地铁商用通信系统共建共享方式

金 亮 陈 中

（1.国家计算机网络应急协调处理中心上海分中心，201315，上海；2.上海邮电设计咨询研究院，200092，上海∥第一作者，高级工程师）

随着我国地铁建设的不断推进，地铁通信系统也进入了大规模发展阶段。地铁通信系统一般由专用通信系统、商用通信系统、警用通信系统组成，其中商用通信系统为移动通信运营商、传媒运营商提供移动通信和多媒体信号在地铁空间内的延伸覆盖。覆盖范围包括站厅、站台、地铁商业街、区间隧道等公共活动区域。

在我国，目前地铁商用通信系统的建设模式主要有地铁方建设模式（商用通信系统的建设全部交由地铁方承担）和运营商自建模式（地铁方一般仅提供土建配套租用）2种［1］。在早期的地铁建设中，地铁方建设模式较为普遍，地铁方将公众通信建设纳入其地铁统一建设运营范畴内，方便协调和进度掌控。地铁方自行采购设备并建设公共移动通信系统，转而向通信商出租，作为弥补地铁运营亏损的渠道之一。但是相对于地铁公司而言，移动运营商对公众通信系统的建设、运营更加专业，且无线通信技术日新月异，在2G（第二代移动通信）通信时代已对3G（第三代移动通信）系统做了相应预留，在3G 通信时代更将着眼于未来的4G（第四代移动通信）系统，由运营商自主投资建设，能更有效地发挥现有通信网络系统的价值，避免未来升级系统时的尴尬。同时，各运营商设备采集的推行所带来的价格优势也是地铁方所不具备的，因而，当前越来越多的城市采用运营商自建的方式（如南京地铁3号线、无锡地铁1号线等）。

地铁商用通信系统不管采用何种建设模式，各移动运营商之间共建共享地铁资源的方式是必然的需求。但是随着运营商自建方式的增多，地铁公司不再参与商用通信系统的建设和运营，运营商之间、运营商和地铁建设方之间存在的矛盾和利益纠葛更为凸显，更容易在建设过程中产生互相推诿的可能。因此，亟需对移动运营商在建设商用通信系统的共建共享方式进一步梳理。

1 地铁商用通信系统共建方式

1.1 隧道内商用通信信号覆盖的建设方式

隧道内，为了避免不同运营商系统间上下行信号干扰，商用通信信号覆盖一般采用2条泄露电缆、上下行分缆的方式，各运营商基站上下行信号分别采用POI（多系统合路平台）合路共用泄漏电缆的方式进行覆盖；同时，由于基站信源直接覆盖距离有限，若隧道超过一定距离，LTE（长期演进技术）信号、3G 信号、2G信号由RRU（或者直放站）做为隧道中继放大设备。

隧道内商用通信信号区间覆盖示意图如图1所示。

图1 隧道内区间覆盖示意图

单隧道内POI合路后布设2根共用的泄漏电缆，节省了部分投资，但从已建地铁线路的实践经验来看，由于后续的维护运营牵涉到三家运营商和地铁方，较为繁琐和麻烦。因而，目前一些地方移动运营商希望尝试采用每个运营商一条泄漏电缆（单个隧道需3根泄漏电缆）的自建泄漏电缆方式；各运营商自建一条漏缆具有产权清晰、节省部分POI投资以及后期维护方便的优势，但在以往的地铁线路中均未采用过。两种方式优劣比较如下。

1.1.1 前期投资比较

目前，运营商5套移动通信系统（WCDMA（宽带码出多址）、CDMA800（码分多址）、TD（时分同步码分多址）、GSM（全球移动通信系统）联通、GSM移动）情况下，经测算，各运营商在隧道内自建一条泄漏电缆方式大约比POI合路方式高20%左右的总投资；若考虑LTE 情况下，隧道内自建漏缆的方式投资将比POI合路方式更高一些。

1.1.2 技术、应用可靠性

单一隧道内，各运营商在隧道内自建一条泄漏电缆方式比POI合路方式多建1条泄漏电缆，增加了天线的空间隔离度，在合路器指标相同的情况下，系统间干扰隔离会相对更好些。

目前POI应用较为成熟广泛，且采用模块化方式，可扩性强。它不仅可以完成多网合路器的功能，而且可以更好地抑制多系统间的交调，抑制各频带间的无用干扰成分，同时可以提供监控功能。

根据调研，目前在各地一般的公路隧道、重要场所等适宜泄露电缆覆盖的场所，各运营商采用自建泄漏电缆方式占有一定比例；但目前各地在建地铁项目，即便在考虑引入LTE 方式下，信号覆盖均采用POI合路方式。

1.1.3 地铁物业、运营商间协调需求

由于LTE（FDD／TDD）采用 MIMO（多入多出）技术需要2路相互独立的泄漏电缆，泄漏电缆间信号应互不相关，这对隧道内泄漏电缆之间间距有更高的要求（一般建议4个波长、约0.5 m 的漏缆间距以上）。

隧道内，目前地铁方一般预留空间为相隔400 mm 左右的2个安装桥架位置，若采用运营商各建一条泄漏电缆方式，则需增加1个距离400 mm 以上的安装位置，需跟地铁物业协商解决，同时需做好相应孔洞预留。

