新型光纖分布系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋方案應(yīng)用分析

［何榮高　喬彬］

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新型光纖分布系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋方案應(yīng)用分析

［何榮高喬彬］

摘要首先提出了兩種光纖分布系統(tǒng)室內(nèi)的覆蓋方案，并對比兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，同時也與傳統(tǒng)分布系統(tǒng)方案進(jìn)行對比分析，得出光纖分布系統(tǒng)具有部署靈活、底噪低、可平衡演進(jìn)和運(yùn)維成本低等特點(diǎn)，最后選取了兩個工程應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：光纖 分布系統(tǒng) 建設(shè)方案 覆蓋

通信熱點(diǎn)

何榮高

重慶郵電大學(xué)，通信新技術(shù)應(yīng)用研究所，重慶信科設(shè)計有限公司，在讀碩士研究生，主要研究無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計，移動通信新技術(shù)的應(yīng)用。

喬彬

重慶郵電大學(xué)，通信新技術(shù)應(yīng)用研究所，在讀碩士研究生，主要研究無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計，移動通信新技術(shù)的應(yīng)用。

1　引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的高速的發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)成為運(yùn)營商發(fā)展的重點(diǎn)，據(jù)統(tǒng)計顯示，用戶在室內(nèi)的業(yè)務(wù)量占整個網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)超過70%，特別是寫字樓、商務(wù)中心、酒店等辦公場所的建設(shè)使移動用戶群體迅速增長。

目前傳統(tǒng)型室內(nèi)分布系統(tǒng)，如有源分布系統(tǒng)和直放站，有無法克服的缺點(diǎn)，如底噪高、抗干擾能力弱、穩(wěn)定性較差等問題，從而降低網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，影響用戶體驗(yàn)；此外，傳統(tǒng)方式在規(guī)劃設(shè)計、施工及維護(hù)都面臨不少難題，如井道空間不足，監(jiān)控和排障困難等問題。為了應(yīng)對用戶日益增長的移動帶寬需求，提高通信質(zhì)量，建設(shè)多網(wǎng)絡(luò)光纖室內(nèi)分布系統(tǒng)成為提升行業(yè)競爭力的一種重要手段。

光纖室內(nèi)分布系統(tǒng)采用了光纖和微功率技術(shù)，以光纖代替銅纜，減少銅線使用，響應(yīng)了“光進(jìn)銅退”發(fā)展理念，也降低了電磁干擾和電磁輻射。此外，新型光纖室內(nèi)分布系統(tǒng)具有建設(shè)靈活、容量大、支持多系統(tǒng)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，對LTE快速建網(wǎng)、搶奪用戶資源具有重要戰(zhàn)略作用。

2　建設(shè)方案分析

2.1基本原理

光纖分布系統(tǒng)主要由近端接入控制單元（或基帶單元）、擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端射頻單元組成［1］。近段接入控制單元（或基帶單元）將2G、3G和LTE信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，然后通過光纜傳送到擴(kuò)展單元；擴(kuò)展單元具有供電模塊，且可以級聯(lián)其它擴(kuò)展單元，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，實(shí)現(xiàn)廣電轉(zhuǎn)換，然后由網(wǎng)線轉(zhuǎn)接到遠(yuǎn)端射頻單元；遠(yuǎn)端射頻單元可支持多種制式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)字和射頻處理，實(shí)現(xiàn)無線通信2G/3G/LTE和WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

多網(wǎng)絡(luò)光纖分布系統(tǒng)從信源接入到分布系統(tǒng)末端所有節(jié)點(diǎn)全面監(jiān)控等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于居住高檔小區(qū)、高級寫字樓、機(jī)場、體育館和大型賓館酒店等場所。

2.2建設(shè)方案

基于以上原理的光纖分布系統(tǒng)有多種建設(shè)方案，本文主要考慮以下兩種建設(shè)方式：

建設(shè)方案1：RRU+光纖分布系統(tǒng)+信號分布系統(tǒng)；

建設(shè)方案2：BBU+新型光纖分布系統(tǒng)。

（1）建設(shè)方案1

該建設(shè)方式采用小功率（A1/0.5W，A2/2W）新型光纖分布產(chǎn)品對室分系統(tǒng)進(jìn)行深度覆蓋。信源端的射頻信號經(jīng)過耦器合到AU，然后通過光纜將信號傳送到EU；EU收到信號后，經(jīng)過光纜將信號傳輸?shù)絉U；RU將信號放大后，然后接入信號分布系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)覆蓋。其中，在BBU和AU上有監(jiān)控和管理的設(shè)備，對室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管。如圖1所示。

圖1　“RRU+光纖分布系統(tǒng)+信號分布系統(tǒng)”方案

（2）建設(shè)方案2

“BBU+新型光纖分布系統(tǒng)”建設(shè)方式，以某通信廠商設(shè)備為例，其解決方案采用的設(shè)備主要由基帶單元（BBU）、Rhub和pRRU組成。其中BBU可支持192pRRU；而單Rhub支持4級Rhub級聯(lián)，可連接8pRRU；pRRU支持多種制式網(wǎng)絡(luò)（包括WLAN），且內(nèi)置天線。

