхности антенн 5G увеличивает ветровую нагрузку, что требует более прочных башен и фундаментов.

• Частотные помехи: Антенны должны быть разнесены во избежание помех, влияющих на высоту вышки и конструкцию платформы.

4. Пример: развертывание многооператорской вышки 5G

Обзор проекта: 35-метровая трехопорная башня в городской зоне для размещения трех операторов мобильной связи.

• Требования к нагрузке:

  1. У каждого оператора: шесть массивных антенн MIMO, две микроволновые антенны и выносные радиоблоки.

  2. Общий вес оборудования: ~2000 кг.

  3. Ветровая нагрузка: 20 кН (на основе данных о местной скорости ветра).

• Адаптация дизайна:

  1. Дополнительные распорки на больших высотах для компенсации асимметричных нагрузок.

  2. Индивидуальные платформы с отдельными местами крепления для каждого оператора.

  3. Фундамент рассчитан на грузоподъемность 40 тонн.

5. Стандарты и соответствие

• Международные стандарты:

  1. TIA-222-G: Структурные стандарты для опорных конструкций антенн.

  2. EN 1993-3-1: Европейский стандарт проектирования башен и мачт.

• Сейсмические и циклонические стандарты: Региональные нормы и правила (например, ISO 3010 для сейсмического проектирования).

6. Проектирование, ориентированное на будущее

• Адаптируемость к 6G: Башни должны быть спроектированы с учетом размещения еще более тяжелых и крупных антенн.

• Интеграция Интернета вещей: Поддержка датчиков (например, мониторинга состояния конструкции) для обеспечения прогностического обслуживания.

• Устойчивость: Использование переработанной стали и конструкций, минимизирующих расход материала без ущерба для прочности.

Заключение

Трёхстоечная угловая стальная башня — технически надёжное решение для многооператорских развёртываний сетей 5G. Её конструкция обеспечивает эффективное сочетание нагрузочной способности, структурной целостности и адаптивности, что делает её идеальным решением для высоких требований современных сетей. Соблюдая международные стандарты и ориентируясь на будущее, операторы сетей могут гарантировать жизнеспособность своей инфраструктуры на десятилетия вперёд.

Узнайте больше на www.alttower.com

Связаться с нами