周蘭軍

摘 要：本文主要介紹光纖直放站的工作原理，光纖直放站的主要參數(shù)，光纖直放站的傳輸方式，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

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。 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。

一、光纖直放站的工作原理

主要有以下幾個(gè)部分組成：光近端機(jī)、光纖、光遠(yuǎn)端機(jī)（覆蓋單元）。光近端機(jī)和光遠(yuǎn)端機(jī)都包括射頻單元（RF單元）和光單元。無線信號(hào)從基站中耦合出來后，進(jìn)入光近端機(jī)，通過電光轉(zhuǎn)換，電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，從光近端機(jī)輸入至光纖，經(jīng)過光纖傳輸?shù)焦膺h(yuǎn)端機(jī)，光遠(yuǎn)端機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，進(jìn)入RF單元進(jìn)行放大，信號(hào)經(jīng)過放大后送入發(fā)射天線，覆蓋目標(biāo)區(qū)域。上行鏈路的工作原理一樣，手機(jī)發(fā)射的信號(hào)通過接收天線至光遠(yuǎn)端機(jī)，再到近端機(jī)，回到基站。

二、光纖直放站的傳輸方式

光纖直放站的最大特點(diǎn)是通過光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，光纖傳輸可以單獨(dú)敷設(shè)，也可以利用現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要有3種方式：普通雙光纖方式、波分復(fù)用方式和同纖傳輸方式，其中波分復(fù)用和同纖方式都需要使用波分復(fù)用器。一般來說，如果能夠從基站敷設(shè)光纖至光遠(yuǎn)端機(jī)或現(xiàn)成的光纖網(wǎng)絡(luò)中有富余的纖芯，都采用普通雙光纖的方式解決光纖傳輸?shù)膯栴}。采用波分復(fù)用器可以提高光纖的利用率，但由于波分復(fù)用器投資較大，一般較少使用。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，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，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。

三、光纖直放站的特點(diǎn)

光纖直放站與無線直放站的最大區(qū)別在于施主基站信號(hào)的傳輸方式上，光纖直放站是通過光纖進(jìn)行傳輸，而無線直放站通過空間傳播。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.工作穩(wěn)定，覆蓋效果好。

光纖直放站通過光纖傳輸信號(hào)，不受地理環(huán)境、天氣變化或施主基站覆蓋范圍調(diào)整的影響，因此工作穩(wěn)定，覆蓋效果好。

3.覆蓋區(qū)天線可根據(jù)地形情況選擇全向或定向天線。

4.不存在無線直放站收發(fā)隔離問題，選址方便。

無線直放站需把施主天線安裝在可以接收到GSM信號(hào)的地方，而且接收信號(hào)強(qiáng)度不能小于-80dBm，所以無線直放站一般只能安裝在基站覆蓋范圍的邊緣，并向順著基站覆蓋的方向延伸覆蓋。同時(shí)，為了防止直放站自激，還需保證施主天線和覆蓋天線有足夠的隔離度。因此，無線直放站的安裝位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天線進(jìn)行覆蓋，覆蓋范圍較小。光纖直放站在設(shè)計(jì)時(shí)無需考慮安裝地點(diǎn)能否接收到信號(hào)；不需考慮收發(fā)隔離問題，選址方便；覆蓋天線可根據(jù)需要采用全向或定向天線，因此，設(shè)計(jì)和施工的靈活性大。

四、光纖直放站的傳輸距離

1.光纖直放站采用光纖進(jìn)行傳輸，光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)膿p耗非常小，光纖直放站信號(hào)傳輸?shù)木嚯x主要是受信號(hào)時(shí)延的限制。 GSM數(shù)字移動(dòng)通信采用TDMA時(shí)分多址技術(shù)，每載頻分為8個(gè)信道分時(shí)共用，即每載頻8個(gè)時(shí)隙。時(shí)隙之間的保護(hù)間隔很小，為消除手機(jī)MS到BTS的傳播時(shí)延，GSM系統(tǒng)采用MS提前一定時(shí)間來補(bǔ)償時(shí)延，時(shí)間提前量的取值范圍是0～233μS，對(duì)應(yīng)信號(hào)傳播約70公里，由于信號(hào)一來一回是雙向的，所以，GSM信號(hào)在每載頻8個(gè)時(shí)隙時(shí)，空間傳播距離是35km。當(dāng)引入光纖直放站延伸信號(hào)傳播距離時(shí)，信號(hào)的傳播時(shí)延包括了在光纖直放站上的時(shí)延和在空中傳播的時(shí)延。光信號(hào)在光纖的介質(zhì)中傳播時(shí)，速度是無線信號(hào)在空氣中傳播的2/3，加上直放站的時(shí)延（大約1.5μS）和無線信號(hào)在空中傳播時(shí)延，因此，光纖直放站距離基站最遠(yuǎn)不應(yīng)該大于20km。

2.光纖直放站的主要指標(biāo)。光路參數(shù) ；光纖：G.652單模光纖（對(duì)于1.55μm波長(zhǎng)，適于采用G.652單模光纖）光源：.3μm/1.55μm波長(zhǎng)激光器組件；入纖光功率：≥3dBm（1.3μm波長(zhǎng)） ≥0dBm（1.55μm波長(zhǎng)） ；光檢測(cè)器：Pin接收組件，連接器：APC/FC，PC/FC ---射頻參數(shù)；頻率范圍：800MHz -1000MHz接收端AGC范圍：20dB（相當(dāng)于10dB光衰減）；傳輸帶寬：890MHz-960MHz（±0.5dB） 800MHz-890MHz（±0.5dB） 輸出電平： 下行：-20dBm 上行：-20dBm - -60dBm，兩頻三階互調(diào)產(chǎn)物：≤-38dBc；噪聲系數(shù)：≤5dB（光接收機(jī)噪聲底為-126dBm/CH）；輸入輸出阻抗：50Ω；駐波比：≤1.55. 光纖直放站應(yīng)用及組網(wǎng)圖由于光纖直放站傳輸距離長(zhǎng)，避免了同頻干擾可全向覆蓋因而選址方便，且信號(hào)傳輸不受地理?xiàng)l件限制，特別適于郊區(qū)、鄉(xiāng)村邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)和地形復(fù)雜的山區(qū)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、丘陵地帶的通信盲區(qū)等。

光纖直放站相對(duì)于無線直放站來說，成本相對(duì)較高，而且需要敷設(shè)光纖。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。