【摘要】在“寬帶中國”上升為國家戰(zhàn)略的大背景下，有效支撐移動(dòng)寬帶和固定寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展是當(dāng)前及今后一段時(shí)期通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的一項(xiàng)重大舉措，也是室內(nèi)深度覆蓋建設(shè)轉(zhuǎn)型的契機(jī)。通過探討基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)基本原理、硬件電路原理及系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)等方面，為各運(yùn)營商在無線網(wǎng)室內(nèi)精確覆蓋方案的制定提供一定的參考。

關(guān)鍵詞FTTx室內(nèi)分布精確覆蓋深度覆蓋下一代通信網(wǎng)LTE

中圖分類號：TN925.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-1010(2014)-10-0019-05

Design and Implementation of Accurate Coverage System of Next-Generation Communication Networks Based on FTTx

LIN Yu

[Abstract] Under the background of the“Broadband China”rising to national strategy, it is necessary to effectively support the development of mobile broadband and fixed broadband services, which is not only an important step of communication network transformation in the future, but also a transition opportunity of indoor depth coverage construction. The system design, system fundamental principles, hardware circuit principles and hardware implementation of accurate coverage system of next-generation communication networks based on FTTx are explored, which will be valuable for the operators to establish indoor accurate coverage solutions in wireless networks.

[Key words]FTTxindoor distributionaccurate coveragedepth coverage next-generation communication networksLTE

1 引言

隨著移動(dòng)通信的蓬勃發(fā)展，移動(dòng)終端在室內(nèi)的使用率越來越高，雖然移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過了多年的建設(shè)，但室內(nèi)深度覆蓋問題一直是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量的短板。由于分布天線通常只能布放在樓道、電梯口等公共區(qū)域，信號基本無法完全覆蓋到辦公室或住宅內(nèi)部，這也成為室內(nèi)用戶投訴的主要原因。

當(dāng)前室內(nèi)覆蓋面臨的主要問題總結(jié)如下：

（1）傳統(tǒng)室內(nèi)分布不均勻，屏蔽衰減大，深度覆蓋不足；

（2）直放站和干放使用過多，特別是大功率有源設(shè)備，導(dǎo)頻污染嚴(yán)重；

（3）效率非常低，大約80%的功率都浪費(fèi)在信號的傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)上；

（4）高層信號混雜，導(dǎo)頻污染嚴(yán)重，室內(nèi)外2G/3G協(xié)同性差；

（5）多網(wǎng)合路設(shè)計(jì)問題多，器件質(zhì)量和工程質(zhì)量問題也多；

（6）協(xié)調(diào)物業(yè)難、饋線多，室內(nèi)改造工程量大，人工成本及投資較高。

運(yùn)營商全面部署“光網(wǎng)城市”行動(dòng)，為多業(yè)務(wù)室內(nèi)分布的入戶精確覆蓋提供了條件。一種新型的基于FTTx（Fiber-to-the-x，光纖接入）的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)利用覆蓋面最廣的光纖網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮光纖承載帶寬大和傳輸損耗小的優(yōu)勢，滿足2G/3G/4G、WLAN、寬帶業(yè)務(wù)等多業(yè)務(wù)的接入，真正意義上實(shí)現(xiàn)入戶的精確覆蓋，既保證良好的用戶體驗(yàn)，又適應(yīng)了電信運(yùn)營商多業(yè)務(wù)運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，大大提高室內(nèi)覆蓋投資效益比。

2 系統(tǒng)基本原理概述

該系統(tǒng)利用原有入戶光纖進(jìn)行無線信號的室內(nèi)精確覆蓋，包括近端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備。其中，近端設(shè)備負(fù)責(zé)將無線信號調(diào)制成光信號，并將此光信號通過內(nèi)置的光波分復(fù)用器合路到原有入戶光纖上；遠(yuǎn)端設(shè)備放置在用戶家中，將入戶的信號進(jìn)行分路、解調(diào)，再通過天線將無線信號進(jìn)行發(fā)射，而原有EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）寬帶信號仍能正常傳輸至ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）終端設(shè)備，不影響用戶上網(wǎng)、固話、IPTV等業(yè)務(wù)。同時(shí)，遠(yuǎn)端設(shè)備將接收到的上行無線信號調(diào)制成光信號，并將光信號通過內(nèi)置的波分復(fù)用器與上行的寬帶信號進(jìn)行耦合，通過原有的入戶光纖傳輸至近端設(shè)備。如圖1所示：

