新型室分覆蓋方式-光分布應(yīng)用研究

耿海粟

（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司河南省分公司，河南 鄭州 450000）

1 概述

我國(guó)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)了多年建設(shè)，已實(shí)現(xiàn)大多數(shù)區(qū)域的信號(hào)覆蓋，但小區(qū)室內(nèi)深度覆蓋問(wèn)題一直困擾著運(yùn)營(yíng)商，傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋方式的不足之處日益凸顯：物業(yè)協(xié)調(diào)越來(lái)越難，方案設(shè)計(jì)先天不足，設(shè)備及饋線施工困難，功率損耗大，能量利用率低，天饋系統(tǒng)難以監(jiān)控且維護(hù)困難等。而新型的光分布系統(tǒng)不僅較為完美地解決了上述問(wèn)題，同時(shí)還滿足2G、3G、4G、寬帶業(yè)務(wù)等多業(yè)務(wù)的接入需求［1-2］。

2 光分布介紹

2.1 組網(wǎng)方式及工作原理

光分布系統(tǒng)（Multiservice Digital Distributed Access System）是集2G、3G 和4G 網(wǎng)絡(luò)為一體的系統(tǒng)，主要由多業(yè)務(wù)數(shù)字接入單元（MAU）、多業(yè)務(wù)數(shù)字?jǐn)U展單元（MEU）和多業(yè)務(wù)數(shù)字遠(yuǎn)端單元（MRU）組成。該系統(tǒng)中接入單元（MAU）從信源RRU 耦合2G、3G、4G 信號(hào)，采用數(shù)字傳輸方式，通過(guò)光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元，同時(shí)寬帶信號(hào)可由以太網(wǎng)接口接入擴(kuò)展單元，然后通過(guò)五類線或復(fù)合光纜傳輸給多個(gè)遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)端機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理后，2G、3G、4G、寬帶信號(hào)通過(guò)內(nèi)置一體化天線實(shí)現(xiàn)覆蓋。采用數(shù)字中頻技術(shù)，克服模擬信號(hào)長(zhǎng)距離光纖衰耗導(dǎo)致的SNR 整體下降的缺點(diǎn)，具有遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)所需要的大動(dòng)態(tài)、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。光分布系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖1：

圖1

光分布系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

①扁平化架構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)（接入單元、擴(kuò)展單元、覆蓋單元）。

②四網(wǎng)融合，靈活組網(wǎng)（2G、3G、4G、寬帶）。

③采用新型傳輸介質(zhì)（采用五類線或光電復(fù)合纜進(jìn)行傳輸）。

④不使用饋線和無(wú)源器件（直接從硬件上保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，避免因大量無(wú)源器件的使用帶來(lái)的各種上網(wǎng)線質(zhì)量）。

⑤多種覆蓋單元類型，適應(yīng)各種場(chǎng)景的使用（一體化型、外接天線型、美化路燈型）。

⑥小功率，精確覆蓋（遠(yuǎn)端滿功率27dBm 輸出、天線更靠近用戶，提升感知度）。

⑦全系統(tǒng)監(jiān)控，資產(chǎn)可視化管理（可監(jiān)控至每個(gè)覆蓋單元，接入單元、擴(kuò)展單元、覆蓋單元，三層結(jié)構(gòu)可視化管理）。

⑧組網(wǎng)能力強(qiáng)，節(jié)省主設(shè)備（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)靈活，菊花型、星型、鏈型組網(wǎng)全部支持）。

光分布組網(wǎng)能力示意如圖2所示：

圖2

2.2 系統(tǒng)組成及產(chǎn)品介紹

2.2.1 接入單元

安裝于基站一側(cè)，接入2G/3G/4G 射頻信號(hào)，完成電信號(hào)向光信號(hào)轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元，具備多條光路接口連接擴(kuò)展單元，支持?jǐn)?shù)字噪聲抑制技術(shù)并支持機(jī)架/掛墻安裝（見(jiàn)圖3）。

