02-隧道覆盖解决方案解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,铁路隧道掩盖解决方案,京信通信系统中国,2023年十一月,内容提纲,1,铁路隧道覆盖现状,2,铁路隧道覆盖方案,3,隧道覆盖技术要素,4,采用GRRU覆盖隧道,5,技术以外的因素,6,工程案例,全国铁路营业里程到达7.7万公里,2023年，全国铁路完成旅客发送量125656万人；,2023年4月18日，铁道部进展了第六次大提速，列车时速二百公里级的线路延展里程到达6003公里，局部区段到达时速250公里；,我国铁路旅客列车向着快捷、舒适的方向进展；,铁路隧道覆盖现状,我国铁路现状,铁路隧道覆盖现状,为高速铁路供给民用通信保证,新的业务增长点,满足群体客户需求:铁路提速使得铁路旅客的构造发生变化，用户对网络的要求不断提高；,对语音业务要求：连续通话及通话质量,对数据业务的要求：随时随地接入Internet,隧道作为铁路的组成局部，直接影响到铁路掩盖的指标，掩盖势在必行,隧道掩盖的意义,铁路隧道掩盖开展状况,2023年，广东移动完成京九铁路河源段,2023年，广东移动完成广梅汕铁路梅州段,2023年，广东移动完成京广线大遥山隧道群掩盖工程,2023年，浙江移动完成浙赣线义乌段隧道掩盖,铁路隧道覆盖现状,铁路隧道掩盖要解决的问题,隧道内的盲区掩盖,解决隧道口的进出切换,铁路隧道覆盖方案,隧道类型：单洞双轨、双洞单轨、单洞单轨,隧道长度：隧道的长度影响信源选取、掩盖方式等短距离隧道 隧道长度2023米,影响隧道掩盖效果的环境因素,铁路隧道覆盖方案,车体类型：不同车体对无线信号的穿透损耗一样，当前我国主要有一般列车、CRH1庞巴迪、CRH2等车体,车型,普通车厢（,dB）,卧铺车厢（,dB）,播音室中间过道（,dB）,综合考虑的衰减值,T,型列车,12,16,12,K,型列车,13,14,16,14,庞巴迪列车,24,-,24,CRH2列车,10,10,影响隧道掩盖效果的环境因素,铁路隧道覆盖方案,列车运行速度：列车运行速度直接影响小区间的切换时间，对隧道口与室外大站的重叠掩盖区间的大小,列车类型,最快时速,平均时速,普通列车,120,80,特快列车,160,120,动车组,250,160,单位：公里/小时,影响隧道掩盖效果的环境因素,铁路隧道覆盖方案,漏缆掩盖方式,远端机,H,1,H,2,I,1,J,1,K,1,L,1,I,2,J,2,K,2,L,2,M,1,M,2,RS5,机房9,机房10,RS7,机房11,RS8,机房14,RS4,PS8,OPS3,PS9,PS10,PS11,PS12,PS14,PS15,大 瑶 山 隧 道 北 段,北段,南段,南,下,行,车,道,北,上,行,车,道,中继,端,中继端,远端机,远端机,远端机,远端机,PS13,功放,远端机,功放,RP2,RP1,机房13,机房12,光缆,OPS4,RS6,光缆,缆,光缆,光缆,缆,OPS5,OPS6,RS9,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1,泄漏电缆,缆,5,8,1100m,1200m,1200m,1200m,1200m,2400m,光缆,缆,铁路隧道覆盖方案,漏缆掩盖方式的下行链路计算,漏缆输入端注入功率：Pin,要求掩盖边缘场强：P,漏缆耦合损耗：L1，漏缆指标,人体衰落：L2，(5dB),宽度因子：L3=20lg(d/2)，d为手机距离漏缆的距离,衰减余量：L4,(3dB),车体损耗：L5,与车体有关,每米馈线损耗：S，漏缆指标,漏缆的掩盖距离米=(Pin(P+L1+L2+L3+L4+L5)/S,铁路隧道覆盖方案,漏缆指标对掩盖的影响,漏缆关健指标：耦合损耗50%/90%、每百米馈线衰耗、信号稳定性。