地鐵商用通信系統(tǒng)共建共享方式

金 亮 陳 中

（1.國家計算機網(wǎng)絡應急協(xié)調(diào)處理中心上海分中心，201315，上海；2.上海郵電設計咨詢研究院，200092，上?！蔚谝蛔髡撸呒壒こ處煟?/p>

隨著我國地鐵建設的不斷推進，地鐵通信系統(tǒng)也進入了大規(guī)模發(fā)展階段。地鐵通信系統(tǒng)一般由專用通信系統(tǒng)、商用通信系統(tǒng)、警用通信系統(tǒng)組成，其中商用通信系統(tǒng)為移動通信運營商、傳媒運營商提供移動通信和多媒體信號在地鐵空間內(nèi)的延伸覆蓋。覆蓋范圍包括站廳、站臺、地鐵商業(yè)街、區(qū)間隧道等公共活動區(qū)域。

在我國，目前地鐵商用通信系統(tǒng)的建設模式主要有地鐵方建設模式（商用通信系統(tǒng)的建設全部交由地鐵方承擔）和運營商自建模式（地鐵方一般僅提供土建配套租用）2種［1］。在早期的地鐵建設中，地鐵方建設模式較為普遍，地鐵方將公眾通信建設納入其地鐵統(tǒng)一建設運營范疇內(nèi)，方便協(xié)調(diào)和進度掌控。地鐵方自行采購設備并建設公共移動通信系統(tǒng)，轉(zhuǎn)而向通信商出租，作為彌補地鐵運營虧損的渠道之一。但是相對于地鐵公司而言，移動運營商對公眾通信系統(tǒng)的建設、運營更加專業(yè)，且無線通信技術日新月異，在2G（第二代移動通信）通信時代已對3G（第三代移動通信）系統(tǒng)做了相應預留，在3G 通信時代更將著眼于未來的4G（第四代移動通信）系統(tǒng)，由運營商自主投資建設，能更有效地發(fā)揮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的價值，避免未來升級系統(tǒng)時的尷尬。同時，各運營商設備采集的推行所帶來的價格優(yōu)勢也是地鐵方所不具備的，因而，當前越來越多的城市采用運營商自建的方式（如南京地鐵3號線、無錫地鐵1號線等）。

地鐵商用通信系統(tǒng)不管采用何種建設模式，各移動運營商之間共建共享地鐵資源的方式是必然的需求。但是隨著運營商自建方式的增多，地鐵公司不再參與商用通信系統(tǒng)的建設和運營，運營商之間、運營商和地鐵建設方之間存在的矛盾和利益糾葛更為凸顯，更容易在建設過程中產(chǎn)生互相推諉的可能。因此，亟需對移動運營商在建設商用通信系統(tǒng)的共建共享方式進一步梳理。

1 地鐵商用通信系統(tǒng)共建方式

1.1 隧道內(nèi)商用通信信號覆蓋的建設方式

隧道內(nèi)，為了避免不同運營商系統(tǒng)間上下行信號干擾，商用通信信號覆蓋一般采用2條泄露電纜、上下行分纜的方式，各運營商基站上下行信號分別采用POI（多系統(tǒng)合路平臺）合路共用泄漏電纜的方式進行覆蓋；同時，由于基站信源直接覆蓋距離有限，若隧道超過一定距離，LTE（長期演進技術）信號、3G 信號、2G信號由RRU（或者直放站）做為隧道中繼放大設備。

隧道內(nèi)商用通信信號區(qū)間覆蓋示意圖如圖1所示。

圖1 隧道內(nèi)區(qū)間覆蓋示意圖

單隧道內(nèi)POI合路后布設2根共用的泄漏電纜，節(jié)省了部分投資，但從已建地鐵線路的實踐經(jīng)驗來看，由于后續(xù)的維護運營牽涉到三家運營商和地鐵方，較為繁瑣和麻煩。因而，目前一些地方移動運營商希望嘗試采用每個運營商一條泄漏電纜（單個隧道需3根泄漏電纜）的自建泄漏電纜方式；各運營商自建一條漏纜具有產(chǎn)權清晰、節(jié)省部分POI投資以及后期維護方便的優(yōu)勢，但在以往的地鐵線路中均未采用過。兩種方式優(yōu)劣比較如下。

