2G和3G室內分布系統演進研究

摘? 要：隨著移動通信網絡技術的發展，人們對室內網絡的通信質量要求也越來越高。目前存在著多種網絡通信技術，不同的網絡技術能夠滿足不同人群的不同種類需求。傳統2G、3G室內分布系統由于施工建設理念落后、技術水平限制等原因，存在著弱 覆蓋、投資回收周期長、投入產出比低等問題，如何建設優質網絡，提升網絡建設效率，是本文研究問題的出發點。下面本文針對2G、3G室內分布系統發展趨勢進行研究。

關鍵詞：室內分布系統;無線網絡;Small Cell

中圖分類號：TN929.5? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）08-0073-02

Abstract：With the development of mobile communication network technology，the requirement of communication quality for indoor network is getting higher and higher. At present，there are many kinds of network communication technologies，and different network technologies can meet the different needs of different groups of people. Traditional 2G and 3G indoor distribution systems have some problems，such as weak coverage，long investment recovery cycle and low input-output ratio，due to the backward construction concept and technical level limitation. How to build a high-quality network and improve the efficiency of network construction is the starting point of this paper. Next，this paper studies the development trend of 2G and 3G indoor distribution system.

Keywords：indoor distribution system;wireless network;Small Cell

0? 引? 言

隨著移動通信技術的快速發展、無線通信網絡制式的不斷演進及智能終端的大眾化，近年來快速興起的種類繁多的多媒體業務和數據業務是當前網絡信息時代的重要業務增長點，而語音和數據業務大多數發生在室內環境下。從2G網絡的運營經驗分析可知，超過一半的用戶話務量是在室內發生的。從國外運營商對3G網絡的業務統計數據可知，室外業務量僅占整個網絡的30%左右，而室內業務量約占整個網絡的70%。研究數據表明，有70%左右的網絡數據都是在室內場景下產生的，室內網絡覆蓋系統對通信網絡的發展具有非常重要的意義，對于運營商而言室內網絡信號覆蓋的質量高低十分關鍵。

室內分布系統是移動通信網絡非常重要的組成部分，它可以為移動通信系統開拓高質量的室內網絡覆蓋區域，分擔室外宏站的業務量，降低擁塞并增加網絡容量，從整體上大大提升了網絡的服務水平。下面，我們針對2G、3G室內分布系統現狀分析及未來演進進行研究。

1? 室內分布系統分類及優劣

室內分布系統按照傳輸材料的不同，可分為四種類型，包括同軸電纜室內分布系統、泄漏電纜室內分布系統、光纖室內分布系統和五類線室內分布系統。下面分別對這四種類型進行介紹。

（1）同軸電纜室內分布系統，按照所使用的不同器件，可分為兩種類型：無源同軸電纜室內分布系統和有源同軸電纜室內分布系統。1）無源同軸電纜室內分布系統通過耦合器、功率分配器等無源器件對信號源設備輸出的信號進行分路分配，經同軸電纜傳輸到天線再將信號均勻分配至室內各個區域，從而解決室內網絡信號覆蓋問題。其優點是高可靠性、設計方案靈活、投資建設成本低、容易維護和后續擴容方便，并且能夠與多種制式的通信系統兼容。然而，無源同軸電纜室內分布系統的信號覆蓋范圍受到信號源設備的輸出功率的大小和電纜傳輸期間信號損耗的限制，使得最終的信號覆蓋范圍有限。在綜合室內分布系統中，由于各個頻段系統的傳輸損耗不一致，較難實現各個通信系統功率分配的平衡，容易出現信號覆蓋不均勻的問題，設計和施工難度較高。2）有源同軸電纜室內分布系統，即在無源分布系統中添加諸如干線放大器等有源設備以放大信號功率的方式。為補償電纜傳輸損耗及信號功率分配的不足，使用干線放大器能放大主干信號功率，從而確保天線輸出功率電平值，滿足信號覆蓋的需求。該分布系統的優勢是施工安裝與設計都比較簡單方便，信號強度可調，系統具有較好的可擴展性。但有源同軸電纜分布系統涉及多個有源器件，這增加了建設成本，并且互調產物多，采用干放會引入系統底噪，穩定性不如無源器件，維護的難度較大，導致維護成本增加。

（2）泄漏電纜室內分布系統是利用泄漏電纜所具有的信號的傳輸和接收發射特性，取代傳統同軸電纜室內分布系統中的饋線和天線的功能，信號可以通過泄漏電纜均勻分布到建筑內的各個區域。該分布系統具有信號覆蓋均勻、信號波動范圍小、信號穩定可靠等優點。但同時存在泄漏電纜成本高、電纜線徑大、產品質量優劣水平存在差異以及施工安裝困難等問題，通常只用于隧道、地鐵等信號屏蔽嚴重的特定場景進行信號覆蓋。

（3）光纖室內分布系統是通過使用單模光纖將信號傳輸到室內的各個區域。光纖室內分布系統的傳輸損耗低，傳輸容量大，不受電磁干擾，性能可靠穩定，布線方便，組網十分靈活，易于設計和施工，且與多種制式的通信系統兼容。該分布系統適用于遠距離信號傳輸，但需要使用特殊的光電轉換設備，因此成本較高，光遠端站還要解決遠端設備的供電問題。結合光纖低損耗及電纜造價成本低的特點，光纖和同軸電纜通常組合使用。在建筑物平面縱向使用光纖進行傳輸，在建筑物平面的橫向進入樓層以后使用同軸電纜進行傳輸;還可以通過光纖實現在不同建筑物之間的信號傳輸，在進入建筑物后通過同軸電纜進行信號傳輸。

