鐵塔共建共享方案研究
——以中老鐵路通信基站建設(shè)項目為例

鄭樹文 蔣獻周

中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司

0 引言

鐵塔公司自成立以來，一直秉承“共享競合”為核心的運營模式，落實“一體”發(fā)展戰(zhàn)略，整合資源，集約化投資建站，在建成全球最大規(guī)模的4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，近一步以經(jīng)濟化、快速化以及規(guī)模化手段建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，為我國網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略的落地提供了有力支撐和服務(wù)。同時由于5G網(wǎng)絡(luò)具有低延時、超高速特點，對網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量要求提升，對鐵塔建設(shè)提出了諸多挑戰(zhàn)。

中老鐵路通信基站建設(shè)項目本著滿足各運營商不同頻段制式覆蓋需求，利用多種建站方式，降低投資，提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度，減少多方協(xié)調(diào)工作量，達成鐵塔共建共享的核心目的。

1 項目概況

中老鐵路是“一帶一路”倡議提出后，首條以中方為主投資建設(shè)、與中國鐵路網(wǎng)直接聯(lián)通的國際鐵路。鐵路全長1035km，我國境內(nèi)北起昆玉鐵路玉溪西站，途經(jīng)玉溪、普洱、西雙版納等市州，經(jīng)磨憨口岸至中（國）老（撾）邊境，正線長度508.535km，隧道91座共計395.273km，占比77.67%。長度大于10km的隧道共15座（其中長度大于15km的4座），明區(qū)間共計113.3km，占比22.27%，創(chuàng)造了山區(qū)面積大、隧道占比高，單個隧道長的多個鐵路建設(shè)之最。由于鐵路經(jīng)過的山區(qū)多、隧道多，通信信號差，急需完成通信基站建設(shè)，來滿足乘客出行需求和拉動沿途區(qū)域發(fā)展。

結(jié)合運營商共享需求，本著“降本增效”的理念，紅線內(nèi)的隧道，規(guī)劃采用室分漏纜覆蓋；紅線范圍如圖1所示，對于紅線外的區(qū)域，差異化規(guī)劃宏基站方案，涉及共享紅線內(nèi)鐵路專網(wǎng)塔、共享紅線內(nèi)場坪站、共享鐵塔公司存量站和新建桿塔等多種方式。本項目涉及為移動、聯(lián)通兩家4G+5G制式需求，規(guī)劃1345個站點用于公網(wǎng)信號覆蓋，其中紅線內(nèi)建設(shè)1163個，紅線外塔類建設(shè)182個。

圖1 鐵路紅線內(nèi)外界面劃分示意圖

2 共建共享方案

（1）紅線內(nèi)方案

按照既有洞室間距規(guī)劃選址，共計建設(shè)1011個設(shè)備洞室、152個場坪、壁掛兩條13/8漏纜、敷設(shè)508km144芯公里、布放508km電力電纜。

洞室站址設(shè)置原則：（1）300m洞室間距的隧道：移動、聯(lián)通FDD均按照600m間距組網(wǎng)，移動LTE按照300m間距組網(wǎng)；（2）420m洞室間距的隧道：移動、聯(lián)通FDD和移動LTE均按照420m間距組網(wǎng)。

場坪站址設(shè)置原則如圖2所示。隧道明區(qū)間＜300m：僅需一處隧道口設(shè)置洞口場坪。隧道明區(qū)間≥300m：需在隧道出口和入口均設(shè)置洞口場坪。當場坪處需要連接漏纜時，移動設(shè)置2套RRU，分別連接天線和漏纜；聯(lián)通設(shè)置1套RRU連接漏纜和天線。主要工程量為：場坪站平整場坪、制作手孔井、制作地網(wǎng)、立鋼桿、安裝POI及運營商設(shè)備。

圖2 中老鐵路隧道口場坪基站設(shè)計方案

（2）紅線外方案

按照500m站間距進行規(guī)劃，采用多小區(qū)合并方式進行組網(wǎng)，全線共建設(shè)54個機房宏站、116個拉遠站、12個單站（車站周邊）。根據(jù)運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，站間距按500m左右進行規(guī)劃，采用BBU宏站+RRU拉遠站的建設(shè)模式。基站與軌道距離原則上選擇在100～200m，以保證最好的覆蓋效果，最少必須保證倒桿距的安全距離。基站呈“之”字形分布在鐵軌兩邊，對于彎路區(qū)域，優(yōu)先將站點設(shè)置在彎道內(nèi)側(cè)。天線掛高設(shè)置高出鐵軌10～20m以上，保證天線與軌面視通。根據(jù)鐵塔公司共享原則：①優(yōu)先共享鐵路專網(wǎng)塔，②共享社會資源（電力塔），③共享現(xiàn)網(wǎng)站，④在進行新建。

