馮雷 王晨

【摘要】? ? 地鐵隧道是室分系統(tǒng)建設(shè)中較為特殊的一種場(chǎng)景。在2、3、4G時(shí)代，采用常規(guī)漏纜可以有效地進(jìn)行覆蓋，但在5G時(shí)代，需采用新型漏纜來滿足5G網(wǎng)絡(luò)頻段、覆蓋效果等多方面需求，在實(shí)際工程應(yīng)用中還需要注意新型漏纜使用時(shí)的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵字】? ? 新型漏纜? ? 5G? ? 已運(yùn)營(yíng)地鐵隧道

一、應(yīng)用背景

地鐵作為城市交通網(wǎng)中的重要一環(huán)，承擔(dān)起越來越多的居民出行的職責(zé)，地鐵已經(jīng)成為每個(gè)城市對(duì)外的一張重要名片。截止2019年年底，我們已經(jīng)在40個(gè)城市（不含港澳臺(tái)）運(yùn)營(yíng)208條線路，總里程超過6700公里。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初，地鐵區(qū)域是各運(yùn)營(yíng)商最為關(guān)心的室內(nèi)重點(diǎn)場(chǎng)景。

地鐵區(qū)域根據(jù)具體建筑類型大體可劃分為地鐵車站區(qū)域和地鐵隧道區(qū)域。車站區(qū)域與一般室分場(chǎng)景類似，運(yùn)營(yíng)商可通過獨(dú)立建設(shè)有源室分系統(tǒng)進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。地鐵隧道區(qū)域場(chǎng)景結(jié)構(gòu)特殊，只能采用泄漏電纜覆蓋方案。在2、3、4G時(shí)代，都是采用支持頻段在3000M以下的1-5/8泄漏同軸電纜（以下簡(jiǎn)稱13/8漏纜）進(jìn)行隧道分布系統(tǒng)建設(shè)，但由于部分運(yùn)營(yíng)商的5G網(wǎng)絡(luò)處于3.5G頻段，因此不能再采用13/8漏纜，而需要使用1-1/4泄漏同軸電纜（以下簡(jiǎn)稱5/4漏纜）。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的地鐵線路，最理想的狀況是“同段長(zhǎng)、同斷點(diǎn)”，即隧道內(nèi)新敷設(shè)的5/4漏纜與原承載2、3、4G網(wǎng)絡(luò)的13/8漏纜長(zhǎng)度相同，隧道斷點(diǎn)位置相同，5G信源設(shè)備可以利用原有設(shè)備斷點(diǎn)處的光電纜資源。但5/4漏纜的線徑規(guī)格更小，與13/8漏纜相比較而言同頻段傳輸損耗更大，同時(shí)由于5G網(wǎng)絡(luò)所處頻段較高，進(jìn)一步加大了信號(hào)的衰減，因此使用常規(guī)的5/4泄漏電纜進(jìn)行隧道內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，很容易出現(xiàn)弱覆蓋的情況，無法滿足用戶需求。

為解決上述常規(guī)漏纜存在的問題，需要通過新型漏纜進(jìn)行地鐵隧道內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

二、常規(guī)漏纜的覆蓋方式

泄漏同軸電纜的組成部分與同軸電纜（即通信工程中俗稱的饋線）相類似，都是由外導(dǎo)體、絕緣層、內(nèi)導(dǎo)體、護(hù)套組成，但泄漏同軸電纜的不同點(diǎn)在于，饋線的外導(dǎo)體為完整的銅帶，信號(hào)通過饋線時(shí)不會(huì)外泄;而漏纜的外導(dǎo)體有連續(xù)的、形成一定規(guī)律的槽孔，射頻信號(hào)在通過泄漏電纜時(shí)，信號(hào)會(huì)通過槽孔耦合進(jìn)入自由空間（信號(hào)泄漏），進(jìn)而達(dá)到覆蓋目標(biāo)區(qū)域的目的。

常規(guī)泄漏同軸電纜，無論是13/8漏纜或者5/4漏纜，其槽孔都是等距離、等規(guī)格設(shè)置，即對(duì)于常規(guī)漏纜而言，任何一處漏纜的耦合損耗都是相同的，信號(hào)外泄強(qiáng)度具體可以表示為：P=I-A-B

其中：P為在某處接收到的信號(hào)強(qiáng)度

I為信源輸入至泄漏電纜的信號(hào)射頻功率;

A為信號(hào)在漏纜中傳輸過程中產(chǎn)生的損耗（距離越遠(yuǎn)損耗越大）;

B為輸入的信號(hào)在漏纜中的耦合損耗（與距離無關(guān)，為恒定值）。

通過上述公式可以看出，常規(guī)漏纜中的信號(hào)強(qiáng)度，隨著覆蓋距離的加大逐漸下降，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度到達(dá)邊緣覆蓋場(chǎng)強(qiáng)最低要求時(shí)，其長(zhǎng)度就是某網(wǎng)絡(luò)的最大覆蓋距離。如圖1所示。

三、新型漏纜的技術(shù)特點(diǎn)

