数字光纤直放站技术交流(先创).ppt

2009 11 数字光纤直放站技术交流 版权所有请勿拷贝 陶志会 2 非常感谢安徽电信给予此次交流机会客户满意是我们最大的心愿 前言 3 目录 2 设备原理和功能特点 3 应用场景与设计重点 4 覆盖案例分析 5 优势比较和发展前景 1 背景情况介绍 4 背景情况介绍 5 背景情况介绍 近年来在运营商各类无线通讯补充覆盖系统中 模拟光纤直放站以信源纯净 运行稳定 性价比较好而得到了非常多的应用 但在近几年的大量应用中 其不足也逐渐显示出来 模拟光纤传输方式难以解决信号的远距离传输和多支路 大范围 稳定的信号覆盖问题 实际工程中对于大范围 多远端的覆盖难以达到要求 大范围多远端高功率 6 背景情况介绍 随着几大电信运营商的重新组合 中国电信获得了CDMA的运营牌照 为了在3G的竞争中取得优势 各大运营商都加快了各自网络的建设速度 因为3G的主要业务在室内部分 因此室内覆盖部分的网络建设显得尤其重要 为了降低频繁规划 提高资源利用率 降低投资 在室内覆盖建设中不仅使用基站 还使用直放站等设备作为信号源 同时根据不同区域的业务量情况 不同基站扇区分配不同的载波数 同样直放站根据载波数不同分为了A型和B型设备 7 背景情况介绍 超大型建筑多采用光电结合的覆盖解决方案 在这种设计方案中 由于建筑面积较大 使用数量较多的光纤远端机难以足功率开通 铁路 隧道等的覆盖中 传统光纤一拖多方式由于其本身特性限制了组网结构 覆盖功率不足 8 背景情况介绍 基于数字处理和数字芯片技术的不断发展成熟 现在可以通过软件的FPGA的编程来实现原来要用硬件来实现的功能 同时通过数字技术还能实现原来模拟设备不能实现的一些其它的功能 现在已研发出数字光纤直放站来替代原来的模拟光纤直放站在实验和实际使用中得到验证 对于CDMA系统 可以实现 多载波数字传输 远端级联 灵活组网 载波调配 光旁路 光环路和上行分集接收等功能 9 设备原理和功能特点 10 设备原理和功能特点 中国电信根据数字光纤直放站的载波数不同将设备分为A型和B型两类 A型设备 满足1 3载波的设备 B型设备 满足4 6载波的设备 11 设备原理和功能特点 A B型设备的差异 1 A型设备满足1 3载波设计指标 B型设备满足4 6载波设计指标 2 一般情况相同输出功率使用 B型设备功放的回退要大于A型设备 3 A B型设备除载波外的指标要求一样 同功率B型设备功放管一般要大于A型设备 4 由于数字光纤直放站选用的数字板都是满足六个载波选频需要的 因此在数字板部分没有实质区别 A型 B型设备的区别在于影响设备参数的功放 12 载波与邻道泄露和互调偕波的关系 设备原理和功能特点 13 设备原理和功能特点 数字光纤直放站 是采用软件无线电技术 通过模数转换 数字信号处理 数字信号光纤传输的直放站设备 主要特点 数模转换 数字传输 14 数字光纤直放站原理图1 设备原理和功能特点 15 设备原理和功能特点 数字光纤直放站原理图2 数模转换 16 数字光纤站功能特点 1 远距离 多载波数字传输覆盖 6载波 2 采用CPRI通信协议 远端机可以4 6级级联 使用两级锁相环进行二次锁相 3 可以进行链型 星型 环型多种形式组网 4 具备光旁路功能 5 具备光环路功能 6 能进行分集接收 7 可实现多种形式的监控 8 稳定的输出功率 设备原理和功能特点 17 设备原理和功能特点 模拟光纤与数字光纤设备射频损耗比较 18 设备原理和功能特点 可以进行串联 星型 混合型等多种组网方式 组网方式 19 设备原理和功能特点 当中间某处光纤折断 其前继续原来传送 其后面自动倒换 形成两个串型链路 不会影响覆盖 光环路功能 20 光旁路功能 设原理和功能特点 当某一远端机出现故障后 光路开关自动打开 不会影响下一级远端机的正常工作 21 设备原理和功能特点 分集接收功能 22 远端机具备载波选择功能 可以根据设定进行选择性发射覆盖 设备原理和特点 载波调配功能 23 应用场景与设计重点 24 应用场景与设计重点 数字光纤直放站应用场景 1 高速铁路 公路 隧道 线性覆盖 速度快 易造成频繁切换和位置更新失败 高速运动造成频繁位置更新 系统信令开销大 突发性业务 有列车经过时 话务量高 列车内遮挡严重 需要较强信号覆盖 25 应用场景与设计重点 线性场景覆盖 增大切换距离 降低了系统信令开销 充分利用基站容量 高功率覆盖 有效保证车厢内的通话质量 26 应用场景与设计重点 数字光纤直放站应用场景 2 大型小区 校园 旅游景点 乡村 多远端大范围覆盖 范围大 光纤传输损耗低 部分区域虽然面积大 业务量不一定大 用直放站节省资源 多远端和组网灵活可以大范围覆盖 校园覆盖节省容量资源 27 