桿塔、機房類型的選擇除需滿足本期工程以外，要充分考慮遠期系統(tǒng)擴容需求，機房大小、桿塔平臺、鐵塔塔高需做好預(yù)留評估；優(yōu)先保障鐵路信號的覆蓋需求，其次在兼顧周邊村莊、公路、旅游區(qū)等公網(wǎng)的信號覆蓋，但是要避免各重復(fù)建設(shè)。機房選擇以鐵甲機房和土建機房為主，拉遠站在保障安全的情況下可選用室外一體化機柜。基站內(nèi)電力引入原則上引紅線內(nèi)高鐵電，同時配備滿足3小時應(yīng)急的后備電源。權(quán)衡基站引市電和引高鐵電的造價，在造價同等的情況下選擇穩(wěn)定的電力引入方式。BBU集中機房考慮高鐵電和市電兩路電力系統(tǒng)，難以引市電的地方，可以考慮配置油機房發(fā)電系統(tǒng)。

針對火車站4G以及后續(xù)5G的覆蓋需求，結(jié)合運營商現(xiàn)網(wǎng)，且考慮到火車站的建筑結(jié)構(gòu)多樣性，對環(huán)境美化要求高等特點，站前可采用共享廣告牌和新建燈桿解決。如圖3所示，根據(jù)建設(shè)單位提供廣告牌相關(guān)專業(yè)圖紙，在評估校核后擬計劃在安全風荷載、承重受力安全系數(shù)內(nèi)在廣告牌底部加掛9副通信天線，根據(jù)廣告牌3面結(jié)構(gòu)，每面平均分布3副抱桿加掛天線。新增獨立抱桿設(shè)計避雷針，并按照通信防雷要求，形成聯(lián)合接地體匯聚后與廣告牌接地連接。燈桿站點采用孔樁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，擬占用土地5m2左右。桿塔下端配有一體化電源供電系統(tǒng)，為基站提供基站供電及電池后備服務(wù)。該基站建設(shè)獨立建設(shè)防雷接地系統(tǒng)，并嚴格按照通信規(guī)范要求接地地阻在10Ω以下。同時基站一體化電源供電系統(tǒng)內(nèi)置溫濕感、防火、水浸等傳感監(jiān)控，實現(xiàn)基站遠端遙測、遙信、遙控的智能化服務(wù)。鐵塔公司除通信基站建設(shè)業(yè)務(wù)外，還可開展視頻、監(jiān)控等信息化業(yè)務(wù)，具體的燈桿站點形式，可按廣場實際需求設(shè)計為“智慧燈桿”，即可在桿塔新增監(jiān)控設(shè)備或者廣告牌等，實現(xiàn)“一桿多用”的效果。

圖3 中老鐵路火車站站前廣場基站完工效果圖

3 共建共享效益分析

對于紅線外內(nèi)站點，結(jié)合運營商掛載需求以及建站效益評估，采用低成本塔型新建，結(jié)果證明可以提高收益，如表1和圖4所示，以24米塔為例，序號①②方案配置一致，但是②方案造價比①方案下降13%，投資增收比上漲3%，本項目選取方案②進行施工建設(shè)。

表1 輕型三管塔和單斜撐三管塔效益分析

圖4 輕型三管塔和單斜撐三管塔完工效果對比圖

在鐵路隧道出口借助地勢的場景中，亦可靈活采用水泥桿拉遠站方案，降低投資及建站難度，在滿足鐵路覆蓋的同時，實現(xiàn)快速建站，如表2和圖5所示。

圖5 水泥桿基站完工效果圖

表2 水泥桿效益分析

4 結(jié)束語

中老鐵路項目是“一帶一路”框架下國家重點支撐項目，是我國與東南亞各國架起的一座友誼之橋。類似于水電氣基礎(chǔ)設(shè)施，通信同樣作為一種基礎(chǔ)設(shè)施，需要考慮多家運營商需求，盡可能做到規(guī)劃一步到位，減少進場施工次數(shù)，充分體現(xiàn)出鐵塔共建共享這個優(yōu)勢，整合資源，達到在不影響覆蓋的前提下集約化建站的目的。本文的案例可為當前共建共享下的鐵塔工程項目設(shè)計提供參考和借鑒依據(jù)。

作者簡介：鄭樹文（1990—），男，碩士，工程師；研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、鐵塔基站設(shè)計。