地鐵商用通信系統共建共享方式

金 亮 陳 中

（1.國家計算機網絡應急協調處理中心上海分中心，201315，上海；2.上海郵電設計咨詢研究院，200092，上海∥第一作者，高級工程師）

隨著我國地鐵建設的不斷推進，地鐵通信系統也進入了大規模發展階段。地鐵通信系統一般由專用通信系統、商用通信系統、警用通信系統組成，其中商用通信系統為移動通信運營商、傳媒運營商提供移動通信和多媒體信號在地鐵空間內的延伸覆蓋。覆蓋范圍包括站廳、站臺、地鐵商業街、區間隧道等公共活動區域。

在我國，目前地鐵商用通信系統的建設模式主要有地鐵方建設模式（商用通信系統的建設全部交由地鐵方承擔）和運營商自建模式（地鐵方一般僅提供土建配套租用）2種［1］。在早期的地鐵建設中，地鐵方建設模式較為普遍，地鐵方將公眾通信建設納入其地鐵統一建設運營范疇內，方便協調和進度掌控。地鐵方自行采購設備并建設公共移動通信系統，轉而向通信商出租，作為彌補地鐵運營虧損的渠道之一。但是相對于地鐵公司而言，移動運營商對公眾通信系統的建設、運營更加專業，且無線通信技術日新月異，在2G（第二代移動通信）通信時代已對3G（第三代移動通信）系統做了相應預留，在3G 通信時代更將著眼于未來的4G（第四代移動通信）系統，由運營商自主投資建設，能更有效地發揮現有通信網絡系統的價值，避免未來升級系統時的尷尬。同時，各運營商設備采集的推行所帶來的價格優勢也是地鐵方所不具備的，因而，當前越來越多的城市采用運營商自建的方式（如南京地鐵3號線、無錫地鐵1號線等）。

地鐵商用通信系統不管采用何種建設模式，各移動運營商之間共建共享地鐵資源的方式是必然的需求。但是隨著運營商自建方式的增多，地鐵公司不再參與商用通信系統的建設和運營，運營商之間、運營商和地鐵建設方之間存在的矛盾和利益糾葛更為凸顯，更容易在建設過程中產生互相推諉的可能。因此，亟需對移動運營商在建設商用通信系統的共建共享方式進一步梳理。

1 地鐵商用通信系統共建方式

1.1 隧道內商用通信信號覆蓋的建設方式

隧道內，為了避免不同運營商系統間上下行信號干擾，商用通信信號覆蓋一般采用2條泄露電纜、上下行分纜的方式，各運營商基站上下行信號分別采用POI（多系統合路平臺）合路共用泄漏電纜的方式進行覆蓋；同時，由于基站信源直接覆蓋距離有限，若隧道超過一定距離，LTE（長期演進技術）信號、3G 信號、2G信號由RRU（或者直放站）做為隧道中繼放大設備。

隧道內商用通信信號區間覆蓋示意圖如圖1所示。

圖1 隧道內區間覆蓋示意圖

單隧道內POI合路后布設2根共用的泄漏電纜，節省了部分投資，但從已建地鐵線路的實踐經驗來看，由于后續的維護運營牽涉到三家運營商和地鐵方，較為繁瑣和麻煩。因而，目前一些地方移動運營商希望嘗試采用每個運營商一條泄漏電纜（單個隧道需3根泄漏電纜）的自建泄漏電纜方式；各運營商自建一條漏纜具有產權清晰、節省部分POI投資以及后期維護方便的優勢，但在以往的地鐵線路中均未采用過。兩種方式優劣比較如下。

1.1.1 前期投資比較

目前，運營商5套移動通信系統（WCDMA（寬帶碼出多址）、CDMA800（碼分多址）、TD（時分同步碼分多址）、GSM（全球移動通信系統）聯通、GSM移動）情況下，經測算，各運營商在隧道內自建一條泄漏電纜方式大約比POI合路方式高20%左右的總投資；若考慮LTE 情況下，隧道內自建漏纜的方式投資將比POI合路方式更高一些。

1.1.2 技術、應用可靠性

單一隧道內，各運營商在隧道內自建一條泄漏電纜方式比POI合路方式多建1條泄漏電纜，增加了天線的空間隔離度，在合路器指標相同的情況下，系統間干擾隔離會相對更好些。

目前POI應用較為成熟廣泛，且采用模塊化方式，可擴性強。它不僅可以完成多網合路器的功能，而且可以更好地抑制多系統間的交調，抑制各頻帶間的無用干擾成分，同時可以提供監控功能。

根據調研，目前在各地一般的公路隧道、重要場所等適宜泄露電纜覆蓋的場所，各運營商采用自建泄漏電纜方式占有一定比例；但目前各地在建地鐵項目，即便在考慮引入LTE 方式下，信號覆蓋均采用POI合路方式。

1.1.3 地鐵物業、運營商間協調需求

由于LTE（FDD／TDD）采用 MIMO（多入多出）技術需要2路相互獨立的泄漏電纜，泄漏電纜間信號應互不相關，這對隧道內泄漏電纜之間間距有更高的要求（一般建議4個波長、約0.5 m 的漏纜間距以上）。

隧道內，目前地鐵方一般預留空間為相隔400 mm 左右的2個安裝橋架位置，若采用運營商各建一條泄漏電纜方式，則需增加1個距離400 mm 以上的安裝位置，需跟地鐵物業協商解決，同時需做好相應孔洞預留。