3 基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系

統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1室內(nèi)覆蓋信號傳播預(yù)測分析

基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)主要針對目前有寬帶接入的場景，其大部分為室內(nèi)環(huán)境，在室內(nèi)終端用戶相對活動(dòng)在有限的空間范圍內(nèi)，不同的墻面、樓頂、地面、人以及所有室內(nèi)物體都會引起電磁的反射、折射、散射和吸收。在某一建筑物內(nèi)的不同位置或是同一位置的不同時(shí)刻，傳播環(huán)境也有一定的差異，如果對每個(gè)建筑物都采用實(shí)際測量方式來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能優(yōu)化，顯然是不科學(xué)的。通常會利用無線室內(nèi)傳播模型來計(jì)算室內(nèi)環(huán)境下的傳播損耗，并估算室內(nèi)精確覆蓋系統(tǒng)的輸出功率和鏈路增益。

可預(yù)測出距離信號源d（m）處的場強(qiáng)：

P=Pt+Gm-PL(d)-R （1）

其中，P為距離信號源d處的場強(qiáng)；Pt為天線輸入口功率；Gm為天線增益；PL(d)為路徑d的總損耗值；R為衰減儲備值，一般取值為10~20dB。

針對應(yīng)用于同層室內(nèi)精確覆蓋系統(tǒng)，通常采用靈活性很強(qiáng)的室內(nèi)自由空間路徑損耗附加因子模型對總損耗值PL(d)進(jìn)行預(yù)測：

PL(d)=PL(d0)+20lg+β×d（2）

其中，d為路徑距離，單位為m；d0為近地參考距離，一般為1m；PL(d0)為近地參考距離d0自由空間衰減值；β為路徑損耗因子，不同的無線環(huán)境β的取值會有所差異，越開闊區(qū)域取值越小，實(shí)際工程應(yīng)用中建議取值為0.1~0.5dB/m，機(jī)場、會議中心等建議取值為0.1dB/m，酒店、小開間辦公樓建議取值為0.5dB/m，較封閉的空間建議取值為1dB/m以上。

自由空間衰減值有相應(yīng)的理論公式可計(jì)算不同頻率、不同距離時(shí)的理論衰減值。

PL(d0)=32.4+20lgf+20lg(d0) （3）

其中，f表示頻率，單位為MHz；d0表示傳播距離，單位為km。在距離一定的情況下，頻率越高，損耗就越大。

假設(shè)某FDD-LTE工程為室內(nèi)精確覆蓋工程，頻率為1 800MHz，天線輸入口功率Pt為15dBm，天線增益Gm為3dBi，同層預(yù)測距離d為20m；設(shè)定d0為1m，β為0.6dB/m。

endprint

采用式（3）計(jì)算，得：PL(d0)=

32.4+65.1-60=37.5dB。

代入式（2），得：PL(d)=37.5+

26+12=75.5dB。

可預(yù)測距離信號源20m處的場強(qiáng)，設(shè)衰減儲備R為10dB，將PL(d)=75.5dB代入式（1），得：P=15+3-75.5-10=

-67.5dB。

可預(yù)測距離室內(nèi)覆蓋終端20m處的場強(qiáng)約為-67.5dBm。也就是說，遠(yuǎn)端設(shè)備15dBm的輸出功率足夠滿足半徑為20m的覆蓋范圍。若某工程為LTE-FDD+CDMA的室內(nèi)分布工程，采用相同的計(jì)算方法可估算出要覆蓋相同范圍的區(qū)域，CDMA信號輸出功率達(dá)到10dBm即可滿足覆蓋需求?？傊?，利用光纖的低損耗傳輸能讓鏈路損耗降到最低，真正意義上實(shí)現(xiàn)微功率的高效率精確覆蓋，且該系統(tǒng)微功率輸出滿足《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（國標(biāo)GB8702-88）中室內(nèi)天線口發(fā)射總功率≤ 15dBm的要求，這也充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)的環(huán)保性。

3.2硬件電路原理

本系統(tǒng)利用波分復(fù)用技術(shù)，在原有入戶光纖上承載多業(yè)務(wù)信號。以中國電信為例，接入網(wǎng)為CDMA和LTE-FDD，硬件電路原理框圖如圖2所示。

