摘要：近年来，高铁沿线无线站点传输接入难，实施方案复杂，投资精准性不高，已成为运营商无线覆盖项目中面临的难点问题。同时，由于铁路通信建设项目的特殊性，传统电信运营商对高铁红线内项目方案设计参与程度较低，研究不够深入。
关键词：高铁隧道；无线覆盖；传输接入；模式
1 高铁沿线网络概况
湖南以山区、丘陵地形为主，省内高铁、城铁等交通干线都建有较多隧道，为保障隧道内的移动信号覆盖，采用多RRU沿铁路直线、密集分布的组网模式。同时，高铁、动车车速快，对安全性要求极高，铁路红线内资源有限等问题，对隧道红线内的传输配套工程建设带来挑战。以武广高铁和沪昆高铁为例说明如下。
武广客运专线（以下简称客专）运行时速高达350km/h以上，全长968km。其中湖南境内518km，共有隧道144个，隧道全长约80km，最长的浏阳河隧道长达lOkmo2017年湖南段沿线隧道在原有3G覆盖的基础上增加4G覆盖。项目采用与中国电信共建的方式，以隧道内原有光缆资源为基础，考虑4G新增设备的传输接入需求，在充分利旧原有光缆的基础上，对于部分光缆资源紧张的隧道采用新建光缆方式。为减少链路在传输过程中的光纤衰耗，工程主要采用半进半出方式建设。沪昆客专长昆段设计时速为350km/h，全长1167km。其中湖南境内415km，共有122个隧道，隧道全长约为192km。2017年沪昆高铁湖南段进行无线覆盖，项目采用中国联通、中国电信和中国移动三家共建方式建设。项目包含5km以上的长隧道18个，其中雪峰山1一4号隧道群全长达28.7km，地处深山老林，周边无可利用资源，施工难度极大。采用隧道内预留直达光缆，隧道口新增室外机柜加传输设备组网方式解决无线设备的传输接入问题。
2 高铁沿线传输接入难点
（1）隧道内槽道资源有限，一般考虑多家运营商共建的建设模式，降低建设成本。
（2）铁路工程施工难度大，协调困难，设备材料及工艺要求标准高，工程整体投资大。即在有线隧道内施工，只能在夜间进行，施工窗口期短，人员利用率低，人工成本高。
（3）光缆横穿铁轨难度大，隧道口手井在隧道左侧或右侧，对红线外手井至上端站的光缆方案影响较大。手井位置的变动，可能导致建设成本、建设周期和施工难度的增大。
（4）一般长隧道或隧道群需由多个RRU线性覆盖，对于RRU的光缆接入方案及纤芯分配，需在设计方案中详细说明。
（5）隧道内光缆工程投资较大，较红线外取费偏高，应加强对预算中的定额工日、工作量、设备材料规模、取费依据等的审核工作。
3 高铁隧道传输接入模式分析
3.1 隧道内纤芯需求
（1）主设备类型：中国联通在农村或郊区，由于2100MHz频率相对空闲，高铁穿行区域可考虑选取UL2100MHz的SDR设备同步解决语音和数据问题，以节省主设备和配套投资；主城区考虑到WCDMA负荷较高，2100MHz频率资源相对紧张，为保证客户体验，高铁穿行路段采用U2100MHz+LTE1800MHz设备。沪昆高铁湖南段隧道内无线覆盖项目在娄底、邵阳、怀化采用ULSDR设备，在长沙、湘潭采用3G/4G各自独立的设备。
（2）共建共享：采用共建共享模式，各运营商由于网络制式、设备类型不同，纤芯数量需求也不同。中国移动一般采用2G和4G独立的设备，中国电信一般采用3G和4G一体化的设备。
（3）RRU级联：为减少隧道内纤芯的消耗，可考虑RRU级联的方式。但部分厂商通过SDR新增网络（如后续升级5G），进行现有软件版本升级时，可能会短期内不支持级联，存在网络升级演进风险。
（4）单芯双向模块：在RRU-BBU，RRU-RRU的链路上采用单芯双向模块，可节约一半纤芯，但会增加单芯双向模块的投资。
3.2 隧道粗盖光缆接入模式
在保证铁路行车安全和公众移动通信网络覆盖效果的前提下，合理利用铁路预留资源。对于没有洞室并且相对比较孤立的隧道，无线覆盖通常在隧道两端安装设备往中间覆盖。此时.可考虑不在隧道内敷设光缆，红线外光缆直接引接至两端隧道口。隧道内各场景光缆接入模式如下。
（1）短隧道接入采用利旧隧道外宏站放置Bsu
