光纤直放站的原理及应用

周永彪

摘要：本文介绍了光纤直放站的工作原理、传输方式、使用特点、应用及原则。

关键词：光纤直放站;原理;应用

Abstract: This paper introduces work principle, the transmission way, service characteristics, application and principles of fiber optic repeater.

Keywords: fiber optic repeater; principle; application

中图分类号:文献标识码：A文章编号：

1、引言

随着移动通信用户的增长和新业务的不断推出，对移动通信网络的覆盖、容量和服务质量均提出了更高的要求。在移动通信事业飞速发展的今天，网络覆盖和质量不断得到完善和提高。但是在一些地理环境比较复杂的偏远地区和用户数不多的小范围盲区，架设基站和基础设施成本较高，直放站可以作为一种比较经济的设备来进行信号中继，实现网络延伸，满足这些地区的覆盖要求。此外，由于建筑物等对电磁波的屏蔽效应，使得隧道、地铁、地下商城、娱乐城、停车场以及酒店、写字楼等一些封闭的大型建筑物内也无法正常接收到移动通讯信号，这种情况下建设直放站就成为一种快速提高网络覆盖和网络质量的有效手段。根据信号引入的方式不同，直放站可分为无线直放站、移频传输直放站器和光纤直放站。下面将重点谈一下光纤直放站的原理及其在网络中的运用。

2、光纤直放站的工作原理

光纤直放站的原理结构如图2-1所示，主要有光近端机、光纤、光远端机（覆盖单元）几个部分组成。光近端机和光远端机都包括射频单元(RF单元)和光单元。光纤直放站近端机的定向天线收到基站的下行信号(935MHz-960MHz)送至近端主机，通过电光转换，电信号转变为光信号，放大后送到光端机内进行电／光转换，发射1.55&1.31μm波长的光信号，再送到光波复用器，同原传输链路的光信号(波长1.31μm)合在一起经光缆传到远端；远端光波波分器将1.31μm和1.55μm波长的光信号分开后，让1.55μm波长的光信号输入光端机进行光／电转换，还原成下行信号(935MHz-960MHz)，再经远端主机内部RF功放放大，由天线发射出去送给移动台。移动台的上行信号(890MHz-915MHz) 通过接收天线至光远端机，再到近端机，逆向送到基站

图2-1 光纤直放站原理结构框图

3、光纤直放站的传输方式

光纤直放站的最大特点是通过光纤进行信号传输，光纤传输可以单独敷设，也可以利用现有的传输网络，主要有3种方式：普通双光纤方式、波分复用方式和同纤传输方式，其中波分复用和同纤方式都需要使用波分复用器。一般来说，如果能够从基站敷设光纤至光远端机或现成的光纤网络中有富余的纤芯，都采用普通双光纤的方式解决光纤传输的问题。采用波分复用器可以提高光纤的利用率，但由于波分复用器投资较大，一般较少使用。

4、光纤直放站的主要技术指标

4.1 系统要求

4.1.1 接入电平

接入端接入电平通常为-10 dBm左右，最大接入电平不能超过0dBm；

4.1.2 光纤距离

光纤距离要小于20公里；

4.1.3 最小光损耗

如果光路损耗小于3 dB，需加一个3dB双工作窗口的光衰减器。

4.1.4 最大光损耗

室外光纤站的光损耗不能大于10dB，室内一对多的光损耗（包括光分路器）不能大于10 dB，超过此值时接入电平为0dBm设备都不能满功率输出。

4.2 系统指标

5、光纤直放站的特点

5.1 投资少，工作稳定，覆盖效果好

同等覆盖面积时，使用光纤直放站投资较低。在平原地区室外一个全向天线可以有10公里的覆盖半径；一个全向直放站可以有4公里的覆盖半径；就覆盖面积而言，六个直放站约相当于一个基站。六个基站的设备价约为一个基站的80%但考虑到机房租赁和装修、交直流电源、空调、传输系统等费用，六个直放站的费用只相当于一个基站的50%。光纤直放站通过光纤传输信号，不受地理环境、天气变化或施主基站覆盖范围调整的影响，因此工作稳定，覆盖效果好。

5.2 设计、施工及覆盖更为灵活

光纤直放站在设计时无需考虑安装地点能否接收到信号；不需考虑收发隔离问题，选址方便；一个基站可以组织成多中覆盖形式。如“一”字形排开，可以覆盖十几至几十公里的路段，也可以组织成“L”型、“N”型和“M”行覆盖，特别适合山区组网，因此，设计和施工的灵活性大。

5.3 避免了同频干扰，可全向覆盖, 干扰少

光纤直放站是为了扩大移动电话基地站的覆盖范围，把移动电话信号变成光信号，通过光纤传输从基地站送到远程地区，可使干扰及插入损失减小到最小。 5.4 信号传输不受地理条件限制

特别适合边远城镇或地形复杂的山区，以及隧道、地铁、地下商场等封闭的地方。

6、光纤直放站的应用及原则

6.1总体原则

在不影响现有网络质量的情况下合理使用直放站

6.2 规划原则

滚动发展规划原则。在建网初期，话务量较少时采用直放站边缘覆盖补盲。网络规模扩大，载频增加后。使用基站替换直放站，将直放站应用到不便架设基站的偏远地区。一步步滚动发展。

应用范围

6.3.1城市密集区的覆盖

由于用户数量大，基站数量较多，一般不存在大范围的信号盲区，应当采用小功率（1W一下）直放站用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内的信号覆盖。

6.3.2郊区和乡村的覆盖

主要解决诸如郊县重要公路、铁路交通等狭长地形的覆盖，对于基站载频利用率不高的区域，应尽量设在相对隔离区域，避免干扰.

6.3.3室内的覆盖

大型建筑物内话务比较小的信号衰减信号盲区、地下室、桥底、隧道等区域，以及其他因屏蔽不能使信号直接穿透至区域等。

6.3.4其他区域的覆盖

主要解决山区、林区以及其他难以架设基站的区域的覆盖问题，扩大服务范围，消除覆盖盲区，如高山、树林等阻挡物而形成的信号盲区。

7、结束语

总之，由于光纤直放站的种种优势，加上产品的不断成熟，在网络建设建设光纤直放站，是扩大网络覆盖，提高网络质量和设备利用率的有效手段，在以后也必将会获得更大的推广和应用。

参考文献：

[1] 韦惠民等 《蜂窝移动通信技术》西安电子科技大学出版社

[2]田万成. 《移动通信设备》.人民邮电出版社

[3]张胜安. 移动通信直放站

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。