室內(nèi)分布多網(wǎng)合一技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

王晨光 鄧文慧 孟德利 陳玉波

山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 山東 濟(jì)南 250101

隨著我國(guó)移動(dòng)通信行業(yè)的發(fā)展速度不斷地加快，在大數(shù)據(jù)技術(shù)等多類型前沿科學(xué)技術(shù)不斷融入的發(fā)展背景下，業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)量在持續(xù)地提升，業(yè)務(wù)的覆蓋面以及在應(yīng)用過程中所涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模更是龐大。目前，基本上在我國(guó)的一些一線城市以及二線城市內(nèi)，室外架空區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建已經(jīng)相對(duì)趨于成熟，而為了持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的整體運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，使用戶能夠在通信業(yè)務(wù)開展的過程中更具備舒適度和滿意度，進(jìn)一步向室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的方向擴(kuò)展，持續(xù)優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更顯得至關(guān)重要。特別是隨著個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的普及，很多用戶在室內(nèi)應(yīng)用移動(dòng)設(shè)備與他人之間進(jìn)行溝通和交流的概率不斷地增加，這也意味著，用戶迫切需求著更加良性的室內(nèi)移動(dòng)通信環(huán)境以及氛圍。因此，建設(shè)室內(nèi)區(qū)域的分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也逐步成為了許多運(yùn)營(yíng)商在發(fā)展過程中關(guān)注的重要話題。而當(dāng)前，隨著GSM系統(tǒng)、CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及PHS等網(wǎng)絡(luò)都在著重關(guān)注室內(nèi)分布系統(tǒng)的構(gòu)建，多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念也在不斷地發(fā)展，尤其是考慮到當(dāng)前用戶對(duì)于通信質(zhì)量的要求更加地嚴(yán)格，更需要進(jìn)一步針對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)的構(gòu)建方案進(jìn)行探討和規(guī)劃。

1 多網(wǎng)合一的寬頻室內(nèi)分布系統(tǒng)的概述和特征

傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)過程中基本上遵循的是不同系統(tǒng)之間獨(dú)立存在和獨(dú)立運(yùn)行的原則，通過針對(duì)不同系統(tǒng)進(jìn)行組織構(gòu)架，從而有效地完成數(shù)據(jù)信息服務(wù)全面覆蓋的目標(biāo)。但考慮到不同系統(tǒng)之間的信道相互獨(dú)立，信道之間的兼容性也相對(duì)較差，因此，想要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的覆蓋，所面臨的工程量規(guī)模巨大，尤其是針對(duì)一些復(fù)雜的高層建筑內(nèi)部來說，考慮到樓宇結(jié)構(gòu)本身特殊，因此，在內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)走向復(fù)雜化，并且每一套獨(dú)立的電信運(yùn)行系統(tǒng)之間，也不存在任何可以共同應(yīng)用或可實(shí)現(xiàn)共同覆蓋的線纜以及零部件。不僅如此，考慮到不同的獨(dú)立系統(tǒng)之間需要在同一片領(lǐng)域交互，因此，天線位置的選擇距離也非常之近，而且每一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)在同一片空間區(qū)域內(nèi)都會(huì)存在一個(gè)天線，這樣的設(shè)計(jì)以及建設(shè)方案，不僅從美觀層面來說不具備價(jià)值，同時(shí)還浪費(fèi)了更多的線纜，造價(jià)成本相對(duì)較高，如果在縱橫交錯(cuò)的線路區(qū)域內(nèi)部，還需要增加一些新的天線系統(tǒng)，施工人員就需要完全重新設(shè)計(jì)一次天饋線系統(tǒng)，系統(tǒng)的兼容性以及擴(kuò)展可溶性能力極差。

而寬頻的室內(nèi)分布系統(tǒng)則利用的是多個(gè)系統(tǒng)之間相互共享和共用覆蓋區(qū)域的模式。該系統(tǒng)在搭建過程中，只需要應(yīng)用同一套天饋系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能以及不同系統(tǒng)信號(hào)在室內(nèi)空間，區(qū)域之間的交互，而整個(gè)天饋系統(tǒng)在構(gòu)建過程中所應(yīng)用到的零部件以及線路也基本是可以通用的。在這樣的構(gòu)建模式下，多個(gè)系統(tǒng)和信號(hào)之間也不再處于絕對(duì)孤島和獨(dú)立的狀態(tài)，可以通過利用合路器等零部件完成不同信號(hào)之間的相互結(jié)合，從而將這些不同信號(hào)系統(tǒng)都?xì)w納到天饋系統(tǒng)內(nèi)部，而系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，也可以通過選擇多集合路或采用單一的寬頻合路器等方式，完成不同通信信道之間的相互融合。其中，不同末級(jí)合路器之后所歸納的天饋線系統(tǒng)的組織構(gòu)架基本是相似的，并且可以直接利用耦合器根據(jù)線路在運(yùn)行過程中的實(shí)際情況，將不同的信號(hào)分配到相應(yīng)的天線終端，也可以通過直接利用過功分器將分路信號(hào)直接輸出，而根據(jù)實(shí)際的構(gòu)建情況以及應(yīng)用方式，天饋線的分布方式和布局也具有一定的差異性。