一般短隧道场景，可将BBu安装在隧道外的就近宏站，RRU通过拉远方式安装在铁路隧道的洞室内。隧道内光缆沿铁路槽道布放，在隧道口手孔处与红线外光缆对接。
（2）长隧道接入采用隧道口新增机房并新增传输设备组网
对于长隧道，采用BBU十RRU拉远方式，会造成隧道内光缆芯数过大、RRU级联层数过多等问题。在某些连续长隧道的特殊场景，无法单纯通过RRU拉远方式解决覆盖，必须在隧道群的中间衔接处寻找合适位置新建机房或室外机柜，作为BBU集中点，并新增传输设备。同时，在隧道内主干光缆的纤芯分配中，应考虑传输设备组网的独享纤芯。
（3）短隧道群接入采用新建红线内或外光缆接入
方案1：采用铁路槽道内新建主干光缆贯通方式建设对于短隧道群的特殊场景覆盖，可考虑在红线内直接布放连续的长距离光缆，打通若干分开的隧道群光通路。同时，可兼顾隧道口红线外站点的纤芯接入需求。红线内新建光缆解决短隧道群传输接入如图1所示。
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图1 红线内新建光缆接入示意
方案2：采用隧道外新建光缆方式建设
对于红线外也有较多具有新建宏站需求的短隧道群，可结合高铁红线外新建宏站传输接入需求，综合对比红线内新建光缆和红线外新建光缆方案的投资、施工难度、维护难度、安全性等因素，择优选取建设方案。红线外新建光缆解决短隧道群传输接入如图2所示。
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图2 红线外新建光缆接入示意
3.3 隧道内纤芯分配模式
综合考虑无线小区的划分、链路衰耗和隧道内光缆的建设成本，确定隧道内光缆的建设模式，包括光缆芯数选择、纤芯分配等。考虑隧道洞室内RRU不级联、采用单芯双向模块，以及预留纤芯需求，建议每家运营商每个洞室至少分配3一4芯，当三家运营商共建时，单洞室分配12芯光缆。下面以三家运营商共建场景为例，说明具体的纤芯分配模式。
（1）全进全出模式
全进全出的纤芯分配模式，主要适用于设备点位不超过4个的短隧道场景，每个设备点位至少分配12芯。隧道内主干光缆在各设备点位ODF内均成端。BBU安装在一个上端站，红线外引接光缆只需从隧道入口或出口一端引入。在三家运营商共建的情况下，为便于各运营商的隧道内RRU接入红线外上端站，在隧道出入口均设置手孔。运营商根据红线外站点分布，选择从隧道入口或出口的手孔引入光缆。全进全出建设模式的纤芯分配如图3所示。
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图3 全进全出模式的纤芯分配示意
（2）半进半出模式
半进半出的纤芯分配模式，主要适用于设备点位在5个及以上的隧道场景，每个设备点位至少分配12芯。主干光缆在洞室内ODF上仅成端部分纤芯，其他纤芯采用“纵剖法”或直熔方式接续，不在ODF上成端。BBU安装在一个上端站中，红线外引接光缆只需从隧道入口或出口一端引入。半进半出建设模式的纤芯分配如图4所示。
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图4 半进半出模式的纤芯分配示意
结束语
本文提出的高速铁路隧道输电接入方式能有效缩短工期，降低施工成本，对类似工程的施工具有一定的指导和借鉴作用。高速铁路的建设传输访问需要配合高速铁路建设和管理部门的要求，项目进展，地理调查，设计规范、施工规范，后期维护等问题需要协调与高速铁路建设和管理部门尽快达成协议。
参考文献：
[1]刘燕锋.地面数字电视技术及其发展前景[J].西部广播电视，2017（03）：166.
[2]付生华.地面无线数字电视系统传输覆盖策略分析[J].西部广播电视，2017（18）：213-214.
论文作者:姚京
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：隧道论文; 光缆论文; 模式论文; 设备论文; 分配论文; 高铁论文; 红线论文; 《基层建设》2019年第32期论文;