淺析民用通信存量地鐵5G改造

舒偉

（武漢虹信技術服務有限責任公司，湖北 武漢 430205）

1 引言

近年來，隨著城市地鐵建設規模的增加，地鐵公網5G信號覆蓋需求日益劇增，存量地鐵5G改造項目面臨著工程量大、工期短、施工環境復雜、安全風險高等挑戰，如何快速地實現民用通信存量地鐵5G改造，同時保障用戶及業務體驗，文章對此展開分析，介紹存量地鐵場景的5G改造難點、解決方案、工程實施要點，針對不同場景的存量地鐵改造部署最佳建設方式和最快速5G方案，為后續地鐵場景低成本覆蓋改造建設提供實踐經驗。

2 存量地鐵5G改造難點分析

2.1 存量地鐵場景5G建設的問題

2.1.1 車站一般采用傳統室分建設模式

存量室分器件不支持5G高頻段：存量分布系統無源器件、天線等只支持0.7～2.7GHz頻段，不支持電聯3.5GHz頻段。

存量POI不支持電聯5G頻段：存量POI只支持2.6GHz 60MHz，不支持移動2.6GHz 160MHz全頻段，不支持電聯3.5GHz[1]。

2.1.2 隧道一般采用1-5/8”泄漏電纜覆蓋建設模式

存量1-5/8”漏纜不支持5G高頻段：存量1-5/8”漏纜最大截止頻率2.7～2.8GHz，無法支持電聯3.5GHz頻段。

2.2 存量地鐵場景5G改造的難點

技術難：存量室分站點的資產歸屬、組網形態、天饋系統承載能力各異；傳統室分不支持電聯3.5GHz，而移動2.6GHz存在利舊可能，因而導致運營商需求難以達成一致。

協調難：市電容量、漏纜掛裝位置、過軌預埋管等需重新提資；運營線經常進行線路檢修，很難申請到連續的作業令；5G改造施工難免會破壞原有裝修，需協商好賠補方案。

施工難：施工時間受限，運營線只能夜間施工，作業時間窗口不穩定；施工條件苛刻，運營線裝修已完成，現有系統、管線和裝修成品保護難度大，隧道設備安裝空間緊張，新增設備必須確保不侵軌、不影響原有的系統；隧道施工需遠離高壓接觸網、及時避讓巡道車，施工環境惡劣，安全危險系數高，地鐵處于運營期，必須做好協調工作，嚴格按照作業令施工，確保施工安全；施工成本遠高于新建項目，作業時間不穩定，較新建線路施工效率低，人力成本增加，加上施工可能會破壞裝修，涉及一定的賠補費用[2]。

3 存量地鐵5G改造解決方案

3.1 地鐵5G改造原則

充分保證網絡性能：新建5G網絡滿足運營商的性能指標要求，最大程度降低對存量2/3/4G系統的影響。

實現最大程度共享：協調三家運營商5G信源設備共點位設置，最大程度共享電源、傳輸等配套資源[3]。

合理利舊，節約成本：支持2.6GHz的存量天饋、漏纜可以利舊，盡量利舊軌行區存量斷點位置[4]。

3.2 存量站點技術評估

3.2.1 技術方案評估

根據技術方案需求，針對傳統室分或新型室分、無源器件頻段和功率容量、電源、傳輸系統余量等，核對竣工圖紙和現場情況是否一致。

3.2.2 網絡性能預評估

通過現場路測和運營商后臺MR指標判斷原系統的覆蓋效果，計算5G系統的理論鏈路損耗，分析5G引入對原系統的影響，評估理論覆蓋效果。

結合后臺指標、天饋系統互調指標判斷原系統的干擾水平，理論分析引入5G系統后可能造成的干擾，通過合理的頻率分配規避干擾。

3.3 車站室分改造方案

3.3.1 存量站點為傳統室分系統

中心站、換乘站以及人流量較大的車站，建議疊加建設一套5G 4T4R分布式皮基站，滿足高價值場景高容量、高業務性能的需求。若移動在2.6GHz已饋入存量DAS的情況下，在售票廳、站臺等人流密集區域疊加建設5G分布式皮基站，需特別注意兩個系統間的干擾，應在疊加分布式皮基站區域斷開傳統DAS分布系統。

較為偏遠的郊區站，人流量較小，業務需求較低。可以考慮新建一套0.7～3.7GHz頻段的雙路DAS，降低建設成本。若原天饋系統支持0.8～2.7GHz頻段，移動2.6GHz可以同時饋入存量DAS和新建DAS，實現優于2T2R的業務性能。

3.3.2 存量站點為新型室分系統

根據5G傳輸帶寬需求及pRRU拉遠距離，配套線纜可選擇CAT 6A網線或光電復合纜，針對傳輸帶寬10Gbps以上、拉遠距離大于100米的物業點應選擇光電復合纜方式，同時根據線纜類型選擇具備電口或光口的中繼單元rHUB設備。

根據原室分系統的設備、配套線纜情況，合理選擇5G改造方案：

軟件升級方案：現網可以軟件升級的分布式皮基站一般為2T2R設備，可實現2*2MIMO，業務容量低于4T4R方式，工程施工難度最低，僅需新增BBU，投資成本在分布式皮基站的各種改造方式中相對最低。

替換現場設備方案：對點位安裝空間受限、rHUB至pRRU線纜可利舊場景，評估4G網絡容量情況，選擇替換已部署設備為5G雙頻或多頻分布式皮基站，滿足4G現網容量需求和5G業務發展，投資成本高。

