上海电信: 成功部署全球首个“5G车地系统”

        地铁是国家绿色交通体系的重要一环，是市内交通的“大动脉”，是社会经济发展的重要基础设施之一。根据国务院“十四五”发展规划，需要加强5G与交通系统的深度融合。地铁是否有完善的移动网络覆盖，尤其是5G覆盖，是否能为市民和游客带来良好的上网体验，是体现城市形象和运营商品牌的窗口。

        上海申通地铁一直是行业龙头企业，地铁运营里程全球第一。作为申通地铁的战略合作伙伴，上海电信一直都很关注地铁覆盖，通过5G技术创新，满足申通地铁智慧应用日益增长的ToB及ToC业务需求。

地铁老旧线路5G改造面临三大挑战

        上海地铁4号线运营至今已有16个年头，是上海最“古老”的地铁线路之一。在4号线部署5G网络面临三大挑战：首先，原先铺设的漏缆不支持5G，如果要部署电信3.5GHz频段，需要更换或新增漏缆，但隧道内施工窗口期短、施工难度大，同时新增漏缆还面临安装空间不足的制约；其次，传统漏缆安装在隧道墙壁上，信号要穿越厚重的金属车厢厢体对车内进行覆盖，信号衰减很大，对于3.5GHz这样的高频段穿损高达22dB左右；最后，由于地铁里的手机处在高速移动中，与车外的基站通信时，无线信号传送时会产生多普勒频偏，进一步恶化地铁内5G信号发送和接收的性能。

全球首创“车地系统”，解决地铁5G覆盖难题

        面临挑战，在上海市通管局指导和申通集团的支持下，上海电信牵头通信行业相关单位，与轨道交通行业紧密合作、协同创新，完成全球首个“车地系统”的5G覆盖试点部署。上海电信突破传统部署方式，通过“车地系统”暨“设备上车+高速回传”解决方案（见图1），为乘客带来高速上网体验，地铁车厢内实测5G业务速率超过1.8Gbps，让地铁内“泛千兆”体验成为现实，也为“5G智慧地铁”构建了坚实的数字底座。

        中国电信5G“车地系统”由“设备上车”和“高速回传”两部分组成。

        “设备上车”是通过中兴通讯创新的BBU+QCell二级极简架构在地铁车厢内部直接搭建一套完整的5G室分系统，在驾驶室安装1台中兴通讯极简BBU来负责ToC/ToB 5G业务流的处理，其尺寸仅为业界常规BBU一半大小，安装方便；同时在每节车厢内安装1台QCell（pRRU），实现5G信号在车厢内的直接覆盖。QCell与BBU直连，不再需要中间的汇聚单元，解决了地铁内安装空间紧张的难题。

        “高速回传”则由安装于车头车尾的CPE设备与安装在隧道墙壁上的毫米波AAU（有源天线单元）基站设备完成。CPE设备聚合了乘客在车厢内产生的数据，利用毫米波，向AAU基站设备进行大带宽回传，然后通过传输网络回传至接入控制平台和核心网。毫米波作回传可用带宽高达800MHz，可实现10Gbps+以上的超大回传容量，具有极大的容量优势，不仅可为乘客提供高速上网服务，还能为地铁智能运营等ToB业务提供超大回传容量。

        “车地系统”通过内外结合，为用户带来更快的网速。实测表明，在100MHz带宽单载波条件下，“车地系统”5G下行峰值速率超过1.1Gbps，均值速率超过800Mbps；而在200MHz带宽的双载波条件下，下行峰值速率达到2.1Gbps，均值速率达到1.8Gbps。

创新带来极致体验及行业价值

        5G“车地系统”在上海地铁4号线的成功商用，体现了以下4点创新价值：

        第一，网络感知好：5G“车地系统”方案打破了业界一直以来在隧道内用漏缆进行信号覆盖的传统思路，通过车内“5G设备上车”和车外毫米波“高速回传”内外接力完成5G信号系统的发送和接收，成功实现了5G信号“零穿损”，同时解决了高速移动带来的多普勒频偏问题，使得5G信号与用户之间发送接收效果更好，地铁用户甚至能享受到比地面5G更快的上网速率。

        第二，工期缩短50%：5G“车地系统”方案使得地铁旧线5G改造工程的隧道施工周期大幅缩减，不用再铺设漏缆，隧道内的施工难度大幅降低，工期缩短了50%。

        第三，投资减少20%：相较于铺设漏缆进行隧道覆盖的传统建设方式，“车地系统”方案建设投资可降低20%。此外，车地系统能效比更高，4号线一年可节能370万度电，相当于455吨标准煤，节能效益明显。

        第四，ToB&ToC一网多用：通过毫米波高速回传网络在隧道内的成功应用，5G“车地系统”在满足乘客极速上网的同时，也可以提供更大带宽满足行业场景需求，助力城市数字化转型。

        5G“车地系统”的成功商用，在行业内引起了广泛关注，这种突破性的创新方案，为全国地铁5G覆盖项目，尤其是解决地铁存量老线的5G覆盖及4G质量问题提供了有效手段，树立了一个成功的标杆；同时，大带宽也为地铁行业车载应用带来无限可能。

        长期以来，上海电信与中兴通讯都是相互信赖的合作伙伴。后续，上海电信将携手中兴通讯继续坚持以客户为中心的理念，用科技创新为用户带来优质的服务和行业价值。