“我在高鐵上，手機信號不好。”在高鐵上打電話的人經常會說這句話，但這種說法即將成為歷史。
11月22號，我受中國鐵塔公司的邀請乘坐了55251次測試高鐵，參加了西城高鐵陝西段4G網絡的現場體驗。
1.通信工程同步完工
西成高鐵陝西段全長300多公里，線路穿越秦嶺山脈，橋樑隧道佔比高達93.5%，而隧道內的移動通信覆蓋是個大難題。
以往三大運營商建設高鐵公網通信工程時，需要分別跟鐵路業主方和鐵路局進行協調溝通，由於各家運營商所採用的制式頻率各有差異，覆蓋目標也不同，再加之各運營商年度投資計劃管控，很難做到在高鐵建設之初就納入通信基站的規劃。
可是等高鐵開通後，再進入隧道建設基站就難了，只能等凌晨4點前的短暫無通車時間施工，沒幹一會列車就來了，工人就得提前撤出。
更關鍵的是，高鐵的安全標準很高，一旦隧道的安全審核達標後，就是打個眼接根線都要經過複雜的論證和審批，通信效果很難達到理想狀態。
其實這跟我們家庭裝修是一個道理，各種管線的安裝要統籌安排，如果等地板牆面都裝修好後再改造水電，那就會麻煩的要死。
隧道已經建好了，那信號覆蓋問題咋解決呢？以前的做法是在隧道口外設立一個基站，把電波信號打到隧道里。但這招只適用於幾百米的短隧道，而秦嶺山脈隧道動輒十幾公里，這個方法肯定不靈。
高鐵隧道完工交驗收後再搞通信建設就會非常困難，陝西鐵塔王保副總給我介紹，在隧道內增加通信設備需要解決供電問題，但鐵路方在做供電測算時僅考慮自身需要，很難有冗餘。建設後，根據鐵路部門安全規範，禁止從紅線外向紅線內進行電力引入，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。
現在有了鐵塔公司，它統籌了三大運營商的公網通信建設，形成了行業對外一種聲音，極大的提高了與相關部門的溝通效率和效果。
在西成高鐵建設之初，鐵塔公司就跟鐵路部門深度溝通，將公網建設納入高鐵建設統一管理，和鐵路建設同步規劃、同步設計、同步施工、同步開通、同步驗收，開創了通信基礎建設的新模式。
2.隧道里面看直播
高鐵列車自西安北站開出後不久，就進入了連續近一個小時的隧道里程，長長的隧道一個接一個，剛從上一個隧道鑽出來，就進入了下一個隧道，整個就是在秦嶺山脈的肚子裡穿行。
既然是4G網絡的體驗，大家都掏出了手機進行上網驗證，然後發現網速是槓槓的，看高清直播非常流暢毫無卡頓，完全顛覆了以往對隧道的認知。
科普人士最講究的就是測試數據，而且還是多批次對比性的測量數據。我召集同行的記者拿出移動、聯通、電信三部4G手機，在同樣地點和同樣時間進行同步對比測速。
多次測量後，發現網速能達到40Mbps，最差時也能接近20Mbps，出了隧道後也進行了測試，發現速率還不如在隧道內部的時候高。
隧道里的信號是咋來的呢？它採用的是漏洩電纜（簡稱“漏纜”）技術，在正對著窗戶的2.1米和2.6米處有兩條平行的電纜，由它們把信號從窗戶打進車廂。
為啥叫“漏洩”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體上沿長度方向週期性地開有一定形狀的槽孔，所以又稱為開槽電纜，主要用於較長距離的無線覆蓋，相當於連續發射無線信號的小天線。
如果兩個隧道距離近，在隧道出口處就會有下圖黃色的天線，將漏纜的信號射入到下一個隧道的入口，起到了信號接力棒的作用。
如果兩個隧道距離遠，就會在洞口處設置場坪站，電波信號會追著遠離的列車再送上一程，直到被路邊的鐵塔基站接管，從而實現隧道內外信號的切換。
進入平原地區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。鑑於列車的高速度和鐵塔基站的密集度，您從窗口向外望去，一個接一個的鐵塔基站連綿不斷，陝西鐵塔公司管這個叫做“塔陣”。
有時候會發現兩座鐵塔距離的非常近，這是不是規劃不科學造成浪費了？鐵塔公司的人告訴我，這是服務村民的老基站與服務高鐵的新基站碰巧在一起了，每隔450米一個的鐵塔基站是高鐵專用的，其天線的下傾角度調的非常精準，使得電波的最強波瓣正好能打入高鐵的窗戶。
還有一個問題，那就是高鐵速度太快了，你在車上打三分鐘的電話，就會經過30多個基站，很容易因頻繁的過區切換而掉線。
西成高鐵採用了“軟切換”技術，把連續7、8個鐵塔基站串聯起來，從技術上做成一個“小區”，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，這種巨大投資已經很令人感嘆了，但下載速度居然還不如隧道內，令包括我在內的很多來賓感到更驚訝。
“既然隧道漏纜的效果這麼好，為什麼還在平原地區建設昂貴的密集鐵塔陣？在鐵軌兩邊繼續掛漏纜不好嗎？不僅便宜而且網速更快。”我向王保副總提問。
王保副總對這個問題感到很興奮，稱這的確是個好主意，但因為鐵軌兩側處於安全管控紅線之內，其杆塔不允許掛載任何鐵塔設施外的線路，而未來的高鐵線路可能會加裝全封閉玻璃罩，那時候就可以安裝漏纜了。
在鐵軌上加罩子？這可不是天方夜譚，例如蘭新高鐵的強風段就加裝了擋風牆，可以應對12級大風。
高速列車未來的趨勢是“真空高溫超導磁懸浮列車”，隧道抽成真空，車廂懸浮無摩擦力， 內部加壓供氧， 時速10000公里，比飛機等傳統交通工具更安全、快速、高效、綠色，中國已有專門機構研究此技術多年。
參與西成高鐵4G測試的運營商員工介紹，就在西安北站至第一個隧道口之間的短暫距離上，原來有18個基站，為了高鐵的4G全覆蓋，不僅對原基站做了升級改造，又增加了101個新基站。
整個西成高鐵的隧道300多公里，洞內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，結果八個月就全部完工，中國“基建狂魔”的稱號不是蓋的。
西成高鐵馬上就要正式通車了，西安到成都的通行時間將從原來的13小時縮短到3小時，陝西鐵塔公司主導建設的沿線4G專網也同期完工，乘客不僅會享受高車速，還將享受到高網速。愛玩手機的旅客有福了，每次進隧道他們都會很高興，因為洞裡的網速太快了。
作者：張弛，通信博士，通信網絡產業觀察者，科普作者，網名“奧卡姆剃刀”。
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