近端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備包含上下行放大電路、光電轉(zhuǎn)換電路、功率檢測、功率控制、波分復(fù)用等基本電路，能實(shí)現(xiàn)上下行鏈路AGC、上下行鏈路平衡控制、上行噪聲抑制、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，同時(shí)設(shè)計(jì)多級濾波，有效抑制多系統(tǒng)并行情況下的諧波干擾。

4 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)

按照圖1所示進(jìn)行系統(tǒng)搭建與部署，系統(tǒng)中的主要設(shè)備如圖3所示。

圖3近端設(shè)備（左）和遠(yuǎn)端一體機(jī)（右）

（1）近端設(shè)備

現(xiàn)場安裝根據(jù)場景情況，一般建筑物在弱電間內(nèi)找到通往用戶的入戶光纖接頭與該樓層的室分信源，且方便取電，近端設(shè)備安裝過程簡單快捷。

（2）遠(yuǎn)端一體機(jī)

遠(yuǎn)端一體機(jī)由遠(yuǎn)端設(shè)備與ONU終端集成一體，采用緊湊型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外觀簡潔大方，可水平、掛墻放置或置于信息箱內(nèi)部，現(xiàn)場安裝便捷，采用DC+12V適配器供電，光纖SC-PC接口，即插即用。此外，遠(yuǎn)端一體機(jī)采用內(nèi)置天線、外置紙貼天線和鞭狀天線復(fù)用的方式，可根據(jù)實(shí)際場景需求及用戶的接受度對天線類型的選擇、安裝位置進(jìn)行靈活調(diào)整，解決用戶對遠(yuǎn)端設(shè)備的抵觸心理。

5 實(shí)際工程應(yīng)用

本系統(tǒng)用于解決弱覆蓋問題立竿見影，工程施工快，不影響用戶正常營業(yè)或生活，不破壞裝修，用戶容易接受，特別適合應(yīng)用在高層建筑、重點(diǎn)客房生活區(qū)、商場、辦公區(qū)以及別墅等區(qū)域。

5.1工程設(shè)計(jì)安裝

工程施工設(shè)計(jì)圖如圖4所示。

通常情況下，近端設(shè)備隨光端盒安裝于弱電間內(nèi)，只需找到光端盒做相應(yīng)的跳線處理即可；而遠(yuǎn)端一體機(jī)安裝于需要覆蓋的區(qū)域，安裝方便快捷，整套設(shè)備安裝大約半個(gè)小時(shí)。

5.2某高層小區(qū)應(yīng)用場所（CDMA）

該高層小區(qū)已覆蓋CDMA的室分系統(tǒng)，天線置于走廊上方，走廊信號尚可，但室內(nèi)信號不理想，話音質(zhì)量差。對其中一套住宅進(jìn)行試點(diǎn)，驗(yàn)證系統(tǒng)對CDMA信號的改善程度。路測結(jié)果如圖5所示。

從路測結(jié)果可以看出，開通本系統(tǒng)后室內(nèi)信號接收電平明顯提高，基本都在-55dBm以上，手機(jī)發(fā)射功率大大降低，話音質(zhì)量Ec/Io大幅度提升，導(dǎo)頻污染得到明顯改善，同時(shí)不影響用戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)、交互式電視（ITV）及語音通話的性能。

5.3某數(shù)碼商場應(yīng)用場所（LTE-FDD）

某數(shù)碼商場新建LTE-FDD室內(nèi)分布系統(tǒng)，覆蓋面積約3 500m2，商場內(nèi)已有光纖網(wǎng)絡(luò)，采用本系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)分布建設(shè)，以RRU為信源，新增3套遠(yuǎn)端設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋。測試結(jié)果如圖6所示。

從測試結(jié)果可以看出，開通本系統(tǒng)后室內(nèi)LTE-FDD信號的RSRP基本都在-80dBm以上，平均SINR在15dB以上（見圖6），屬于網(wǎng)絡(luò)覆蓋好點(diǎn)，下行TCP測試PDCP速率可達(dá)到38Mbit/s以上，同時(shí)該數(shù)碼商場內(nèi)用戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)、交互式電視（ITV）及語音通話性能不受任何影響。

6 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，主要針對光纖到戶的室內(nèi)場所。利用現(xiàn)有光纖作為傳輸介質(zhì)，將無線信號進(jìn)行共纖傳輸，不再需要重新布設(shè)傳輸介質(zhì)，避免對建筑和共有設(shè)施的破壞，靈活方便，同時(shí)還節(jié)省人力和成本。遠(yuǎn)端設(shè)備可與ONU終端通過現(xiàn)場簡易裝配成精確覆蓋終端，既能改善移動(dòng)通信室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，又不影響ONU終端的使用，主要特點(diǎn)如下：

