無線通信網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)的發(fā)展及數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)介紹

無線通信網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)的發(fā)展及數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)介紹無線通信網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)是由多個(gè)網(wǎng)優(yōu)覆蓋設(shè)備及器件組成的有機(jī)整體，為系統(tǒng)覆蓋區(qū)域進(jìn)行移動(dòng)通信信號(hào)的傳遞，其主要分為室外分布系統(tǒng)和室內(nèi)分布系統(tǒng)。數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)是本世紀(jì)無線網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)的快速發(fā)展的產(chǎn)物。

一、無線通信網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)的發(fā)展

上世紀(jì)90年代初，我國移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)處于發(fā)展初期，運(yùn)營商為了在節(jié)省成本的前提下改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，采用了直放站來延伸基站的信號(hào)覆蓋，同時(shí)，為了改善基站接收性能，采用了塔頂(低噪聲)放大器。直放站和塔頂放大器作為第一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的室外、室內(nèi)覆蓋解決方案在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮了積極的作用。

進(jìn)入21世紀(jì)，運(yùn)營商為了改善移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的通信效果，“以同軸電纜為傳輸介質(zhì)，基站射頻信號(hào)直接放大”的方法被大量應(yīng)用，由于其采用了大功率的基站，導(dǎo)致噪聲引入嚴(yán)重、同軸電纜損耗致使系統(tǒng)耗電量增加、基站選址受限、施工難度大等問題非常嚴(yán)重。

近年來，由于數(shù)字化技術(shù)更好地解決了信號(hào)的兼容和系統(tǒng)的容量問題，一些具有前景意識(shí)的廠家開始逐步取消生產(chǎn)傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)，而轉(zhuǎn)向生產(chǎn)技術(shù)較先進(jìn)的數(shù)字化分布系統(tǒng)，但由于技術(shù)水準(zhǔn)較高，目前國內(nèi)僅一些具有技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢的廠商可以生產(chǎn)。

目前，中國已經(jīng)建立了包括GSM900、GSM1800、CDMA800、CDMA1900、CDMA1X、PHS、WLAN、WCDMA、TD-SCDMA等不同制式的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，為移動(dòng)終端用戶提供了不同的網(wǎng)絡(luò)選擇方案，同時(shí)WCDMA、TD-SCDMA、CDMA EVDO的3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更是加速了我國通信網(wǎng)絡(luò)的高容量、高帶寬的信息化發(fā)展。2012年，TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)的擴(kuò)大建設(shè)進(jìn)一步豐富了我國通信制式集群。

我國主要移動(dòng)通信制式

我國移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)多樣化發(fā)展的同時(shí)，多網(wǎng)重復(fù)建設(shè)造成大量投資浪費(fèi)，統(tǒng)一解決多種網(wǎng)絡(luò)共享覆蓋的問題成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難題?，F(xiàn)有同軸電纜傳輸覆蓋解決方案，由于對(duì)不同頻率信號(hào)的傳輸損耗差異性非常大，難以滿足多種無線通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)接入的統(tǒng)一平臺(tái)要求，其傳輸損耗大使得信號(hào)源引接功率大、高功率的射頻信號(hào)在分布系統(tǒng)中傳輸時(shí)的電磁輻射大、用戶終端發(fā)射功率大、投資控制與實(shí)施協(xié)調(diào)難度大等問題突出。隨著3G時(shí)代到來和運(yùn)營商對(duì)移動(dòng)通信服務(wù)體驗(yàn)的日益重視，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)日益增多，不同系統(tǒng)間干擾和不同系統(tǒng)信號(hào)功率均衡的問題日益突出。

傳統(tǒng)分布系統(tǒng)難以解決移動(dòng)通信目前存在的多信號(hào)覆蓋時(shí)產(chǎn)生的干擾問題，已經(jīng)不能滿足多種信號(hào)并存的移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀。一些廠商開始研發(fā)和生產(chǎn)適用于多網(wǎng)交叉覆蓋場景的新型分布系統(tǒng)。

二、數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)