圖3

圖4

2.2.2擴(kuò)展單元

擴(kuò)展單元接收接入單元的光信號(hào)，同時(shí)融合有線寬帶/WLAN 信號(hào)通過(guò)光電復(fù)合纜將2G、3G、4G、寬帶信號(hào)圍著至覆蓋單元，且支持?jǐn)U展單元級(jí)聯(lián)，帶來(lái)更大的組網(wǎng)能力，見(jiàn)圖4。

2.2.3 覆蓋單元

圖5

一體化型覆蓋單元，內(nèi)置雙極化全/定向天線，且滿足IP65防護(hù)等級(jí)

圖6

外接天線型覆蓋單元，無(wú)內(nèi)置天線，可外接天線組建小分布系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)覆蓋，且滿足IP65防護(hù)等級(jí)

3 與傳統(tǒng)室內(nèi)分布對(duì)比

3.1 降低物業(yè)協(xié)調(diào)難度

隨著小區(qū)傳統(tǒng)室分建設(shè)越來(lái)越多，業(yè)主對(duì)天線的熟悉度也越來(lái)越高，普通天線甚至美化天線也被越來(lái)越多地熟知，傳統(tǒng)室分建設(shè)協(xié)調(diào)越來(lái)越難，導(dǎo)致許多需要進(jìn)行深度覆蓋的小區(qū)無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，而光分布系統(tǒng)采用光纖&網(wǎng)線走線方式，室內(nèi)場(chǎng)景一般無(wú)須布放饋線等線纜，可利用樓宇原有駐地網(wǎng)資源，減少對(duì)樓宇裝修的破壞，隱蔽性強(qiáng)，方便物業(yè)協(xié)調(diào)，見(jiàn)圖8。

圖7

路燈型覆蓋單元，內(nèi)置天線，可以最大限度地將信號(hào)覆蓋設(shè)備融進(jìn)小區(qū)，且滿足IP65 防護(hù)等級(jí)

3.2 降低方案設(shè)計(jì)難度

圖8

傳統(tǒng)分布的方案設(shè)計(jì)，通過(guò)大量的饋線及無(wú)源器件使用來(lái)調(diào)整各個(gè)天線的天線口功率，盡量做到平衡，但由于器件的選用等原因，造成各天線的天線品功率不盡相同。采用光分布系統(tǒng)，無(wú)須進(jìn)行復(fù)雜的鏈路預(yù)算，且每個(gè)遠(yuǎn)端的功率都獨(dú)立可調(diào)，直接保障各天線口功率相同，且內(nèi)置雙極化天線，LTE 中雙通道的兩副天線功率也完全相同，從硬件上保障高速業(yè)務(wù)的達(dá)成［3］，見(jiàn)圖9。

圖9

3.3 降低施工難度，縮短建設(shè)周期

傳統(tǒng)室分建設(shè)中，需要制作大量的饋線接頭，浪費(fèi)時(shí)間，且由于饋線的硬度問(wèn)題，在彎曲度和延伸性上都遭到了很大限制；光分布從擴(kuò)展單元MEU到覆蓋單元MRU采用五類線或光電纜，一步到位，不需要制作過(guò)多的饋線接頭，節(jié)省時(shí)間，縮短工期，且五類線或光電復(fù)合纜柔韌性良好，在延伸性和彎曲度上都遠(yuǎn)超普通饋線［4］。

3.4 提高工程質(zhì)量

傳統(tǒng)室分建設(shè)中，需要使用大量的無(wú)源器件，制作大量的饋線接頭，而大量的無(wú)源器件質(zhì)量無(wú)法保證（如：互調(diào)指標(biāo)、功率容量等），饋線接頭又和施工工藝有很大的關(guān)系，這就造成了傳統(tǒng)室分建設(shè)會(huì)出現(xiàn)各種各樣由于器件或施工工藝導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題；光分布中不使用饋線和無(wú)源器件，從根本上避免了此種問(wèn)題的出現(xiàn)，見(jiàn)圖10、11。