（1）多系統(tǒng)融合，可融合2G/3G/4G、WLAN、寬帶等多種業(yè)務(wù)；

（2）鏈路損耗低，降低底噪，微功率分布，精確覆蓋；

（3）尺寸小、重量輕，便于工程施工；

（4）設(shè)計(jì)簡單，端到端設(shè)計(jì)，即插即用，遠(yuǎn)端可調(diào)功率，系統(tǒng)調(diào)整、優(yōu)化方便；

（5）全系統(tǒng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鞴?jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)全面監(jiān)控，監(jiān)控粒度更精細(xì)。

與其他入戶解決方案相比，基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)有較明顯的優(yōu)勢，特別是對于擁有豐富寬帶入戶資源的運(yùn)營商而言，采用本系統(tǒng)可以用于優(yōu)先解決VIP用戶投訴，實(shí)現(xiàn)VIP用戶在辦公室和住宅的零星精確覆蓋；也可以用于擴(kuò)大居民區(qū)基站的容量吸收，對重點(diǎn)住宅樓群小區(qū)進(jìn)行整體的精確入戶覆蓋；還可以與傳統(tǒng)室分混合設(shè)計(jì)，改善室分建設(shè)對高層住宅的入戶深度覆蓋效果；重點(diǎn)打造固網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)相結(jié)合的一體化解決方案。

7 結(jié)束語

本文所述的系統(tǒng)已經(jīng)投入到新建高層住宅樓、高檔寫字樓等這些存在深入覆蓋問題的室內(nèi)場所。通過該系統(tǒng)，室內(nèi)信號得到明顯改善，覆蓋效果也得到了用戶的一致好評。由此可見，在“光進(jìn)銅退”、“電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享”戰(zhàn)略部署全面展開的時(shí)代，基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)將成為運(yùn)營商解決用戶室內(nèi)覆蓋問題的一種行之有效且性價(jià)比很高的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] Kleiner Perkins Caufield & Byers. Top 10 Mobile Internet Trends[Z]. 2011.

[2] Lee W C. Mobile Communications Engineering[M]. New York: McGraw-Hill Professional, 1982.

[3] 張鵬,閻闊. FTTx PON技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2010.

[4] 劉艷萍,谷偉,田學(xué)軍,等. 多網(wǎng)合一室內(nèi)分布系統(tǒng)方案的研究[J]. 移動(dòng)通信, 2005(4): 95-97.

[5] 高澤華,高峰,林海濤,等. 室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2013.

[6] 馬蓮. WCDMA與GSM共享室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 移動(dòng)通信, 2006(10): 58-61.

[7] 何紅,雷許斌. 新型光纖分布系統(tǒng)解決方案[J]. 移動(dòng)通信, 2013(10): 41-45.★

作者簡介

林宇：碩士畢業(yè)于中國人民大學(xué)工商管理專業(yè)，現(xiàn)任中郵科通信技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理，主持多項(xiàng)移動(dòng)通信科技項(xiàng)目以及企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定工作，多次獲得省級科技獎(jiǎng)項(xiàng)。

endprint

采用式（3）計(jì)算，得：PL(d0)=

32.4+65.1-60=37.5dB。

代入式（2），得：PL(d)=37.5+

26+12=75.5dB。

可預(yù)測距離信號源20m處的場強(qiáng)，設(shè)衰減儲備R為10dB，將PL(d)=75.5dB代入式（1），得：P=15+3-75.5-10=

-67.5dB。

可預(yù)測距離室內(nèi)覆蓋終端20m處的場強(qiáng)約為-67.5dBm。也就是說，遠(yuǎn)端設(shè)備15dBm的輸出功率足夠滿足半徑為20m的覆蓋范圍。若某工程為LTE-FDD+CDMA的室內(nèi)分布工程，采用相同的計(jì)算方法可估算出要覆蓋相同范圍的區(qū)域，CDMA信號輸出功率達(dá)到10dBm即可滿足覆蓋需求?？傊?，利用光纖的低損耗傳輸能讓鏈路損耗降到最低，真正意義上實(shí)現(xiàn)微功率的高效率精確覆蓋，且該系統(tǒng)微功率輸出滿足《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（國標(biāo)GB8702-88）中室內(nèi)天線口發(fā)射總功率≤ 15dBm的要求，這也充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)的環(huán)保性。