信号辐射穿透性最好的泄漏电缆位置应在地铁窗口高度（2 m 左右），在各建一条漏缆情况下，各运营商间需进行3条泄漏电缆布放位置协商。

1.1.4 后期维护、系统扩展

运营商各建一条泄漏电缆方式产权清晰，在后续维护方面比POI合建方式经济方便，但由于LTE（FDD／TDD）采用 MIMO 技术需要2 路相互独立的泄漏电缆，各运营商之间仍需相互协调租赁一方泄漏电缆，维护方面仍会存在一定不便。

单隧道3条泄漏电缆比2条泄漏电缆更具灵活性，可接入系统的组合更具多样性。

综合以上各个因素，考虑到POI合路技术的成熟性、在投资上的节省以及共建共享的需求，隧道内仍建议采用POI合路、2条泄漏电缆的方式。

若地铁物业协调不存在问题的前提下，可以尝试采用各建一条泄漏电缆的模式，但是在LTE MIMO 多通道的需求下，仍需要各运营商之间相互协商租用对方另外一条泄漏电缆。

1.2 站厅台及其它公共区域的建设方案

对于站厅台无线覆盖，和传统的大型楼宇共建共享方式一样，移动运营商一般采用POI，将各运营商的各种制式无线信号进行合路分路。所不同的是，地铁内室内覆盖由于在工程早期就已考虑预留，因而一般可以使用相同的2套天馈系统（即上、下行天馈系统）对站厅／商业层进行覆盖；为保证收／发天馈间的隔离度，收／发天线安装间距需＞500 mm 以上。车站信号分布系统与隧道信号分布系统，在组网结构上相互独立，POI作为商用通信系统的汇聚节点，作为分布系统与运营商基站的接口。为保证收／发间的隔离度和减小运营商系统间的相互影响，2G、3G 系统POI采用上、下行2个平台，分别将上行和下行2路信号分开传输；POI对运营商的上行及下行射频信号分别进行合路及分路，并滤除频带间的干扰成份。而对于4G 系统，分开传输的2路信号也可以作为信号的双通道以实现MIMO技术（见图2）。

图2 站厅台通信信号覆盖方式

站厅台分布系统的维护和后期扩容，相对于隧道内而言，更为方便和简单，因而不管是采用运营商自建模式还是地铁方自建模式，均建议采用三家运营商合路后共用分布系统。

站厅台分布系统的工程建设相对成熟，地铁方一般会预留商用通信室内分布的桥架位置，一些重要的通道在建筑设计层面均会做相应管道预留。若采用运营商自建模式，移动运营商更多地需关注预留的管道孔径、管道数量是否满足自身未来技术发展的需求，桥架的路由走向是否满足无线覆盖需求等。

1.3 传输、电源及其它配套设备的建设方式

地铁移动通信机房内的传输设备上联一般通过位于地铁车站出入口的通信四通人井，四通人井至机房的路由需经过车站站站厅、站台；由于车站站厅内的桥架资源相对宽裕，而且各家运营商传输上联的线缆需求较大，建议车站站台、站厅内的传输线缆采用各家运营商独自布放、共用桥架的方式。

隧道内设备和机房之间的传输连接需贯穿整个隧道，隧道内桥架位置有限，且光缆数量决定了光纤熔结箱的数量（需安装在隧道壁上，隧道安装空间有限），而各家运营商的设备对光纤数量需求也较为平均，利益纠葛较小，因此隧道内设备和车站机房传输的沟通建议采用共用桥架和共用光缆的方式。

地铁方一般会预留商用通信四通人井、隧道内传输光缆桥架位置，而在站厅台可以共用无线分布系统的桥架。若采用运营商自建模式，移动运营商需更多关注一些特殊位置的管道预留（如四通人井至无线桥架），以及四通人井的预留位置是否有利于外部传输网络引入等。

地铁基站机房内电源系统一般由交流配电设备、组合式开关电源架，蓄电池组及基站接地系统组成。基站采用交流380 V 市电作为电源。地铁内电源系统一般建议采用共用的方式，而地铁机房电源系统的共建共享方式和常规的共享站点区别不大，各家运营商共建电源设备的投资和维护可以采用分摊站点的方式，即各运营商负责所分摊站点的建设（自建模式）、后期维护、电费结算等。

地铁机房的空调、消防系统从工程和节能环保角度出发，均建议统一纳入地铁方建设中，作为基础配套支付地铁方一定费用。

2 结语

随着国内地铁大规模建设的展开，地铁商用通信的信号覆盖需求也日趋繁多。当前，地铁商用通信系统建设模式已出现由传统地铁方建设向运营商建设的趋势，给运营商带来了更多的建设自主权，因此有必要对目前的地铁内通信系统共建共享方式进行进一步梳理，以供后续建设参考和借鉴。同时，在研究地铁商用通信建设方式同时，还应兼顾到保护地铁资源开发的合理利益和可持续性，并确保商用移动通信与地铁工程同步建成开通。

［1］王佳庆，王群.城市地铁公共移动通信建设模式分析［J］.电信科学，2010（8A）：125.