圖10

圖11

3.5 全系統(tǒng)監(jiān)控管理

傳統(tǒng)室分建設(shè)采用BBU 拖RRU 再下掛天饋系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，監(jiān)控止于RRU，天饋系統(tǒng)的問(wèn)題無(wú)法得到監(jiān)控，只能被動(dòng)地接受用戶投訴后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查處理，且排查過(guò)程復(fù)雜，維護(hù)效率低下；光分布采取全系統(tǒng)監(jiān)控，從接入單元到覆蓋單元三層結(jié)構(gòu)全監(jiān)控，做到問(wèn)題提前發(fā)現(xiàn)，提交處理，減少用戶投訴，見(jiàn)圖12。

圖12

4 不同場(chǎng)景的光分布系統(tǒng)應(yīng)用建議

4.1 高層住宅小區(qū)覆蓋

高層住宅小區(qū)采用傳統(tǒng)方式覆蓋存在以下困難：

4.1.1 宏站無(wú)法穿透覆蓋，造成道路信號(hào)良好，室內(nèi)信號(hào)差。

4.1.2 室分建設(shè)由于樓宇已裝修完成，協(xié)調(diào)困難，無(wú)法正常施工。

此類小區(qū)可采用光分布進(jìn)行室內(nèi)外協(xié)同的信號(hào)覆蓋，在高樓上安裝外接天線型覆蓋單元，下掛矩形波束天線進(jìn)行深度覆蓋，電梯采用隨行光纜進(jìn)行覆蓋，在保證覆蓋的前提下減少投資，見(jiàn)圖13。

圖13

4.2 低層住宅、城中村覆蓋

低層住宅采用傳統(tǒng)方式覆蓋（如采用路燈美化天線覆蓋），需要破路建設(shè)，協(xié)調(diào)困難，城中村又由于業(yè)主眾多，協(xié)調(diào)和施工困難；

此類小區(qū)可采用光分布室外覆蓋室內(nèi)的方式進(jìn)行覆蓋，在樓宇外安裝一體化覆蓋單元，進(jìn)行深度覆蓋，見(jiàn)圖14。

4.3 大型商場(chǎng)、地下室覆蓋

大型商場(chǎng)采用傳統(tǒng)方式覆蓋存在以下困難：

圖14

4.3.1 施工困難，由于商場(chǎng)人群高峰期的特殊性，白天全天人流量大，施工都需要要晚上進(jìn)行施工。

4.3.2 由于商場(chǎng)的特殊性，對(duì)施工工期有嚴(yán)格要求，但傳統(tǒng)室分建設(shè)中饋線布放、饋線接頭制作大量工作的存在，導(dǎo)致工期長(zhǎng)，施工壓力很大。

此類場(chǎng)景可采用光分布覆蓋，在吊頂上方安裝一體化遠(yuǎn)端進(jìn)行覆蓋，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短施工周期，保障協(xié)調(diào)、施工方面的順利進(jìn)行。

圖15

4.4 沿街商鋪覆蓋

沿街商鋪采用傳統(tǒng)方式覆蓋存在以下困難：

4.4.1 沿街商鋪由于業(yè)主眾多，協(xié)調(diào)困難。

4.4.2 沿街商鋪施工困難，如有一家不同意，無(wú)法繼續(xù)建設(shè)。

此類場(chǎng)景可采用光分布覆蓋，在沿街方向安裝一體化遠(yuǎn)端進(jìn)行覆蓋，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短施工周期，保障協(xié)調(diào)、施工方面的順利進(jìn)行。

圖16

5 案例應(yīng)用

5.1 高層住宅小區(qū)

鄭州市陽(yáng)光花苑小區(qū)總建筑面積達(dá)60萬(wàn)平方米，整個(gè)社區(qū)由26 棟高層和4 棟小高層圍合而成，是一個(gè)集休閑、娛樂(lè)、健身、購(gòu)物為一體的居住社區(qū)，已有部分樓宇建設(shè)了傳統(tǒng)分布，但覆蓋效果極差，用戶依然投訴。

