光纖直放站的網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)

周蘭軍

摘 要：本文主要介紹光纖直放站的工作原理，光纖直放站的主要參數(shù)，光纖直放站的傳輸方式，特點以及如何運用光纖直放站提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用率。

關(guān)鍵詞：光纖直放站；覆蓋技術(shù)；傳輸距離

在網(wǎng)絡(luò)中運用直放站可實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”，是低成本、快速解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效手段。 隨著移動通信的高速發(fā)展，客戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高，運營商之間競爭日益激烈。而對公路隧道實現(xiàn)全線覆蓋是運營商提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)，也是提高綜合競爭力的一個有力手段。

一、光纖直放站的工作原理

主要有以下幾個部分組成：光近端機、光纖、光遠端機（覆蓋單元）。光近端機和光遠端機都包括射頻單元（RF單元）和光單元。無線信號從基站中耦合出來后，進入光近端機，通過電光轉(zhuǎn)換，電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺瑥墓饨藱C輸入至光纖，經(jīng)過光纖傳輸?shù)焦膺h端機，光遠端機把光信號轉(zhuǎn)為電信號，進入RF單元進行放大，信號經(jīng)過放大后送入發(fā)射天線，覆蓋目標區(qū)域。上行鏈路的工作原理一樣，手機發(fā)射的信號通過接收天線至光遠端機，再到近端機，回到基站。

二、光纖直放站的傳輸方式

光纖直放站的最大特點是通過光纖進行信號傳輸，光纖傳輸可以單獨敷設(shè)，也可以利用現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要有3種方式：普通雙光纖方式、波分復(fù)用方式和同纖傳輸方式，其中波分復(fù)用和同纖方式都需要使用波分復(fù)用器。一般來說，如果能夠從基站敷設(shè)光纖至光遠端機或現(xiàn)成的光纖網(wǎng)絡(luò)中有富余的纖芯，都采用普通雙光纖的方式解決光纖傳輸?shù)膯栴}。采用波分復(fù)用器可以提高光纖的利用率，但由于波分復(fù)用器投資較大，一般較少使用。光纖直放站主要由中繼端機（或近端機，在基站機房內(nèi)耦合信號）、光傳輸網(wǎng)絡(luò)、遠端機和天線系統(tǒng)組成。

中繼端機將基站射頻信號耦合下來，并將射頻信號轉(zhuǎn)換成光信號；光傳輸網(wǎng)絡(luò)將信號傳送到遠端；遠端機主要包括雙工濾波器（Duplex）、低噪聲放大器（LNA-low noise amplifier）、功率放大器（PA-power amplifier）、光端機等設(shè)備，將射頻信號從光信號中解調(diào)出來，并濾波、放大；用戶天線用于覆蓋區(qū)的信號發(fā)射和接收，可采用全向或定向天線。前向放大器放大基站至移動臺的下行信號（前向信號），反向放大器放大移動臺至基站的上行信號（反向信號），由于上下行信號頻率相差很大即雙工間隔很大（如GSM900、CDMA800的雙工間隔為45MHz），可利用雙工濾波器和前端濾波器方便地將兩路信號分開。

三、光纖直放站的特點

光纖直放站與無線直放站的最大區(qū)別在于施主基站信號的傳輸方式上，光纖直放站是通過光纖進行傳輸，而無線直放站通過空間傳播。因此，光纖直放站具有以下特點：

1.輸出信號頻率與輸入信號頻率相同，透明信道。

2.工作穩(wěn)定，覆蓋效果好。

光纖直放站通過光纖傳輸信號，不受地理環(huán)境、天氣變化或施主基站覆蓋范圍調(diào)整的影響，因此工作穩(wěn)定，覆蓋效果好。

3.覆蓋區(qū)天線可根據(jù)地形情況選擇全向或定向天線。

4.不存在無線直放站收發(fā)隔離問題，選址方便。

無線直放站需把施主天線安裝在可以接收到GSM信號的地方，而且接收信號強度不能小于-80dBm，所以無線直放站一般只能安裝在基站覆蓋范圍的邊緣，并向順著基站覆蓋的方向延伸覆蓋。同時，為了防止直放站自激，還需保證施主天線和覆蓋天線有足夠的隔離度。因此，無線直放站的安裝位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天線進行覆蓋，覆蓋范圍較小。光纖直放站在設(shè)計時無需考慮安裝地點能否接收到信號；不需考慮收發(fā)隔離問題，選址方便；覆蓋天線可根據(jù)需要采用全向或定向天線，因此，設(shè)計和施工的靈活性大。

四、光纖直放站的傳輸距離

1.光纖直放站采用光纖進行傳輸，光信號在光纖中傳輸?shù)膿p耗非常小，光纖直放站信號傳輸?shù)木嚯x主要是受信號時延的限制。 GSM數(shù)字移動通信采用TDMA時分多址技術(shù)，每載頻分為8個信道分時共用，即每載頻8個時隙。時隙之間的保護間隔很小，為消除手機MS到BTS的傳播時延，GSM系統(tǒng)采用MS提前一定時間來補償時延，時間提前量的取值范圍是0～233μS，對應(yīng)信號傳播約70公里，由于信號一來一回是雙向的，所以，GSM信號在每載頻8個時隙時，空間傳播距離是35km。當(dāng)引入光纖直放站延伸信號傳播距離時，信號的傳播時延包括了在光纖直放站上的時延和在空中傳播的時延。光信號在光纖的介質(zhì)中傳播時，速度是無線信號在空氣中傳播的2/3，加上直放站的時延（大約1.5μS）和無線信號在空中傳播時延，因此，光纖直放站距離基站最遠不應(yīng)該大于20km。

2.光纖直放站的主要指標。光路參數(shù) ；光纖：G.652單模光纖（對于1.55μm波長，適于采用G.652單模光纖）光源：.3μm/1.55μm波長激光器組件；入纖光功率：≥3dBm（1.3μm波長） ≥0dBm（1.55μm波長） ；光檢測器：Pin接收組件，連接器：APC/FC，PC/FC ---射頻參數(shù)；頻率范圍：800MHz -1000MHz接收端AGC范圍：20dB（相當(dāng)于10dB光衰減）；傳輸帶寬：890MHz-960MHz（±0.5dB） 800MHz-890MHz（±0.5dB） 輸出電平： 下行：-20dBm 上行：-20dBm - -60dBm，兩頻三階互調(diào)產(chǎn)物：≤-38dBc；噪聲系數(shù)：≤5dB（光接收機噪聲底為-126dBm/CH）；輸入輸出阻抗：50Ω；駐波比：≤1.55. 光纖直放站應(yīng)用及組網(wǎng)圖由于光纖直放站傳輸距離長，避免了同頻干擾可全向覆蓋因而選址方便，且信號傳輸不受地理條件限制，特別適于郊區(qū)、鄉(xiāng)村邊遠城鎮(zhèn)和地形復(fù)雜的山區(qū)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、丘陵地帶的通信盲區(qū)等。

光纖直放站相對于無線直放站來說，成本相對較高，而且需要敷設(shè)光纖。光纖直放站一般可獲得80dB以上的增益，主要完成為離基站較遠的村鎮(zhèn)、公路、廠礦、旅游區(qū)等地域的覆蓋。該系統(tǒng)具有建站速度快、工程投資低，見效快等優(yōu)點，具有極高的性價比。