浅析民用通信存量地铁5G改造

舒伟

（武汉虹信技术服务有限责任公司，湖北 武汉 430205）

1 引言

近年来，随着城市地铁建设规模的增加，地铁公网5G信号覆盖需求日益剧增，存量地铁5G改造项目面临着工程量大、工期短、施工环境复杂、安全风险高等挑战，如何快速地实现民用通信存量地铁5G改造，同时保障用户及业务体验，文章对此展开分析，介绍存量地铁场景的5G改造难点、解决方案、工程实施要点，针对不同场景的存量地铁改造部署最佳建设方式和最快速5G方案，为后续地铁场景低成本覆盖改造建设提供实践经验。

2 存量地铁5G改造难点分析

2.1 存量地铁场景5G建设的问题

2.1.1 车站一般采用传统室分建设模式

存量室分器件不支持5G高频段：存量分布系统无源器件、天线等只支持0.7～2.7GHz频段，不支持电联3.5GHz频段。

存量POI不支持电联5G频段：存量POI只支持2.6GHz 60MHz，不支持移动2.6GHz 160MHz全频段，不支持电联3.5GHz[1]。

2.1.2 隧道一般采用1-5/8”泄漏电缆覆盖建设模式

存量1-5/8”漏缆不支持5G高频段：存量1-5/8”漏缆最大截止频率2.7～2.8GHz，无法支持电联3.5GHz频段。

2.2 存量地铁场景5G改造的难点

技术难：存量室分站点的资产归属、组网形态、天馈系统承载能力各异；传统室分不支持电联3.5GHz，而移动2.6GHz存在利旧可能，因而导致运营商需求难以达成一致。

协调难：市电容量、漏缆挂装位置、过轨预埋管等需重新提资；运营线经常进行线路检修，很难申请到连续的作业令；5G改造施工难免会破坏原有装修，需协商好赔补方案。

施工难：施工时间受限，运营线只能夜间施工，作业时间窗口不稳定；施工条件苛刻，运营线装修已完成，现有系统、管线和装修成品保护难度大，隧道设备安装空间紧张，新增设备必须确保不侵轨、不影响原有的系统；隧道施工需远离高压接触网、及时避让巡道车，施工环境恶劣，安全危险系数高，地铁处于运营期，必须做好协调工作，严格按照作业令施工，确保施工安全；施工成本远高于新建项目，作业时间不稳定，较新建线路施工效率低，人力成本增加，加上施工可能会破坏装修，涉及一定的赔补费用[2]。

3 存量地铁5G改造解决方案

3.1 地铁5G改造原则

充分保证网络性能：新建5G网络满足运营商的性能指标要求，最大程度降低对存量2/3/4G系统的影响。

实现最大程度共享：协调三家运营商5G信源设备共点位设置，最大程度共享电源、传输等配套资源[3]。

合理利旧，节约成本：支持2.6GHz的存量天馈、漏缆可以利旧，尽量利旧轨行区存量断点位置[4]。

3.2 存量站点技术评估

3.2.1 技术方案评估

根据技术方案需求，针对传统室分或新型室分、无源器件频段和功率容量、电源、传输系统余量等，核对竣工图纸和现场情况是否一致。

3.2.2 网络性能预评估

通过现场路测和运营商后台MR指标判断原系统的覆盖效果，计算5G系统的理论链路损耗，分析5G引入对原系统的影响，评估理论覆盖效果。

结合后台指标、天馈系统互调指标判断原系统的干扰水平，理论分析引入5G系统后可能造成的干扰，通过合理的频率分配规避干扰。

3.3 车站室分改造方案

3.3.1 存量站点为传统室分系统

中心站、换乘站以及人流量较大的车站，建议叠加建设一套5G 4T4R分布式皮基站，满足高价值场景高容量、高业务性能的需求。若移动在2.6GHz已馈入存量DAS的情况下，在售票厅、站台等人流密集区域叠加建设5G分布式皮基站，需特别注意两个系统间的干扰，应在叠加分布式皮基站区域断开传统DAS分布系统。

较为偏远的郊区站，人流量较小，业务需求较低。可以考虑新建一套0.7～3.7GHz频段的双路DAS，降低建设成本。若原天馈系统支持0.8～2.7GHz频段，移动2.6GHz可以同时馈入存量DAS和新建DAS，实现优于2T2R的业务性能。

3.3.2 存量站点为新型室分系统

根据5G传输带宽需求及pRRU拉远距离，配套线缆可选择CAT 6A网线或光电复合缆，针对传输带宽10Gbps以上、拉远距离大于100米的物业点应选择光电复合缆方式，同时根据线缆类型选择具备电口或光口的中继单元rHUB设备。

根据原室分系统的设备、配套线缆情况，合理选择5G改造方案：

软件升级方案：现网可以软件升级的分布式皮基站一般为2T2R设备，可实现2*2MIMO，业务容量低于4T4R方式，工程施工难度最低，仅需新增BBU，投资成本在分布式皮基站的各种改造方式中相对最低。

替换现场设备方案：对点位安装空间受限、rHUB至pRRU线缆可利旧场景，评估4G网络容量情况，选择替换已部署设备为5G双频或多频分布式皮基站，满足4G现网容量需求和5G业务发展，投资成本高。