,漏缆指标主要与开孔方式、工艺等因素有关,泄露电缆的性能，直接影响掩盖效果,泄露电缆的性能直接关系到有源设备的使用数量。,铁路隧道覆盖方案,漏缆指标比照,漏缆厂家,漏缆型号,频率,(MHZ),900,1800,2200,亨鑫,13/8,衰减,(dB/km),27,44,51,耦合损失,(50%/90%),75/84,77/86,77/86,RFS,13/8,衰减,(dB/km),22.6,42,78,耦合损失,(50%/90%),60/63,62/67,60/65,铁路隧道覆盖方案,漏缆掩盖方式的下行链路计算,铁路隧道覆盖方案,漏缆衰落损耗计算.xls,漏缆掩盖方式的建议,选用性能指标较好的漏缆是关健,要考虑铁路旅客列车升级，可以参照庞巴迪列车进展设计,每台主机输出34dBm)掩盖不超过1400米。-90dBm的边缘场强,对于单洞双轨的隧道，考虑到投资，可承受单边布缆进展掩盖，列车在隧道内交会时有确定影响。,铁路隧道覆盖方案,天线掩盖方式,铁路隧道覆盖方案,天线掩盖方式,铁路隧道覆盖方案,天线掩盖方式,铁路隧道覆盖方案,漏缆方式与天线掩盖方式比较,承受漏缆方式掩盖均匀，不会消逝信号突然衰落；承受天线方式信号波动较大，不便于开启手机功控；,承受漏缆方式，每台主机的掩盖距离长1400米，有源设备相对较少；承受天线方式，每台主机的掩盖距离较短500米，有源设备相对较多,承受漏缆方式，便于后期网络升级3G,漏缆价格较贵，承受漏缆方式，投资较天线方式大,漏缆比天线方式工程施工难度相对要大,铁路隧道覆盖方案,隧道掩盖信源的选取,上下行链路平衡,进出隧道口的切换考虑,GSM的时延窗口,时间色散的考虑,系统升级的考虑,隧道覆盖技术要素,隧道覆盖技术要素,隧道掩盖信源的选取,对于独立的短隧道：可以承受无线直放站进展掩盖,对于连续隧道群：承受同一专用信源仅用来掩盖隧道，利用光纤拉远进展掩盖，并将隧道与隧道之间的区域纳入隧道掩盖中，避开切换,对于长距离隧道承受专用信源，利用光纤拉远进展掩盖,直放站到达基站的总噪声电平：,每台光纤直放站远端到达基站的噪声,Nrep=Nt+Nf+Gup+La_up,=-121+Gup+5-(Pc-Pin),=-116+(Gup Gdn)+(Pout Pc),N台直放站主机到达基站的总噪声,=-116+(Gup Gdn)+(Pout Pc)+10lgN,隧道覆盖技术要素,上行链路计算,手机到达基站的上行信号电平：,=手机最大放射功率-基站放射功率-手机下行接收边缘场强,到达基站的信号信噪比,=手机到达基站的上行信号电平-到达基站上行噪声电平,上行链路计算,隧道覆盖技术要素,基站输出功率,(Pc),直放站下行输出功率(Pout),直放站的数量(N),覆盖边缘场强要求(dBm),手机最大发射功率,到达基站的总噪声,到达基站的信号强度,（dBm）,信噪比,(dB),主机,43,43,10,-90,33,-106,-100,6,60W,43,43,4,-90,33,-110,-100,10,60W,43,43,4,-85,33,-110,-95,15,60W,43,43,2,-90,33,-113,-100,13,60W,43,37,10,-90,33,-112,-100,12,20W,43,37,10,-85,33,-112,-95,17,20W,43,33,10,-90,33,-116,-100,16,10W,43,33,10,-85,33,-116,-95,21,10W,上行链路计算,隧道覆盖技术要素,上行链路计算,当基站带多台大功率直放站时,由于噪声叠加,会造成上行链路失效(信噪比低于接收机灵敏度,假设要带多台(2台以上)60W的以上的主机时,需承受具有噪声抑制功能的GRRU设备.,隧道覆盖技术要素,切换时长为5秒，重叠掩盖区域场强高于-90 dBm的列车运行时间需大于10秒，列车运行设计时速为250km/h，则场强重叠区长度为：S=VT=(250000/3600)10694 m,隧道口切换的考虑,隧道覆盖技术要素,隧道口切换的考虑,隧道覆盖技术要素,在隧道口顶部安装天线；,承受高增益天线；,保证足够的天线口功率30dBm)。