疊加新增5G分布式皮站：對現網設備施工改造困難且具備空余安裝條件的物業點，可選擇疊加新增一套5G分布式皮基站，工程量相當于純新建一套分布式皮基站，不對現網4G部署造成影響，投資成本較高。

3.4 隧道室分改造方案

3.4.1 拆除1-5/8”漏纜，新建1-1/4”漏纜（存量漏纜不支持2.6GHz）

當隧道內滿足4根漏纜安裝空間時，新建4根1-1/4”全頻漏纜[5]（如圖1，漏纜承載0.7～3.7GHz，移動、電聯5G實現4T4R，更易控制干擾，但改造成本相對高）。

圖1 新建4根1-1/4”全頻漏纜

當隧道內不滿足4根漏纜安裝空間時，新建2根1-1/4”全頻漏纜（如圖2，漏纜承載0.7～3.7GHz，移動、電聯5G實現2T2R，干擾不易控制，難以實現無縫割接，改造成本相對較低）。

圖2 新建2根1-1/4”全頻漏纜

3.4.2 利舊1-5/8”漏纜，新建2根1-1/4”漏纜（存量漏纜支持2.6GHz）

移動5G通過2.6GHz擴展POI饋入存量1-5/8”漏纜，新建1-1/4”漏纜僅承載電聯5G（如圖3）。

圖3 新建2根1-1/4”3.5G漏纜

5G信源全部饋入新建1-1/4”漏纜，與原2/3/4G系統完全獨立運行（如圖4）。

圖4 5G信源全部饋入新建1-1/4”3.5G漏纜

3.4.3 利舊1-5/8”漏纜，電聯重耕2.1GHz作為5G頻段（存量漏纜支持2.6GHz）

改造工程量小，只需更換POI，將移動2.6GHz和電聯2.1GHz信源直接饋入原1-5/8”漏纜即可（如圖5，重耕2.1GHz方案最大化利舊了存量室分系統，改造成本低。但由于2.1GHz只有50MHz帶寬用于承載5G，且在存量DAS上只能實現2T2R，業務性能較其他改造方案偏弱，適用于改造難以實施的老線路，或者業務需求較低的郊區線路）。

圖5 利舊1-5/8”漏纜

3.4.4 利舊1-5/8”漏纜，電聯5G采用軌旁天饋高增益天線覆蓋（存量漏纜支持2.6GHz）

在不改變現有1-5/8”漏纜的情況下，電聯5G可以使用新增5G設備來對兩副4T4R高增益定向天線進行部署。移動5G可以選擇利舊原有1-5/8”漏纜，或者選擇使用新增5G設備來對兩副4T4R高增益定向天線進行部署（如圖6，業務性能相對漏纜覆蓋較弱，改造成本低，實施較簡單）。

圖6 電聯5G高增益天線覆蓋

4 存量地鐵5G改造工程實施要點

4.1 施工現場詳勘

核對設計方案和現場情況是否一致。根據實際情況進行方案變更并調整提資計劃（新增漏纜是否有掛裝空間、開斷點是否有新增設備的空間、側式站過軌預埋管是否夠用、區間人防門預留孔是否夠用、軌行區站臺段漏纜掛裝條件）。

4.2 完善施工準備工作

施工人員：隧道是5G改造施工的重難點，宜抽調具有豐富地鐵施工經驗的技術人員和施工人員，進行重點攻關；車站區域施工難度較小，人員根據施工計劃靈活進行調配；根據地鐵公司批復的作業窗口時間，及時調整施工力量，確保工程順利交付。

施工材料：根據各施工現場的具體材料需求，每個施工工地制定詳細的材料需求表，并及時采購，縮短到貨周期，確保工期按進度實施，倉庫租賃采取就近原則，保證物料能夠在短時間內配送至施工現場，減少轉運成本。

機械儀表：根據施工進度計劃，投入充足的工程車輛用于工程材料運輸及工程人員載送，并后備工程車保障突發任務的緊急應對，準備數量充足的測試儀表，做到隨工隨測，保障施工質量，盡量避免由于施工質量問題帶來的整改工作量。施工用自制平板車，車輪必須滿足地鐵公司要求，避免破壞軌道上行車保護裝置。

進場協調：與地鐵公司簽訂施工協議并與各協辦部門進行方案審核，參加相關部門的各項安全培訓與技術培訓，考試合格后核發施工負責人證，協調施工主辦單位、協辦單位與運管部門，爭取連續的作業天窗點，并保證施工效率，降低施工人力成本。

4.3 合理安排作業計劃

地鐵改造項目施工窗口時間短、工期緊，因此需將每日施工計劃細化到時段。

根據施工組織計劃中的工期安排，提前向地鐵公司上報施工月計劃、周計劃，特殊情況可申請日計劃與臨時補充計劃，根據地鐵公司批復的作業窗口，及時調整施工計劃，組織施工力量，保證項目順利完工。

5 結語

隨著我國5G網絡建設呈現持續推進趨勢，新建地鐵線路已經實現全面覆蓋，民用通信存量地鐵5G改造被提上日程，如何快速地實現存量地鐵5G覆蓋，同時保障用戶及業務體驗，通過本文介紹的存量地鐵場景的不同覆蓋方案，分析對比并綜合協調難度、建設成本、建設周期等因素，確定適合各場景下存量地鐵5G覆蓋方案和工程實施要點，為后續存量地鐵場景5G覆蓋提供必要的建設指導。