据交通运输部统计, 2024年1月,中国内地范围内共有55个城市开通运营城市轨道交通线亿人次,其中一线城市如上海、北京、广州和深圳的日均客运量均已突破1000万。如此大的客流量,一方面对地铁的安全高效运营带来巨大挑战,另一方面需要为乘客提供平滑不间断的高速移动互联网体验,也是地铁公司和移动运营商的关注重点。
地铁站台、站厅场景人流密集、流量需求很大,可采用室分或宏站方案实现网络覆盖,而在地铁隧道轨行区具有业务高发,工程施工困难,隧道墙面空间有限等问题,主要通过铺设漏缆实现覆盖。在5G时代,随着高峰客流量和乘客的移动互联网流量持续攀升,仅基于漏缆方案将4G频谱(如2.1GHz/2.3GHz/2.6GHz)用于5G不足以满足乘客的高流量诉求,而传统的2G/4G/4G网络使用的漏缆不支持5G的高频段频谱(3.5GHz/4.9GHz),因此如何解决乘客在地铁行驶期间的高速连续互联网体验成为业界难题。
目前国内有多条城轨线G公专网,其中华为依靠领先的移动通信技术优势,与运营商强强联合共部署了18条,如在武汉地铁19号线,南京地铁宁句线G公专网解决方案,并已投入运营。同时华为已经中标杭州机场线号线条旧线号线等多个项目。
武汉地铁运营11条线公里,最高日运送旅客超过519万人次,交通指挥调度和运营系统面临着多重挑战。在武汉地铁现有线张运营通信网,即LTE-M列控通信网、车地无线Wi-Fi网、TETRA窄带数字集群网和公安专网,由于多网并存,建设和运营成本高,而且复杂低效。如车载数据(PIS)依靠人工拷贝,工作量大,效率低,乘客内容服务薄弱;带宽低,大颗粒数据无法实时传输;TETRA集群通讯仅支持语音通信,无法满足日益增长的业务需求;列车数据不能实时上传,无法在线监控和预测性维护。
2023年7月,中国移动联合武汉地铁集团在轨道交通19号线创新采用了华为EasyMacro免漏缆解决方案完成5G网络部署,建设了一张技术先进、满足车地无线G网络,并且替换了老旧的“TETRA窄带数字集群网”。在地铁网络规划中, 以2.6GHz频段提供公众服务,选择4.9GHz频段服务与地铁ToB业务,隧道内采用华为EasyMacro天线R设备,相比传统RRU与漏缆部署方式,大幅降低隧道内施工复杂度,全线多万元建设成本,建设周期缩短60%以上。在地铁站台站厅通过创新分布式Lampsite方案,分布式Massive-MIMO技术,上行容量提升了3~4倍。
华为与湖北移动携手,仅用了1个半月就成功完成首段线路的网络开通和测试优化,并完成试车、网络调测、业务调测等关键应用验证。在列车120公里时速下,在频谱带宽100MHz,上下行资源3:7配比下,轨行区上行速率达到101Mbps,下行速率达到1067Mbps,5G集群高清视频通话,全程语音流畅、视频画面清晰、无抖动。
首次以总集成方式完成地铁线GHz EasyMacro专网实现全线G集群业务的部署。
武汉地铁19号线G toB频谱,实现一次建设、业务分期上线演进路径,支撑武汉地铁多类5G业务发展需求,其采用的5G宽带集群方案全线使用国内标准,以自主创新确保生产业务可持续、应用安全可信赖。”
城市的地铁从单线到网络化运营,乘客的移动互联网流量持续攀升,地铁公司在运营管理方面也对移动网络提出更高的诉求。除了武汉地铁的案例以外,华为联合运营商在多地地铁线G公专网,采用灵活的方案提供更高速的网络,满足乘客与地铁公司的需求。
如在某地铁的移动网络采用4.9GHz的100MHz频率和2.6GHz频谱的160MHz频率实现多频组网,4.9GHz上开硬切片承载地铁运营通信相关业务,用2.6GHz承载公网业务。产品解决方案方面,4.9GHz创新性采用EasyMacro天线R设备,大幅度节省建设成本55%,并缩短一半的部署时间。
从测试效果来看,在该线路上完成网络部署后,网络日均流量总流量增长了98.28%,5G日均分流比达66%,原4G高负荷小区问题全部解决,2.6G+4.9G 三载波峰值速率相较原2.6G单载波提升2.3倍。
中国城市轨道交通协会在《智慧城轨建设纲要》中明确在智能技术装备体系中,5G技术和物联网是智能通信系统装备的重要落地方向。在中国城市轨道交通协会的领导下,以南京、武汉、上海等省市的城市轨道交通行业建设者们积极开展了5G技术在城轨行业应用的各种尝试,进行了大量的理论分析和测试验证等工作。与此同时,为了规范城市轨道交通行业5G公专网建设模式,由南京地铁联合多家业主单位、设计院、运营商、设备供货商、施工单位等主编的城市轨道交通5G公专网系列团体标准于已于2023年年底发布,城市轨道交通行业可依据此标准在新线G公专网建设,解决各地无线频率资源有限导致通信带宽不足的问题。
今年5G网络技术在全国轨道交通中进入了快速规模化发展时期,宽带视频集群、车载视频监控、PIS、智能运维、智慧车站、智慧运营、定位等越来越多的应用场景开始用5G网络承载。2024年5G-A技术进入了商用部署阶段,三载波大带宽、PIoT等5G-A能力将为车地数据转储必一运动、轨行区防越界入侵、物联网等应用场景提供更强更新的网络能力。5G技术为轨道交通数字化发展带来了新的发展机遇,产业各界应抓住5G新技术发展良机,勇立潮头。