中兴4G室内系统创新解决方案亮相通信展
2014-09-19 10:48:29   来源:   评论:0 点击:

导读:4G网络建设正在迅速推进,室内覆盖面临新的课题。4G普遍使用更高频段,信号的穿透损耗和路径传播损耗大,单纯使用室外宏站照射的方式无法解决室内覆盖的需求
    4G网络建设正在迅速推进,室内覆盖面临新的课题。4G普遍使用更高频段,信号的穿透损耗和路径传播损耗大,单纯使用室外宏站照射的方式无法解决室内覆盖的需求;4G采用MIMO多天线技术提高数据吞吐量,室内分布系统必须以可靠而又经济的方式实现MIMO双通道传输,以最大化地发挥4G高带宽特性,保证终端用户在室外室内业务体验的一致性。

    这种背景下,传统室内分布系统的缺陷就凸显出来。首先,传统室分系统使用铜缆作为信号传输介质,铜缆路损大,加上器件插损,制约了传统室内分布系统信号的传输范围,即覆盖范围非常有限,信号源(RRU)的利用率低。其次,传统室内分布系统为无源系统,对于天线口输出功率的控制完全依赖于理论计算和设计,但在实际工程执行中,设计的输出功率和实际输出功率往往存在偏差,甚至是较大的偏差,导致覆盖无法达不到预期效果;同时,室分系统的整改工程量巨大,造成工程维护成本的抬升。再次,传统室内分布系统在实现MIMO双通道传输上工程施工复杂,这个问题在旧站点改造中尤显突出。传统方案实现MIMO2*2传输一般而言有两种方式:一种方式是在原有分布系统上叠加一套单独的4G分布系统,需要新铺设两路馈线,显然这样的方案资源利用率低,重复建设;另一种方式是新铺设一路馈线,利旧原有系统的一路馈线来实现双通道,但是新旧两路馈线难以达到双路的功率和时延平衡,由此会造成空口数据吞吐量的损失;实际验证表明,双通道功率不平衡度达到3dB时,空口吞吐量会下降20%-25%,这样就无法充分发挥MIMO2*2传输的优势。而且,无论是新建一路还是新建两路馈线,都意味着繁重的工程量,存在物业协调的困难。

    因此,4G的规模商用,客观上要求室内分布技术必须要有所创新。在这种背景下,上海中兴通讯技术有限责任公司自主研发了光分布系统(MIOS)、移频系统(ZXDAS T22)和MiANT天线系统三个室内分布创新解决方案。
 
    光分布系统(MIOS:Multi-Network Integration Optic Distribution)全称:多网融合微功率光纤分布系统。顾名思义,其具有三个主要特征:一是采用光纤(光电复合缆)作为传输介质,替代了传统的铜缆;二是对各种制式的信源一体化综合接入;三是天线口微功率均衡输出,而实现这一点则必须采用有源天线,因此,光分布系统亦可称为有源光分布系统。
 
    光分布系统是由接入控制单元(AU)、近端扩展单元(EU)和远端射频单元(RU)三个功能模块构成的三级架构的分布系统。信源的信号由馈线耦合出来并传输到接入控制单元(AU),接入控制单元将模拟信号转换为数字光信号,通过光纤传输到近端扩展单元(EU),近端扩展单元再通过光电复合缆传输到远端射频单元(RU)。
 
    远端射频单元(RU)有三种形态:室分合路型,室内内置天线型和室外内置天线型。室分合路型的远端射频单元可以通过馈线连接传统室分天线。室内内置天线型则直接放装。近端扩展单元(EU)通过光电复合缆为远端射频单元远程供电。


 
    光分布系统不但可以接入2G、3G信号和4G双路信号,还可以透传WLAN和有线宽带信号,是名副其实的多网融合分布系统。
 
    相较于传统的铜缆无源系统,光分布系统有很多突出的优势。在铜缆系统中,受限于线路损耗,信源到天线的极限距离不超过200米,而光分布系统的理论传输距离可以达到5千米,大大超过传统以铜缆为传输介质的分布系统。铜缆系统的各个天线口基本无法做到等功率输出,容易造成过覆盖或弱覆盖,影响覆盖效果,而光分布系统是有源系统,可对远端射频单元(RU)的输出功率进行调节,从而轻松实现等功率均衡覆盖,这样就大大降低了方案设计的难度,减少了网络整改的工作量。光分布系统采用光纤作为传输介质,光纤比铜缆易于安装布放,从而可以降低施工难度,利于灵活组网,同时由于扩展单元和远端单元都采用盒式设计,具有美化和隐蔽的特点,可以进入传统室分系统难以进入的楼宇站点。最后,光分布系统是一套可监控的分布系统,在设备出现故障的情况下,可快速地定位故障,为维护提供了便利,也能有效地减少用户投诉,提升用户的满意度。
 
    光分布系统的主要应用场景为覆盖面积较大的新建物业,如车站、机场等。其次是楼宇和人口密集等业务热点区域,如传统室内分布方案难以进入的物业:城中村。
 
    4G商用之后,大量2G/3G的传统分布系统为了能够实现MIMO双通道传输,需要进行升级改造,如前文所述,传统的改造手段,无论是新增两路馈线还是新增一路馈线,都有着这样那样的问题,针对这种情况,上海中兴提出了不用新增馈线而实现MIMO双通道改造创新方案,即移频系统,根据其实现方式,也可称为单馈双流系统。
 
    单馈双流系统的设计主旨,是尽可能减少对原有系统的改造,不增加馈线,同时最大程度地实现MIMO双通道的高带宽优势,为了做到在一路馈线里传输两路LTE信号,就需要对一路信号进行频率迁移,因此单馈双流系统又称为移频系统。
 
    移频系统的原理:是对一路LTE信号进行变频处理,如此,在馈线中传输的就有四路信号:2G、3G、LTE1、LTE2(变频),信号到达天线端,变频LTE2信号被调解还原到初始频段,输出至双极化天线发射;该双极化天线集成变频功能,为有源双极化天线。有源天线的取电则由馈电单元来提供。
 
    移频系统在原有天馈系统上,仅需新增了两种设备:有源合路器和直流馈电单元,有源合路器完成信号合路与变频,直流馈电单元功能则是通过馈线给有源天线供电;替换了两种器件:有源天线和过流耦合器,原来的无源天线需要替换成有源双极化天线,原来的耦合器因为无法过直流电,需要替换为过流耦合器;耦合器一般都在距离天线1米左右的位置,因此可以在替换天线时顺便完成替换,工程上不存在太大的困难。
 
    有源天线可以对还原后的LTE2信号和LTE1信号进行功率和时延的均衡处理,将功率不平衡度控制在0.5dB的范围内,从而最大程度地保证了MIMO的效果,经过不同规模实验局工程验证,移频系统可以实现与新建两路馈线完全一致的LTE数据速率。
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    上海中兴是业界目前仅有的几个开发出移频系统的厂家之一,从2013年底至今,上海中兴已经在全国17个省份建设了20个移频系统实验局,并在2014年初获得国内第一个,也是最大的一份商用合同—广东移动1075万的订单;2014年8月,移频系统在四川省也开始商用。
 
    针对公路隧道、居民楼等传统室分建设的难点场景,上海中兴还开发了MiANT天线系统。MiANT是高度集成化的天线,体积小巧,直接在馈线上开孔安装,目前已经在北京等地完成了测试,效果良好,后期有望在室分网络建设中获得大量的应用。
 
    欢迎参观2014年中国国际信息通信展览会,莅临上海中兴展位,了解更多4G室内分布系统创新解决方案,展位号8A015。


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