(一)數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)介紹

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)結(jié)合2G、3G和WLAN等網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特性，最大限度地滿足多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共同接入，同時(shí)采用光纖或五類線為無線信號(hào)分布傳輸?shù)男诺纻鬏斆劫|(zhì)，整個(gè)系統(tǒng)由多模信源接入單元(MSA)、擴(kuò)展單元(EU) 和遠(yuǎn)端單元(RU)來實(shí)現(xiàn)。數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)可以有效解決了信號(hào)互相干擾、傳輸損耗大等問題，支持多制式多業(yè)務(wù)共同接入的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需求，并可以降低系統(tǒng)的造價(jià)和復(fù)雜性，便于后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)工作。

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)中EU可選配，當(dāng)無EU時(shí)，MSA可與RU直接相連。其運(yùn)作原理為：在下行信號(hào)鏈路中，MSA是接入單元，主要將來自基站的射頻信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字處理，并轉(zhuǎn)換成光信號(hào)后通過光纜/五類線傳送到EU再至RU，在RU單元將信號(hào)還原為射頻信號(hào)再進(jìn)行放大、輸出至覆蓋區(qū);在上行信號(hào)鏈路中，RU將來自覆蓋區(qū)用戶的射頻信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字處理轉(zhuǎn)成光信號(hào)后通過五類線/光纜傳送至EU再至MSA，在MSA單元將信號(hào)還原為射頻信號(hào)后放大輸出再送回基站端。其運(yùn)行原理如下圖所示：

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)工作原理圖

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)不僅可為2G和3G等移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供傳輸和覆蓋服務(wù)，還可實(shí)現(xiàn)WLAN的傳輸和覆蓋，滿足運(yùn)營商的高速率無線數(shù)據(jù)傳輸需求。

(二)數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的應(yīng)用場景及解決方案

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)與傳統(tǒng)的同軸電纜室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)相比，具有無可比擬 的優(yōu)勢，應(yīng)用場景包括小區(qū)、寫字樓、城中村、醫(yī)院、機(jī)場、車站、學(xué)校、場館等區(qū)域。

(1)小區(qū)覆蓋解決方案

需求特點(diǎn)：小區(qū)的樓宇建設(shè)較為分散，網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境復(fù)雜、信號(hào)幅度起伏大，業(yè)主對(duì)環(huán)境美觀性的要求較高。

采用數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的解決思路：選擇小區(qū)中心建筑，并將信源基站和接入單元集中設(shè)置在該中心建筑內(nèi)，可以避免建設(shè)多個(gè)機(jī)房，避免建設(shè)投資浪費(fèi)，將遠(yuǎn)端單元放置在不同的樓宇內(nèi)并使用光纖或五類線與接入單元連接，光纖可以避免與其他信號(hào)相互干擾，遠(yuǎn)端單元就近采用CATV細(xì)同軸電纜連接天線。接入單元可以動(dòng)態(tài)調(diào)控，小區(qū)天線信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整方便，網(wǎng)管監(jiān)控能力精準(zhǔn)，可以靈活有效利用網(wǎng)絡(luò)資源。數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)設(shè)備小巧、線纜細(xì)軟、布放方便，易于環(huán)境美化、滿足業(yè)主的要求。

(2)電梯覆蓋解決方案

需求特點(diǎn)：信號(hào)隨電梯的上下移動(dòng)而發(fā)生變化，對(duì)信號(hào)強(qiáng)度要求較高。

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的解決思路：數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的設(shè)備較小，將遠(yuǎn)端單元放置在電梯轎廂的頂部，保證轎廂內(nèi)信號(hào)覆蓋均勻且不隨電梯上下移動(dòng)而變化，并以比較柔軟的線纜連接至接入單元，線纜與電梯的電纜進(jìn)行捆綁，可與轎廂同時(shí)移動(dòng)。

(3)場館覆蓋解決方案

需求特點(diǎn)：一般場館的信號(hào)覆蓋面積較大，忙時(shí)和閑時(shí)容量需求差別巨大，峰值容量需求較大，對(duì)不同制式信號(hào)要求共同覆蓋，后期維護(hù)較為嚴(yán)格。

采用數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的解決思路：根據(jù)場館的需求特點(diǎn)，選擇一個(gè)機(jī)房集中放置信源基站和接入單元，可以節(jié)省機(jī)房數(shù)量，降低投資。利用光纖連接中繼單元和放置在各個(gè)覆蓋區(qū)域位置的遠(yuǎn)端單元，光纖傳輸可以避免信號(hào)傳輸?shù)南嗷ジ蓴_。通過機(jī)房內(nèi)接入單元的調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)覆蓋區(qū)域內(nèi)的容量調(diào)整。數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，安裝便捷，網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)完善，對(duì)環(huán)境的美觀性影響較小。

