本文作者：奧卡姆剃刀
通信專業(yè)博士，工科副教授，學(xué)習(xí)、研究、教授通信二十多年，愿意與您分享我的心得和感悟
“我在高鐵上，手機(jī)信號(hào)不好�！痹诟哞F上打電話的人經(jīng)常會(huì)說這句話，但這種說法即將成為歷史。
11月22號(hào)，我受中國鐵塔公司的邀請乘坐了55251次測試高鐵，參加了西城高鐵陜西段4G網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場體驗(yàn)。
1.通信工程同步完工
西成高鐵陜西段全長300多公里，線路穿越秦嶺山脈，橋梁隧道占比高達(dá)93.5%，而隧道內(nèi)的移動(dòng)通信覆蓋是個(gè)大難題。
以往三大運(yùn)營商建設(shè)高鐵公網(wǎng)通信工程時(shí)，需要分別跟鐵路業(yè)主方和鐵路局進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通，由于各家運(yùn)營商所采用的制式頻率各有差異，覆蓋目標(biāo)也不同，再加之各運(yùn)營商年度投資計(jì)劃管控，很難做到在高鐵建設(shè)之初就納入通信基站的規(guī)劃。
可是等高鐵開通后，再進(jìn)入隧道建設(shè)基站就難了，只能等凌晨4點(diǎn)前的短暫無通車時(shí)間施工，沒干一會(huì)列車就來了，工人就得提前撤出。
更關(guān)鍵的是，高鐵的安全標(biāo)準(zhǔn)很高，一旦隧道的安全審核達(dá)標(biāo)后，就是打個(gè)眼接根線都要經(jīng)過復(fù)雜的論證和審批，通信效果很難達(dá)到理想狀態(tài)。
其實(shí)這跟我們家庭裝修是一個(gè)道理，各種管線的安裝要統(tǒng)籌安排，如果等地板墻面都裝修好后再改造水電，那就會(huì)麻煩的要死。
隧道已經(jīng)建好了，那信號(hào)覆蓋問題咋解決呢？以前的做法是在隧道口外設(shè)立一個(gè)基站，把電波信號(hào)打到隧道里。但這招只適用于幾百米的短隧道，而秦嶺山脈隧道動(dòng)輒十幾公里，這個(gè)方法肯定不靈。
高鐵隧道完工交驗(yàn)收后再搞通信建設(shè)就會(huì)非常困難，陜西鐵塔王保副總給我介紹，在隧道內(nèi)增加通信設(shè)備需要解決供電問題，但鐵路方在做供電測算時(shí)僅考慮自身需要，很難有冗余。建設(shè)后，根據(jù)鐵路部門安全規(guī)范，禁止從紅線外向紅線內(nèi)進(jìn)行電力引入，因此為了增加容量不得不更換昂貴的變壓器，從而造成了巨大的浪費(fèi)。
現(xiàn)在有了鐵塔公司，它統(tǒng)籌了三大運(yùn)營商的公網(wǎng)通信建設(shè)，形成了行業(yè)對(duì)外一種聲音，極大的提高了與相關(guān)部門的溝通效率和效果。
在西成高鐵建設(shè)之初，鐵塔公司就跟鐵路部門深度溝通，將公網(wǎng)建設(shè)納入高鐵建設(shè)統(tǒng)一管理，和鐵路建設(shè)同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步開通、同步驗(yàn)收，開創(chuàng)了通信基礎(chǔ)建設(shè)的新模式。
2.隧道里面看直播
高鐵列車自西安北站開出后不久，就進(jìn)入了連續(xù)近一個(gè)小時(shí)的隧道里程，長長的隧道一個(gè)接一個(gè)，剛從上一個(gè)隧道鉆出來，就進(jìn)入了下一個(gè)隧道，整個(gè)就是在秦嶺山脈的肚子里穿行。
既然是4G網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)，大家都掏出了手機(jī)進(jìn)行上網(wǎng)驗(yàn)證，然后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速是杠杠的，看高清直播非常流暢毫無卡頓，完全顛覆了以往對(duì)隧道的認(rèn)知。
科普人士最講究的就是測試數(shù)據(jù)，而且還是多批次對(duì)比性的測量數(shù)據(jù)。我召集同行的記者拿出移動(dòng)、聯(lián)通、電信三部4G手機(jī)，在同樣地點(diǎn)和同樣時(shí)間進(jìn)行同步對(duì)比測速。
多次測量后，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速能達(dá)到40Mbps，最差時(shí)也能接近20Mbps，出了隧道后也進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)速率還不如在隧道內(nèi)部的時(shí)候高。