3.2硬件電路原理

本系統(tǒng)利用波分復(fù)用技術(shù)，在原有入戶光纖上承載多業(yè)務(wù)信號。以中國電信為例，接入網(wǎng)為CDMA和LTE-FDD，硬件電路原理框圖如圖2所示。

近端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備包含上下行放大電路、光電轉(zhuǎn)換電路、功率檢測、功率控制、波分復(fù)用等基本電路，能實(shí)現(xiàn)上下行鏈路AGC、上下行鏈路平衡控制、上行噪聲抑制、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，同時(shí)設(shè)計(jì)多級濾波，有效抑制多系統(tǒng)并行情況下的諧波干擾。

4 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)

按照圖1所示進(jìn)行系統(tǒng)搭建與部署，系統(tǒng)中的主要設(shè)備如圖3所示。

圖3近端設(shè)備（左）和遠(yuǎn)端一體機(jī)（右）

（1）近端設(shè)備

現(xiàn)場安裝根據(jù)場景情況，一般建筑物在弱電間內(nèi)找到通往用戶的入戶光纖接頭與該樓層的室分信源，且方便取電，近端設(shè)備安裝過程簡單快捷。

（2）遠(yuǎn)端一體機(jī)

遠(yuǎn)端一體機(jī)由遠(yuǎn)端設(shè)備與ONU終端集成一體，采用緊湊型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外觀簡潔大方，可水平、掛墻放置或置于信息箱內(nèi)部，現(xiàn)場安裝便捷，采用DC+12V適配器供電，光纖SC-PC接口，即插即用。此外，遠(yuǎn)端一體機(jī)采用內(nèi)置天線、外置紙貼天線和鞭狀天線復(fù)用的方式，可根據(jù)實(shí)際場景需求及用戶的接受度對天線類型的選擇、安裝位置進(jìn)行靈活調(diào)整，解決用戶對遠(yuǎn)端設(shè)備的抵觸心理。

5 實(shí)際工程應(yīng)用

本系統(tǒng)用于解決弱覆蓋問題立竿見影，工程施工快，不影響用戶正常營業(yè)或生活，不破壞裝修，用戶容易接受，特別適合應(yīng)用在高層建筑、重點(diǎn)客房生活區(qū)、商場、辦公區(qū)以及別墅等區(qū)域。

5.1工程設(shè)計(jì)安裝

工程施工設(shè)計(jì)圖如圖4所示。

通常情況下，近端設(shè)備隨光端盒安裝于弱電間內(nèi)，只需找到光端盒做相應(yīng)的跳線處理即可；而遠(yuǎn)端一體機(jī)安裝于需要覆蓋的區(qū)域，安裝方便快捷，整套設(shè)備安裝大約半個(gè)小時(shí)。

5.2某高層小區(qū)應(yīng)用場所（CDMA）

該高層小區(qū)已覆蓋CDMA的室分系統(tǒng)，天線置于走廊上方，走廊信號尚可，但室內(nèi)信號不理想，話音質(zhì)量差。對其中一套住宅進(jìn)行試點(diǎn)，驗(yàn)證系統(tǒng)對CDMA信號的改善程度。路測結(jié)果如圖5所示。

從路測結(jié)果可以看出，開通本系統(tǒng)后室內(nèi)信號接收電平明顯提高，基本都在-55dBm以上，手機(jī)發(fā)射功率大大降低，話音質(zhì)量Ec/Io大幅度提升，導(dǎo)頻污染得到明顯改善，同時(shí)不影響用戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)、交互式電視（ITV）及語音通話的性能。

5.3某數(shù)碼商場應(yīng)用場所（LTE-FDD）

某數(shù)碼商場新建LTE-FDD室內(nèi)分布系統(tǒng)，覆蓋面積約3 500m2，商場內(nèi)已有光纖網(wǎng)絡(luò)，采用本系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)分布建設(shè)，以RRU為信源，新增3套遠(yuǎn)端設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋。測試結(jié)果如圖6所示。

從測試結(jié)果可以看出，開通本系統(tǒng)后室內(nèi)LTE-FDD信號的RSRP基本都在-80dBm以上，平均SINR在15dB以上（見圖6），屬于網(wǎng)絡(luò)覆蓋好點(diǎn)，下行TCP測試PDCP速率可達(dá)到38Mbit/s以上，同時(shí)該數(shù)碼商場內(nèi)用戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)、交互式電視（ITV）及語音通話性能不受任何影響。