總的來說，相比于傳統(tǒng)的多系統(tǒng)覆蓋室內(nèi)線路的分布系統(tǒng)來說，多網(wǎng)合一的寬屏室內(nèi)分布系統(tǒng)在構(gòu)建過程中具有以下幾個(gè)方面的特征和優(yōu)勢(shì)[1]。第一，它能夠?qū)崿F(xiàn)一次性的分布和放線，整體的施工流程更加的簡(jiǎn)潔，不需要設(shè)計(jì)大量復(fù)雜的天線構(gòu)件，組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)來說也較為統(tǒng)一，具有后續(xù)維護(hù)管理便捷、美觀性相對(duì)較高、安裝過程較為簡(jiǎn)潔等多方面的優(yōu)勢(shì)。尤其是考慮到多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)還可以讓不同的通信線路共用天饋線系統(tǒng)，系統(tǒng)的構(gòu)建只需要通過一次布放即可，不需要多線路，同時(shí)運(yùn)行的過程中重復(fù)交叉的進(jìn)行天饋系統(tǒng)的構(gòu)建施工，尤其是對(duì)于一些復(fù)雜的樓宇結(jié)構(gòu)來說，更不需要在樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)部架設(shè)復(fù)雜繁多的天線，影響結(jié)構(gòu)的外觀和其他功能。由于該系統(tǒng)讓多套通信線路只需要在一套天饋線系統(tǒng)內(nèi)部就能夠完成通信價(jià)值，因此，組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)潔，后續(xù)的維護(hù)管理也更加便捷了。第二，建設(shè)造價(jià)水平相對(duì)較低?？紤]到在多線合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)構(gòu)建過程中，天饋系統(tǒng)內(nèi)可以容納不同的通信線道，也就是說，不同的通信線道共用同一套天饋線系統(tǒng)，因此，在施工過程中，應(yīng)用的接入設(shè)備以及線路等原材料相對(duì)較少，只需要針對(duì)不同天線系統(tǒng)的頻段或線路和路器，就可以實(shí)現(xiàn)不同線路之間的統(tǒng)一，相比于過去的單網(wǎng)室內(nèi)分布系統(tǒng)來說，這樣的系統(tǒng)構(gòu)建模式，在原材料的引入以及施工建設(shè)方面成本價(jià)格更低，并且還不需要實(shí)現(xiàn)對(duì)于多重天饋系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)。第三，系統(tǒng)的擴(kuò)展性能相對(duì)較強(qiáng)，后續(xù)的升級(jí)改造更加地簡(jiǎn)潔。考慮到多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)在構(gòu)建過程中本身就具有靈活性較強(qiáng)的特征，在后續(xù)即使需要擴(kuò)容，也不會(huì)由于增加線路而影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行性能。不僅如此，擴(kuò)容的過程中，還可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求，在系統(tǒng)擴(kuò)展的前提條件下，只需要簡(jiǎn)單的更換線路，合并的合路器就能夠完成擴(kuò)展和提升的目標(biāo)。比如，在某一項(xiàng)通信系統(tǒng)的擴(kuò)容工程中，需要將原本存在的PHS網(wǎng)絡(luò)、WCDMA網(wǎng)絡(luò)以及 WLAN的三網(wǎng)合一模式實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的擴(kuò)容，而在擴(kuò)容過程中額外增加了GSM系統(tǒng)，將原本的三網(wǎng)合一兼容擴(kuò)并成四網(wǎng)合一，此時(shí)，只需要將原本三網(wǎng)之間的合路器進(jìn)行擴(kuò)充或更換，將合路器轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛲瑫r(shí)兼容四大網(wǎng)絡(luò)的寬頻合路器就可以完成擴(kuò)容施工，不需要針對(duì)后續(xù)的擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)一次天饋系統(tǒng)，擴(kuò)容改造的模式更加地簡(jiǎn)潔[2]。

2 多網(wǎng)合一室內(nèi)分布系統(tǒng)具體的應(yīng)用方案

2.1 無源室內(nèi)分布系統(tǒng)

