淺談CATV入戶室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)

金濤

目前電信運(yùn)營商的競爭越來越激烈,因此,客戶及運(yùn)營商對無線覆蓋服務(wù)的質(zhì)量要求也就越來越高。近些年進(jìn)行的室內(nèi)覆蓋項(xiàng)目使得網(wǎng)絡(luò)覆蓋有了新的提高。網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到改善也使得客戶對話音的要求越來越高,尤其是居民區(qū)的信號質(zhì)量尤為關(guān)注。對于大型住宅小區(qū),雖然大部分已經(jīng)建設(shè)了室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),但由于各種原因,無法鋪設(shè)專用射頻電纜入戶進(jìn)行覆蓋,故局部區(qū)域信號差的問題不能得到有效的解決,尤其體現(xiàn)在高層的無線信號覆蓋上。由于現(xiàn)代建筑物一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),對手機(jī)信號屏蔽嚴(yán)重,再加上無線信號工作頻率高,信號空間損耗大,在建筑物過道上布放天線已經(jīng)很難滿足運(yùn)營商視頻電話業(yè)務(wù)和高速下載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。將天線布放在房間內(nèi)會(huì)極大的提高信號的質(zhì)量,但天線布放在室內(nèi)會(huì)大大增加物業(yè)協(xié)調(diào)難度和工程施工進(jìn)度。網(wǎng)絡(luò)問題集中表現(xiàn)為由于建筑物阻擋造成的低覆蓋、低場強(qiáng)、低接通率、低質(zhì)量、高掉話率等。因此、需要一種新的無線信號覆蓋系統(tǒng)來解決上述問題。

針對目前狀況,利用有線電視網(wǎng)絡(luò)(CATV)已基本覆蓋了每個(gè)家庭住戶和酒店房間的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),采用CATV網(wǎng)傳送移動(dòng)通信信號進(jìn)行無線信號覆蓋,實(shí)現(xiàn)住宅小區(qū)、酒店的信號覆蓋。利用這種覆蓋方式,可以成功解決建筑物內(nèi)的移動(dòng)通信信號覆蓋不足的問題。

1CATV入戶室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)簡介

1.1 工作原理

CATV(有線電視)系統(tǒng)是一套將天線接收到的電視信號進(jìn)行放大、分配并通過電纜傳送給眾多用戶電視機(jī)的專用系統(tǒng)。

CATV入戶室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)則是利用CATV原有網(wǎng)絡(luò),通過CATV線纜傳輸信號的一種新型室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)原理是將移動(dòng)信號經(jīng)過阻抗轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成適合在CATV線纜傳輸?shù)男盘?再與CATV總線的電視信號進(jìn)行合路,經(jīng)過CATV系統(tǒng)各器件傳輸后到達(dá)電視終端前,通過信號分離器再將兩路信號分開,達(dá)到借助CATV系統(tǒng)傳輸移動(dòng)信號的目的。

1.2 覆蓋方式

通過覆蓋終端來區(qū)分,該系統(tǒng)有兩種覆蓋方式:無源終端覆蓋與有源終端覆蓋。采用有源還是無源方式覆蓋,由目標(biāo)覆蓋區(qū)域面積大小及目標(biāo)覆蓋區(qū)域原始場強(qiáng)而定。

(1)無源終端覆蓋。

樓內(nèi)的室內(nèi)分布系統(tǒng)提供移動(dòng)信號信源,通過合路器將移動(dòng)信號饋入CATV網(wǎng)絡(luò),在住戶家中放置一臺(tái)無源終端,通過無源終端實(shí)現(xiàn)信號的分離,分離出的CATV信號直接傳送到電視,而移動(dòng)信號則傳送至天線。如圖1所示。

(2)有源終端覆蓋。

樓內(nèi)的室內(nèi)分布系統(tǒng)提供移動(dòng)信號信源,通過合路器將移動(dòng)信號饋入CATV網(wǎng)絡(luò),在住戶家中放置一臺(tái)有源終端,通過有源終端實(shí)現(xiàn)信號的分離和放大,分離出的CATV信號直接傳送到電視,而移動(dòng)信號則經(jīng)過放大后傳送至天線。如圖2所示。

