青荣城际铁路隧道公网覆盖工程方案

肖兴业

通常乘坐高速铁路客运专线的旅客其话务量及数据通信量均比一般用户大，且对移动通信网络的质量要求较高。若不对高速铁路隧道内进行公网覆盖，将导致旅客大部分时间无法上网和通话，影响旅客正常通信。青荣城际铁路隧道公网覆盖工程，分别由山东移动、山东联通和山东电信投资建设，解决了旅客在乘坐高铁的旅途中手机信号不稳定、打电话掉话、话音不清晰、上网掉线等一系列问题，消除了隧道内的覆盖盲区，提高了运营商网络服务质量和旅客对高速铁路的满意度。为此对青荣城际铁路隧道公网覆盖工程进行总结，以对其他铁路公网建设起借鉴作用。

1 总体建设思路

青荣城际铁路起自青岛北站，终至威海市荣成站，线路全长约300km，途经15个车站及线路所，设计时速250km／h。青荣城际铁路隧道30座，长度约31km，占线路总长约10%，分布在烟台和威海市境内。根据隧道内覆盖系统数量，山东移动投资建设13条隧道，共11．18km；山东联通投资建设10条隧道，共10．94km；山东电信投资建设7条隧道，共8．77km。总体建设思路如下。

1．根据各运营商需求，隧道接入移动GSM（900MHz ）、 移 动 TD－LTE（1800MHz＆2600MHz）、联通 GSM （1800MHz）、联 通 WCDMA （2100MHz）、 电 信 CDMA2000（800MHz），预留联通FDD－LTE （1800MHz）和电信FDD－LTE（1800MHz）系统的接入条件。

2．隧道内新设2条 （上、下行）1－5／8英寸漏缆，挂设在距轨面2．0m和2．5m的位置，在隧道口用定向天线延伸隧道内信号至隧道外，保证切换顺利进行。定向天线挂设在隧道口新设的杆上，不使用铁路既有杆塔及隧道壁。

3．利用铁路沿线既有BBU （基带处理单元），在隧道口及隧道内综合洞室、通信洞室或电力洞室内新设RRU（射频拉远单元）和POI（多系统合路单元），结合漏泄同轴电缆方式对隧道内进行覆盖。

4．根据各系统RRU设备间距的要求，充分利用隧道口场地和隧道内洞室资源，最大限度满足各系统覆盖指标要求。

5．所有新设的公网设备由铁路电力系统提供电源，新设电缆需采用低烟、无卤、阻燃的电力电缆，敷设在电力槽道内，与既有电力高、低压电缆采取隔离措施。

6．根据红线外BBU带RRU的数量，短隧道敷设48芯光缆，长隧道及隧道群敷设144芯光缆，均使用低烟无卤、阻燃、防鼠光缆。

7．根据链路预算结果，GSM和CDMA系统RRU间距按照1km左右设计，TD－LTE、WCDMA和FDD－LTE系统RRU间距按照0．5km左右设计。

8．公网各系统开通前应进行电磁环境测试，不能对GSM－R系统形成干扰，测试结果应满足GSM－R系统服务质量指标要求。

2 分工界面

2．1 设计分工

铁路设计院根据运营商提供的组网设计方案，负责铁路红线内系统链路预算、设备安装、光缆敷设及引出、纤芯分配、漏缆挂设和电力配套等工程的设计，包括红线内光缆引出点光交箱位置的设计。

各运营商及其设计院负责相应系统RRU的组网设计，各系统切换、容量包括红线内外RRU共小区、设备级联、红线内RRU与红线外BBU的连接关系等。

2．2 施工分工

根据 《关于印发＜铁道部与中国移动通信集团公司战略合作框架协议＞的通知》（办运发 ［2008］184号）的要求，铁路红线内的施工均由具备铁路施工资质的铁路施工单位负责，包括红线内光缆甩出至红线外光交箱附近。红线外施工单位负责在隧道口红线外设立光交箱，将红线内甩出的光缆和BBU至红线内RRU的光缆接至红线外铁路栅栏旁的光交箱上。

2．3 系统需求指标

根据各运营商要求，青荣城际铁路公网覆盖工程各系统频段及指标如表1所示。

3 铁路资源现状

青荣城际铁路隧道公网覆盖工程可利用的铁路资源主要有槽道、杆塔、隧道外场地、隧道内洞室、过轨和隧道壁等。

3．1 槽道

在铁路两侧分别有通信槽道和电力槽道，在隧道口及区间铁路GSM－R基站、直放站处，有从路基或路堑边坡引出至通信院落的通信和电力槽道（部分为钢管）。通信槽道内已有1条铁路贯通光缆，隧道区域有短段光缆，电力槽道内已有10kV贯通电缆。

本工程光缆应敷设在通信槽道内，公网电缆应敷设在电力槽道内。根据 《铁路电力设计规范》，10kV高压电缆应与380V低压电缆隔离。

表1 青荣城际铁路公网覆盖工程各系统频段及指标

铁路开通前，为避免高速列车经过时引起盖板晃动，槽道盖板均已用水泥封死。

3．2 杆塔

部分隧道口设有GSM－R通信铁塔或12m杆。铁塔一般具有二层平台，铁路使用最上层平台；12m杆只有1副天线抱杆，已挂设铁路GSM－R天线。本工程未利用铁路杆塔资源。

