淺談CATV入戶室內覆蓋系統

金濤

目前電信運營商的競爭越來越激烈,因此,客戶及運營商對無線覆蓋服務的質量要求也就越來越高。近些年進行的室內覆蓋項目使得網絡覆蓋有了新的提高。網絡質量得到改善也使得客戶對話音的要求越來越高,尤其是居民區的信號質量尤為關注。對于大型住宅小區,雖然大部分已經建設了室內覆蓋系統,但由于各種原因,無法鋪設專用射頻電纜入戶進行覆蓋,故局部區域信號差的問題不能得到有效的解決,尤其體現在高層的無線信號覆蓋上。由于現代建筑物一般為鋼筋混凝土結構,對手機信號屏蔽嚴重,再加上無線信號工作頻率高,信號空間損耗大,在建筑物過道上布放天線已經很難滿足運營商視頻電話業務和高速下載數據業務。將天線布放在房間內會極大的提高信號的質量,但天線布放在室內會大大增加物業協調難度和工程施工進度。網絡問題集中表現為由于建筑物阻擋造成的低覆蓋、低場強、低接通率、低質量、高掉話率等。因此、需要一種新的無線信號覆蓋系統來解決上述問題。

針對目前狀況,利用有線電視網絡(CATV)已基本覆蓋了每個家庭住戶和酒店房間的網絡特點,采用CATV網傳送移動通信信號進行無線信號覆蓋,實現住宅小區、酒店的信號覆蓋。利用這種覆蓋方式,可以成功解決建筑物內的移動通信信號覆蓋不足的問題。

1CATV入戶室內覆蓋系統簡介

1.1 工作原理

CATV(有線電視)系統是一套將天線接收到的電視信號進行放大、分配并通過電纜傳送給眾多用戶電視機的專用系統。

CATV入戶室內覆蓋系統則是利用CATV原有網絡,通過CATV線纜傳輸信號的一種新型室內覆蓋系統。實現原理是將移動信號經過阻抗轉換器轉換成適合在CATV線纜傳輸的信號,再與CATV總線的電視信號進行合路,經過CATV系統各器件傳輸后到達電視終端前,通過信號分離器再將兩路信號分開,達到借助CATV系統傳輸移動信號的目的。

1.2 覆蓋方式

通過覆蓋終端來區分,該系統有兩種覆蓋方式:無源終端覆蓋與有源終端覆蓋。采用有源還是無源方式覆蓋,由目標覆蓋區域面積大小及目標覆蓋區域原始場強而定。

(1)無源終端覆蓋。

樓內的室內分布系統提供移動信號信源,通過合路器將移動信號饋入CATV網絡,在住戶家中放置一臺無源終端,通過無源終端實現信號的分離,分離出的CATV信號直接傳送到電視,而移動信號則傳送至天線。如圖1所示。

(2)有源終端覆蓋。

樓內的室內分布系統提供移動信號信源,通過合路器將移動信號饋入CATV網絡,在住戶家中放置一臺有源終端,通過有源終端實現信號的分離和放大,分離出的CATV信號直接傳送到電視,而移動信號則經過放大后傳送至天線。如圖2所示。

1.3 應用場景

(1)大戶型居民樓。

居民樓中由于大戶型結構(200m2左右)的存在,使得即使在住戶門口安裝天線,也無法實現信號的全覆蓋。要想解決此問題,只能入戶覆蓋。采用常規線纜入戶覆蓋方式,因為涉及到打孔走線等問題往往會遭到住戶的反對,而借助CATV線纜將移動信號引入到住戶家中,并結合原有室內覆蓋系統,就可以達到信號的無縫隙覆蓋。如圖3所示,圓弧上方為原室內覆蓋系統覆蓋范圍,左下和右下房間存在覆蓋弱區,采用CATV線纜對信號弱區進行入戶覆蓋。

(2)無法明裝天線的樓宇。

目前很多樓宇物業公司為了樓宇的整體美觀,不允許天線外露,目前常用的解決方法為:在樓宇弱電豎井或電梯井道等內部安裝天線,對樓宇進行信號覆蓋。這種方式由于天線暗裝,井道對信號屏蔽嚴重,移動信號只能覆蓋公共區域和用戶家中的部分區域,無法實現樓宇移動信號的全覆蓋。而借助CATV線纜將移動信號引入到住戶家中,并結合原有室內覆蓋系統,達到信號的無縫隙覆蓋。如圖4所示,樓宇公共區域物業不允許明裝天線,原室內覆蓋系統只能覆蓋電梯和部分室內區域,采用CATV線纜對信號弱區進行入戶覆蓋。

(3)酒店公寓。

酒店公寓一般已建設室內覆蓋系統,雖然2G信號強度可以滿足覆蓋要求,但更高頻段的WLAN信號或3G信號,信號衰減嚴重,往往存在信號覆蓋弱區。在走廊上增加天線,施工及協調業主難度均較大,而借助CATV線纜將高頻段信號引入到酒店公寓內,并結合原有室內覆蓋系統,可以達到信號的無縫隙覆蓋。如圖5所示,為借助CATV線纜傳輸WLAN信號,解決WLAN信號覆蓋弱區。br>