無源室內(nèi)分布系統(tǒng)在構(gòu)建過程中大量地啟用了無源設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了在同一室內(nèi)空間內(nèi)通信信號(hào)的全面覆蓋功能。而這些無源設(shè)備主要包括了信號(hào)源設(shè)備、功分器設(shè)備、耦合器設(shè)備、分路器以及合路器設(shè)備等等。其中，信號(hào)在傳輸過程中所依靠的主要載體也是以電纜為主，但是這樣的電纜相比于傳統(tǒng)的信號(hào)構(gòu)建模式來說，更加地具有兼容性，也被稱為同軸電纜。大多數(shù)的無源室內(nèi)信號(hào)覆蓋系統(tǒng)，都會(huì)利用樹形結(jié)構(gòu)等方式，將內(nèi)部系統(tǒng)下所涵蓋的信號(hào)源頭，利用分路器或合路器分布到不同的天線上，如果信號(hào)在傳遞的過程中需要實(shí)現(xiàn)大面積的信息覆蓋功能，只需要在源頭的末端安裝一個(gè)干線放大器即可。通常情況下，在利用無源系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，不同分系統(tǒng)的信號(hào)源都會(huì)通過合路器或分路器的方式直接被納入到分布式的系統(tǒng)中，然后再通過耦合器以及功分器讓這些信號(hào)順利的到達(dá)天線區(qū)域[3]。但是考慮到不同系統(tǒng)在運(yùn)作過程中的容量以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際要求，為了更好的確保系統(tǒng)針對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳遞速度和質(zhì)量，在構(gòu)建過程中，可以利用到多集合路的構(gòu)建方式。以三網(wǎng)合一的系統(tǒng)構(gòu)建為例，在這樣的構(gòu)建模式下，就可以利用二級(jí)合路的方式保障系統(tǒng)的容量需求。例如，在PHS網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)絡(luò)的三路合一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下，其采用的二級(jí)合路分為了兩個(gè)層級(jí)，其中，第一集為PHS網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)之間的雙頻合路，而第二級(jí)就是建設(shè)在PHS網(wǎng)絡(luò)與3G雙頻網(wǎng)絡(luò)合路的基礎(chǔ)條件下，又一次實(shí)現(xiàn)了與WLAN網(wǎng)絡(luò)之間的合路[4]。

2.2 有源室內(nèi)分布系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用

有源室內(nèi)分布系統(tǒng)采用的是有源設(shè)備為用戶提供各類型的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)區(qū)域的全覆蓋目標(biāo)。這種系統(tǒng)相比于無源室內(nèi)分布結(jié)構(gòu)來說，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的構(gòu)架和組織更加的靈活，傳輸過程中所依靠的介質(zhì)和載體也更加多元。當(dāng)前，我國(guó)國(guó)內(nèi)最為典型的有源室內(nèi)分布系統(tǒng)構(gòu)建方案中，最有名的方案就是中興公司提出的ZXICSC800有源智能分布系統(tǒng)，除此之外，星河亮點(diǎn)公司所給出的Unison系統(tǒng)也屬于比較典型的有源室內(nèi)分布系統(tǒng)構(gòu)建模式。本篇文章在論述過程中，以Unison系統(tǒng)的構(gòu)建模式為例，該系統(tǒng)在構(gòu)建過程中所包含的相關(guān)設(shè)備主要有主集線器、擴(kuò)展集線器以及遠(yuǎn)程接入的單位，在構(gòu)建過程中采用的是兩極新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中主要的傳輸節(jié)點(diǎn)集中在主集線器上，該設(shè)備可以通過與同軸電纜之間相互銜接，與信號(hào)源頭之間有效的連接起來，而第二層節(jié)點(diǎn)為擴(kuò)展集線器，不同節(jié)點(diǎn)在搭建和傳輸?shù)倪^程中采用的是星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而在傳輸過程中所依靠的線纜載體主要是光纖以及五類線[5]。

3 多線合一室內(nèi)分布系統(tǒng)構(gòu)建過程中的具體策略

室內(nèi)分布系統(tǒng)在構(gòu)建的過程中更加關(guān)注的是組織構(gòu)架的科學(xué)性，就規(guī)劃的合理性以及施工建設(shè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等多個(gè)方面，不僅需要有效的滿足當(dāng)前移動(dòng)通信業(yè)務(wù)在發(fā)展過程中用戶的實(shí)際需求，同時(shí)，還要持續(xù)考慮到在未來系統(tǒng)擴(kuò)容或升級(jí)等方面的維護(hù)管理需求，從而盡可能的減小運(yùn)營(yíng)商的投資以及建設(shè)壓力。因此，綜合地來說多網(wǎng)合一的室內(nèi)分布系統(tǒng)在建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)方面的重點(diǎn)。