1.3 應(yīng)用場景

(1)大戶型居民樓。

居民樓中由于大戶型結(jié)構(gòu)(200m2左右)的存在,使得即使在住戶門口安裝天線,也無法實(shí)現(xiàn)信號的全覆蓋。要想解決此問題,只能入戶覆蓋。采用常規(guī)線纜入戶覆蓋方式,因?yàn)樯婕暗酱蚩鬃呔€等問題往往會(huì)遭到住戶的反對,而借助CATV線纜將移動(dòng)信號引入到住戶家中,并結(jié)合原有室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),就可以達(dá)到信號的無縫隙覆蓋。如圖3所示,圓弧上方為原室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)覆蓋范圍,左下和右下房間存在覆蓋弱區(qū),采用CATV線纜對信號弱區(qū)進(jìn)行入戶覆蓋。

(2)無法明裝天線的樓宇。

目前很多樓宇物業(yè)公司為了樓宇的整體美觀,不允許天線外露,目前常用的解決方法為:在樓宇弱電豎井或電梯井道等內(nèi)部安裝天線,對樓宇進(jìn)行信號覆蓋。這種方式由于天線暗裝,井道對信號屏蔽嚴(yán)重,移動(dòng)信號只能覆蓋公共區(qū)域和用戶家中的部分區(qū)域,無法實(shí)現(xiàn)樓宇移動(dòng)信號的全覆蓋。而借助CATV線纜將移動(dòng)信號引入到住戶家中,并結(jié)合原有室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),達(dá)到信號的無縫隙覆蓋。如圖4所示,樓宇公共區(qū)域物業(yè)不允許明裝天線,原室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)只能覆蓋電梯和部分室內(nèi)區(qū)域,采用CATV線纜對信號弱區(qū)進(jìn)行入戶覆蓋。

(3)酒店公寓。

酒店公寓一般已建設(shè)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),雖然2G信號強(qiáng)度可以滿足覆蓋要求,但更高頻段的WLAN信號或3G信號,信號衰減嚴(yán)重,往往存在信號覆蓋弱區(qū)。在走廊上增加天線,施工及協(xié)調(diào)業(yè)主難度均較大,而借助CATV線纜將高頻段信號引入到酒店公寓內(nèi),并結(jié)合原有室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),可以達(dá)到信號的無縫隙覆蓋。如圖5所示,為借助CATV線纜傳輸WLAN信號,解決WLAN信號覆蓋弱區(qū)。br>

1.4 系統(tǒng)特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)如下。

(1)建網(wǎng)速度快,無需打孔穿線等施工。

(2)建設(shè)成本低,造價(jià)只有傳統(tǒng)入戶方式的30%左右。

(3)支持多網(wǎng)融合覆蓋,目前支持2G、3G、WLAN,并為LTE擴(kuò)展做好鋪墊。

(4)協(xié)調(diào)簡單,對業(yè)主房屋裝修無影響。

(5)應(yīng)用場景廣泛,可以廣泛應(yīng)用于有CATV網(wǎng)絡(luò)的各種場所。

缺點(diǎn)如下。

(1)覆蓋區(qū)域必須已有室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)為其提供信源。

(2)對于未入住樓宇實(shí)施難度較大(無法確定住戶是否同意)。

1.5 CATV入戶室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

(1)明確覆蓋區(qū)域的面積大小,估算墻體損耗,確定需要安裝的設(shè)備數(shù)量。

(2)確定有源還是無源覆蓋方式:當(dāng)末端功率大于0dBm時(shí)建議采用無源覆蓋方式;當(dāng)末端功率小于0dBm時(shí)建議采用有源覆蓋方式。

(3)需在安裝前估算CATV信號強(qiáng)度,安裝后會(huì)為系統(tǒng)引入大約4dB的插損,當(dāng)CATV信號很弱(≤-50dBm)時(shí),接入設(shè)備后電視圖像質(zhì)量會(huì)有所下降。因此在使用該系統(tǒng)時(shí)應(yīng)保證安裝前每頻道CATV信號足夠強(qiáng)。

(4)分別根據(jù)GSM、TD在線纜中的損耗分別設(shè)計(jì)功率,GSM制式百米損耗約為18dB,TD制式百米損耗約為38dB。

(5)設(shè)備器件功率要求。

(1)有源終端最大射頻輸入應(yīng)小于等于10dBm。

(2)無源終端最大射頻輸入應(yīng)小于等于20dBm。

(3)合路器最大射頻輸入應(yīng)小于等于30dBm。

2干擾分析

在CATV網(wǎng)絡(luò)中引入移動(dòng)通信信號,必須考慮移動(dòng)通信設(shè)備及信號對電視造成的影響。下面以GSM與CATV信號合路加以說明。