6 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，主要針對光纖到戶的室內(nèi)場所。利用現(xiàn)有光纖作為傳輸介質(zhì)，將無線信號進(jìn)行共纖傳輸，不再需要重新布設(shè)傳輸介質(zhì)，避免對建筑和共有設(shè)施的破壞，靈活方便，同時(shí)還節(jié)省人力和成本。遠(yuǎn)端設(shè)備可與ONU終端通過現(xiàn)場簡易裝配成精確覆蓋終端，既能改善移動(dòng)通信室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，又不影響ONU終端的使用，主要特點(diǎn)如下：

（1）多系統(tǒng)融合，可融合2G/3G/4G、WLAN、寬帶等多種業(yè)務(wù)；

（2）鏈路損耗低，降低底噪，微功率分布，精確覆蓋；

（3）尺寸小、重量輕，便于工程施工；

（4）設(shè)計(jì)簡單，端到端設(shè)計(jì)，即插即用，遠(yuǎn)端可調(diào)功率，系統(tǒng)調(diào)整、優(yōu)化方便；

（5）全系統(tǒng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鞴?jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)全面監(jiān)控，監(jiān)控粒度更精細(xì)。

與其他入戶解決方案相比，基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)有較明顯的優(yōu)勢，特別是對于擁有豐富寬帶入戶資源的運(yùn)營商而言，采用本系統(tǒng)可以用于優(yōu)先解決VIP用戶投訴，實(shí)現(xiàn)VIP用戶在辦公室和住宅的零星精確覆蓋；也可以用于擴(kuò)大居民區(qū)基站的容量吸收，對重點(diǎn)住宅樓群小區(qū)進(jìn)行整體的精確入戶覆蓋；還可以與傳統(tǒng)室分混合設(shè)計(jì)，改善室分建設(shè)對高層住宅的入戶深度覆蓋效果；重點(diǎn)打造固網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)相結(jié)合的一體化解決方案。

7 結(jié)束語

本文所述的系統(tǒng)已經(jīng)投入到新建高層住宅樓、高檔寫字樓等這些存在深入覆蓋問題的室內(nèi)場所。通過該系統(tǒng)，室內(nèi)信號得到明顯改善，覆蓋效果也得到了用戶的一致好評。由此可見，在“光進(jìn)銅退”、“電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享”戰(zhàn)略部署全面展開的時(shí)代，基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)將成為運(yùn)營商解決用戶室內(nèi)覆蓋問題的一種行之有效且性價(jià)比很高的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] Kleiner Perkins Caufield & Byers. Top 10 Mobile Internet Trends[Z]. 2011.

[2] Lee W C. Mobile Communications Engineering[M]. New York: McGraw-Hill Professional, 1982.

[3] 張鵬,閻闊. FTTx PON技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2010.

[4] 劉艷萍,谷偉,田學(xué)軍,等. 多網(wǎng)合一室內(nèi)分布系統(tǒng)方案的研究[J]. 移動(dòng)通信, 2005(4): 95-97.

[5] 高澤華,高峰,林海濤,等. 室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2013.

[6] 馬蓮. WCDMA與GSM共享室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 移動(dòng)通信, 2006(10): 58-61.

[7] 何紅,雷許斌. 新型光纖分布系統(tǒng)解決方案[J]. 移動(dòng)通信, 2013(10): 41-45.★

作者簡介

林宇：碩士畢業(yè)于中國人民大學(xué)工商管理專業(yè)，現(xiàn)任中郵科通信技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理，主持多項(xiàng)移動(dòng)通信科技項(xiàng)目以及企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定工作，多次獲得省級科技獎(jiǎng)項(xiàng)。

endprint

采用式（3）計(jì)算，得：PL(d0)=

32.4+65.1-60=37.5dB。

代入式（2），得：PL(d)=37.5+

26+12=75.5dB。

可預(yù)測距離信號源20m處的場強(qiáng)，設(shè)衰減儲備R為10dB，將PL(d)=75.5dB代入式（1），得：P=15+3-75.5-10=