第一，在建設(shè)和規(guī)劃的初期階段，就必須要考慮到不同系統(tǒng)之間的兼容性以及共存性，尤其是對(duì)于濾波器等設(shè)備的選擇方面，必須要應(yīng)用到濾波器與其他線路之間的融合和應(yīng)用價(jià)值，充分考慮到在未來系統(tǒng)擴(kuò)容以及升級(jí)過程中的指標(biāo)和參數(shù)需求。第二，盡量針對(duì)寬屏和路器進(jìn)行模塊化的處理，通過模塊化管理和建設(shè)的方式，就能夠在不同的節(jié)點(diǎn)上控制不同制式的信號(hào)源頭，在隨后系統(tǒng)擴(kuò)容和升級(jí)的過程中，也只需要對(duì)應(yīng)的增加寬頻合路器就能夠完成任務(wù)，也能夠根據(jù)業(yè)務(wù)開展過程中的實(shí)際需求制定單個(gè)或者是多種形式的組合方式，通過針對(duì)多頻合路器的構(gòu)建方式進(jìn)行規(guī)劃和總和，最終找到適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的構(gòu)建模式。第三，合路設(shè)備在選擇的過程中盡可能要保障其應(yīng)用的性能和使用的壽命，為了能夠動(dòng)態(tài)性的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際狀況，設(shè)備上還應(yīng)當(dāng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)督和管理的功能，也能夠?yàn)樵O(shè)備后續(xù)的維護(hù)管理提供有效的數(shù)據(jù)支撐。但是，考慮到大多數(shù)的多路合路器采用的組織方式和構(gòu)架方式具有一定的差異性，因此，在組合構(gòu)架過程中必須要盡可能地考慮多網(wǎng)合一背景下不同網(wǎng)絡(luò)的最小輸出功率信號(hào)源頭，保障最小輸出功率的信號(hào)源能夠滿足遠(yuǎn)端通信和接入的實(shí)際需求。第四，在構(gòu)建過程中盡可能應(yīng)用到系統(tǒng)的信號(hào)源頭，也就是說系統(tǒng)的基站，通過系統(tǒng)基站與寬頻和路由器設(shè)備的相互組織，讓這兩大設(shè)備共同處在同一個(gè)機(jī)房空間內(nèi)部，然后應(yīng)用傳統(tǒng)的基站模式就可以徹底替代過去分散的設(shè)備布局方式，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，也能夠便于后續(xù)的擴(kuò)容以及升級(jí)管理。第五，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要全方面地考量到系統(tǒng)的覆蓋效果，以及在運(yùn)行過程中的實(shí)際質(zhì)量和效率，實(shí)際的覆蓋設(shè)計(jì)構(gòu)架應(yīng)當(dāng)滿足室內(nèi)人員的應(yīng)用需求，同時(shí)，在構(gòu)架過程中也可以靈活地組織并且選擇相應(yīng)的天線和定向天線的構(gòu)建方式[6]。第六，在系統(tǒng)覆蓋以及建設(shè)的過程中，盡可能選擇合適的構(gòu)建空間，其空間的特征必須要滿足于人員相對(duì)集中、對(duì)于通信業(yè)務(wù)要求量相對(duì)較高、區(qū)域知名度相對(duì)較高、面積相對(duì)較大、地區(qū)交通相對(duì)便捷、集消費(fèi)餐飲及娛樂于一體的大規(guī)模建筑物內(nèi)部，這樣才能夠?yàn)椴煌€路的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以及組織提供有效的空間支撐，保障線路構(gòu)架及組織的覆蓋效果和美觀性。最后，在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，必須要注重站在多維度的考量下進(jìn)行安排，注重線路構(gòu)建的輕重緩急，針對(duì)一些話務(wù)量要求較高的區(qū)域進(jìn)行優(yōu)先建設(shè)，通過分批量的逐步建設(shè)方式，最終完成組織構(gòu)架。例如，建設(shè)綜合室內(nèi)分布系統(tǒng)，必須要達(dá)到實(shí)現(xiàn)資源重復(fù)利用的目標(biāo)，盡可能地縮短施工周期。而對(duì)于一些寬頻多網(wǎng)共用所引發(fā)的成本造價(jià)較高或個(gè)別區(qū)域施工困難的問題，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工建設(shè)區(qū)域的實(shí)際狀況單獨(dú)進(jìn)行考量。

4 結(jié)語

綜上所述，室內(nèi)分布系統(tǒng)的構(gòu)建，應(yīng)當(dāng)與用戶的應(yīng)用需求以及市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)之間緊密地聯(lián)系在一起。為了能夠有效地節(jié)約系統(tǒng)構(gòu)建過程中的投入成本，避免資源的重復(fù)性浪費(fèi)，運(yùn)營(yíng)商更應(yīng)當(dāng)通過考慮采用多網(wǎng)合一的綜合室內(nèi)分布系統(tǒng)構(gòu)建模式，持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的整體質(zhì)量和效率，并降低網(wǎng)絡(luò)搭建和構(gòu)建過程中的成本投入，幫助運(yùn)營(yíng)商更好地拓展市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。