光纖直放站的網絡覆蓋技術

周蘭軍

摘 要：本文主要介紹光纖直放站的工作原理，光纖直放站的主要參數，光纖直放站的傳輸方式，特點以及如何運用光纖直放站提高網絡質量和網絡設備利用率。

關鍵詞：光纖直放站；覆蓋技術；傳輸距離

在網絡中運用直放站可實現“小容量、大覆蓋”，是低成本、快速解決網絡覆蓋的有效手段。 隨著移動通信的高速發展，客戶對網絡服務質量的要求不斷提高，運營商之間競爭日益激烈。而對公路隧道實現全線覆蓋是運營商提高網絡質量的一個重要環節，也是提高綜合競爭力的一個有力手段。

一、光纖直放站的工作原理

主要有以下幾個部分組成：光近端機、光纖、光遠端機（覆蓋單元）。光近端機和光遠端機都包括射頻單元（RF單元）和光單元。無線信號從基站中耦合出來后，進入光近端機，通過電光轉換，電信號轉變為光信號，從光近端機輸入至光纖，經過光纖傳輸到光遠端機，光遠端機把光信號轉為電信號，進入RF單元進行放大，信號經過放大后送入發射天線，覆蓋目標區域。上行鏈路的工作原理一樣，手機發射的信號通過接收天線至光遠端機，再到近端機，回到基站。

二、光纖直放站的傳輸方式

光纖直放站的最大特點是通過光纖進行信號傳輸，光纖傳輸可以單獨敷設，也可以利用現有的傳輸網絡，主要有3種方式：普通雙光纖方式、波分復用方式和同纖傳輸方式，其中波分復用和同纖方式都需要使用波分復用器。一般來說，如果能夠從基站敷設光纖至光遠端機或現成的光纖網絡中有富余的纖芯，都采用普通雙光纖的方式解決光纖傳輸的問題。采用波分復用器可以提高光纖的利用率，但由于波分復用器投資較大，一般較少使用。光纖直放站主要由中繼端機（或近端機，在基站機房內耦合信號）、光傳輸網絡、遠端機和天線系統組成。

中繼端機將基站射頻信號耦合下來，并將射頻信號轉換成光信號；光傳輸網絡將信號傳送到遠端；遠端機主要包括雙工濾波器（Duplex）、低噪聲放大器（LNA-low noise amplifier）、功率放大器（PA-power amplifier）、光端機等設備，將射頻信號從光信號中解調出來，并濾波、放大；用戶天線用于覆蓋區的信號發射和接收，可采用全向或定向天線。前向放大器放大基站至移動臺的下行信號（前向信號），反向放大器放大移動臺至基站的上行信號（反向信號），由于上下行信號頻率相差很大即雙工間隔很大（如GSM900、CDMA800的雙工間隔為45MHz），可利用雙工濾波器和前端濾波器方便地將兩路信號分開。

三、光纖直放站的特點

光纖直放站與無線直放站的最大區別在于施主基站信號的傳輸方式上，光纖直放站是通過光纖進行傳輸，而無線直放站通過空間傳播。因此，光纖直放站具有以下特點：

1.輸出信號頻率與輸入信號頻率相同，透明信道。

2.工作穩定，覆蓋效果好。

光纖直放站通過光纖傳輸信號，不受地理環境、天氣變化或施主基站覆蓋范圍調整的影響，因此工作穩定，覆蓋效果好。

3.覆蓋區天線可根據地形情況選擇全向或定向天線。

4.不存在無線直放站收發隔離問題，選址方便。

無線直放站需把施主天線安裝在可以接收到GSM信號的地方，而且接收信號強度不能小于-80dBm，所以無線直放站一般只能安裝在基站覆蓋范圍的邊緣，并向順著基站覆蓋的方向延伸覆蓋。同時，為了防止直放站自激，還需保證施主天線和覆蓋天線有足夠的隔離度。因此，無線直放站的安裝位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天線進行覆蓋，覆蓋范圍較小。光纖直放站在設計時無需考慮安裝地點能否接收到信號；不需考慮收發隔離問題，選址方便；覆蓋天線可根據需要采用全向或定向天線，因此，設計和施工的靈活性大。

四、光纖直放站的傳輸距離

1.光纖直放站采用光纖進行傳輸，光信號在光纖中傳輸的損耗非常小，光纖直放站信號傳輸的距離主要是受信號時延的限制。 GSM數字移動通信采用TDMA時分多址技術，每載頻分為8個信道分時共用，即每載頻8個時隙。時隙之間的保護間隔很小，為消除手機MS到BTS的傳播時延，GSM系統采用MS提前一定時間來補償時延，時間提前量的取值范圍是0～233μS，對應信號傳播約70公里，由于信號一來一回是雙向的，所以，GSM信號在每載頻8個時隙時，空間傳播距離是35km。當引入光纖直放站延伸信號傳播距離時，信號的傳播時延包括了在光纖直放站上的時延和在空中傳播的時延。光信號在光纖的介質中傳播時，速度是無線信號在空氣中傳播的2/3，加上直放站的時延（大約1.5μS）和無線信號在空中傳播時延，因此，光纖直放站距離基站最遠不應該大于20km。

2.光纖直放站的主要指標。光路參數 ；光纖：G.652單模光纖（對于1.55μm波長，適于采用G.652單模光纖）光源：.3μm/1.55μm波長激光器組件；入纖光功率：≥3dBm（1.3μm波長） ≥0dBm（1.55μm波長） ；光檢測器：Pin接收組件，連接器：APC/FC，PC/FC ---射頻參數；頻率范圍：800MHz -1000MHz接收端AGC范圍：20dB（相當于10dB光衰減）；傳輸帶寬：890MHz-960MHz（±0.5dB） 800MHz-890MHz（±0.5dB） 輸出電平： 下行：-20dBm 上行：-20dBm - -60dBm，兩頻三階互調產物：≤-38dBc；噪聲系數：≤5dB（光接收機噪聲底為-126dBm/CH）；輸入輸出阻抗：50Ω；駐波比：≤1.55. 光纖直放站應用及組網圖由于光纖直放站傳輸距離長，避免了同頻干擾可全向覆蓋因而選址方便，且信號傳輸不受地理條件限制，特別適于郊區、鄉村邊遠城鎮和地形復雜的山區以及鄉鎮、丘陵地帶的通信盲區等。

光纖直放站相對于無線直放站來說，成本相對較高，而且需要敷設光纖。光纖直放站一般可獲得80dB以上的增益，主要完成為離基站較遠的村鎮、公路、廠礦、旅游區等地域的覆蓋。該系統具有建站速度快、工程投資低，見效快等優點，具有極高的性價比。