（4）五類線室內分布系統是利用五類線資源，對傳統的室內分布系統覆蓋困難的區域（包括復雜的施工環境、居民敏感、難以協調的物業等）進行覆蓋，五類線分布系統布放敷設線纜方便（可共用現有的寬帶五類線路）、物業協調容易和施工方便。然而五類線信號傳輸和帶寬有限，該分布系統更多地應用于中小型建筑的室內覆蓋。

傳統室分中主要以射頻饋線為無線信號承載介質，制造射頻饋線材料的銅價格高，且傳輸過程中信號功率損耗大，不得不增加信源設備或者采用有源設備的方式對功率進行補償，造成造價高。線纜走線需要占用大量的豎井、槽道資源，存在物業協調困難等問題。另外，干線放大器、光端機等有源設備的設置以對功率進行補償的方式，也會引起系統底噪提升，影響網絡質量和用戶體驗。

2? 室內分布系統發展研究

室內分布系統目前面臨的問題及不足已經引起了三家運營商、鐵塔公司、主設備廠家及室分集成單位的關注，傳統室內分布系統由于施工建設理念落后、技術水平限制等，存在著弱覆蓋、投資回收周期長、投入產出比低的問題。為建設優質網絡，提升網絡建設效率、提升客戶感知，下面針對2G、3G室內分布系統發展趨勢進行研究。

（1）室內分布系統數字光纖化趨勢。為解決射頻信號在傳輸過程的損耗大問題，采用光纖線路取代原有的射頻電纜，以更低損耗的光纖資源作為系統傳輸路由，將基站射頻信號通過數字處理單元進行數字化處理，射頻信號通過光遠端和光近端等設備轉換為光信號，并傳輸到平層，然后，通過光電轉換器的天線進行信號覆蓋，基本上不使用耦合器、功分器等無源器件，從而節省能源、銅纜材料、費用和路由空間。

新型數字光纖分布系統采用三級有源設備結構，包括接入單元、擴展單元和遠端射頻單元。接入單元是主機設備，主要用于連接信源以接收射頻信號并將其轉換成光信號。然后擴展單元通過光纖連接，擴展單元主要用于光電信號轉換。擴展設備和遠端射頻設備之間使用五類線進行連接，把電信號轉換成射頻信號，并對信號進行放大、調制等，最后射頻單元通過室內已布放的天線進行信號的收發工作。

新型數字光纖分布系統相對于傳統無源室內分布系統、有源室內分布系統以及泄露電纜分布系統，可以實現多系統的融合，支持多制式網絡信號如GSM、CDMA、WLAN及LTE等，不同系統的信號可以通過接入端的數字處理單元進行數字化。另外，采用三級分布式架構，施工安裝方便，建設難度低于饋線系統，促進了施工進度;采用全光網絡，所有設備都可進行聯網監控，能實時掌獲網絡的狀態，節省運維成本。新型數字光纖分布系統在設備使用數量、網絡覆蓋建設、后期維護以及多系統融合都更具優勢。

（2）信源設備微型化趨勢。近年興起的Small Cell技術，也就是小基站，作為宏蜂窩的補充，能夠使運營商以更低的成本為用戶提供更好的無線寬帶語音及數據業務服務，Small Cell技術有利于移動數據流量的分流，減輕流量壓力并且進一步提高無線頻譜資源利用率。從現有的網絡覆蓋來看，在城市的熱點區域由于無線傳播環境復雜，高頻信號穿透損耗大，衰減嚴重等，僅僅依靠宏站組成的單層網絡難以對熱點地區形成良好的覆蓋。而Small Cell具備體積小、安裝方便、對站址要求低等特點，能夠快速部署滿足網絡覆蓋。

相比DAS而言，高容量、成本低、快速部署是Small Cell技術重要的應用場景。對于傳統的DAS而言，至少存在以下兩個問題：1）其現網部署需要大量的無源器件，無法監控正常損耗帶來的性能衰落;尤其是目前大量的室分系統都是2G時代完成，建設時間長，無源器件問題較多。2）現網部署需要大量的饋線，成本較高。對于運營商來說，Small Cell提供了一種新的快速網絡部署方式，無須為其新增大量站點，部署具備較低的成本、施工量，更快捷的建網速度，且后續維護方便、維護成本低。能有效地增強信號的覆蓋、提升用戶感知，使原本只屬于固定帶寬的業務延伸到了移動終端，讓用戶可以享受到更豐富、更流暢的移動數據業務服務。

3? 結? 論

本文從2G和3G室內分布系統的現狀及面臨的問題出發，通過對傳統室內分布系統與新型室內分布系統的比較，分析了室內分布系統未來發展的新趨勢，為將來室內分布系統建設提供參考。

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作者簡介：馮業偉（1988.07-），男，漢族，廣東德慶人，設計項目主管，中級工程師，工學學士，研究方向：通信設計及無線規劃。