-67.5dB。

可預(yù)測距離室內(nèi)覆蓋終端20m處的場強(qiáng)約為-67.5dBm。也就是說，遠(yuǎn)端設(shè)備15dBm的輸出功率足夠滿足半徑為20m的覆蓋范圍。若某工程為LTE-FDD+CDMA的室內(nèi)分布工程，采用相同的計(jì)算方法可估算出要覆蓋相同范圍的區(qū)域，CDMA信號輸出功率達(dá)到10dBm即可滿足覆蓋需求?？傊?，利用光纖的低損耗傳輸能讓鏈路損耗降到最低，真正意義上實(shí)現(xiàn)微功率的高效率精確覆蓋，且該系統(tǒng)微功率輸出滿足《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（國標(biāo)GB8702-88）中室內(nèi)天線口發(fā)射總功率≤ 15dBm的要求，這也充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)的環(huán)保性。

3.2硬件電路原理

本系統(tǒng)利用波分復(fù)用技術(shù)，在原有入戶光纖上承載多業(yè)務(wù)信號。以中國電信為例，接入網(wǎng)為CDMA和LTE-FDD，硬件電路原理框圖如圖2所示。

近端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備包含上下行放大電路、光電轉(zhuǎn)換電路、功率檢測、功率控制、波分復(fù)用等基本電路，能實(shí)現(xiàn)上下行鏈路AGC、上下行鏈路平衡控制、上行噪聲抑制、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，同時(shí)設(shè)計(jì)多級濾波，有效抑制多系統(tǒng)并行情況下的諧波干擾。

4 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)

按照圖1所示進(jìn)行系統(tǒng)搭建與部署，系統(tǒng)中的主要設(shè)備如圖3所示。

圖3近端設(shè)備（左）和遠(yuǎn)端一體機(jī)（右）

（1）近端設(shè)備

現(xiàn)場安裝根據(jù)場景情況，一般建筑物在弱電間內(nèi)找到通往用戶的入戶光纖接頭與該樓層的室分信源，且方便取電，近端設(shè)備安裝過程簡單快捷。

（2）遠(yuǎn)端一體機(jī)

遠(yuǎn)端一體機(jī)由遠(yuǎn)端設(shè)備與ONU終端集成一體，采用緊湊型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外觀簡潔大方，可水平、掛墻放置或置于信息箱內(nèi)部，現(xiàn)場安裝便捷，采用DC+12V適配器供電，光纖SC-PC接口，即插即用。此外，遠(yuǎn)端一體機(jī)采用內(nèi)置天線、外置紙貼天線和鞭狀天線復(fù)用的方式，可根據(jù)實(shí)際場景需求及用戶的接受度對天線類型的選擇、安裝位置進(jìn)行靈活調(diào)整，解決用戶對遠(yuǎn)端設(shè)備的抵觸心理。

5 實(shí)際工程應(yīng)用

本系統(tǒng)用于解決弱覆蓋問題立竿見影，工程施工快，不影響用戶正常營業(yè)或生活，不破壞裝修，用戶容易接受，特別適合應(yīng)用在高層建筑、重點(diǎn)客房生活區(qū)、商場、辦公區(qū)以及別墅等區(qū)域。

5.1工程設(shè)計(jì)安裝

工程施工設(shè)計(jì)圖如圖4所示。

通常情況下，近端設(shè)備隨光端盒安裝于弱電間內(nèi)，只需找到光端盒做相應(yīng)的跳線處理即可；而遠(yuǎn)端一體機(jī)安裝于需要覆蓋的區(qū)域，安裝方便快捷，整套設(shè)備安裝大約半個(gè)小時(shí)。

5.2某高層小區(qū)應(yīng)用場所（CDMA）

該高層小區(qū)已覆蓋CDMA的室分系統(tǒng)，天線置于走廊上方，走廊信號尚可，但室內(nèi)信號不理想，話音質(zhì)量差。對其中一套住宅進(jìn)行試點(diǎn)，驗(yàn)證系統(tǒng)對CDMA信號的改善程度。路測結(jié)果如圖5所示。

從路測結(jié)果可以看出，開通本系統(tǒng)后室內(nèi)信號接收電平明顯提高，基本都在-55dBm以上，手機(jī)發(fā)射功率大大降低，話音質(zhì)量Ec/Io大幅度提升，導(dǎo)頻污染得到明顯改善，同時(shí)不影響用戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)、交互式電視（ITV）及語音通話的性能。