(4)醫(yī)院覆蓋解決方案

需求特點(diǎn)：醫(yī)院樓宇分散，并且由于醫(yī)院的手術(shù)室、電子醫(yī)療設(shè)備等對(duì)電磁輻射干擾要求高，需要特別考慮解決電磁輻射干擾問題。

數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的解決思路：選擇醫(yī)院中比較中心的樓宇，將信源基站與接入單元集中設(shè)置在該樓宇中，設(shè)置小功率信號(hào)源，利用光纖傳輸連接放置在其他樓宇中的遠(yuǎn)端單元，遠(yuǎn)端單元就近采用CATV細(xì)同軸電纜連接分布覆蓋天線，天線采用多天線、低功率的原則布置，使用戶端降低發(fā)射功率，降低電磁輻射。對(duì)手術(shù)室等對(duì)電磁環(huán)境要求嚴(yán)格的區(qū)域，獨(dú)立設(shè)置遠(yuǎn)端單元，在手術(shù)進(jìn)行等特殊情況下通過數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度或關(guān)閉信號(hào)覆蓋。數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)安裝簡便，設(shè)置方便，布線容易，對(duì)醫(yī)院電磁環(huán)境干擾小。

(5)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造解決方案

需求特點(diǎn)：由于3G信號(hào)工作頻段更高，對(duì)于從2G到3G系統(tǒng)的升級(jí)，要求對(duì)原有的網(wǎng)絡(luò)影響小，并解決不同網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分布覆蓋傳輸損耗差異性問題以及不同網(wǎng)絡(luò)信源基站的輸出的功率匹配問題。

采用數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的解決思路：采用數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)僅新建一個(gè)信源傳輸主干路由，對(duì)信源要求低(功率源輸入)，容易實(shí)現(xiàn)信源的功率匹配;數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)具有并行多路小功率輸出，也非常容易在不同摟層找到與原有網(wǎng)絡(luò)分布覆蓋系統(tǒng)中的功率匹配點(diǎn)，在該功率匹配點(diǎn)簡單的采用合路就能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的改造。數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，安裝快速、便捷，布線容易、美觀;系統(tǒng)開通、調(diào)測方便。

(三)數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)的市場規(guī)模

2012年，國內(nèi)一些大型的無線通信網(wǎng)優(yōu)企業(yè)已經(jīng)開始生產(chǎn)這種系統(tǒng)，并與三大運(yùn)營商進(jìn)行合作推廣，運(yùn)營商已經(jīng)在越來越多的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋項(xiàng)目中使用該系統(tǒng)。2012年，數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)市場規(guī)模在4億元左右，隨著運(yùn)營商對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重視度不斷提升，2014年后運(yùn)營商將在網(wǎng)優(yōu)覆蓋項(xiàng)目中大量應(yīng)用該系統(tǒng)，預(yù)計(jì)到2017年，該系統(tǒng)市場規(guī)模可以達(dá)到40億元以上。

我國數(shù)字多點(diǎn)分布系統(tǒng)市場經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值及預(yù)測

單位：億元

三、行業(yè)發(fā)展存在的主要問題及對(duì)策建議

我國無線通信網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)市場需求旺盛，但無線網(wǎng)優(yōu)企業(yè)的無線網(wǎng)優(yōu)覆蓋系統(tǒng)生產(chǎn)能力普遍較弱，大多數(shù)企業(yè)仍集中在天線、直放站、無源器件等設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域，而且我國企業(yè)的技術(shù)實(shí)力相比國外仍有一定的差距。國家應(yīng)積極發(fā)揮政策導(dǎo)向作用，以市場需求為目標(biāo)，鼓勵(lì)企業(yè)不斷創(chuàng)新實(shí)踐，推動(dòng)國內(nèi)外技術(shù)交流，引進(jìn)和吸收先進(jìn)技術(shù)，提高國內(nèi)行業(yè)水平。企業(yè)更應(yīng)該不斷提高自身技術(shù)水平，以創(chuàng)新推動(dòng)企業(yè)發(fā)展，全面推動(dòng)我國移動(dòng)通信行業(yè)的快速發(fā)展。