科普：為何高鐵列車越跑越快，手機(jī)信號(hào)卻比以前好
2020-10-29 08:58:17 中國(guó)鐵路以前坐火車的時(shí)候，我們經(jīng)常能聽到這樣的大聲喊話：“喂？喂！我過(guò)山洞呢！信號(hào)不好！”
在人們的認(rèn)知中一般在無(wú)遮擋的平原地區(qū)手機(jī)信號(hào)比較好當(dāng)列車進(jìn)入隧道時(shí)信號(hào)就容易不穩(wěn)定。不過(guò)，現(xiàn)在高鐵列車越來(lái)越快途經(jīng)的隧道越來(lái)越多手機(jī)4G、5G信號(hào)卻還是滿格！
這是怎么做到的呢？
今天中國(guó)鐵路對(duì)此進(jìn)行了科普，一起來(lái)看一下。
曾經(jīng)，坐火車時(shí)手機(jī)信號(hào)為何斷斷續(xù)續(xù)
以前，火車上信號(hào)不好是常有的事情，火車行駛在山區(qū)，別說(shuō)刷個(gè)網(wǎng)頁(yè)，打電話都費(fèi)勁，這是為什么呢？個(gè)中原因遠(yuǎn)比你想的要復(fù)雜！
01、火車跑太快 影響信號(hào)傳輸
當(dāng)列車高速行駛時(shí)，手機(jī)和車外信號(hào)塔之間傳輸信號(hào)是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而傳輸?shù)男盘?hào)就是電磁波。在車內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)的手機(jī)發(fā)出的電磁波和接收的電磁波波長(zhǎng)不一致，有可能超出車外信號(hào)塔識(shí)別的范圍，接收不到信號(hào)，這種現(xiàn)象就是 “多普勒效應(yīng)”。
02、全封閉車體結(jié)構(gòu)阻隔信號(hào)
為了保證高速行車安全，高鐵車體采用全封閉結(jié)構(gòu)。部分高鐵的車窗玻璃采用金屬鍍膜技術(shù)，用來(lái)減少熱量損失。但這些涂層也會(huì)阻礙電磁信號(hào)的進(jìn)入，封閉的金屬車體會(huì)使手機(jī)信號(hào)迅速衰減。
03、信號(hào)覆蓋區(qū)域不停切換
列車高速行駛，手機(jī)會(huì)迅速切換不同信號(hào)覆蓋區(qū)域，這樣快速切換容易導(dǎo)致信號(hào)丟失。按人的運(yùn)動(dòng)速度，越區(qū)切換的時(shí)間是充足的。但是，在高鐵列車上，根據(jù)切換算法時(shí)間的估算，3 至 6 秒就要發(fā)生一次切換。這樣的頻率，是非常考驗(yàn)系統(tǒng)覆蓋和性能的。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，坐火車時(shí)手機(jī)信號(hào)不穩(wěn)定，是因?yàn)槭謾C(jī)運(yùn)動(dòng)的速度太快，信號(hào)都追不上了，當(dāng)信號(hào)到達(dá)的時(shí)候，已經(jīng)錯(cuò)位了。
冷知識(shí)：
為什么手機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫做 “蜂巢移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)”？每個(gè)信號(hào)塔的覆蓋區(qū)域是六邊形，全國(guó)的移動(dòng)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)由無(wú)數(shù)個(gè)六邊形組成，就像蜂巢一樣。
現(xiàn)在，“漏纜”技術(shù)讓信號(hào)在涵洞里穿梭
為了讓大家在高鐵列車上 “不掉線”，高鐵沿線進(jìn)行信號(hào)覆蓋時(shí)，基站和鋼軌之間最佳間距是 100 至 500 米，方便信號(hào)到達(dá)旅客的手機(jī)。天線的高度也有講究，不能太低，也不能太高，一般是天線高出軌面至少 15 米，保證天線朝向正對(duì)車窗。
現(xiàn)在大家明白為什么坐高鐵列車的時(shí)候，總是能看到基站天線了吧！
在山區(qū)或丘陵地帶，鐵路沿線有大量的隧道，那么，隧道中如何保證信號(hào)覆蓋呢？
如果是短隧道，可以通過(guò)隧道口的天線，向隧道內(nèi)進(jìn)行定向輻射覆蓋，如果是長(zhǎng)隧道，就需要用到 “泄漏電纜”。
就是它↓↓↓
跟普通的電纜不同，這種電纜在金屬屏蔽層的外導(dǎo)體上周期性地開有一定形狀的槽孔，所以又稱為開槽電纜，相當(dāng)于連續(xù)發(fā)射無(wú)線信號(hào)的小天線。
目前很多高鐵線路已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)手機(jī)信號(hào)全線覆蓋，如張呼高鐵、西成高鐵、海南環(huán)島高鐵等線路都實(shí)現(xiàn)了 4G 信號(hào)全線覆蓋。
以張呼高鐵（烏蘭察布至呼和浩特東段）為例，該線路首次在建設(shè)中實(shí)現(xiàn)手機(jī)信號(hào)同步覆蓋，每個(gè)涵洞室內(nèi)都安裝了公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，也就是三大運(yùn)營(yíng)商的通信設(shè)備。
呼和浩特通信段根據(jù)山區(qū)地形變化 “量體裁衣”，在鐵路線路兩側(cè)鋪設(shè)通信光纜、架設(shè)通信鐵塔，通過(guò)光纜和鐵塔裝置不斷 “接力”，即使在 4560 米長(zhǎng)的東土村隧道里，手機(jī)信號(hào)依然滿格。
泄漏電纜一般鋪設(shè)于高于軌面 2.1 米和 2.6 米的洞壁上，剛好與飛馳的高鐵車窗上下沿對(duì)齊，將受控的電磁波能量沿線路均勻有效地輻射出去再接收進(jìn)來(lái)。
未來(lái)，期待無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)全面無(wú)縫覆蓋
讓旅客出行體驗(yàn)更美好，是鐵路人共同的努力目標(biāo)，未來(lái)，旅客們乘坐列車時(shí)，不僅能享受到高鐵速度，還能更好地體驗(yàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫覆蓋。
目前，鐵路部門加快推進(jìn) 5G 技術(shù)研究應(yīng)用，加快 5G 覆蓋工程，不斷打造便捷、溫馨、舒適的旅客乘車環(huán)境。
5G 能給旅客帶來(lái)哪些享受？在時(shí)速 350 公里的動(dòng)車組里，5G 用戶可享受流暢的通信服務(wù)。在線看電影、商務(wù)辦公、閱讀新聞更加高效流暢，使高鐵旅行體驗(yàn)更加美好。
在車站候車室等場(chǎng)所，旅客可利用 5G 高帶寬、低時(shí)延的特性，體驗(yàn) VR、AR、云游戲乃至 8K 視頻。
高鐵列車移動(dòng)信號(hào)優(yōu)化，是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，既要投入大量的資金，又要克服很多技術(shù)困難，離不開鐵路通信工程師的辛勤付出。
期待在 5G 黑科技的賦能之下列車上的手機(jī)信號(hào)越來(lái)越好。
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