地铁场景4G/5G多网络共建分布系统方案的优化

摘要：本文对地铁类场景中车站区域以及隧道区域4G/5G多网络覆盖采用的建设方案进行了研究，并基于地铁自身的建筑结构特征，以及多条地铁线路在工程规划、设计、施工、开通中遇到的各类问题，提出了多个方案优化措施，为后续的地铁类场景多网络覆盖提供了更多的建设思路及方式。

关键词：地铁场景；4G/5G多网络共建；优化措施

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.01.027

中图分类号：TN 929. 5；TP 391.41 文献标志码：A 文章编码：1672-7274（2025）01-00-03

地铁是城市轨道交通系统中的重要一环，越是经济发达、人口密集的城市，地铁线路越多，地铁内手机用户的网络需求量越大，网络质量要求越高。建设高标准的地铁内4G/5G多网络覆盖，是各个运营商的强烈需求。

随着我国基础设施的不断完善，通信网络技术的不断发展，各个城市的地铁线路内，4G/5G多网络覆盖建设已经有了一套较为成熟的方案体系。目前各运营商的建网思路已由最初的建好网络，转变为在满足建设精品网络的前提下，丰富完善建设方案细节，采取多种优化措施，采用更为优化的方案，提高网络的稳定性，降低工程建设投资。

1 地铁场景区域建筑特点

地铁区域按照建筑结构特征可以分为地铁车站区域和地铁隧道区域两大类。

地铁车站区域典型的特征为覆盖面积适中，通常在1万至2万平方米之间，功能区域划分清晰，即地铁站务人员活动区域与地铁乘客的活动区域泾渭分明，地铁内乘客的客流量极大、网络业务需求极高、网络切换极为频繁。

地铁车站区域通常为地下两层建筑结构，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。站厅层包括设备用房区域、站内办公区域、出入口以及乘客公共区。上述各个区域中，设备用房区域以及站内办公区域通常为一个整体，通过墙体与其他区域隔离开。此区域的房间布局，大体呈“日”字型的三排布局，中间形成两条平行的走廊。该区域不对外开放，只有站内工作人员以及负责日常维护的班组人员在此区域内活动，人员数量一般情况下在20人左右。而出入口和乘客公共区，则是站厅层人员最为密集的区域。地铁乘客首先通过各个出入口进入地下一层站厅层，在公共区域内，完成购票、安检、闸机进站等步骤，最终通过步梯或者滚梯，进入到地下二层的站台层[1]。

在地铁的站台层，由上下两侧的站台列车屏蔽门、左右两侧的站台端门，形成了一个长度超过100 m，宽度小于10 m的狭长矩形区域，称之为乘客候车区。站台层上下两侧铺设轨道的区域是站台轨行区，是供列车停靠、行驶的区域。站台端门外侧有一定数量的设备房间，此区域是设备用房区域。地铁车站的各功能区典型示意图如图1所示。

地铁隧道区域是地铁列车行驶的区域，是一类较为特殊的无线网络覆盖区域，其长度通常在1 km以上，但是宽度仅为5 m左右，隧道中间铺设轨道，隧道左右两侧的墙壁上安装了各类托架，在托架上方敷设各个专业的控制线缆、电力电缆、光缆等。地铁隧道区域是地铁场景4G/5G多网络覆盖中最为重要的部分，也是工程方案设计、工程建设中最为重视的区域[2]。

2 室分场景建设方式

在目前的4G/5G多网络覆盖建设中，常见的建设方案包括无源天馈系统和有源室分系统两类。

无源天馈系统由信源设备、多系统合路单元以及天馈系统组成。天馈系统可以是由无源器件、馈线、天线组成的常规天馈系统，也可以是各类规格的泄漏电缆，泄漏电缆本身具备信号传送以及发射的功能。无源天馈系统是室内网络覆盖中最为常见的一种建设方式。

有源室分系统是近些年研发并应用的新型室分建设方式，其组网方式包括BBU（基带单元）、RHUB或PB（中继单元）及PRRU（射频拉远单元），其中BBU与RHUB或PB之间通过光缆尾纤连接，RHUB或PB与PRRU之间通过光电复合缆连接。

两种建设方式相比较，传统天馈系统工程所需的设备、材料价格较低，网络合路方式较为灵活，通过在信源侧增加合路设施以及新增网络的信源设备即可以完成网络的馈入。传统天馈系统所提供的小区数量及容量较低，主要依赖于工程建设伊始的分布系统状态，工程施工量较大，工程施工周期较长。而有源室分系统所提供的小区数量及容量较高，在最为极端的情况下，每一个射频单元PRRU可以单独划分一个小区。同时有源室分系统的小区合并、分裂都可以通过后台软件进行调控，操作简便，工程量相对较小，施工周期相对较短。但由于使用的所有设备均为有源设备，工程设备采购金额较大，并且有源室分系统一旦完成建设，其所支持的网络就已经确定，无法通过简单合路的方式进行新增网络的馈入，只能重新建设新增网络的室分系统。

3 地铁车站区域方案优化措施

地铁车站区域目前较为常用的建设方案为采用4G/5G多模有源室分系统全覆盖的方式。此建设方式提供的网络容量大，网络建设方式统一。但通过之前的描述可以看出，在地铁车站场景中，各功能区域划分极其明确，手机用户仅集中在出入口区域、站厅公共区以及站台候车区，对于这些区域，采用有源室分系统是最为合理的建设方案，但除了上述区域，设备用房区域、办公区域等仅供站内人员使用的区域，常驻人员很少，若这些区域也采用有源室分系统进行建设，存在着一定程度的工程投资浪费。

