地鐵場景4G/5G多網絡共建分布系統方案的優化

摘要：本文對地鐵類場景中車站區域以及隧道區域4G/5G多網絡覆蓋采用的建設方案進行了研究，并基于地鐵自身的建筑結構特征，以及多條地鐵線路在工程規劃、設計、施工、開通中遇到的各類問題，提出了多個方案優化措施，為后續的地鐵類場景多網絡覆蓋提供了更多的建設思路及方式。

關鍵詞：地鐵場景；4G/5G多網絡共建；優化措施

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.01.027

中圖分類號：TN 929. 5；TP 391.41 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2025）01-00-03

地鐵是城市軌道交通系統中的重要一環，越是經濟發達、人口密集的城市，地鐵線路越多，地鐵內手機用戶的網絡需求量越大，網絡質量要求越高。建設高標準的地鐵內4G/5G多網絡覆蓋，是各個運營商的強烈需求。

隨著我國基礎設施的不斷完善，通信網絡技術的不斷發展，各個城市的地鐵線路內，4G/5G多網絡覆蓋建設已經有了一套較為成熟的方案體系。目前各運營商的建網思路已由最初的建好網絡，轉變為在滿足建設精品網絡的前提下，豐富完善建設方案細節，采取多種優化措施，采用更為優化的方案，提高網絡的穩定性，降低工程建設投資。

1 地鐵場景區域建筑特點

地鐵區域按照建筑結構特征可以分為地鐵車站區域和地鐵隧道區域兩大類。

地鐵車站區域典型的特征為覆蓋面積適中，通常在1萬至2萬平方米之間，功能區域劃分清晰，即地鐵站務人員活動區域與地鐵乘客的活動區域涇渭分明，地鐵內乘客的客流量極大、網絡業務需求極高、網絡切換極為頻繁。

地鐵車站區域通常為地下兩層建筑結構，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層。站廳層包括設備用房區域、站內辦公區域、出入口以及乘客公共區。上述各個區域中，設備用房區域以及站內辦公區域通常為一個整體，通過墻體與其他區域隔離開。此區域的房間布局，大體呈“日”字型的三排布局，中間形成兩條平行的走廊。該區域不對外開放，只有站內工作人員以及負責日常維護的班組人員在此區域內活動，人員數量一般情況下在20人左右。而出入口和乘客公共區，則是站廳層人員最為密集的區域。地鐵乘客首先通過各個出入口進入地下一層站廳層，在公共區域內，完成購票、安檢、閘機進站等步驟，最終通過步梯或者滾梯，進入到地下二層的站臺層[1]。

在地鐵的站臺層，由上下兩側的站臺列車屏蔽門、左右兩側的站臺端門，形成了一個長度超過100 m，寬度小于10 m的狹長矩形區域，稱之為乘客候車區。站臺層上下兩側鋪設軌道的區域是站臺軌行區，是供列車停靠、行駛的區域。站臺端門外側有一定數量的設備房間，此區域是設備用房區域。地鐵車站的各功能區典型示意圖如圖1所示。

地鐵隧道區域是地鐵列車行駛的區域，是一類較為特殊的無線網絡覆蓋區域，其長度通常在1 km以上，但是寬度僅為5 m左右，隧道中間鋪設軌道，隧道左右兩側的墻壁上安裝了各類托架，在托架上方敷設各個專業的控制線纜、電力電纜、光纜等。地鐵隧道區域是地鐵場景4G/5G多網絡覆蓋中最為重要的部分，也是工程方案設計、工程建設中最為重視的區域[2]。

2 室分場景建設方式

在目前的4G/5G多網絡覆蓋建設中，常見的建設方案包括無源天饋系統和有源室分系統兩類。

無源天饋系統由信源設備、多系統合路單元以及天饋系統組成。天饋系統可以是由無源器件、饋線、天線組成的常規天饋系統，也可以是各類規格的泄漏電纜，泄漏電纜本身具備信號傳送以及發射的功能。無源天饋系統是室內網絡覆蓋中最為常見的一種建設方式。