1.1.1 前期投資比較

目前，運營商5套移動通信系統(tǒng)（WCDMA（寬帶碼出多址）、CDMA800（碼分多址）、TD（時分同步碼分多址）、GSM（全球移動通信系統(tǒng)）聯(lián)通、GSM移動）情況下，經(jīng)測算，各運營商在隧道內(nèi)自建一條泄漏電纜方式大約比POI合路方式高20%左右的總投資；若考慮LTE 情況下，隧道內(nèi)自建漏纜的方式投資將比POI合路方式更高一些。

1.1.2 技術、應用可靠性

單一隧道內(nèi)，各運營商在隧道內(nèi)自建一條泄漏電纜方式比POI合路方式多建1條泄漏電纜，增加了天線的空間隔離度，在合路器指標相同的情況下，系統(tǒng)間干擾隔離會相對更好些。

目前POI應用較為成熟廣泛，且采用模塊化方式，可擴性強。它不僅可以完成多網(wǎng)合路器的功能，而且可以更好地抑制多系統(tǒng)間的交調(diào)，抑制各頻帶間的無用干擾成分，同時可以提供監(jiān)控功能。

根據(jù)調(diào)研，目前在各地一般的公路隧道、重要場所等適宜泄露電纜覆蓋的場所，各運營商采用自建泄漏電纜方式占有一定比例；但目前各地在建地鐵項目，即便在考慮引入LTE 方式下，信號覆蓋均采用POI合路方式。

1.1.3 地鐵物業(yè)、運營商間協(xié)調(diào)需求

由于LTE（FDD／TDD）采用 MIMO（多入多出）技術需要2路相互獨立的泄漏電纜，泄漏電纜間信號應互不相關，這對隧道內(nèi)泄漏電纜之間間距有更高的要求（一般建議4個波長、約0.5 m 的漏纜間距以上）。

隧道內(nèi)，目前地鐵方一般預留空間為相隔400 mm 左右的2個安裝橋架位置，若采用運營商各建一條泄漏電纜方式，則需增加1個距離400 mm 以上的安裝位置，需跟地鐵物業(yè)協(xié)商解決，同時需做好相應孔洞預留。

信號輻射穿透性最好的泄漏電纜位置應在地鐵窗口高度（2 m 左右），在各建一條漏纜情況下，各運營商間需進行3條泄漏電纜布放位置協(xié)商。

1.1.4 后期維護、系統(tǒng)擴展

運營商各建一條泄漏電纜方式產(chǎn)權清晰，在后續(xù)維護方面比POI合建方式經(jīng)濟方便，但由于LTE（FDD／TDD）采用 MIMO 技術需要2 路相互獨立的泄漏電纜，各運營商之間仍需相互協(xié)調(diào)租賃一方泄漏電纜，維護方面仍會存在一定不便。

單隧道3條泄漏電纜比2條泄漏電纜更具靈活性，可接入系統(tǒng)的組合更具多樣性。

綜合以上各個因素，考慮到POI合路技術的成熟性、在投資上的節(jié)省以及共建共享的需求，隧道內(nèi)仍建議采用POI合路、2條泄漏電纜的方式。

若地鐵物業(yè)協(xié)調(diào)不存在問題的前提下，可以嘗試采用各建一條泄漏電纜的模式，但是在LTE MIMO 多通道的需求下，仍需要各運營商之間相互協(xié)商租用對方另外一條泄漏電纜。

1.2 站廳臺及其它公共區(qū)域的建設方案

對于站廳臺無線覆蓋，和傳統(tǒng)的大型樓宇共建共享方式一樣，移動運營商一般采用POI，將各運營商的各種制式無線信號進行合路分路。所不同的是，地鐵內(nèi)室內(nèi)覆蓋由于在工程早期就已考慮預留，因而一般可以使用相同的2套天饋系統(tǒng)（即上、下行天饋系統(tǒng)）對站廳／商業(yè)層進行覆蓋；為保證收／發(fā)天饋間的隔離度，收／發(fā)天線安裝間距需＞500 mm 以上。車站信號分布系統(tǒng)與隧道信號分布系統(tǒng)，在組網(wǎng)結(jié)構上相互獨立，POI作為商用通信系統(tǒng)的匯聚節(jié)點，作為分布系統(tǒng)與運營商基站的接口。為保證收／發(fā)間的隔離度和減小運營商系統(tǒng)間的相互影響，2G、3G 系統(tǒng)POI采用上、下行2個平臺，分別將上行和下行2路信號分開傳輸；POI對運營商的上行及下行射頻信號分別進行合路及分路，并濾除頻帶間的干擾成份。而對于4G 系統(tǒng)，分開傳輸?shù)?路信號也可以作為信號的雙通道以實現(xiàn)MIMO技術（見圖2）。

