新型泄漏电缆在地铁隧道场景5G网络建设中的应用

冯雷 王晨

【摘要】    地铁隧道是室分系统建设中较为特殊的一种场景。在2、3、4G时代，采用常规漏缆可以有效地进行覆盖，但在5G时代，需采用新型漏缆来满足5G网络频段、覆盖效果等多方面需求，在实际工程应用中还需要注意新型漏缆使用时的注意事项。

【关键字】    新型漏缆    5G    已运营地铁隧道

一、应用背景

地铁作为城市交通网中的重要一环，承担起越来越多的居民出行的职责，地铁已经成为每个城市对外的一张重要名片。截止2019年年底，我们已经在40个城市（不含港澳台）运营208条线路，总里程超过6700公里。在5G网络建设之初，地铁区域是各运营商最为关心的室内重点场景。

地铁区域根据具体建筑类型大体可划分为地铁车站区域和地铁隧道区域。车站区域与一般室分场景类似，运营商可通过独立建设有源室分系统进行5G网络建设。地铁隧道区域场景结构特殊，只能采用泄漏电缆覆盖方案。在2、3、4G时代，都是采用支持频段在3000M以下的1-5/8泄漏同轴电缆（以下简称13/8漏缆）进行隧道分布系统建设，但由于部分运营商的5G网络处于3.5G频段，因此不能再采用13/8漏缆，而需要使用1-1/4泄漏同轴电缆（以下简称5/4漏缆）。对于已经运营的地铁线路，最理想的状况是“同段长、同断点”，即隧道内新敷设的5/4漏缆与原承载2、3、4G网络的13/8漏缆长度相同，隧道断点位置相同，5G信源设备可以利用原有设备断点处的光电缆资源。但5/4漏缆的线径规格更小，与13/8漏缆相比较而言同频段传输损耗更大，同时由于5G网络所处频段较高，进一步加大了信号的衰减，因此使用常规的5/4泄漏电缆进行隧道内5G网络建设，很容易出现弱覆盖的情况，无法满足用户需求。

为解决上述常规漏缆存在的问题，需要通过新型漏缆进行地铁隧道内5G网络的建设。

二、常规漏缆的覆盖方式

泄漏同轴电缆的组成部分与同轴电缆（即通信工程中俗称的馈线）相类似，都是由外导体、绝缘层、内导体、护套组成，但泄漏同轴电缆的不同点在于，馈线的外导体为完整的铜带，信号通过馈线时不会外泄;而漏缆的外导体有连续的、形成一定规律的槽孔，射频信号在通过泄漏电缆时，信号会通过槽孔耦合进入自由空间（信号泄漏），进而达到覆盖目标区域的目的。

常规泄漏同轴电缆，无论是13/8漏缆或者5/4漏缆，其槽孔都是等距离、等规格设置，即对于常规漏缆而言，任何一处漏缆的耦合损耗都是相同的，信号外泄强度具体可以表示为：P=I-A-B

其中：P为在某处接收到的信号强度

I为信源输入至泄漏电缆的信号射频功率;

A为信号在漏缆中传输过程中产生的损耗（距离越远损耗越大）;

B为输入的信号在漏缆中的耦合损耗（与距离无关，为恒定值）。

通过上述公式可以看出，常规漏缆中的信号强度，随着覆盖距离的加大逐渐下降，当信号强度到达边缘覆盖场强最低要求时，其长度就是某网络的最大覆盖距离。如图1所示。

三、新型漏缆的技术特点

通过图1可以看出，采用常规5/4漏缆进行3.5G网络建设时，越靠近信源设备的覆盖区域，信号的强度越大，甚至出现信号强度“浪费”的感觉，将这部分“浪费”的信号应用于覆盖远端区域，是新型漏缆的最大技术特点。

新型漏缆可以称之为“渐变式耦合泄漏同轴电缆”或“等电平泄漏同轴电缆”，其原理为摒弃常规泄漏电缆的同一耦合损耗（槽孔等距离、等规格）的生产方式，在一整条漏缆上采用多种不同的槽孔，使漏缆在不同的区域产生不同的耦合度，最终增强远端区域的信号覆盖强度。它的耦合度是随着长度的增加而随之变化，最终尽量使得整条漏缆的覆盖区域在同一信号强度范围内。

通过图2可以看出，一段典型的新型漏缆根据覆盖区域与信源位置的远近不同而采用三种不同的耦合损耗。可以将一段新型漏缆看作是由三段耦合损耗不同的常规漏缆“拼接”而成。三种不同耦合损耗的区域可以分别为称之为近点区域、中点区域和远点区域，其对应耦合损耗分别为XdB、XdB和ZdB，数值上X最大、Y居中、Z最小。

近點区域是最靠近信源设备的覆盖区域，此区域内信号经过较近的线缆传输，产生的传输损耗较小，因此采用较大耦合损耗的设计方案。在满足边缘覆盖场强的前提下，通过加大耦合损耗的方式，尽量减少此区域内射频信号的发射强度，最大程度的将射频能量预留出来，增强远端区域的覆盖效果。