有源室分系統是近些年研發并應用的新型室分建設方式，其組網方式包括BBU（基帶單元）、RHUB或PB（中繼單元）及PRRU（射頻拉遠單元），其中BBU與RHUB或PB之間通過光纜尾纖連接，RHUB或PB與PRRU之間通過光電復合纜連接。

兩種建設方式相比較，傳統天饋系統工程所需的設備、材料價格較低，網絡合路方式較為靈活，通過在信源側增加合路設施以及新增網絡的信源設備即可以完成網絡的饋入。傳統天饋系統所提供的小區數量及容量較低，主要依賴于工程建設伊始的分布系統狀態，工程施工量較大，工程施工周期較長。而有源室分系統所提供的小區數量及容量較高，在最為極端的情況下，每一個射頻單元PRRU可以單獨劃分一個小區。同時有源室分系統的小區合并、分裂都可以通過后臺軟件進行調控，操作簡便，工程量相對較小，施工周期相對較短。但由于使用的所有設備均為有源設備，工程設備采購金額較大，并且有源室分系統一旦完成建設，其所支持的網絡就已經確定，無法通過簡單合路的方式進行新增網絡的饋入，只能重新建設新增網絡的室分系統。

3 地鐵車站區域方案優化措施

地鐵車站區域目前較為常用的建設方案為采用4G/5G多模有源室分系統全覆蓋的方式。此建設方式提供的網絡容量大，網絡建設方式統一。但通過之前的描述可以看出，在地鐵車站場景中，各功能區域劃分極其明確，手機用戶僅集中在出入口區域、站廳公共區以及站臺候車區，對于這些區域，采用有源室分系統是最為合理的建設方案，但除了上述區域，設備用房區域、辦公區域等僅供站內人員使用的區域，常駐人員很少，若這些區域也采用有源室分系統進行建設，存在著一定程度的工程投資浪費。

基于地鐵車站各區域的用戶數量及網絡需求，建議在地鐵乘客途經或駐留的各個區域，采用有源室分建設方案，以滿足用戶對于高容量網絡的需求。在設備用房區域及辦公區域，由于沒有極高的容量需求，傳統天饋系統可以滿足此區域的網絡需求，因此可以采用傳統天饋系統以便節約工程投資。

無論采用傳統天饋系統還是有源室分系統，都需要將大量的設備、材料安裝在專用的鐵質弱電線槽中。目前，地鐵中供民用通信系統專門使用的弱電線槽基本上只選擇一種規格，這種方式的好處是物料的規格統一，避免出現了安裝錯誤的風險，但與此同時，也會出現線槽內線纜敷設空間設置不合理的情況。對于4G/5G多網絡共建的分布系統，根據之前的分析，已經確認采用有源室分系統與傳統天饋系統同時建設的方案。有源室分系統中的PRRU都采用星形連接方式，即每一臺PRRU都需要單獨的一條光電復合纜與安裝在機房內的RHUB設備相連。這種連接方式，導致了機房位置的線纜條數極多，對于線纜敷設的空間要求較大，而隨著與機房位置相對越來越遠，線纜數量也逐步開始變少，對于線槽空間的需求量也將減少，在整套室分系統的末端位置，例如，各個出入口位置，基本上只有寥寥幾條線纜，對于線槽空間的要求達到最低[3]。

正是由于不同區域內線纜數量的不同，建議可以有針對性地在各個功能區選擇不同規格型號的鐵質弱電線槽。例如，在線纜最為集中的機房區域（一般情況下，民用通信系統機房設置在站廳層的設備用房區域），可以采用大規格的400 mm×200 mm鐵質線槽；在站廳層的公共區域以及站臺層的乘客候車區，由于一部分線纜不需要經過此區域，因此可以選擇中等規格的200 mm×200 mm鐵質線槽；對于各個出入口區域，由于線纜數量已經變得很少，因此可以選擇小規格的200 mm×100 mm鐵質線槽。這樣有的放矢地針對各個區域特點選擇不同規格的設備材料，可以極大地降低工程建設投資。

