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基于光纖直放站的網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)
摘要：在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用直放站可實(shí)現(xiàn)“小容量、大覆蓋”，是低成本、快速解決網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)以及如何運(yùn)用光纖直放站提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用率。
關(guān)鍵詞：光纖直放站 覆蓋技術(shù) 傳輸距離
0 引言
隨著移動(dòng)通信的高速發(fā)展，客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高，運(yùn)營(yíng)商之間競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。而對(duì)公路隧道實(shí)現(xiàn)全線覆蓋是運(yùn)營(yíng)商提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)有力手段。
建設(shè)CDMA、GSM直放站可快速提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。直放站從傳輸方式來(lái)分有無(wú)線直放站、光纖直放站和移頻直放站。其中，光纖直放站運(yùn)用的歷史較短，但與其他直放站相比較，它有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，光纖直放站信號(hào)純凈，衰減度小，信號(hào)傳輸不受地理氣候的限制，而且隨著光器件價(jià)格的降低，產(chǎn)品不斷成熟，在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)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(jī)（或近端機(jī)，在基站機(jī)房?jī)?nèi)耦合信號(hào)）、光傳輸網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)端機(jī)和天線系統(tǒng)組成。
中繼端機(jī)將基站射頻信號(hào)耦合下來(lái)，并將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)；
光傳輸網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳送到遠(yuǎn)端；
遠(yuǎn)端機(jī)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(jī)等設(shè)備，將射頻信號(hào)從光信號(hào)中解調(diào)出來(lái)，并濾波、放大；
用戶天線用于覆蓋區(qū)的信號(hào)發(fā)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(dòng)臺(tái)的下行信號(hào)（前向信號(hào)），反向放大器放大移動(dòng)臺(tái)至基站的上行信號(hào)（反向信號(hào)），由于上下行信號(hào)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(hào)分開。
2 光纖直放站特點(diǎn)
光纖直放站與無(wú)線直放站的最大區(qū)別在于施主基站信號(hào)的傳輸方式上，光纖直放站是通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸，而無(wú)線直放站通過(guò)空間傳播。因此，光纖直放站具有以下特點(diǎn)：①輸出信號(hào)頻率與輸入信號(hào)頻率相同，透明信道。②覆蓋區(qū)天線可根據(jù)地形情況選擇全向或定向天線。③不存在無(wú)線直放站收發(fā)隔離問(wèn)題，選址方便。④光纖中繼端與近端機(jī)距離不超過(guò)20公里。
3 光纖直放站在公路隧道覆蓋中的建設(shè)問(wèn)題
由于公路隧道具有地形復(fù)雜，信源獲取困難以及覆蓋區(qū)域狹長(zhǎng)，信號(hào)波動(dòng)損耗都較大等特點(diǎn)；因此需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)，靈活組網(wǎng)規(guī)劃；基于公路隧道的特點(diǎn)，光纖直放站因具有設(shè)計(jì)和施工靈活且覆蓋效果好，工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以在公路隧道中有很好的應(yīng)用�？蓮囊韵聨讉�(gè)方面來(lái)進(jìn)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(dá)15公里，因此對(duì)于一般的狹長(zhǎng)的隧道，只要不超過(guò)改傳輸距離，就可以使用光纖直放站來(lái)進(jìn)行覆蓋。
3.2 信源的選取 因?yàn)樾旁吹倪x取直接關(guān)系到整體覆蓋效果。因此要保證施主基站有話務(wù)容量冗余可以負(fù)擔(dān)光纖直放站覆蓋區(qū)域內(nèi)的話務(wù)量。若在隧道口附近無(wú)信源可取或隧道較長(zhǎng)，利用耦合器從基站耦合信號(hào)到近端機(jī)，近端機(jī)將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，通過(guò)光纜將光信號(hào)送到遠(yuǎn)端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為射頻信號(hào)同時(shí)放大信號(hào)將其饋送到天線。根據(jù)覆蓋距離及近端機(jī)拖帶遠(yuǎn)端機(jī)能力和對(duì)基站的噪聲影響，來(lái)確定遠(yuǎn)端機(jī)數(shù)量。
3.3 供電方式 對(duì)于公路隧道，一般建設(shè)在較偏遠(yuǎn)的山區(qū)，電源不太穩(wěn)定甚至沒(méi)有電源提供，因此可以利用太陽(yáng)能供電系統(tǒng)供電，但是如果是在有電源提供的地區(qū)可直接利用220V交流電供電。
3.4 監(jiān)控系統(tǒng) 公路隧道在偏遠(yuǎn)地區(qū)，故在維護(hù)上有很大的困難。監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、調(diào)整，在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方面起了非常重要的作用，是必不可少的一項(xiàng)補(bǔ)充。
4 光纖直放站在某隧道網(wǎng)絡(luò)覆蓋中的應(yīng)用實(shí)例
4.1 工程概況 某隧道隧道全長(zhǎng)820米，雙洞單向兩車道，隧道頂高約6米，隧道內(nèi)信號(hào)電平小于-100dBm，隧道東側(cè)隧道口到轉(zhuǎn)彎處約1000米路段信號(hào)電平在-90dBm至-98dBm之間，通話質(zhì)量差。
4.2 解決方案 為了解決該隧道的覆蓋問(wèn)題，采用無(wú)線接入光纖直放站，兩隧道內(nèi)分別采用八木天線進(jìn)行覆蓋，隧道外采用拋物面天線，而利用隧道頂遮擋來(lái)解決隔離度問(wèn)題。系統(tǒng)平面圖如下：
4.3 測(cè)試結(jié)果 該隧道開通后檢測(cè)結(jié)果為公路隧道內(nèi)、隧道外網(wǎng)絡(luò)信號(hào)電平值≥-85dBm左右，通話質(zhì)量RxQual 90%區(qū)域以上0級(jí)，切換成功率＞99%，掉話率＜1%，擴(kuò)大基站覆蓋范圍，對(duì)基站參數(shù)指標(biāo)無(wú)任何影響。
5 結(jié)束語(yǔ)
光纖直放站相對(duì)于無(wú)線直放站來(lái)說(shuō)，成本相對(duì)較高，而且需要敷設(shè)光纖。但正如本文第2點(diǎn)所闡述，與無(wú)線直放站相比，光纖直放站有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，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(yuǎn)的村鎮(zhèn)、公路、廠礦、旅游區(qū)等地域的覆蓋。該系統(tǒng)具有建站速度快、工程投資低，見效快等優(yōu)點(diǎn)，具有極高的性價(jià)比。
參考文獻(xiàn)：
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