隧道里的信號(hào)是咋來的呢？它采用的是漏泄電纜（簡稱“漏纜”）技術(shù)，在正對(duì)著窗戶的2.1米和2.6米處有兩條平行的電纜，由它們把信號(hào)從窗戶打進(jìn)車廂。
為啥叫“漏泄”電纜？跟普通的電纜不同，這種電纜在金屬屏蔽層上在其外導(dǎo)體上沿長度方向周期性地開有一定形狀的槽孔，所以又稱為開槽電纜，主要用于較長距離的無線覆蓋，相當(dāng)于連續(xù)發(fā)射無線信號(hào)的小天線。
如果兩個(gè)隧道距離近，在隧道出口處就會(huì)有下圖黃色的天線，將漏纜的信號(hào)射入到下一個(gè)隧道的入口，起到了信號(hào)接力棒的作用。
如果兩個(gè)隧道距離遠(yuǎn)，就會(huì)在洞口處設(shè)置場坪站，電波信號(hào)會(huì)追著遠(yuǎn)離的列車再送上一程，直到被路邊的鐵塔基站接管，從而實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)外信號(hào)的切換。
進(jìn)入平原地區(qū)就得依靠鐵塔基站了，在鐵路沿線50-100米的地方，每隔450米就有一座鐵塔。鑒于列車的高速度和鐵塔基站的密集度，您從窗口向外望去，一個(gè)接一個(gè)的鐵塔基站連綿不斷，陜西鐵塔公司管這個(gè)叫做“塔陣”。
有時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)兩座鐵塔距離的非常近，這是不是規(guī)劃不科學(xué)造成浪費(fèi)了？鐵塔公司的人告訴我，這是服務(wù)村民的老基站與服務(wù)高鐵的新基站碰巧在一起了，每隔450米一個(gè)的鐵塔基站是高鐵專用的，其天線的下傾角度調(diào)的非常精準(zhǔn)，使得電波的最強(qiáng)波瓣正好能打入高鐵的窗戶。
還有一個(gè)問題，那就是高鐵速度太快了，你在車上打三分鐘的電話，就會(huì)經(jīng)過30多個(gè)基站，很容易因頻繁的過區(qū)切換而掉線。
西成高鐵采用了“軟切換”技術(shù)，把連續(xù)7、8個(gè)鐵塔基站串聯(lián)起來，從技術(shù)上做成一個(gè)“小區(qū)”，等效成長條形基站，這就解決了頻繁切換的問題。
3.高鐵4G的未來趨勢
每隔450米就有一座高鐵專用基站，這種巨大投資已經(jīng)很令人感嘆了，但下載速度居然還不如隧道內(nèi)，令包括我在內(nèi)的很多來賓感到更驚訝。
“既然隧道漏纜的效果這么好，為什么還在平原地區(qū)建設(shè)昂貴的密集鐵塔陣？在鐵軌兩邊繼續(xù)掛漏纜不好嗎？不僅便宜而且網(wǎng)速更快�！蔽蚁蛲醣８笨偺釂�。
王保副總對(duì)這個(gè)問題感到很興奮，稱這的確是個(gè)好主意，但因?yàn)殍F軌兩側(cè)處于安全管控紅線之內(nèi)，其桿塔不允許掛載任何鐵塔設(shè)施外的線路，而未來的高鐵線路可能會(huì)加裝全封閉玻璃罩，那時(shí)候就可以安裝漏纜了。
在鐵軌上加罩子？這可不是天方夜譚，例如蘭新高鐵的強(qiáng)風(fēng)段就加裝了擋風(fēng)墻，可以應(yīng)對(duì)12級(jí)大風(fēng)。
高速列車未來的趨勢就是“真空高溫超導(dǎo)磁懸浮列車”，隧道抽成真空，車廂懸浮無摩擦力， 內(nèi)部加壓供氧， 時(shí)速10000公里，比飛機(jī)等傳統(tǒng)交通工具更安全、快速、高效、綠色，中國已有專門機(jī)構(gòu)研究此技術(shù)多年。
參與西成高鐵4G測試的運(yùn)營商員工介紹，就在西安北站至第一個(gè)隧道口之間的短暫距離上，原來有18個(gè)基站，為了高鐵的4G全覆蓋，不僅對(duì)原基站做了升級(jí)改造，又增加了101個(gè)新基站。
整個(gè)西成高鐵的隧道300多公里，洞內(nèi)漏纜和洞外密集鐵塔陣的施工難度很高，工作量也非常巨大，結(jié)果八個(gè)月就全部完工，中國“基建狂魔”的稱號(hào)不是蓋的。
西成高鐵馬上就要正式通車了，西安到成都的通行時(shí)間將從原來的13小時(shí)縮短到3小時(shí)，陜西鐵塔公司主導(dǎo)建設(shè)的沿線4G專網(wǎng)也同期完工，乘客不僅會(huì)享受高車速，還將享受到高網(wǎng)速。愛玩手機(jī)的旅客有福了，每次進(jìn)隧道他們都會(huì)很高興，因?yàn)槎蠢锏木W(wǎng)速太快了。