叠加新增5G分布式皮站：对现网设备施工改造困难且具备空余安装条件的物业点，可选择叠加新增一套5G分布式皮基站，工程量相当于纯新建一套分布式皮基站，不对现网4G部署造成影响，投资成本较高。

3.4 隧道室分改造方案

3.4.1 拆除1-5/8”漏缆，新建1-1/4”漏缆（存量漏缆不支持2.6GHz）

当隧道内满足4根漏缆安装空间时，新建4根1-1/4”全频漏缆[5]（如图1，漏缆承载0.7～3.7GHz，移动、电联5G实现4T4R，更易控制干扰，但改造成本相对高）。

图1 新建4根1-1/4”全频漏缆

当隧道内不满足4根漏缆安装空间时，新建2根1-1/4”全频漏缆（如图2，漏缆承载0.7～3.7GHz，移动、电联5G实现2T2R，干扰不易控制，难以实现无缝割接，改造成本相对较低）。

图2 新建2根1-1/4”全频漏缆

3.4.2 利旧1-5/8”漏缆，新建2根1-1/4”漏缆（存量漏缆支持2.6GHz）

移动5G通过2.6GHz扩展POI馈入存量1-5/8”漏缆，新建1-1/4”漏缆仅承载电联5G（如图3）。

图3 新建2根1-1/4”3.5G漏缆

5G信源全部馈入新建1-1/4”漏缆，与原2/3/4G系统完全独立运行（如图4）。

图4 5G信源全部馈入新建1-1/4”3.5G漏缆

3.4.3 利旧1-5/8”漏缆，电联重耕2.1GHz作为5G频段（存量漏缆支持2.6GHz）

改造工程量小，只需更换POI，将移动2.6GHz和电联2.1GHz信源直接馈入原1-5/8”漏缆即可（如图5，重耕2.1GHz方案最大化利旧了存量室分系统，改造成本低。但由于2.1GHz只有50MHz带宽用于承载5G，且在存量DAS上只能实现2T2R，业务性能较其他改造方案偏弱，适用于改造难以实施的老线路，或者业务需求较低的郊区线路）。

图5 利旧1-5/8”漏缆

3.4.4 利旧1-5/8”漏缆，电联5G采用轨旁天馈高增益天线覆盖（存量漏缆支持2.6GHz）

在不改变现有1-5/8”漏缆的情况下，电联5G可以使用新增5G设备来对两副4T4R高增益定向天线进行部署。移动5G可以选择利旧原有1-5/8”漏缆，或者选择使用新增5G设备来对两副4T4R高增益定向天线进行部署（如图6，业务性能相对漏缆覆盖较弱，改造成本低，实施较简单）。

图6 电联5G高增益天线覆盖

4 存量地铁5G改造工程实施要点

4.1 施工现场详勘

核对设计方案和现场情况是否一致。根据实际情况进行方案变更并调整提资计划（新增漏缆是否有挂装空间、开断点是否有新增设备的空间、侧式站过轨预埋管是否够用、区间人防门预留孔是否够用、轨行区站台段漏缆挂装条件）。

4.2 完善施工准备工作

施工人员：隧道是5G改造施工的重难点，宜抽调具有丰富地铁施工经验的技术人员和施工人员，进行重点攻关；车站区域施工难度较小，人员根据施工计划灵活进行调配；根据地铁公司批复的作业窗口时间，及时调整施工力量，确保工程顺利交付。

施工材料：根据各施工现场的具体材料需求，每个施工工地制定详细的材料需求表，并及时采购，缩短到货周期，确保工期按进度实施，仓库租赁采取就近原则，保证物料能够在短时间内配送至施工现场，减少转运成本。

机械仪表：根据施工进度计划，投入充足的工程车辆用于工程材料运输及工程人员载送，并后备工程车保障突发任务的紧急应对，准备数量充足的测试仪表，做到随工随测，保障施工质量，尽量避免由于施工质量问题带来的整改工作量。施工用自制平板车，车轮必须满足地铁公司要求，避免破坏轨道上行车保护装置。

进场协调：与地铁公司签订施工协议并与各协办部门进行方案审核，参加相关部门的各项安全培训与技术培训，考试合格后核发施工负责人证，协调施工主办单位、协办单位与运管部门，争取连续的作业天窗点，并保证施工效率，降低施工人力成本。

4.3 合理安排作业计划

地铁改造项目施工窗口时间短、工期紧，因此需将每日施工计划细化到时段。

根据施工组织计划中的工期安排，提前向地铁公司上报施工月计划、周计划，特殊情况可申请日计划与临时补充计划，根据地铁公司批复的作业窗口，及时调整施工计划，组织施工力量，保证项目顺利完工。

5 结语

随着我国5G网络建设呈现持续推进趋势，新建地铁线路已经实现全面覆盖，民用通信存量地铁5G改造被提上日程，如何快速地实现存量地铁5G覆盖，同时保障用户及业务体验，通过本文介绍的存量地铁场景的不同覆盖方案，分析对比并综合协调难度、建设成本、建设周期等因素，确定适合各场景下存量地铁5G覆盖方案和工程实施要点，为后续存量地铁场景5G覆盖提供必要的建设指导。