光纤直放站的网络覆盖技术

周兰军

摘 要：本文主要介绍光纤直放站的工作原理，光纤直放站的主要参数，光纤直放站的传输方式，特点以及如何运用光纤直放站提高网络质量和网络设备利用率。

关键词：光纤直放站；覆盖技术；传输距离

在网络中运用直放站可实现“小容量、大覆盖”，是低成本、快速解决网络覆盖的有效手段。 随着移动通信的高速发展，客户对网络服务质量的要求不断提高，运营商之间竞争日益激烈。而对公路隧道实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节，也是提高综合竞争力的一个有力手段。

一、光纤直放站的工作原理

主要有以下几个部分组成：光近端机、光纤、光远端机（覆盖单元）。光近端机和光远端机都包括射频单元（RF单元）和光单元。无线信号从基站中耦合出来后，进入光近端机，通过电光转换，电信号转变为光信号，从光近端机输入至光纤，经过光纤传输到光远端机，光远端机把光信号转为电信号，进入RF单元进行放大，信号经过放大后送入发射天线，覆盖目标区域。上行链路的工作原理一样，手机发射的信号通过接收天线至光远端机，再到近端机，回到基站。

二、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。光纤直放站主要由中继端机（或近端机，在基站机房内耦合信号）、光传输网络、远端机和天线系统组成。

中继端机将基站射频信号耦合下来，并将射频信号转换成光信号；光传输网络将信号传送到远端；远端机主要包括双工滤波器（Duplex）、低噪声放大器（LNA-low noise amplifier）、功率放大器（PA-power amplifier）、光端机等设备，将射频信号从光信号中解调出来，并滤波、放大；用户天线用于覆盖区的信号发射和接收，可采用全向或定向天线。前向放大器放大基站至移动台的下行信号（前向信号），反向放大器放大移动台至基站的上行信号（反向信号），由于上下行信号频率相差很大即双工间隔很大（如GSM900、CDMA800的双工间隔为45MHz），可利用双工滤波器和前端滤波器方便地将两路信号分开。

三、光纤直放站的特点

光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上，光纤直放站是通过光纤进行传输，而无线直放站通过空间传播。因此，光纤直放站具有以下特点：

1.输出信号频率与输入信号频率相同，透明信道。

2.工作稳定，覆盖效果好。

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。

3.覆盖区天线可根据地形情况选择全向或定向天线。

4.不存在无线直放站收发隔离问题，选址方便。

无线直放站需把施主天线安装在可以接收到GSM信号的地方，而且接收信号强度不能小于-80dBm，所以无线直放站一般只能安装在基站覆盖范围的边缘，并向顺着基站覆盖的方向延伸覆盖。同时，为了防止直放站自激，还需保证施主天线和覆盖天线有足够的隔离度。因此，无线直放站的安装位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天线进行覆盖，覆盖范围较小。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；覆盖天线可根据需要采用全向或定向天线，因此，设计和施工的灵活性大。

四、光纤直放站的传输距离

1.光纤直放站采用光纤进行传输，光信号在光纤中传输的损耗非常小，光纤直放站信号传输的距离主要是受信号时延的限制。 GSM数字移动通信采用TDMA时分多址技术，每载频分为8个信道分时共用，即每载频8个时隙。时隙之间的保护间隔很小，为消除手机MS到BTS的传播时延，GSM系统采用MS提前一定时间来补偿时延，时间提前量的取值范围是0～233μS，对应信号传播约70公里，由于信号一来一回是双向的，所以，GSM信号在每载频8个时隙时，空间传播距离是35km。当引入光纤直放站延伸信号传播距离时，信号的传播时延包括了在光纤直放站上的时延和在空中传播的时延。光信号在光纤的介质中传播时，速度是无线信号在空气中传播的2/3，加上直放站的时延（大约1.5μS）和无线信号在空中传播时延，因此，光纤直放站距离基站最远不应该大于20km。

2.光纤直放站的主要指标。光路参数 ；光纤：G.652单模光纤（对于1.55μm波长，适于采用G.652单模光纤）光源：.3μm/1.55μm波长激光器组件；入纤光功率：≥3dBm（1.3μm波长） ≥0dBm（1.55μm波长） ；光检测器：Pin接收组件，连接器：APC/FC，PC/FC ---射频参数；频率范围：800MHz -1000MHz接收端AGC范围：20dB（相当于10dB光衰减）；传输带宽：890MHz-960MHz（±0.5dB） 800MHz-890MHz（±0.5dB） 输出电平： 下行：-20dBm 上行：-20dBm - -60dBm，两频三阶互调产物：≤-38dBc；噪声系数：≤5dB（光接收机噪声底为-126dBm/CH）；输入输出阻抗：50Ω；驻波比：≤1.55. 光纤直放站应用及组网图由于光纤直放站传输距离长，避免了同频干扰可全向覆盖因而选址方便，且信号传输不受地理条件限制，特别适于郊区、乡村边远城镇和地形复杂的山区以及乡镇、丘陵地带的通信盲区等。

光纤直放站相对于无线直放站来说，成本相对较高，而且需要敷设光纤。光纤直放站一般可获得80dB以上的增益，主要完成为离基站较远的村镇、公路、厂矿、旅游区等地域的覆盖。该系统具有建站速度快、工程投资低，见效快等优点，具有极高的性价比。