5.3某數(shù)碼商場應(yīng)用場所（LTE-FDD）

某數(shù)碼商場新建LTE-FDD室內(nèi)分布系統(tǒng)，覆蓋面積約3 500m2，商場內(nèi)已有光纖網(wǎng)絡(luò)，采用本系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)分布建設(shè)，以RRU為信源，新增3套遠(yuǎn)端設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋。測試結(jié)果如圖6所示。

從測試結(jié)果可以看出，開通本系統(tǒng)后室內(nèi)LTE-FDD信號的RSRP基本都在-80dBm以上，平均SINR在15dB以上（見圖6），屬于網(wǎng)絡(luò)覆蓋好點(diǎn)，下行TCP測試PDCP速率可達(dá)到38Mbit/s以上，同時(shí)該數(shù)碼商場內(nèi)用戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)、交互式電視（ITV）及語音通話性能不受任何影響。

6 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，主要針對光纖到戶的室內(nèi)場所。利用現(xiàn)有光纖作為傳輸介質(zhì)，將無線信號進(jìn)行共纖傳輸，不再需要重新布設(shè)傳輸介質(zhì)，避免對建筑和共有設(shè)施的破壞，靈活方便，同時(shí)還節(jié)省人力和成本。遠(yuǎn)端設(shè)備可與ONU終端通過現(xiàn)場簡易裝配成精確覆蓋終端，既能改善移動(dòng)通信室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，又不影響ONU終端的使用，主要特點(diǎn)如下：

（1）多系統(tǒng)融合，可融合2G/3G/4G、WLAN、寬帶等多種業(yè)務(wù)；

（2）鏈路損耗低，降低底噪，微功率分布，精確覆蓋；

（3）尺寸小、重量輕，便于工程施工；

（4）設(shè)計(jì)簡單，端到端設(shè)計(jì)，即插即用，遠(yuǎn)端可調(diào)功率，系統(tǒng)調(diào)整、優(yōu)化方便；

（5）全系統(tǒng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鞴?jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)全面監(jiān)控，監(jiān)控粒度更精細(xì)。

與其他入戶解決方案相比，基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)有較明顯的優(yōu)勢，特別是對于擁有豐富寬帶入戶資源的運(yùn)營商而言，采用本系統(tǒng)可以用于優(yōu)先解決VIP用戶投訴，實(shí)現(xiàn)VIP用戶在辦公室和住宅的零星精確覆蓋；也可以用于擴(kuò)大居民區(qū)基站的容量吸收，對重點(diǎn)住宅樓群小區(qū)進(jìn)行整體的精確入戶覆蓋；還可以與傳統(tǒng)室分混合設(shè)計(jì)，改善室分建設(shè)對高層住宅的入戶深度覆蓋效果；重點(diǎn)打造固網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)相結(jié)合的一體化解決方案。

7 結(jié)束語

本文所述的系統(tǒng)已經(jīng)投入到新建高層住宅樓、高檔寫字樓等這些存在深入覆蓋問題的室內(nèi)場所。通過該系統(tǒng)，室內(nèi)信號得到明顯改善，覆蓋效果也得到了用戶的一致好評。由此可見，在“光進(jìn)銅退”、“電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享”戰(zhàn)略部署全面展開的時(shí)代，基于FTTx的下一代通信網(wǎng)精確覆蓋系統(tǒng)將成為運(yùn)營商解決用戶室內(nèi)覆蓋問題的一種行之有效且性價(jià)比很高的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] Kleiner Perkins Caufield & Byers. Top 10 Mobile Internet Trends[Z]. 2011.

[2] Lee W C. Mobile Communications Engineering[M]. New York: McGraw-Hill Professional, 1982.

[3] 張鵬,閻闊. FTTx PON技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2010.

[4] 劉艷萍,谷偉,田學(xué)軍,等. 多網(wǎng)合一室內(nèi)分布系統(tǒng)方案的研究[J]. 移動(dòng)通信, 2005(4): 95-97.

[5] 高澤華,高峰,林海濤,等. 室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2013.

[6] 馬蓮. WCDMA與GSM共享室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 移動(dòng)通信, 2006(10): 58-61.

[7] 何紅,雷許斌. 新型光纖分布系統(tǒng)解決方案[J]. 移動(dòng)通信, 2013(10): 41-45.★

作者簡介

林宇：碩士畢業(yè)于中國人民大學(xué)工商管理專業(yè)，現(xiàn)任中郵科通信技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理，主持多項(xiàng)移動(dòng)通信科技項(xiàng)目以及企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定工作，多次獲得省級科技獎(jiǎng)項(xiàng)。

endprint