圖2 站廳臺通信信號覆蓋方式

站廳臺分布系統(tǒng)的維護和后期擴容，相對于隧道內(nèi)而言，更為方便和簡單，因而不管是采用運營商自建模式還是地鐵方自建模式，均建議采用三家運營商合路后共用分布系統(tǒng)。

站廳臺分布系統(tǒng)的工程建設相對成熟，地鐵方一般會預留商用通信室內(nèi)分布的橋架位置，一些重要的通道在建筑設計層面均會做相應管道預留。若采用運營商自建模式，移動運營商更多地需關注預留的管道孔徑、管道數(shù)量是否滿足自身未來技術發(fā)展的需求，橋架的路由走向是否滿足無線覆蓋需求等。

1.3 傳輸、電源及其它配套設備的建設方式

地鐵移動通信機房內(nèi)的傳輸設備上聯(lián)一般通過位于地鐵車站出入口的通信四通人井，四通人井至機房的路由需經(jīng)過車站站站廳、站臺；由于車站站廳內(nèi)的橋架資源相對寬裕，而且各家運營商傳輸上聯(lián)的線纜需求較大，建議車站站臺、站廳內(nèi)的傳輸線纜采用各家運營商獨自布放、共用橋架的方式。

隧道內(nèi)設備和機房之間的傳輸連接需貫穿整個隧道，隧道內(nèi)橋架位置有限，且光纜數(shù)量決定了光纖熔結(jié)箱的數(shù)量（需安裝在隧道壁上，隧道安裝空間有限），而各家運營商的設備對光纖數(shù)量需求也較為平均，利益糾葛較小，因此隧道內(nèi)設備和車站機房傳輸?shù)臏贤ńㄗh采用共用橋架和共用光纜的方式。

地鐵方一般會預留商用通信四通人井、隧道內(nèi)傳輸光纜橋架位置，而在站廳臺可以共用無線分布系統(tǒng)的橋架。若采用運營商自建模式，移動運營商需更多關注一些特殊位置的管道預留（如四通人井至無線橋架），以及四通人井的預留位置是否有利于外部傳輸網(wǎng)絡引入等。

地鐵基站機房內(nèi)電源系統(tǒng)一般由交流配電設備、組合式開關電源架，蓄電池組及基站接地系統(tǒng)組成。基站采用交流380 V 市電作為電源。地鐵內(nèi)電源系統(tǒng)一般建議采用共用的方式，而地鐵機房電源系統(tǒng)的共建共享方式和常規(guī)的共享站點區(qū)別不大，各家運營商共建電源設備的投資和維護可以采用分攤站點的方式，即各運營商負責所分攤站點的建設（自建模式）、后期維護、電費結(jié)算等。

地鐵機房的空調(diào)、消防系統(tǒng)從工程和節(jié)能環(huán)保角度出發(fā)，均建議統(tǒng)一納入地鐵方建設中，作為基礎配套支付地鐵方一定費用。

2 結(jié)語

隨著國內(nèi)地鐵大規(guī)模建設的展開，地鐵商用通信的信號覆蓋需求也日趨繁多。當前，地鐵商用通信系統(tǒng)建設模式已出現(xiàn)由傳統(tǒng)地鐵方建設向運營商建設的趨勢，給運營商帶來了更多的建設自主權，因此有必要對目前的地鐵內(nèi)通信系統(tǒng)共建共享方式進行進一步梳理，以供后續(xù)建設參考和借鑒。同時，在研究地鐵商用通信建設方式同時，還應兼顧到保護地鐵資源開發(fā)的合理利益和可持續(xù)性，并確保商用移動通信與地鐵工程同步建成開通。

［1］王佳慶，王群.城市地鐵公共移動通信建設模式分析［J］.電信科學，2010（8A）：125.