1.4 系統特點

優點如下。

(1)建網速度快,無需打孔穿線等施工。

(2)建設成本低,造價只有傳統入戶方式的30%左右。

(3)支持多網融合覆蓋,目前支持2G、3G、WLAN,并為LTE擴展做好鋪墊。

(4)協調簡單,對業主房屋裝修無影響。

(5)應用場景廣泛,可以廣泛應用于有CATV網絡的各種場所。

缺點如下。

(1)覆蓋區域必須已有室內覆蓋系統為其提供信源。

(2)對于未入住樓宇實施難度較大(無法確定住戶是否同意)。

1.5 CATV入戶室內覆蓋系統設計關鍵點

(1)明確覆蓋區域的面積大小,估算墻體損耗,確定需要安裝的設備數量。

(2)確定有源還是無源覆蓋方式:當末端功率大于0dBm時建議采用無源覆蓋方式;當末端功率小于0dBm時建議采用有源覆蓋方式。

(3)需在安裝前估算CATV信號強度,安裝后會為系統引入大約4dB的插損,當CATV信號很弱(≤-50dBm)時,接入設備后電視圖像質量會有所下降。因此在使用該系統時應保證安裝前每頻道CATV信號足夠強。

(4)分別根據GSM、TD在線纜中的損耗分別設計功率,GSM制式百米損耗約為18dB,TD制式百米損耗約為38dB。

(5)設備器件功率要求。

(1)有源終端最大射頻輸入應小于等于10dBm。

(2)無源終端最大射頻輸入應小于等于20dBm。

(3)合路器最大射頻輸入應小于等于30dBm。

2干擾分析

在CATV網絡中引入移動通信信號,必須考慮移動通信設備及信號對電視造成的影響。下面以GSM與CATV信號合路加以說明。

(1)工程設計標準中要求CATV信號載噪比大于43dB(帶寬5.75MHz),CATV每載波信號強度在－30～－50dBm之間,所以當底噪小于－90dBm時,GSM信號對CATV網絡無影響。在實際引入的GSM設備中,帶外(50MHz～750MHz)噪聲小于－120dBm,帶內(880MHz～960MHz)噪聲小于－60dBm,由于終端濾波合路器的隔離作用,880MHz～960MHz帶內噪聲到電視端口的強度小于－90dBm。所以引入GSM系統對CATV的載噪比沒有明顯的影響。

(2)從交調信號來看,GSM信號與CATV信號在無源器件中進行合路,合路器的交調小于-80dB,GSM信號強度不大于10dBm,CATV信號不大于-10dBm,實際測試中在可測范圍內未發現有交調信號產生,其信號電平小于-90dBm,因此二者的交調信號對CATV網絡沒有影響,GSM自身的交調信號落入到CATV頻段中的信號強度在測試中發現也是小于-90dBm,綜上可知引入GSM系統后在CATV系統中引入的帶內雜散信號電平小于-90dBm,對CATV沒有影響。

(3)首先討論電視機的工作原理。當CATV全電視信號送入電視機后,首先進入電視機高頻調諧器內(俗稱高頻頭),經過高頻放大和變頻后,形成統一頻率的中頻信號,送入圖像中頻放大電路。全電視信號(包括圖像、伴音、同步信號)經過圖像通道的三級中頻放大后,再經視頻檢波器進行檢波,取出圖像、伴音信號,分別送往視頻放大電器和伴音通道。把送入視頻放大電路的圖像信號放大后,輸入顯像管中實現重放圖像的功能;送入伴音通道的伴音信號經放大后,推動揚聲器實現重放聲音的功能。所以GSM信號主要是影響電視機高頻頭的動態范圍。到達用戶終端盒的GSM信號強度不大于10dBm,經終端合路濾波器濾波后,到達電視的帶外信號(880MHz～960MHz)信號強度小于-20dBm。由于電視機高頻頭最大輸入總功率大于0dBm,在本身滿足載波組合三次差拍比大于54dB的前提下,引入小于-20dBm的帶外信號(880MHz～960MHz)對高頻頭的工作及電視機的解調沒有影響。

綜上所述,在CATV網絡中引入GSM信號,對網絡及電視沒有影響,通過同樣的分析可以得出,CATV網絡中引入其它制式信號,對網絡及電視都沒有影響。

3結語

利用有線電視網絡(CATV)進行無線通信的室內覆蓋,可以成功解決由于建筑結構原因造成的低覆蓋、低場強、低接通率、高掉話率等室內覆蓋難點,并且工程施工相對容易,設備成本低廉,在處理投訴,尤其是高層問題產生的投訴時具有較大的優勢。能夠作為一種常規的覆蓋手段,對酒店公寓和住宅等走線困難的場景進行移動信號的深度覆蓋。為打造精品網絡,奉獻一流服務,不斷提高網絡質量,為用戶帶來更多更好的精彩通訊生活。

參考文獻

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