(1)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中要求CATV信號載噪比大于43dB(帶寬5.75MHz),CATV每載波信號強(qiáng)度在－30～－50dBm之間,所以當(dāng)?shù)自胄∮冢?0dBm時(shí),GSM信號對CATV網(wǎng)絡(luò)無影響。在實(shí)際引入的GSM設(shè)備中,帶外(50MHz～750MHz)噪聲小于－120dBm,帶內(nèi)(880MHz～960MHz)噪聲小于－60dBm,由于終端濾波合路器的隔離作用,880MHz～960MHz帶內(nèi)噪聲到電視端口的強(qiáng)度小于－90dBm。所以引入GSM系統(tǒng)對CATV的載噪比沒有明顯的影響。

(2)從交調(diào)信號來看,GSM信號與CATV信號在無源器件中進(jìn)行合路,合路器的交調(diào)小于-80dB,GSM信號強(qiáng)度不大于10dBm,CATV信號不大于-10dBm,實(shí)際測試中在可測范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有交調(diào)信號產(chǎn)生,其信號電平小于-90dBm,因此二者的交調(diào)信號對CATV網(wǎng)絡(luò)沒有影響,GSM自身的交調(diào)信號落入到CATV頻段中的信號強(qiáng)度在測試中發(fā)現(xiàn)也是小于-90dBm,綜上可知引入GSM系統(tǒng)后在CATV系統(tǒng)中引入的帶內(nèi)雜散信號電平小于-90dBm,對CATV沒有影響。

(3)首先討論電視機(jī)的工作原理。當(dāng)CATV全電視信號送入電視機(jī)后,首先進(jìn)入電視機(jī)高頻調(diào)諧器內(nèi)(俗稱高頻頭),經(jīng)過高頻放大和變頻后,形成統(tǒng)一頻率的中頻信號,送入圖像中頻放大電路。全電視信號(包括圖像、伴音、同步信號)經(jīng)過圖像通道的三級中頻放大后,再經(jīng)視頻檢波器進(jìn)行檢波,取出圖像、伴音信號,分別送往視頻放大電器和伴音通道。把送入視頻放大電路的圖像信號放大后,輸入顯像管中實(shí)現(xiàn)重放圖像的功能;送入伴音通道的伴音信號經(jīng)放大后,推動(dòng)揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)重放聲音的功能。所以GSM信號主要是影響電視機(jī)高頻頭的動(dòng)態(tài)范圍。到達(dá)用戶終端盒的GSM信號強(qiáng)度不大于10dBm,經(jīng)終端合路濾波器濾波后,到達(dá)電視的帶外信號(880MHz～960MHz)信號強(qiáng)度小于-20dBm。由于電視機(jī)高頻頭最大輸入總功率大于0dBm,在本身滿足載波組合三次差拍比大于54dB的前提下,引入小于-20dBm的帶外信號(880MHz～960MHz)對高頻頭的工作及電視機(jī)的解調(diào)沒有影響。

綜上所述,在CATV網(wǎng)絡(luò)中引入GSM信號,對網(wǎng)絡(luò)及電視沒有影響,通過同樣的分析可以得出,CATV網(wǎng)絡(luò)中引入其它制式信號,對網(wǎng)絡(luò)及電視都沒有影響。

3結(jié)語

利用有線電視網(wǎng)絡(luò)(CATV)進(jìn)行無線通信的室內(nèi)覆蓋,可以成功解決由于建筑結(jié)構(gòu)原因造成的低覆蓋、低場強(qiáng)、低接通率、高掉話率等室內(nèi)覆蓋難點(diǎn),并且工程施工相對容易,設(shè)備成本低廉,在處理投訴,尤其是高層問題產(chǎn)生的投訴時(shí)具有較大的優(yōu)勢。能夠作為一種常規(guī)的覆蓋手段,對酒店公寓和住宅等走線困難的場景進(jìn)行移動(dòng)信號的深度覆蓋。為打造精品網(wǎng)絡(luò),奉獻(xiàn)一流服務(wù),不斷提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,為用戶帶來更多更好的精彩通訊生活。

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