通過圖1可以看出，采用常規(guī)5/4漏纜進(jìn)行3.5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，越靠近信源設(shè)備的覆蓋區(qū)域，信號(hào)的強(qiáng)度越大，甚至出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度“浪費(fèi)”的感覺，將這部分“浪費(fèi)”的信號(hào)應(yīng)用于覆蓋遠(yuǎn)端區(qū)域，是新型漏纜的最大技術(shù)特點(diǎn)。

新型漏纜可以稱之為“漸變式耦合泄漏同軸電纜”或“等電平泄漏同軸電纜”，其原理為摒棄常規(guī)泄漏電纜的同一耦合損耗（槽孔等距離、等規(guī)格）的生產(chǎn)方式，在一整條漏纜上采用多種不同的槽孔，使漏纜在不同的區(qū)域產(chǎn)生不同的耦合度，最終增強(qiáng)遠(yuǎn)端區(qū)域的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度。它的耦合度是隨著長(zhǎng)度的增加而隨之變化，最終盡量使得整條漏纜的覆蓋區(qū)域在同一信號(hào)強(qiáng)度范圍內(nèi)。

通過圖2可以看出，一段典型的新型漏纜根據(jù)覆蓋區(qū)域與信源位置的遠(yuǎn)近不同而采用三種不同的耦合損耗?？梢詫⒁欢涡滦吐├|看作是由三段耦合損耗不同的常規(guī)漏纜“拼接”而成。三種不同耦合損耗的區(qū)域可以分別為稱之為近點(diǎn)區(qū)域、中點(diǎn)區(qū)域和遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域，其對(duì)應(yīng)耦合損耗分別為XdB、XdB和ZdB，數(shù)值上X最大、Y居中、Z最小。

近點(diǎn)區(qū)域是最靠近信源設(shè)備的覆蓋區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)信號(hào)經(jīng)過較近的線纜傳輸，產(chǎn)生的傳輸損耗較小，因此采用較大耦合損耗的設(shè)計(jì)方案。在滿足邊緣覆蓋場(chǎng)強(qiáng)的前提下，通過加大耦合損耗的方式，盡量減少此區(qū)域內(nèi)射頻信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度，最大程度的將射頻能量預(yù)留出來，增強(qiáng)遠(yuǎn)端區(qū)域的覆蓋效果。

中點(diǎn)區(qū)域處于整段新型漏纜的中段位置，信號(hào)經(jīng)過了一定距離的線纜傳輸，已經(jīng)產(chǎn)生了一定的傳輸損耗，因此選擇適當(dāng)減少耦合損耗的設(shè)計(jì)方案。達(dá)到此區(qū)域的射頻信號(hào)經(jīng)過了一定程度的傳輸損耗，信號(hào)強(qiáng)度有所降低，因此適當(dāng)?shù)臏p少耦合損耗，可以保證此區(qū)域內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)要求。

遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域是整段新型漏纜的最遠(yuǎn)端，信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過了較長(zhǎng)距離的傳送，產(chǎn)生了較大的傳輸損耗，因此需要最大程度的降低耦合損耗，盡量將新型漏纜中的射頻能量，通過最小的耦合損耗發(fā)送至覆蓋區(qū)域內(nèi)，以保證遠(yuǎn)端區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度可以滿足用戶需求。

新型漏纜就是通過采取不同耦合損耗的方式，拆強(qiáng)補(bǔ)弱，提升遠(yuǎn)端區(qū)域的射頻信號(hào)強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增加漏纜覆蓋距離的目的。同時(shí)，新型漏纜為高頻低損耗漏纜，支持頻段一般為1700M-3700M，通過多種手段優(yōu)化高頻網(wǎng)絡(luò)的傳輸損耗，提升覆蓋能力，進(jìn)一步保證5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果。

四、新型漏纜的適用場(chǎng)景

地鐵隧道的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，需要首先分析隧道場(chǎng)景的現(xiàn)網(wǎng)資源狀況。隧道為新建地鐵線路隧道，需要同時(shí)建設(shè)各運(yùn)營(yíng)商多種網(wǎng)絡(luò)，如果運(yùn)營(yíng)商有低頻網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求（800M、900M），則不能采用新型漏纜進(jìn)行多網(wǎng)絡(luò)合路建設(shè)。這是因?yàn)閷?duì)于低頻網(wǎng)絡(luò)，新型漏纜不支持其網(wǎng)絡(luò)頻段，只能采用常規(guī)的、支持全頻段的5/4漏纜建設(shè)隧道分布系統(tǒng)。若果運(yùn)營(yíng)商沒有低頻網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求，出于減少隧道設(shè)備斷點(diǎn)的考慮，可優(yōu)先采用新型5/4漏纜進(jìn)行隧道分布系統(tǒng)建設(shè)。