中点区域处于整段新型漏缆的中段位置，信号经过了一定距离的线缆传输，已经产生了一定的传输损耗，因此选择适当减少耦合损耗的设计方案。达到此区域的射频信号经过了一定程度的传输损耗，信号强度有所降低，因此适当的减少耦合损耗，可以保证此区域内信号强度满足网络覆盖指标要求。

远点区域是整段新型漏缆的最远端，信号已经经过了较长距离的传送，产生了较大的传输损耗，因此需要最大程度的降低耦合损耗，尽量将新型漏缆中的射频能量，通过最小的耦合损耗发送至覆盖区域内，以保证远端区域的信号强度可以满足用户需求。

新型漏缆就是通过采取不同耦合损耗的方式，拆强补弱，提升远端区域的射频信号强度，进而实现增加漏缆覆盖距离的目的。同时，新型漏缆为高频低损耗漏缆，支持频段一般为1700M-3700M，通过多种手段优化高频网络的传输损耗，提升覆盖能力，进一步保证5G网络的覆盖效果。

四、新型漏缆的适用场景

地铁隧道的5G网络建设时，需要首先分析隧道场景的现网资源状况。隧道为新建地铁线路隧道，需要同时建设各运营商多种网络，如果运营商有低频网络的建设需求（800M、900M），则不能采用新型漏缆进行多网络合路建设。这是因为对于低频网络，新型漏缆不支持其网络频段，只能采用常规的、支持全频段的5/4漏缆建设隧道分布系统。若果运营商没有低频网络的建设需求，出于减少隧道设备断点的考虑，可优先采用新型5/4漏缆进行隧道分布系统建设。

隧道为已运营地铁线路隧道，则只需要建设各运营商5G网络分布系统。对于已运营地铁线路而言，原隧道内已经存在了支持各运营商2、3、4G网络的13/8漏缆，并且隧道内已有信源设备断点，断点处光电缆资源可以为5G网络信源所使用，可重复利旧现有资源，不但能节约建设投资，还可以加快工程建设速度。但需要着重考虑的是，既有的13/8漏缆是根据2、3、4G网络作为受限网络而设置的地铁区间隧道内的设备断点，漏缆段长较长，通常在550米至600米之间，如果采用传统5/4漏缆，在“同段长、同断点”的设计规则下，很容易产生弱覆盖的情况。新型漏缆可以很好地解决上述工程建设中存在的问题，其渐变式耦合的结构、等电平覆盖的使用效果，可以有效的将原本弱覆盖区域变成覆盖指标达标区域，满足工程验收，提升用户体验。

综上所述，新型泄漏电缆最适宜应用的场景，是已运营地铁线路内单独新建5G网络隧道场景。

五、新型漏缆在工程应用中的要点

新型漏缆由于其结构与常规漏缆不同，同时其应用场景多为已运营的地铁隧道，因此需要在勘察、设计、工程实施等多个阶段，抓住每个阶段的要点，以保证工程的顺利开展及工程建设后分布系统的正常使用。

现场勘察的要点，主要体现在勘察数据的准确性上。由于是已运营的地铁线路，隧道内已有明确长度的13/8漏缆，并且要求与原有信源设备同断点，因此每一条漏缆的长度测量都显得极其主要，同时在勘察过程中还需要对转角区域、人防门区域、线路高度变化区域进行记录，上述区域都会对线缆长度造成影响，因此需要详见记录。

漏缆设计的要点，主要体现在其组网方式上。对于某一条具体新型漏缆而言，其首尾两端的信源连接组网方式可能存在着差异。若漏缆首尾两端对应的两台5G信源设备，分别安装在车站机房以及隧道断点位置，由于安装在机房的设备需要通过更多的信号分配过程（功分器）和线缆传输路径，因此馈入至漏缆的射频信号能力相比较于另一台的馈入信号强度偏弱;若漏缆首尾两端对应的两台5G信源设备，均安装在隧道断点位置，则漏缆两端馈入的5G信号射频能量相同。在提交给漏缆厂家漏缆段长时，应同时提供各段漏缆的组网方式，根据组网方式的不同，调配不同耦合损耗漏缆的具体长度，优化工程建设后的覆盖效果。

工程实施的要点，主要体现在提高施工效率上。新型漏缆的最广泛的应用场景为已运营的地铁线路，想要在這类地铁隧道内进行施工，只能在每天的夜间申请天窗期。一般情况下，每个天窗期可利用时间约为3小时，在极短的时间内需要完成一整条漏缆的敷设工作，对施工效率提出了更高的要求。

六、结束语

在国家“新基站”政策的引导下，各城市地铁线路的5G网络将会大规模展开，充分了解新型漏缆的组成结构、性能特点，是建设好地铁隧道内5G网络的重要前提，灵活使用新型漏缆，将会加快地铁隧道场景5G网络的建设步伐。对于全国范围大量既有地铁线路而言，新型漏缆将会是地铁隧道场景5G网络建设的最优解决方案。

参  考  文  献

[1]通信泄漏同轴电缆参数的优化及性能研究  微波学报 2010年01期

[2]《蜂窝移动通信射频工程》  苏华鸿

[3] 1700MHz-3700MHz低损耗辐射型漏泄电缆技术要求  铁塔集团企业文件 QZTT 3012-2019