3．3 隧道外场地

部分隧道口设有铁路GSM－R基站或直放站院落，院内有设备房屋 （砖房）、箱式变压器、天线杆塔和视频杆等设施。

3．4 隧道内洞室

隧道内有综合洞室、通信洞室和电力洞室。

综合洞室是隧道内最多的洞室，一般双侧间隔250m，单侧间隔500m，用于应急避车，无防护门，洞室内无设备，由工务段负责维护。

通信洞室一般间隔1．5km，洞室内设有GSM－R直放站远端机、配电箱、光缆终端盒和电源环境监控等壁挂设备，由通信段负责维护。

电力洞室一般间隔3km左右，洞室内设有箱式变压器，由供电段负责维护。

根据相关工程经验，以上洞室均有公网设备壁挂的空间，但铁路联调联试及开通运营之后，在这些洞室内安装公网设备需维护单位同意并派人配合才能施工。

3．5 过轨

各隧道口和隧道内通信洞室、信息防灾洞室及电力洞室处均预留过轨钢管，可以将线缆从线路一侧引至另一侧。综合洞室处无过轨资源，因此一个隧道只能使用一侧的综合洞室。

3．6 隧道壁

一般情况下，高速铁路隧道壁缆线挂设如图1所示。

4 组网方案

本工程采用分布式基站＋漏泄电缆＋定向天线的方式进行覆盖。使用铁路红线外的BBU信源。RRU和POI设置于隧道起点机房，终点机房及综合洞室内。RRU向上下行2个POI分别馈入信号，POI对多制式信号合路后通过漏缆对隧道内进行覆盖，通过定向天线对隧道外进行覆盖。

本工程隧道主要分为短距离隧道、中距离隧道和长距离隧道。考虑到隧道空间封闭，冗余信号较多，且参与合路的系统较多，各制式之间容易造成干扰，因此采用两条漏泄电缆分为上下行的方式进行组网。

4．1 短距离 （小于0．5km）

图1 高速铁路隧道内缆线挂设示意图 （单位：cm）

对于短距离隧道，隧道内无洞室，不能设置RRU设备，只有一端隧道口有机房。本工程在隧道口通信直放站院子内设置公网设备，通过在隧道内敷设漏缆，新设电杆挂设一副定向天线，实现对隧道及隧道外延伸区域的覆盖。在隧道另一端通过漏缆接天线，延伸隧道内信号的覆盖。短距离隧道覆盖如图2所示。

图2 短距离隧道覆盖示意图

4．2 中距离 （0．5km～1km）

对于中距离隧道，若隧道二端有铁路通信院落，在院落内设置公网设备，在隧道洞室内设置TD－LTE和 WCDMA设备；若隧道二端无铁路通信院落，则在隧道内选择2个洞室安装公网设备。中距离隧道覆盖如图3和图4所示。

4．3 长距离 （大于1km）

对于长距离隧道，一般隧道二端无铁路通信院落，按照GSM和CDMA系统RRU间距1km左右，TD－LTE和 WCDMA系统RRU间距0．5km左右的原则，在隧道内选择洞室安装公网设备。长距离隧道覆盖如图5所示。

图3 两端有铁路通信院落的中距离隧道覆盖示意图

图4 两端无铁路通信院落的中距离隧道覆盖示意图

图5 长距离隧道覆盖示意图

5 漏缆安装要求

根据调查，高铁列车车窗下沿距轨面高度为2m左右，车窗上沿距轨面约2．7m。考虑到TDLTE系统及FDD－LTE系统 MIMO技术需求，2条漏缆之间应至少间距0．5m。因此，结合动车组车窗高度和照明电缆高度，本工程2条漏缆分别挂设在距轨面2．0m和2．5m的高度，漏泄电缆孔指向车窗。公网漏缆与设备所在洞室在同一侧。

铁路短隧道，照明电缆挂高为3．2m；长度大于5km的长大隧道，照明电缆挂高为2．8m。经测算，公网漏缆距照明电缆0．2m对漏缆的感应电动势累积影响很小，可不考虑，长大隧道公网漏缆挂高仍为2．0m和2．5m。

本工程漏泄电缆卡具的形式、安装间距、防火防盗卡具的安装应满足铁路施工的安装要求。漏泄电缆安装卡具间距为1m，防火防盗卡具的安装间距为10m，每个隧道进出口应先安装防火防盗卡具，特殊地段应加漏泄电缆固定卡具，卡具应安装牢固。

为避免漏泄同轴电缆因电气化铁路电磁感应对设备及人身造成危险影响，在每盘漏缆连接设备前应安装直流隔断器。

6 总结

青荣城际铁路隧道公网覆盖工程竣工后，解决了旅客在乘坐高铁的旅途中手机信号不稳定、打电话掉话、话音不清晰、上网掉线等一系列问题，大大提高了旅客对运营商网络的满意度，在信息化的今天，这点尤为重要。对隧道进行公网覆盖也满足了铁路维护人员在隧道内维护时的通信需求，提升了青荣城际铁路的服务质量，提高了旅客对高速铁路的满意度，成为高速铁路高质量服务的新名牌。

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［2］ 李争鹏．高速铁路隧道公众移动通信网络覆盖方案研究［J］．高速铁路技术，2013（8）：57－61

［3］ 刘惠林．公众移动通信网络隧道覆盖技术方案探析［J］．铁道勘测与设计，2010（4）：102－104

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