采用光分布進(jìn)行覆蓋后，效果明顯，測(cè)試指標(biāo)如下：

圖17

通過(guò)上面的統(tǒng)計(jì)可以看出，廣分布系統(tǒng)開(kāi)通后：GSM系統(tǒng)中，Rx_Lev 大于-85dBm 的占比由80.9%提升至100%，Rx_Qual 0～3 級(jí)占比由88.8%提升至99.2%；WCDMA系統(tǒng)中，RSCP大于-85dBm的占比由43.7%提升至99.7%，Ec/No 大于-12dB 的占比由83.6%提升至99.6%。

5.2 低層住宅小區(qū)

柿園水廠家屬院位于鄭州市建設(shè)路西環(huán)路東南角，小區(qū)共28棟多層居民樓，樓層高度5到6層，本次覆蓋對(duì)柿園水廠家屬院全小區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)開(kāi)通，并測(cè)試了樓宇的覆蓋效果。

從GSM-DT測(cè)試情況來(lái)看覆蓋及語(yǔ)音質(zhì)量較之以前有明顯的改善，建設(shè)小區(qū)分布后，小區(qū)內(nèi)道路覆蓋電平值在-65dbm左右，語(yǔ)音質(zhì)量為0級(jí)，測(cè)試情況良好。

圖19

從WCDMA-DT 測(cè)試情況來(lái)看覆蓋及語(yǔ)音質(zhì)量較之以前有明顯的改善，建設(shè)小區(qū)分布后，小區(qū)內(nèi)道路覆蓋電平值在-65dbm 左右，ECIO 覆蓋在-10db 以上，測(cè)試情況良好。

5.3 大型商場(chǎng)

鄭州地一大道是大型人防商業(yè)地下購(gòu)物商場(chǎng)，面積近10萬(wàn)m2。已做過(guò)傳統(tǒng)室分覆蓋，但商場(chǎng)裝修破壞嚴(yán)重。

光分布系統(tǒng)開(kāi)通前后接收信號(hào)電平對(duì)比：

DCS開(kāi)通前：

圖20

由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)得知：光分布系統(tǒng)開(kāi)通前后小區(qū)內(nèi)覆蓋大于-85dBm 區(qū)域占比由44.9%提升到97.6%，整體覆蓋效果明顯改善。WCDMA開(kāi)通前脫網(wǎng)開(kāi)通后測(cè)試：

圖21

由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)得知：MDAS 系統(tǒng)開(kāi)通后CPICH_RSCP 大于-85dBm 的占比由0%提升至93.8%，用戶感知明顯。

5.4 沿街商鋪

逢源商業(yè)街長(zhǎng)約600m，片區(qū)內(nèi)主要為低層樓宇，主要為商鋪和商場(chǎng)，人流量大，周圍有4個(gè)基站，商鋪縱深大，受建筑阻擋，店內(nèi)信號(hào)弱區(qū)、盲區(qū)較多，傳統(tǒng)室分物業(yè)難以協(xié)調(diào)，通過(guò)“鋸齒式”布放遠(yuǎn)端射頻單元，實(shí)現(xiàn)沿街商鋪深度覆蓋。

圖22

6 結(jié)語(yǔ)

在不久的將來(lái)，光分布系統(tǒng)一定會(huì)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為室分建設(shè)的主流方式。尤其在樓宇眾多的大型覆蓋場(chǎng)景，光分布的優(yōu)勢(shì)將得到最大限度地體現(xiàn)。

［1］于永景.3G 光纖分布覆蓋系統(tǒng)［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2007（11）：51-57.

［2］許長(zhǎng)峰，段偉萍.光纖分布系統(tǒng)城區(qū)室內(nèi)深度覆蓋應(yīng)用研究［J］.城市建設(shè)理論研究，2013.

［3］諶漢春.新型光纖分布、傳統(tǒng)室內(nèi)分布與通道變頻三種LTE室內(nèi)覆蓋解決方案的優(yōu)劣性分析［J］.信息通信，2014（04）：191.

［4］鄭麗萍，萬(wàn)忠寶.多制式光纖分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)應(yīng)用研究［J］.中國(guó)新通信，2015（07）：65-67.