基于光纖直放站的網絡覆蓋技術

摘要: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。本文主要介紹光纖直放站的工作原理、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

0 引言

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。

建設CDMA、GSM直放站可快速提高網絡質量。直放站從傳輸方式來分有無線直放站、光纖直放站和移頻直放站。其中，光纖直放站運用的歷史較短，但與其他直放站相比較，它有自己獨特的優勢，光纖直放站信號純凈，衰減度小，信號傳輸不受地理氣候的限制，而且隨著光器件價格的降低，產品不斷成熟，在網絡中的運用不斷增多。

1 光纖直放站的工作原理

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。如下圖所示:

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。

2 光纖直放站特點

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覆蓋區天線可根據地形情況選擇全向或定向天線。③不存在無線直放站收發隔離問題，選址方便。④光纖中繼端與近端機距離不超過20公里。

3 光纖直放站在公路隧道覆蓋中的建設問題

由于公路隧道具有地形復雜，信源獲取困難以及覆蓋區域狹長，信號波動損耗都較大等特點;因此需要根據實際環境進行勘測設計，靈活組網規劃;基于公路隧道的特點，光纖直放站因具有設計和施工靈活且覆蓋效果好，工作穩定等優點，所以在公路隧道中有很好的應用。可從以下幾個方面來進行探討。

3.1 傳輸距離的要求 光纖直放站的傳輸距離最大可達15公里，因此對于一般的狹長的隧道，只要不超過改傳輸距離，就可以使用光纖直放站來進行覆蓋。

3.2 信源的選取 因為信源的選取直接關系到整體覆蓋效果。因此要保證施主基站有話務容量冗余可以負擔光纖直放站覆蓋區域內的話務量。若在隧道口附近無信源可取或隧道較長，利用耦合器從基站耦合信號到近端機，近端機將射頻信號轉化為光信號，通過光纜將光信號送到遠端機，遠端機將光信號轉化為射頻信號同時放大信號將其饋送到天線。根據覆蓋距離及近端機拖帶遠端機能力和對基站的噪聲影響，來確定遠端機數量。

3.3 供電方式 對于公路隧道，一般建設在較偏遠的山區，電源不太穩定甚至沒有電源提供，因此可以利用太陽能供電系統供電，但是如果是在有電源提供的地區可直接利用220V交流電供電。

3.4 監控系統 公路隧道在偏遠地區，故在維護上有很大的困難。監控系統能對其進行參數設置、調整，在網絡維護方面起了非常重要的作用，是必不可少的一項補充。

4 光纖直放站在某隧道網絡覆蓋中的應用實例

4.1 工程概況 某隧道隧道全長820米，雙洞單向兩車道，隧道頂高約6米，隧道內信號電平小于-100dBm，隧道東側隧道口到轉彎處約1000米路段信號電平在-90dBm至-98dBm之間，通話質量差。

4.2 解決方案 為了解決該隧道的覆蓋問題，采用無線接入光纖直放站，兩隧道內分別采用八木天線進行覆蓋，隧道外采用拋物面天線，而利用隧道頂遮擋來解決隔離度問題。系統平面圖如下:

4.3 測試結果 該隧道開通后檢測結果為公路隧道內、隧道外網絡信號電平值≥-85dBm左右，通話質量RxQual 90%區域以上0級，切換成功率>99%，掉話率<1%，擴大基站覆蓋范圍，對基站參數指標無任何影響。

5 結束語

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。但正如本文第2點所闡述，與無線直放站相比，光纖直放站有著無可比擬的優點，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。

參考文獻:

[1]韋惠民等.蜂窩移動通信技術.西安:西安電子科技大學出版社.2002.

[2]孫儒石等.GSM數字移動通信工程.北京:人民郵電出版社.1998.

[3]吳志忠.移動通信無線電波傳播.北京:人民郵電出版社.2002.