信號輻射穿透性最好的泄漏電纜位置應在地鐵窗口高度（2 m 左右），在各建一條漏纜情況下，各運營商間需進行3條泄漏電纜布放位置協商。

1.1.4 后期維護、系統擴展

運營商各建一條泄漏電纜方式產權清晰，在后續維護方面比POI合建方式經濟方便，但由于LTE（FDD／TDD）采用 MIMO 技術需要2 路相互獨立的泄漏電纜，各運營商之間仍需相互協調租賃一方泄漏電纜，維護方面仍會存在一定不便。

單隧道3條泄漏電纜比2條泄漏電纜更具靈活性，可接入系統的組合更具多樣性。

綜合以上各個因素，考慮到POI合路技術的成熟性、在投資上的節省以及共建共享的需求，隧道內仍建議采用POI合路、2條泄漏電纜的方式。

若地鐵物業協調不存在問題的前提下，可以嘗試采用各建一條泄漏電纜的模式，但是在LTE MIMO 多通道的需求下，仍需要各運營商之間相互協商租用對方另外一條泄漏電纜。

1.2 站廳臺及其它公共區域的建設方案

對于站廳臺無線覆蓋，和傳統的大型樓宇共建共享方式一樣，移動運營商一般采用POI，將各運營商的各種制式無線信號進行合路分路。所不同的是，地鐵內室內覆蓋由于在工程早期就已考慮預留，因而一般可以使用相同的2套天饋系統（即上、下行天饋系統）對站廳／商業層進行覆蓋；為保證收／發天饋間的隔離度，收／發天線安裝間距需＞500 mm 以上。車站信號分布系統與隧道信號分布系統，在組網結構上相互獨立，POI作為商用通信系統的匯聚節點，作為分布系統與運營商基站的接口。為保證收／發間的隔離度和減小運營商系統間的相互影響，2G、3G 系統POI采用上、下行2個平臺，分別將上行和下行2路信號分開傳輸；POI對運營商的上行及下行射頻信號分別進行合路及分路，并濾除頻帶間的干擾成份。而對于4G 系統，分開傳輸的2路信號也可以作為信號的雙通道以實現MIMO技術（見圖2）。

圖2 站廳臺通信信號覆蓋方式

站廳臺分布系統的維護和后期擴容，相對于隧道內而言，更為方便和簡單，因而不管是采用運營商自建模式還是地鐵方自建模式，均建議采用三家運營商合路后共用分布系統。

站廳臺分布系統的工程建設相對成熟，地鐵方一般會預留商用通信室內分布的橋架位置，一些重要的通道在建筑設計層面均會做相應管道預留。若采用運營商自建模式，移動運營商更多地需關注預留的管道孔徑、管道數量是否滿足自身未來技術發展的需求，橋架的路由走向是否滿足無線覆蓋需求等。

1.3 傳輸、電源及其它配套設備的建設方式

地鐵移動通信機房內的傳輸設備上聯一般通過位于地鐵車站出入口的通信四通人井，四通人井至機房的路由需經過車站站站廳、站臺；由于車站站廳內的橋架資源相對寬裕，而且各家運營商傳輸上聯的線纜需求較大，建議車站站臺、站廳內的傳輸線纜采用各家運營商獨自布放、共用橋架的方式。

隧道內設備和機房之間的傳輸連接需貫穿整個隧道，隧道內橋架位置有限，且光纜數量決定了光纖熔結箱的數量（需安裝在隧道壁上，隧道安裝空間有限），而各家運營商的設備對光纖數量需求也較為平均，利益糾葛較小，因此隧道內設備和車站機房傳輸的溝通建議采用共用橋架和共用光纜的方式。

地鐵方一般會預留商用通信四通人井、隧道內傳輸光纜橋架位置，而在站廳臺可以共用無線分布系統的橋架。若采用運營商自建模式，移動運營商需更多關注一些特殊位置的管道預留（如四通人井至無線橋架），以及四通人井的預留位置是否有利于外部傳輸網絡引入等。

地鐵基站機房內電源系統一般由交流配電設備、組合式開關電源架，蓄電池組及基站接地系統組成。基站采用交流380 V 市電作為電源。地鐵內電源系統一般建議采用共用的方式，而地鐵機房電源系統的共建共享方式和常規的共享站點區別不大，各家運營商共建電源設備的投資和維護可以采用分攤站點的方式，即各運營商負責所分攤站點的建設（自建模式）、后期維護、電費結算等。

地鐵機房的空調、消防系統從工程和節能環保角度出發，均建議統一納入地鐵方建設中，作為基礎配套支付地鐵方一定費用。

2 結語

隨著國內地鐵大規模建設的展開，地鐵商用通信的信號覆蓋需求也日趨繁多。當前，地鐵商用通信系統建設模式已出現由傳統地鐵方建設向運營商建設的趨勢，給運營商帶來了更多的建設自主權，因此有必要對目前的地鐵內通信系統共建共享方式進行進一步梳理，以供后續建設參考和借鑒。同時，在研究地鐵商用通信建設方式同時，還應兼顧到保護地鐵資源開發的合理利益和可持續性，并確保商用移動通信與地鐵工程同步建成開通。

［1］王佳慶，王群.城市地鐵公共移動通信建設模式分析［J］.電信科學，2010（8A）：125.