多制式光纖分布式室內覆蓋系統應用研究

鄭麗萍　萬忠寶

【摘 要】 通過研究多制式光纖分布式室內覆蓋系統的產品特點及組網方式，從時間色散效應、容量分析、底噪抬升以及上下行鏈路平衡幾個方面分析該產品在網絡規劃中的難點，從而得出該種產品在室內覆蓋規劃中的應用建議。

【關鍵詞】 光纖分布 覆蓋規劃 色散效應 底噪

隨著人們環保意識逐漸增強，傳統的室內覆蓋由于設備美觀性較差，組網復雜，施工難度較大，物業協調變得越來越難，但隨著經濟的發展，又使人們對信號網絡越來越依賴，需求越來越高，解決兩者的矛盾就要研究一種既能讓人們接受的網絡覆蓋方式，又能滿足覆蓋和容量的需求，多制式光纖分布式室內覆蓋系統應運而生，它不僅實現了多種網絡制式的物理融合，又打破了傳統的饋纜組網模式，一種全新的室內覆蓋系統讓人眼前一亮，給我們提供了一種新的覆蓋方式選擇。本文將通過研究分析多制式光纖分布式室內覆蓋系統的設備特性、組網方式、規劃難點以及經濟效益分析給出相應的使用建議。

一、產品類型及組網特點

多制式光纖分布式室內覆蓋系統是指由接入控制單元、近端擴展單元、遠端射頻單元三部分組成的多業務新型分布系統，用于2G/3G/4G無線通信信號的深度覆蓋，目前主要產品有MRRU、MDAS、超寬帶分布系統、TBS多載波基站等幾種，綜合來看，主要表現為2個新型特點：

1）多制式系統接入

2）以光纜、網線為傳輸介質的組網模式

多制式光纖分布式室內覆蓋系統原理圖如下：

二、規劃難點

2.1時間色散效應

多制式光纖分布式室內覆蓋系統引入了大量的有源光纖拉遠設備，如果在同一覆蓋區域或者連續覆蓋的區域內出現來自同一基站的兩臺甚至多臺拉遠設備覆蓋的情況，對于采用時分多址技術的GSM系統，由于傳播路徑的不同，造成信號到達接收端的時間延時不同，因此接收信號中的一個碼元的波形會延時擴展到后續碼元周期中，這樣，帶有同一信息先后到達的兩路或兩路以上信號，在接收端就會產生碼間干擾，嚴重時導致大面積掉話現象，影響網絡質量。

時間色散主要產生在基站與光纖拉遠設備的重疊及連續覆蓋區域、光纖拉遠設備之間的重疊及連續覆蓋區域。光纖直放站對信號的時延主要來自光纖直放站本身進行的光電轉換帶來的時延，這部分時延<5us；另一方面是信號在光纖介質中傳播帶來的時延，信號在光纖介質中傳播速度為200m/us，光路越長，延遲時間越長。

a：基站與光纖拉遠設備之間的時間色散（上圖陰影B區）

假設基站的空間時延為T1，直放站設備時延為t，光纜傳輸時延為T2，直放站空間時延為T3，對于不滿足同頻干擾保護比的覆蓋情況，可以等效看成T1=T3，因此

L<（14.8-5）us*200m/us=1960m（L為光纜傳輸長度）

b：光纖拉遠設備之間的時間色散（上圖陰影A區）

對于同一基站下掛的一托多類型的光纖直放站，設備時延可以相抵，因此時間色散延遲主要來自于光纖傳輸的延遲，因此，L<14.8us*200m/s=2960m。

對于多制式光纖分布式室內覆蓋系統來說，其有不同的組網形式，由于光纖設備的使用，往往出現多級串聯，這樣設備的延遲時間會大幅增加，因此為避免重疊覆蓋區域的時間色散，選擇的施主信源要盡可能避開與拉遠設備有重疊覆蓋區域；以及拉遠設備之間盡可能避免有重疊及連續覆蓋區域，尤其是設備之間有較遠光纖傳輸的情況。

2.2容量受限

多制式光纖分布式室內覆蓋系統的優勢在于多制式合路以及大量拉遠設備的使用，使組網簡單、靈活，與此同時，也帶來了信源使用量減少的問題，對于一些容量需求較高的覆蓋場景，光纖分布式室內覆蓋系統的使用必然使容量受限，如果單純的增加信源的數量，會破壞原本的組網模式，使其失去本身的組網優勢，那么另外一個辦法就是升級載波。

