新型室分覆盖方式-光分布应用研究

耿海粟

（中国联合网络通信有限公司河南省分公司，河南 郑州 450000）

1 概述

我国无线网络经过了多年建设，已实现大多数区域的信号覆盖，但小区室内深度覆盖问题一直困扰着运营商，传统室内分布系统覆盖方式的不足之处日益凸显：物业协调越来越难，方案设计先天不足，设备及馈线施工困难，功率损耗大，能量利用率低，天馈系统难以监控且维护困难等。而新型的光分布系统不仅较为完美地解决了上述问题，同时还满足2G、3G、4G、宽带业务等多业务的接入需求［1-2］。

2 光分布介绍

2.1 组网方式及工作原理

光分布系统（Multiservice Digital Distributed Access System）是集2G、3G 和4G 网络为一体的系统，主要由多业务数字接入单元（MAU）、多业务数字扩展单元（MEU）和多业务数字远端单元（MRU）组成。该系统中接入单元（MAU）从信源RRU 耦合2G、3G、4G 信号，采用数字传输方式，通过光纤传输到扩展单元，同时宽带信号可由以太网接口接入扩展单元，然后通过五类线或复合光缆传输给多个远端，远端机对信号进行数字处理后，2G、3G、4G、宽带信号通过内置一体化天线实现覆盖。采用数字中频技术，克服模拟信号长距离光纤衰耗导致的SNR 整体下降的缺点，具有远距离传输时所需要的大动态、低噪声的优点。光分布系统的结构图，见图1：

图1

光分布系统具有以下几个方面的特点：

①扁平化架构，三层结构（接入单元、扩展单元、覆盖单元）。

②四网融合，灵活组网（2G、3G、4G、宽带）。

③采用新型传输介质（采用五类线或光电复合缆进行传输）。

④不使用馈线和无源器件（直接从硬件上保障网络质量，避免因大量无源器件的使用带来的各种上网线质量）。

⑤多种覆盖单元类型，适应各种场景的使用（一体化型、外接天线型、美化路灯型）。

⑥小功率，精确覆盖（远端满功率27dBm 输出、天线更靠近用户，提升感知度）。

⑦全系统监控，资产可视化管理（可监控至每个覆盖单元，接入单元、扩展单元、覆盖单元，三层结构可视化管理）。

⑧组网能力强，节省主设备（拓扑结构组网灵活，菊花型、星型、链型组网全部支持）。

光分布组网能力示意如图2所示：

图2

2.2 系统组成及产品介绍

2.2.1 接入单元

安装于基站一侧，接入2G/3G/4G 射频信号，完成电信号向光信号转换，将光信号通过光纤传输到扩展单元，具备多条光路接口连接扩展单元，支持数字噪声抑制技术并支持机架/挂墙安装（见图3）。

图3

图4

2.2.2扩展单元

扩展单元接收接入单元的光信号，同时融合有线宽带/WLAN 信号通过光电复合缆将2G、3G、4G、宽带信号围着至覆盖单元，且支持扩展单元级联，带来更大的组网能力，见图4。

2.2.3 覆盖单元

图5

一体化型覆盖单元，内置双极化全/定向天线，且满足IP65防护等级

图6

外接天线型覆盖单元，无内置天线，可外接天线组建小分布系统进行信号覆盖，且满足IP65防护等级

3 与传统室内分布对比

3.1 降低物业协调难度

随着小区传统室分建设越来越多，业主对天线的熟悉度也越来越高，普通天线甚至美化天线也被越来越多地熟知，传统室分建设协调越来越难，导致许多需要进行深度覆盖的小区无法进行网络建设，而光分布系统采用光纤&网线走线方式，室内场景一般无须布放馈线等线缆，可利用楼宇原有驻地网资源，减少对楼宇装修的破坏，隐蔽性强，方便物业协调，见图8。

图7

路灯型覆盖单元，内置天线，可以最大限度地将信号覆盖设备融进小区，且满足IP65 防护等级

3.2 降低方案设计难度

图8

传统分布的方案设计，通过大量的馈线及无源器件使用来调整各个天线的天线口功率，尽量做到平衡，但由于器件的选用等原因，造成各天线的天线品功率不尽相同。采用光分布系统，无须进行复杂的链路预算，且每个远端的功率都独立可调，直接保障各天线口功率相同，且内置双极化天线，LTE 中双通道的两副天线功率也完全相同，从硬件上保障高速业务的达成［3］，见图9。

图9

3.3 降低施工难度，缩短建设周期

传统室分建设中，需要制作大量的馈线接头，浪费时间，且由于馈线的硬度问题，在弯曲度和延伸性上都遭到了很大限制；光分布从扩展单元MEU到覆盖单元MRU采用五类线或光电缆，一步到位，不需要制作过多的馈线接头，节省时间，缩短工期，且五类线或光电复合缆柔韧性良好，在延伸性和弯曲度上都远超普通馈线［4］。

3.4 提高工程质量

传统室分建设中，需要使用大量的无源器件，制作大量的馈线接头，而大量的无源器件质量无法保证（如：互调指标、功率容量等），馈线接头又和施工工艺有很大的关系，这就造成了传统室分建设会出现各种各样由于器件或施工工艺导致的网络问题；光分布中不使用馈线和无源器件，从根本上避免了此种问题的出现，见图10、11。

