基于光纤直放站的网络覆盖技术

基于光纤直放站的网络覆盖技术

摘要：在网络中运用直放站可实现“小容量、大覆盖”，是低成本、快速解决网络覆盖的有效手段。本文主要介绍光纤直放站的工作原理、特点以及如何运用光纤直放站提高网络质量和网络设备利用率。
关键词：光纤直放站  覆盖技术  传输距离 
        0 引言
        随着移动通信的高速发展，客户对网络服务质量的要求不断提高，运营商之间竞争日益激烈。而对公路隧道实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节，也是提高综合竞争力的一个有力手段。
        建设CDMA、GSM直放站可快速提高网络质量。直放站从传输方式来分有无线直放站、光纤直放站和移频直放站。其中，光纤直放站运用的历史较短，但与其他直放站相比较，它有自己独特的优势，光纤直放站信号纯净，衰减度小，信号传输不受地理气候的限制，而且随着光器件价格的降低，产品不断成熟，在网络中的运用不断增多。
        1 光纤直放站的工作原理
        光纤直放站主要由中继端机（或近端机，在基站机房内耦合信号）、光传输网络、远端机和天线系统组成。
        中继端机将基站射频信号耦合下来，并将射频信号转换成光信号；
        光传输网络将信号传送到远端；
        远端机主要包括双工滤波器（Duplex）、低噪声放大器（LNA-low noise amplifier）、功率放大器（PA-power amplifier）、光端机等设备，将射频信号从光信号中解调出来，并滤波、放大；
        用户天线用于覆盖区的信号发射和接收，可采用全向或定向天线。
        前向放大器放大基站至移动台的下行信号（前向信号），反向放大器放大移动台至基站的上行信号（反向信号），由于上下行信号频率相差很大即双工间隔很大（如GSM900、CDMA800的双工间隔为45MHz），可利用双工滤波器和前端滤波器方便地将两路信号分开。
        2 光纤直放站特点
        光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上，光纤直放站是通过光纤进行传输，而无线直放站通过空间传播。因此，光纤直放站具有以下特点：①输出信号频率与输入信号频率相同，透明信道。②覆盖区天线可根据地形情况选择全向或定向天线。③不存在无线直放站收发隔离问题，选址方便。④光纤中继端与近端机距离不超过20公里。
        3 光纤直放站在公路隧道覆盖中的建设问题
        由于公路隧道具有地形复杂，信源获取困难以及覆盖区域狭长，信号波动损耗都较大等特点；因此需要根据实际环境进行勘测设计，灵活组网规划；基于公路隧道的特点，光纤直放站因具有设计和施工灵活且覆盖效果好，工作稳定等优点，所以在公路隧道中有很好的应用。可从以下几个方面来进行探讨。
        3.1 传输距离的要求 光纤直放站的传输距离最大可达15公里，因此对于一般的狭长的隧道，只要不超过改传输距离，就可以使用光纤直放站来进行覆盖。
        3.2 信源的选取 因为信源的选取直接关系到整体覆盖效果。因此要保证施主基站有话务容量冗余可以负担光纤直放站覆盖区域内的话务量。若在隧道口附近无信源可取或隧道较长，利用耦合器从基站耦合信号到近端机，近端机将射频信号转化为光信号，通过光缆将光信号送到远端机，远端机将光信号转化为射频信号同时放大信号将其馈送到天线。根据覆盖距离及近端机拖带远端机能力和对基站的噪声影响，来确定远端机数量。

       3.3 供电方式 对于公路隧道，一般建设在较偏远的山区，电源不太稳定甚至没有电源提供，因此可以利用太阳能供电系统供电，但是如果是在有电源提供的地区可直接利用220V交流电供电。
        3.4 监控系统 公路隧道在偏远地区，故在维护上有很大的困难。监控系统能对其进行参数设置、调整，在网络维护方面起了非常重要的作用，是必不可少的一项补充。
        4 光纤直放站在某隧道网络覆盖中的应用实例
        4.1 工程概况 某隧道隧道全长820米，双洞单向两车道，隧道顶高约6米，隧道内信号电平小于-100dBm，隧道东侧隧道口到转弯处约1000米路段信号电平在-90dBm至-98dBm之间，通话质量差。
        4.2 解决方案 为了解决该隧道的覆盖问题，采用无线接入光纤直放站，两隧道内分别采用八木天线进行覆盖，隧道外采用抛物面天线，而利用隧道顶遮挡来解决隔离度问题。系统平面图如下：
        4.3 测试结果 该隧道开通后检测结果为公路隧道内、隧道外网络信号电平值≥-85dBm左右，通话质量RxQual 90%区域以上0级，切换成功率＞99%，掉话率＜1%，扩大基站覆盖范围，对基站参数指标无任何影响。
        5 结束语
        光纤直放站相对于无线直放站来说，成本相对较高，而且需要敷设光纤。但正如本文第2点所阐述，与无线直放站相比，光纤直放站有着无可比拟的优点，光纤直放站一般可获得80dB以上的增益，主要完成为离基站较远的村镇、公路、厂矿、旅游区等地域的覆盖。该系统具有建站速度快、工程投资低，见效快等优点，具有极高的性价比。
参考文献：
[1]韦惠民等.蜂窝移动通信技术.西安：西安电子科技大学出版社.2002.
[2]孙儒石等.GSM数字移动通信工程.北京：人民邮电出版社.1998.
[3]吴志忠.移动通信无线电波传播.北京：人民邮电出版社.2002.

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