,GSM时延窗口的考虑,依据GSM网络时隙疼惜要求，每个基站最远掩盖距离为35Km。由于信号在光纤传输中存在时延，加一光纤拉远设备的时延，光纤最大拉远距离不超过18 Km,隧道覆盖技术要素,GSM时间色散的考虑,GSM手机接收机的均衡器最大能均衡4bit，当接收到不同路径的同一信号时间差大于4Bit时即4*3.7=14.8us，且两个路径的信号强度相差12dB时，均衡器无法识别，将造成质差掉话现象，这种现象称之为时间色散现象,时间色散可能产生在基站与光纤拉远的重叠掩盖区、光纤拉远设备间的重叠掩盖区,隧道覆盖技术要素,GSM时间色散的考虑,基站与光纤拉远间的时间色散,L14.8us 时，会产生时间色散现象,承受具有时延自动调整功能的设备可以完全消退时间色散,隧道覆盖技术要素,系统升级的考虑,适应将来铁路列车的进展,在功率预算方面有确定余量,适应于将来3G网络的升级,器件频段适应将来3G要求,从功率预算方面进展考虑,从根底设施方面进展考虑：电源、光纤传输、主设备位置预留。,隧道覆盖技术要素,GRRU输出功率与基站设备相当,数字射频拉远设备的下行输出功率可到达60W，与基站设备的输出功率属于同一水平。由于数字射频拉远设备具有噪声抑制功能，完全可以做到上、下行链路完全平衡，不会打破基站与手机之间的上、下行链路的平衡；,一般的模拟射频拉远设备，虽然也可将下行放射功率提高，但由于其设备本身会引入上行噪声，不行能保证基站与手机之间上、下行之间平衡关系，产生的直接问题就是或者干扰基站、或者上行掩盖缺乏，导致下行信号稍弱，便消逝上行无法起呼的现象。,采用GRRU覆盖隧道,GRRU不会干扰基站,数字射频拉远设备由于具有上行噪声抑制功能，在对信号进展放大的同时，不会抬升基站的噪声电平，降低基站的接收灵敏度。,一般模拟拉远设备由于其设备本身的噪声系数，必定会抬高上行噪声电平。,采用GRRU覆盖隧道,GRRU不破坏基站与手机之间的上下行链路平衡关系,射频拉远设备要做到上、下行链路增益完全始终，不能由于射频拉远设备的使用，打破基站已有的上、下行平衡关系。假设射频拉远设备上行增益小于下行增益，将会消逝基站上行掩盖缺乏的现象。,一般模拟拉远设备为了不干扰基站，往往通过牺牲上下行平衡，上行增益较下行增益低，会破坏基站与手机之间的上下行平衡关系。,采用GRRU覆盖隧道,GRRU具有时延调整功能,为了保证在射频拉远设备之间的重叠掩盖区域内不产生时间色散掉话现象，要求射频拉远设备具备时延自动调整功能，而传统的模拟射频拉远设备时延是确定的，无法实现时延自动调整。,数字射频拉远设备可实现灵敏的组网方式,由于射频拉远设备与基站之间均需承受光纤进展连接，常常会受光纤资源的限制，这样就要求拉远设备具有灵敏组网的特性,不仅具有常规的星型组网方案，而且能实现菊花链的组网方式，突破光纤资源的瓶颈,采用GRRU覆盖隧道,GRRU具有时延调整功能,为了保证在射频拉远设备之间的重叠掩盖区域内不产生时间色散掉话现象，要求射频拉远设备具备时延自动调整功能，而传统的模拟射频拉远设备时延是确定的，无法实现时延自动调整。,数字射频拉远设备可实现灵敏的组网方式,由于射频拉远设备与基站之间均需承受光纤进展连接，常常会受光纤资源的限制，这样就要求拉远设备具有灵敏组网的特性,不仅具有常规的星型组网方案，而且能实现菊花链的组网方式，突破光纤资源的瓶颈,采用GRRU覆盖隧道,GRRU具有牢靠完善的网管监控力气,采用GRRU覆盖隧道,铁路部门的协作与支持,电源的解决,隧道内设备的安装位置,漏馈的安装,天线的安装,安全因素,技术以外的因素,铁路部门的协作与支持,铁路属于安全级别很高的部门，铁路部门的协作与支持是工程实施的前提；,铁路部门协作主要包括：办理施工许可证、开设施工