图10

图11

3.5 全系统监控管理

传统室分建设采用BBU 拖RRU 再下挂天馈系统进行覆盖，监控止于RRU，天馈系统的问题无法得到监控，只能被动地接受用户投诉后进行现场排查处理，且排查过程复杂，维护效率低下；光分布采取全系统监控，从接入单元到覆盖单元三层结构全监控，做到问题提前发现，提交处理，减少用户投诉，见图12。

图12

4 不同场景的光分布系统应用建议

4.1 高层住宅小区覆盖

高层住宅小区采用传统方式覆盖存在以下困难：

4.1.1 宏站无法穿透覆盖，造成道路信号良好，室内信号差。

4.1.2 室分建设由于楼宇已装修完成，协调困难，无法正常施工。

此类小区可采用光分布进行室内外协同的信号覆盖，在高楼上安装外接天线型覆盖单元，下挂矩形波束天线进行深度覆盖，电梯采用随行光缆进行覆盖，在保证覆盖的前提下减少投资，见图13。

图13

4.2 低层住宅、城中村覆盖

低层住宅采用传统方式覆盖（如采用路灯美化天线覆盖），需要破路建设，协调困难，城中村又由于业主众多，协调和施工困难；

此类小区可采用光分布室外覆盖室内的方式进行覆盖，在楼宇外安装一体化覆盖单元，进行深度覆盖，见图14。

4.3 大型商场、地下室覆盖

大型商场采用传统方式覆盖存在以下困难：

图14

4.3.1 施工困难，由于商场人群高峰期的特殊性，白天全天人流量大，施工都需要要晚上进行施工。

4.3.2 由于商场的特殊性，对施工工期有严格要求，但传统室分建设中馈线布放、馈线接头制作大量工作的存在，导致工期长，施工压力很大。

此类场景可采用光分布覆盖，在吊顶上方安装一体化远端进行覆盖，保证网络质量的同时，大大缩短施工周期，保障协调、施工方面的顺利进行。

图15

4.4 沿街商铺覆盖

沿街商铺采用传统方式覆盖存在以下困难：

4.4.1 沿街商铺由于业主众多，协调困难。

4.4.2 沿街商铺施工困难，如有一家不同意，无法继续建设。

此类场景可采用光分布覆盖，在沿街方向安装一体化远端进行覆盖，保证网络质量的同时，大大缩短施工周期，保障协调、施工方面的顺利进行。

图16

5 案例应用

5.1 高层住宅小区

郑州市阳光花苑小区总建筑面积达60万平方米，整个社区由26 栋高层和4 栋小高层围合而成，是一个集休闲、娱乐、健身、购物为一体的居住社区，已有部分楼宇建设了传统分布，但覆盖效果极差，用户依然投诉。

采用光分布进行覆盖后，效果明显，测试指标如下：

图17

通过上面的统计可以看出，广分布系统开通后：GSM系统中，Rx_Lev 大于-85dBm 的占比由80.9%提升至100%，Rx_Qual 0～3 级占比由88.8%提升至99.2%；WCDMA系统中，RSCP大于-85dBm的占比由43.7%提升至99.7%，Ec/No 大于-12dB 的占比由83.6%提升至99.6%。

5.2 低层住宅小区

柿园水厂家属院位于郑州市建设路西环路东南角，小区共28栋多层居民楼，楼层高度5到6层，本次覆盖对柿园水厂家属院全小区进行试点开通，并测试了楼宇的覆盖效果。

从GSM-DT测试情况来看覆盖及语音质量较之以前有明显的改善，建设小区分布后，小区内道路覆盖电平值在-65dbm左右，语音质量为0级，测试情况良好。

图19

从WCDMA-DT 测试情况来看覆盖及语音质量较之以前有明显的改善，建设小区分布后，小区内道路覆盖电平值在-65dbm 左右，ECIO 覆盖在-10db 以上，测试情况良好。

5.3 大型商场

郑州地一大道是大型人防商业地下购物商场，面积近10万m2。已做过传统室分覆盖，但商场装修破坏严重。

光分布系统开通前后接收信号电平对比：

DCS开通前：

图20

由现场测试数据得知：光分布系统开通前后小区内覆盖大于-85dBm 区域占比由44.9%提升到97.6%，整体覆盖效果明显改善。WCDMA开通前脱网开通后测试：

图21

由现场测试数据得知：MDAS 系统开通后CPICH_RSCP 大于-85dBm 的占比由0%提升至93.8%，用户感知明显。

5.4 沿街商铺

逢源商业街长约600m，片区内主要为低层楼宇，主要为商铺和商场，人流量大，周围有4个基站，商铺纵深大，受建筑阻挡，店内信号弱区、盲区较多，传统室分物业难以协调，通过“锯齿式”布放远端射频单元，实现沿街商铺深度覆盖。

图22

6 结语

在不久的将来，光分布系统一定会以其独特的优势，逐渐成为室分建设的主流方式。尤其在楼宇众多的大型覆盖场景，光分布的优势将得到最大限度地体现。

［1］于永景.3G 光纤分布覆盖系统［J］.电信工程技术与标准化，2007（11）：51-57.

［2］许长峰，段伟萍.光纤分布系统城区室内深度覆盖应用研究［J］.城市建设理论研究，2013.

［3］谌汉春.新型光纤分布、传统室内分布与通道变频三种LTE室内覆盖解决方案的优劣性分析［J］.信息通信，2014（04）：191.

［4］郑丽萍，万忠宝.多制式光纤分布式室内覆盖系统应用研究［J］.中国新通信，2015（07）：65-67.