隧道為已運(yùn)營(yíng)地鐵線路隧道，則只需要建設(shè)各運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)。對(duì)于已運(yùn)營(yíng)地鐵線路而言，原隧道內(nèi)已經(jīng)存在了支持各運(yùn)營(yíng)商2、3、4G網(wǎng)絡(luò)的13/8漏纜，并且隧道內(nèi)已有信源設(shè)備斷點(diǎn)，斷點(diǎn)處光電纜資源可以為5G網(wǎng)絡(luò)信源所使用，可重復(fù)利舊現(xiàn)有資源，不但能節(jié)約建設(shè)投資，還可以加快工程建設(shè)速度。但需要著重考慮的是，既有的13/8漏纜是根據(jù)2、3、4G網(wǎng)絡(luò)作為受限網(wǎng)絡(luò)而設(shè)置的地鐵區(qū)間隧道內(nèi)的設(shè)備斷點(diǎn)，漏纜段長(zhǎng)較長(zhǎng)，通常在550米至600米之間，如果采用傳統(tǒng)5/4漏纜，在“同段長(zhǎng)、同斷點(diǎn)”的設(shè)計(jì)規(guī)則下，很容易產(chǎn)生弱覆蓋的情況。新型漏纜可以很好地解決上述工程建設(shè)中存在的問題，其漸變式耦合的結(jié)構(gòu)、等電平覆蓋的使用效果，可以有效的將原本弱覆蓋區(qū)域變成覆蓋指標(biāo)達(dá)標(biāo)區(qū)域，滿足工程驗(yàn)收，提升用戶體驗(yàn)。

綜上所述，新型泄漏電纜最適宜應(yīng)用的場(chǎng)景，是已運(yùn)營(yíng)地鐵線路內(nèi)單獨(dú)新建5G網(wǎng)絡(luò)隧道場(chǎng)景。

五、新型漏纜在工程應(yīng)用中的要點(diǎn)

新型漏纜由于其結(jié)構(gòu)與常規(guī)漏纜不同，同時(shí)其應(yīng)用場(chǎng)景多為已運(yùn)營(yíng)的地鐵隧道，因此需要在勘察、設(shè)計(jì)、工程實(shí)施等多個(gè)階段，抓住每個(gè)階段的要點(diǎn)，以保證工程的順利開展及工程建設(shè)后分布系統(tǒng)的正常使用。

現(xiàn)場(chǎng)勘察的要點(diǎn)，主要體現(xiàn)在勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性上。由于是已運(yùn)營(yíng)的地鐵線路，隧道內(nèi)已有明確長(zhǎng)度的13/8漏纜，并且要求與原有信源設(shè)備同斷點(diǎn)，因此每一條漏纜的長(zhǎng)度測(cè)量都顯得極其主要，同時(shí)在勘察過程中還需要對(duì)轉(zhuǎn)角區(qū)域、人防門區(qū)域、線路高度變化區(qū)域進(jìn)行記錄，上述區(qū)域都會(huì)對(duì)線纜長(zhǎng)度造成影響，因此需要詳見記錄。

漏纜設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，主要體現(xiàn)在其組網(wǎng)方式上。對(duì)于某一條具體新型漏纜而言，其首尾兩端的信源連接組網(wǎng)方式可能存在著差異。若漏纜首尾兩端對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)5G信源設(shè)備，分別安裝在車站機(jī)房以及隧道斷點(diǎn)位置，由于安裝在機(jī)房的設(shè)備需要通過更多的信號(hào)分配過程（功分器）和線纜傳輸路徑，因此饋入至漏纜的射頻信號(hào)能力相比較于另一臺(tái)的饋入信號(hào)強(qiáng)度偏弱;若漏纜首尾兩端對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)5G信源設(shè)備，均安裝在隧道斷點(diǎn)位置，則漏纜兩端饋入的5G信號(hào)射頻能量相同。在提交給漏纜廠家漏纜段長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)同時(shí)提供各段漏纜的組網(wǎng)方式，根據(jù)組網(wǎng)方式的不同，調(diào)配不同耦合損耗漏纜的具體長(zhǎng)度，優(yōu)化工程建設(shè)后的覆蓋效果。

工程實(shí)施的要點(diǎn)，主要體現(xiàn)在提高施工效率上。新型漏纜的最廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景為已運(yùn)營(yíng)的地鐵線路，想要在這類地鐵隧道內(nèi)進(jìn)行施工，只能在每天的夜間申請(qǐng)?zhí)齑捌?。一般情況下，每個(gè)天窗期可利用時(shí)間約為3小時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)需要完成一整條漏纜的敷設(shè)工作，對(duì)施工效率提出了更高的要求。

六、結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家“新基站”政策的引導(dǎo)下，各城市地鐵線路的5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)大規(guī)模展開，充分了解新型漏纜的組成結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)，是建設(shè)好地鐵隧道內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的重要前提，靈活使用新型漏纜，將會(huì)加快地鐵隧道場(chǎng)景5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐。對(duì)于全國(guó)范圍大量既有地鐵線路而言，新型漏纜將會(huì)是地鐵隧道場(chǎng)景5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的最優(yōu)解決方案。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]通信泄漏同軸電纜參數(shù)的優(yōu)化及性能研究? 微波學(xué)報(bào) 2010年01期

[2]《蜂窩移動(dòng)通信射頻工程》? 蘇華鴻

[3] 1700MHz-3700MHz低損耗輻射型漏泄電纜技術(shù)要求? 鐵塔集團(tuán)企業(yè)文件 QZTT 3012-2019