2.3底噪抬升影響

在室內分布系統設計時，由于有源設備的引入，會帶來底噪的抬升，特別是多制式光纖分布式室內覆蓋系統主要以大量有源設備組網，那么對于底噪的控制就尤其重要，特別是對于WCDMA系統，底噪的抬升會導致上行速率下降，嚴重影響網絡質量。

干放在微蜂窩基站接收機處產生的等效噪聲電平Irep可表示為：

Irep=10^（Ni /10）

下圖是多制式光纖分布式室內覆蓋系統的組網模式：

通過對現有系統結構的分析，MDAS組網主要分為三級：MAU、MEU、MRU，要分別計算各級傳導至RRU的底噪值，從而計算出所有有源設備的接入對系統底噪抬升的影響。

對于WCDMA系統，RRU的輸出功率為P_bts=33dBm，MAU的標稱輸入功率為（-15dB-0dB）

這里我們取-10dB，MAU與MEU之間光模塊及光纜傳輸損耗取3dB，MRU的輸出功率為P_rep=17dBm（室內放裝型），所有有源設備的噪聲系統5dB，根據鏈路平衡的需要以及MDAS產品的標稱值，MRU的上下行增益差為3dB。

在使用多制式光纖分布式室內覆蓋系統進行室內分布系統設計時，要充分考慮有源設備的引入對基站底噪的影響，根據不同配置單元數量以及功率等合理計算，并考慮一定的系統冗余，建議采用MDAS組網時，單小區下掛MRU單元不超過56個，如果采用更大功率的MRU單元，下掛的個數要相應的減少。

2.4上下行鏈路平衡控制

通過底噪的計算公式可以得出，RTWP抬升直接影響因素為有源設備的上下行增益差，當下行增益一定時，減小上行增益，能夠有效的降低有源設備對基站底噪抬升影響，然而如果上行增益設置過小，就會使上下行增益差過大，從而導致基站上下行鏈路不平衡。

通過上下行鏈路計算，上行鏈路可直接理解為：

手機發射功率=基站接收靈敏度-手機接收功率+基站發射功率+上下行增益差

以語音為例，接收功率為-80dBm時，手機發射功率=-123-（-80）+33+上下行增益差=-10+上下行增益差。

當上下行增益差設置過大時，直接影響手機發射功率。極限情況下，當手機接收功率較弱時，當手機以最大發射功率（23dBm）發射仍不能滿足解調門限時則直接導致呼叫失敗。

因此，在使用多制式光纖分布式室內覆蓋系統的基站進行設備調測，要合理設置上下行增益差，保證系統上下行鏈路平衡，根據鏈路計算和工程經驗，建議干放的上下行增益差控制在5dB以內。

三、應用建議

根據多制式光纖分布式室內覆蓋系統的設備特性及組網特點，建議主要應用在以下一些場景：

1）低層住宅、別墅等區域。此種區域一般具有一定的覆蓋需求，且容量需求不高，傳統的室內覆蓋方式無法較好的解決覆蓋問題，建議在此種區域采用室分外引，利用多制式光纖分布式覆蓋系統進行拉遠室外覆蓋。

2）城中村的綜合覆蓋。由于城中村建筑物一般低矮、密集，信號阻擋嚴重，宏站很難形成有效的全覆蓋，在加上物業協調極為困難，因此采用多制式光纖分布式室內覆蓋系統可以進行定點式無縫隙覆蓋。

3）狹長街道及低層商鋪。由于街道及商鋪縱身較大，受周圍建筑物的阻擋，容易形成盲區及弱覆蓋區域，且此類場景可以利用街道的電線桿、監控桿等進行設備安裝及取電，不易影響美觀，狹長街道更適合光纖拉遠的組網方式。

綜合來講，多制式光纖分布式室內覆蓋系統適合于容量需求較低的覆蓋類場景，對于辦公樓、大型商場、酒店等對網絡容量、質量、覆蓋需求都較高的場景、不建議單獨使用多制式光纖分布式室內覆蓋系統進行覆蓋，應該根據場景內不同需求及特點采用室內外綜合協調覆蓋，不同覆蓋手段取長補短。

參 考 文 獻

[1]張威，GSM網絡優化—原理與工程.北京：人民郵電出版社，2010.

[2]李薔薇，移動通信技術.北京：北京郵電大學出版社，2005.