4 地鐵隧道區域方案優化措施

地鐵隧道區域其狹長的建筑結構特征決定了只能采用無源泄漏電纜分布系統來進行4G/5G多網絡覆蓋。各網絡信源設備通過POI進行合路，然后饋入泄漏電纜，進而實現多網絡覆蓋。具體建設時，每一條漏纜的兩端都可以連接信源設備，饋入不同小區的信號。這樣的好處在于當漏纜兩邊同時饋入信源時，單段漏纜的長度更長，可以盡量較少設備安裝點位的數量，由于設備點位置數量較少，相應的光纜系統、配電系統也將較少，這樣可以在保證覆蓋的前提下，降低工程投資。具體如圖2所示。

在4G/5G多網絡共建的分布系統中，上述方案存在一個問題。如圖2所示，兩端的設備安裝點位（POI位置），大部分都在地鐵隧道內，但是也有少部分在地鐵車站機房。機房內的信源設備先通過饋線延伸敷設至泄漏電纜引入點，由引入點連接進入隧道完成網絡覆蓋。由泄漏電纜引入點開始敷設的勢必會經過站臺軌行區才能進入到隧道之中，在前面的分析中，已經確定站臺乘客候車區是采用有源室分系統，對于站臺乘客候車區這種人員極為密集的區域，有源室分系統會劃分為4至6個小區，但泄漏電纜敷設經過站臺軌行區時，泄漏電纜中的信號一定會與站臺候車區的4至6個小區產生頻繁切換，甚至會發生用戶只占用泄漏電纜中的小區，不外切至有源室分系統小區的情況，極易產生各類網絡事件，降低用戶網絡體驗。

泄露電纜經過站臺軌行區的目的不是為了覆蓋站臺軌行區，而是為了將信號傳遞至隧道內，因此，可以考慮使用相應的方法，在站臺軌行區位置將漏纜內的信號屏蔽掉。這種辦法就是在站臺軌行區位置使用同等規格的饋線來代替泄漏電纜。在車站端門位置斷開泄漏電纜，敷設對應規格的饋線（例如，用13/8泄漏電纜則替換13/8饋線，用5/4泄漏電纜則替換5/4饋線），待線纜敷設經過另一側的端門時，此時已經不在站臺有源室分系統的覆蓋內，再將饋線斷開，重新敷設泄漏電纜，進而將信號引至隧道內。這種方式可以使得車站有源室分系統與隧道泄漏電纜分布系統的小區重疊區設置合理，不再產生各小區間頻繁切換的問題。具體如圖3所示。

5 結束語

地鐵場景是一種建設工期較長、施工環境較為復雜、制約條件較多的室分覆蓋場景，如何在做好其內部4G/5G多網絡共建的同時，更為合理地制定技術方案，是擺在各個建設單位、設計單位面前的一道頗具挑戰的題目。只有不斷分析現有建設方案的特點，掌握通信技術的最新發展方向，才能制定出更為合理的工程建設方案，使得地鐵內4G/5G多網絡共建工程成為精品工程。

參考文獻

[1] 王蕾，曾偉，只璐．地鐵全場景5G網絡共建共享跨代組網方案研究[J]．郵電設計技術，2021（11）：48-55．

[2] 鄭惠寧．地鐵5G覆蓋方案探討[J]．通信與信息技術，2021（6）：53-54，68．

[3] 朱智勇．5G地鐵場景網絡覆蓋分析[J]．電子技術與軟件工程，2023（4）：25-28．

作者簡介：馮 雷（1986—），男，漢族，遼寧沈陽人，高級工程師，本科，研究方向為無線通信。

王 晨（1988—），男，漢族，遼寧沈陽人，高級工程師，本科，研究方向為無線通信。

Optimization Measures for 4G/5G Multi Network co Construction and Distribution System in Subway Scenarios

FENG Lei， WANG Chen

（Liaoning Postal and Telecommunications Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Shenyang 110179， China）

Abstract： This article studies the construction plan for 4G/5G multi network coverage in station areas and tunnel areas in subway scenarios. Based on the building structure characteristics of the subway itself and various problems encountered in engineering planning， design， construction， and opening of multiple subway lines， multiple optimization measures are proposed to provide more construction ideas and methods for multi network coverage in subway scenarios in the future.

Keywords： subway scene; 4G/5G multi network co construction; optimization measures