全世界规模最大的移动通信网络，含金量有多高？｜国家工业密码·未来篇

小新说

“十四五”圆满收官、“十五五”扬帆起航之际，由中央网信办网络传播局、国务院国资委宣传工作局指导，国务院国资委新闻中心主办的《国家工业密码·未来篇》网络互动传播活动正式启动。小新联合中国科协创新战略研究院、总台科晚、总台《创新进行时》栏目、中国移动咪咕、国家电网英大传媒、机械工业出版社、《人民画报》杂志、《美术》杂志、星球研究所、混知等伙伴共创，以宏观的产业视角、微观的技术视角，生动呈现中央企业在科技创新前沿取得的重大突破，在加快发展新质生产力、建设现代化产业体系进程中的硬核力量，带您读懂中国工业的创新密码。今天为您带来小新和星球研究所共创的《为14亿人通信有多难？》。

“喂！我到了！”

这通电话，听起来十分平常。

但，如果它是从世界之巅——珠穆朗玛峰

拨打出来的，

你是否会有些惊诧？

没错，珠峰也有5G信号了。

只需要一座基站、

一条线路和一个“大脑”，

三步就能连接天南海北。

然而，我们的目标

是连接起960万平方公里的陆地

和473万平方公里的海洋上

总计超过14亿的人口。

这一切需要的是建起一张

全世界规模最大的移动通信网络。

那么，为14亿人通信到底有多难呢？

覆盖，还是太全面了

首先让我们从“基站”说起。

这，是世界上海拔最高的5G基站。

它采用了模块化的设计，

包括收发信号的天线、

生成信号的射频单元（RRU），

甚至集两者功能于一身的

有源天线单元（AAU）

以及加工信号的基带单元（BBU），

再加上支架发电机等配套设施，

只要像搭积木一样组合起来，

就能实现对从珠峰北坡到峰顶的全覆盖。

尽管如此，

搭建它所花费的时间

依然相当于平原地区的7倍——

毕竟，这里的氧气含量

还不到平原地区的一半。

伴随着肆虐的暴风雪，

普通人每走一步都极为艰难，

更不用说还要背负沉重的基站设备。

而这也只是一个基站，

想要为14亿人通信，

我们需要的是

遍布天南海北的数百万个基站，

其中每个基站

只需要负责一个小区域的信号覆盖，

当它们都采用正六边形作为覆盖单元时，

所需的基站总数最少，

这种形似蜂巢的网络结构

就被称为蜂窝网络。

因此，想要让网络覆盖哪里，

基站就必须建在哪里。

在横断山脉深处的云南独龙江乡，

居住着一个人口仅数千的民族——独龙族。

十多年前，

这里还如孤岛般与世隔绝，

一封信要半年才能翻越深山，

“等待”成了这个民族最深的记忆。

但今天，工程师们在山顶

竖起了一座座“信号灯塔”，

“照亮”了独龙族连接外界的道路，

也“照亮”了老人们的思念

和孩子们的希望。

不仅是深山，

在更广阔的大海，

仅靠普通的基站

并不能满足大范围的海上通信需求。

除了让岸边的基站

使用穿透性更强的频段之外，

人们还必须利用海上风电、

海上养殖平台等“人造陆地”，

建起海上基站，

将5G信号送到数十公里外的海域。

从此，

漂泊在外的渔船再也不是“信号孤岛”。

目光转向城市，

此时我们需要的不只是覆盖，

而是在钢筋水泥的重重遮挡下，

依然更强更好的信号。

比如在重庆解放碑，

工程师们就在这条复杂的隧道里

安装了85套室内基站和552套天线等等，

将北斗信号引入地下，

如今甚至能够实现车道级的精准导航。

截至目前，

仅中国移动就开通了约690万个基站，

不仅让全民实现了基础通信，

连5G信号的覆盖率也高达96%；

而在全球，

无论是5G的基站数量、用户规模，

还是6G的专利申请量，

中国也都位居世界第一。

然而，“覆盖”只是第一步。

以珠峰为例，

想要从这里拨通中国最南端的电话，

两者相隔约3000公里，

这么远的距离，

基站之间又是如何通信的呢？

答案便是一张连接全国的“天罗地网”。

连接，还是太通透了

连接拉萨和成都的

川藏公路附近地下约一米的深处，

还埋藏着另一条“信息高速”。

当我们将它层层拨开，

你就会看到一根大约只有头发丝

直径1/10的玻璃纤芯。

电信号被转变成光信号进入这里，

在玻璃包层的全反射作用下，

反复“弹跳”前进，

这就是光纤通信。

当光纤延伸到陆地边缘，

人们将为它穿上由镀锌钢丝、

聚乙烯护套、

阻水带等制成的“铠甲”，

化身海底光缆，

理论上，不到0.03秒，

就能让你在南海的阳光下

感受世界之巅的风景。

光纤通信

是基站之间最主要的通信方式，

但还有一些地方，

连光纤也难以抵达——

比如这座小岛。

这里常年只居住着大约600人，

如果采用海底光缆，

成本极高，

为此，我们不得不再次请出无线电波。

这个圆圆的“大鼓”和旁边的“大锅”，

就是微波天线。

相比日常通信用的无线电波，

微波的波长更短、频率更高，

因此可用的带宽更大，

能传递的信息也更多，

常被用于特殊条件下的基站通信。

例如在可可西里，

为了不破坏藏羚羊的迁徙路线，

人们并未选择开挖地表铺设光纤，

而是用微波在基站之间建立连接，

单次传输距离可以超过57公里。

就算连微波天线也没有，

我们还可以借助卫星，

在太空中搭起一条“应急通道”，

守住通信的最后一道防线。

如今，

中国移动已建成一张世界上规模最大、

覆盖最广的省际光缆网络，

名为“九州”。

覆盖，“全面了”；连接，“通透了”；

那么，信号怎么知道自己要从哪来、

到哪去呢？

“大脑”，还是太会算了

为此，我们还需要一个超级大脑——

分布各地的服务器

就是中国移动在全国的超级大脑，

它们负责所有用户的身份认证

和连接管理等核心功能。

通过这些大脑，

就能迅速“算出”对方所在的基站位置，

让信号精准前往目的地。

如果所有信号

都等着这些节点进行处理，

显然并不够迅速，

于是人们便将这些大脑的部分功能

下沉到更靠近用户的省、地市甚至工厂园区。

在这个工厂，

不需要工人，

流水线自己就能有条不紊地运转，

支撑它的

正是这个位于园区中的“大脑”。

它能直接处理工厂设备间的信号传输，

让通信时延大大降低到20毫秒以内。

这样一来，

设备响应能更加及时，

生产也能更加精准高效，

正是在全国无数“大脑”的算力加持下，

这张“通信网络”正在超越通信的边界，

用智慧改变千行百业——

一台电脑

就能操纵百米深处的矿井设备，

一部手机

就能指挥无人机管理上百亩农田……

看到这里，

我们终于解锁了一张

连接14亿人的通信网，

借助这张普惠的网络，

再遥远的声音也能被听见，

再渺小的个体也能被看见，

而无穷的远方、

无数的人们，

也真的可以和我们息息相关。

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责任编辑丨程镜睿

校对丨陈婷 葛瑞蒂

执行主编丨刘海草 张灏然

内容来源｜中国移动 星球研究所