基帶單元BBU將2G/3G/LTE信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號，經(jīng)過光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元Rhub；Rhub實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，由網(wǎng)線傳輸至遠(yuǎn)端射頻單元pRRU，經(jīng)過數(shù)字和射頻處理，還原成將2G/3G/LTE信號，經(jīng)由內(nèi)置天線進(jìn)行室內(nèi)覆蓋，如圖2所示。

圖2　“ BBU+新型光纖分布系統(tǒng)”方案

2.3方案1和方案2對比

方案1的遠(yuǎn)端射頻單元需要連接天饋線實(shí)現(xiàn)室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋，而方案2的pRRU內(nèi)置天線，不需要安裝外接天線便能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，從而降低對室內(nèi)環(huán)境的影響。

由圖1和圖2可知，方式1需要兩臺監(jiān)控設(shè)備，而方案1只需一臺監(jiān)控設(shè)備，就網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營與維護(hù)而言，方案2的運(yùn)營和維護(hù)要簡單許多，而且投入成本也低。

然而，方案2信號覆蓋均勻性相對方案1稍差，對于室內(nèi)隔斷多且無法入戶安裝的復(fù)雜環(huán)境不適用。由于設(shè)備廠商未開發(fā)出針對多運(yùn)營商的多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因此無法實(shí)現(xiàn)多運(yùn)營商多網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)。

2.4與傳統(tǒng)同軸電纜分布系統(tǒng)對比

（1）結(jié)構(gòu)和設(shè)備

傳統(tǒng)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理，節(jié)點(diǎn)多，器件質(zhì)量良莠不齊，合格率低，存在隱患，如表1所示；

光纖分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，器件少，而且都是電信級，節(jié)點(diǎn)少，工程易監(jiān)控。

（2）演進(jìn)能力

表1　傳統(tǒng)室分設(shè)備檢測結(jié)果

傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)中，單通道方案升級改造成雙通道［2］，雖然可以提升網(wǎng)絡(luò)速率，但改造存在著很大困難。改造后的雙通道難以平衡上行和下行天線發(fā)射功率，特別是末級天線。若兩通道的信號功率差值大于5dB，則無法達(dá)到2×2MIMO效果，導(dǎo)致性能損失接近一倍；

光纖分布系統(tǒng)，單一室分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多制式接人、多業(yè)務(wù)協(xié)同覆蓋，一次部署，多模平滑演進(jìn)。

（3）通信服務(wù)

傳統(tǒng)直放站系統(tǒng)底噪較高，上行受限，通信服務(wù)質(zhì)量受限，無法滿足用戶高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，不適合移動寬帶時代；

光纖分布系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)容量大，單LTE可實(shí)現(xiàn)雙流MIMO［3，4］，大大提升上下行速率，滿足用戶移動寬帶業(yè)務(wù)需求，提高用戶體驗(yàn)。

表2　光纖分布系統(tǒng)方案與傳統(tǒng)方案對比

3　工程應(yīng)用

（1）應(yīng)用一

某大型高級酒店，占地近17萬，許多影視歌明星和國家政要下榻酒店，也舉辦過許多國家和國際重要會議，用戶對數(shù)據(jù)服務(wù)有著很高的需求。此外，該酒店裝修使用的是隔絕性良好的材料，對于傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)，不容易隱藏天饋線，影響室內(nèi)美觀，因此需要一種新的解決方案。

通過前文比較，方案2，即“BBU+新型光纖分布系統(tǒng)”解決方案更適合本次工程，該方案具有部署靈活、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)、端到端的可控可維的特點(diǎn)，滿足用戶要求。在施工過程中，沒有對酒店內(nèi)部進(jìn)行穿墻打洞，保持了酒店原始整體環(huán)境，未影響室內(nèi)美觀度。交付完成后，經(jīng)檢測可知，LTE上行和下行速率高達(dá)110Mbit/s以上。

（2）應(yīng)用二

某高等學(xué)院提出了智慧高校的理念，需對本校內(nèi)的十五棟學(xué)生、教師宿舍樓和一棟數(shù)字圖書館實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)全覆蓋，以滿足廣大使用LTE用戶的師生可以享受高速的移動寬帶服務(wù)需求。

整個工程需在開學(xué)前完成施工，由于時間緊急，根據(jù)“BBU+新型光纖分布系統(tǒng)”方案部署靈活簡單的特點(diǎn)，運(yùn)營商采用該方案，快速完成了該校的需求覆蓋，總部署pRRU300多臺。交付完成后，平均日吸收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量高達(dá)400G以上，承擔(dān)了新生入學(xué)時短時突發(fā)性的高話務(wù)需求，有效地緩解了宏基站的業(yè)務(wù)壓力。

4　結(jié)束語

光纖分布系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋方案，有效的解決了室內(nèi)弱覆蓋和盲區(qū)問題，同時順應(yīng)了“光進(jìn)銅退”的發(fā)展趨勢，降低了銅線使用。光纖分布系統(tǒng)支持MIMO技術(shù)，滿足移動寬帶業(yè)務(wù)需求，能向用戶提供高容量、高質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保的LTE無線網(wǎng)絡(luò)。此外，與傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)相比，光纖分布系統(tǒng)在設(shè)備能耗、運(yùn)營維護(hù)等方面投入成本大大降低。

參考文獻(xiàn)

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DOI：10.3969/j.issn.1006-6403.2016.04.007

收稿日期：（2016-03-09）