基于地铁车站各区域的用户数量及网络需求，建议在地铁乘客途经或驻留的各个区域，采用有源室分建设方案，以满足用户对于高容量网络的需求。在设备用房区域及办公区域，由于没有极高的容量需求，传统天馈系统可以满足此区域的网络需求，因此可以采用传统天馈系统以便节约工程投资。

无论采用传统天馈系统还是有源室分系统，都需要将大量的设备、材料安装在专用的铁质弱电线槽中。目前，地铁中供民用通信系统专门使用的弱电线槽基本上只选择一种规格，这种方式的好处是物料的规格统一，避免出现了安装错误的风险，但与此同时，也会出现线槽内线缆敷设空间设置不合理的情况。对于4G/5G多网络共建的分布系统，根据之前的分析，已经确认采用有源室分系统与传统天馈系统同时建设的方案。有源室分系统中的PRRU都采用星形连接方式，即每一台PRRU都需要单独的一条光电复合缆与安装在机房内的RHUB设备相连。这种连接方式，导致了机房位置的线缆条数极多，对于线缆敷设的空间要求较大，而随着与机房位置相对越来越远，线缆数量也逐步开始变少，对于线槽空间的需求量也将减少，在整套室分系统的末端位置，例如，各个出入口位置，基本上只有寥寥几条线缆，对于线槽空间的要求达到最低[3]。

正是由于不同区域内线缆数量的不同，建议可以有针对性地在各个功能区选择不同规格型号的铁质弱电线槽。例如，在线缆最为集中的机房区域（一般情况下，民用通信系统机房设置在站厅层的设备用房区域），可以采用大规格的400 mm×200 mm铁质线槽；在站厅层的公共区域以及站台层的乘客候车区，由于一部分线缆不需要经过此区域，因此可以选择中等规格的200 mm×200 mm铁质线槽；对于各个出入口区域，由于线缆数量已经变得很少，因此可以选择小规格的200 mm×100 mm铁质线槽。这样有的放矢地针对各个区域特点选择不同规格的设备材料，可以极大地降低工程建设投资。

4 地铁隧道区域方案优化措施

地铁隧道区域其狭长的建筑结构特征决定了只能采用无源泄漏电缆分布系统来进行4G/5G多网络覆盖。各网络信源设备通过POI进行合路，然后馈入泄漏电缆，进而实现多网络覆盖。具体建设时，每一条漏缆的两端都可以连接信源设备，馈入不同小区的信号。这样的好处在于当漏缆两边同时馈入信源时，单段漏缆的长度更长，可以尽量较少设备安装点位的数量，由于设备点位置数量较少，相应的光缆系统、配电系统也将较少，这样可以在保证覆盖的前提下，降低工程投资。具体如图2所示。

在4G/5G多网络共建的分布系统中，上述方案存在一个问题。如图2所示，两端的设备安装点位（POI位置），大部分都在地铁隧道内，但是也有少部分在地铁车站机房。机房内的信源设备先通过馈线延伸敷设至泄漏电缆引入点，由引入点连接进入隧道完成网络覆盖。由泄漏电缆引入点开始敷设的势必会经过站台轨行区才能进入到隧道之中，在前面的分析中，已经确定站台乘客候车区是采用有源室分系统，对于站台乘客候车区这种人员极为密集的区域，有源室分系统会划分为4至6个小区，但泄漏电缆敷设经过站台轨行区时，泄漏电缆中的信号一定会与站台候车区的4至6个小区产生频繁切换，甚至会发生用户只占用泄漏电缆中的小区，不外切至有源室分系统小区的情况，极易产生各类网络事件，降低用户网络体验。

泄露电缆经过站台轨行区的目的不是为了覆盖站台轨行区，而是为了将信号传递至隧道内，因此，可以考虑使用相应的方法，在站台轨行区位置将漏缆内的信号屏蔽掉。这种办法就是在站台轨行区位置使用同等规格的馈线来代替泄漏电缆。在车站端门位置断开泄漏电缆，敷设对应规格的馈线（例如，用13/8泄漏电缆则替换13/8馈线，用5/4泄漏电缆则替换5/4馈线），待线缆敷设经过另一侧的端门时，此时已经不在站台有源室分系统的覆盖内，再将馈线断开，重新敷设泄漏电缆，进而将信号引至隧道内。这种方式可以使得车站有源室分系统与隧道泄漏电缆分布系统的小区重叠区设置合理，不再产生各小区间频繁切换的问题。具体如图3所示。

5 结束语

地铁场景是一种建设工期较长、施工环境较为复杂、制约条件较多的室分覆盖场景，如何在做好其内部4G/5G多网络共建的同时，更为合理地制定技术方案，是摆在各个建设单位、设计单位面前的一道颇具挑战的题目。只有不断分析现有建设方案的特点，掌握通信技术的最新发展方向，才能制定出更为合理的工程建设方案，使得地铁内4G/5G多网络共建工程成为精品工程。

参考文献

[1] 王蕾，曾伟，只璐．地铁全场景5G网络共建共享跨代组网方案研究[J]．邮电设计技术，2021（11）：48-55．

[2] 郑惠宁．地铁5G覆盖方案探讨[J]．通信与信息技术，2021（6）：53-54，68．

[3] 朱智勇．5G地铁场景网络覆盖分析[J]．电子技术与软件工程，2023（4）：25-28．

作者简介：冯 雷（1986—），男，汉族，辽宁沈阳人，高级工程师，本科，研究方向为无线通信。

王 晨（1988—），男，汉族，辽宁沈阳人，高级工程师，本科，研究方向为无线通信。

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