应用场景与设计重点 大范围覆盖场景 超大型建筑群覆盖 28 应用场景与设计重点 大范围覆盖场景 大型小区覆盖1 利用级联的特点 充分利用已有路由 2 广覆盖 低话务密度 29 应用场景与设计重点 数字光纤直放站设计重点 1 光纤的拉远距离受原来的基站覆盖半径和时延限制 2 远端级联数量并非无限 受协议和时钟恢复恶化限制 一般最多6个 3 系统因为覆盖范围变化 邻区关系可能要调整 4 根据不同的环境选择设备和覆盖天线 5 目前支持最大载波数为六载波 若以后扩频 选频数可以增加到10 12 6 由于时延的原因 搜索窗大小可能需调整 30 应用场景与设计重点 搜索窗调整 31 应用场景与设计重点 噪声情况分析 基站接收机等效热噪声电平 Nbts 10lg K T B NFbts 113 4 109dBm NFbts 基站接收机噪声系数为4直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声为Nrep 10lg K T B NFrep Grep LNFrep 噪声系数Grep 设备增益L 有效路径损耗直放站引入后 基站的总噪声为Nbts Nbts Nrep 10lg10 10Nbts 10 10Nrep 10 噪声增量 Nbts Nbts 32 实际使用建议 1 CDMA一般要求基站噪声抬升3dB以内 在实际使用时 为了使上下行信号平衡 一般每个信源接入远端的数量不要过多 2 基站或RRU和都可以接入 静态下对基站噪声的影响可以计算出来 为降低对基站干扰 可以通过调整直放站的上行增益来实现 其前提是上下行增益相差一般在0 7dB以内 应用场景与设计重点 33 应用场景与设计重点 3 在调整各设备的上行增益时 一般要将各设备到上一级的噪声调成一致 利于调试和上下行平衡 4 直放站近端机的输入功率不能太大 一般最大不要超过0dBm 利于设备使用寿命 5 设备的增益要设置合适 以免由于EV DO载波或1X载波处于饱和状态或输出不足 34 覆盖案例分析 35 河北唐山高铁覆盖方案 铁路大提速后 由于切换频繁和快衰弱影响 动车材质对无线信号衰减的影响 往往会发生切换频繁 无法接通 掉话等现象 为保证乘客的通信畅通和通信质量 特制高速铁路覆盖方案 京哈线唐山境内动车经过3个城区 玉田 丰润 滦县 列车过往频繁 经过京哈线唐山段的列车频次非常高 这段高铁移动信号覆盖方案由我公司设计施工 覆盖案例分析 36 覆盖案例分析 从图上可看出 由于丰润城区段基站间距较小 切换频繁 仅此段16Km就有21个基站 由于切换较多 易引起切换不及时 掉话等各种质差问题 37 覆盖案例分析 现采用专网覆盖方式 采用二个小区 各12载频宏蜂窝 为信源 用数字光纤直放站 15台远端 对此进行覆盖 1 4 为一小区 5 15号为二小区 通过网络参数调整优化 减少切换掉话 38 覆盖案例分析 数字光纤直放站方案连接图 39 覆盖案例分析 青岛仰口隧道仰口隧道位于青岛市崂山滨海公路上 全长7763米 为双向六车道左右分离式设计 是迄今为止山东省境内里程最长 跨度最大的公路隧道 因为山体对信号的遮挡 隧道内信号基本为盲区 40 数字光纤直放站案例分析 青岛仰口隧道1 隧道为过山隧道 长七八公里 最远处离信源基站在20公里以内 2 隧道为狭窄通道 同时弯度较大 信号空间传输损耗大 设计模型采用狭窄通道空间损耗模型 3 隧道内用户基本在汽车内使用 要考虑功率预留 4 根据隧道内链路损耗模型公式 信源情况和功率预留估算出需要一拖三的设备 远端功率20W 5 为避免与原基站扇区发生干扰 选背向扇区 6 原基站话务有富裕 同时隧道内话务量不会太大 7 为避免发生可能的干扰 各远端站时延都调到最大时延设备的时延 覆盖案例分析 41 覆盖案例分析 设备开通之前 隧道内部信号基本为盲区 开通后 隧道内信号很好 完全符合设计使用要求 42 覆盖案例分析 唐山大学城 唐山学院北校区为解决唐山大学城的信号容量 话务调度和覆盖问题 移动公司决定在大学城内安装由室外基站 数字光纤直放站 无线直放站和移频直放站相结合的综合信号覆盖系统 现以唐山学院北校区部分区域覆盖简要介绍 数字光纤一拖四设备 43 覆盖案例分析 系统连接图 设备近端机在基站机房内 四台远端机分为两个支路 一路为三台的串联级联 另一路为单独一台 充分利用信道资源 同时在不同时段根据话务量的变化还可以进行话务的调度分配 44 覆盖案例分析 海口明光国际大厦CDMA数字光纤直放站 海口明光国际大厦是目前海口最高建筑 总高46层 属城市地标 位于海口市南海大道与龙昆南路交叉处西北角 为了对大厦的电梯进行稳定的信号覆盖和充分利用信道资源 同时也考虑以后增加覆盖范围的需要 采用CDMA数字光纤直放站为信号源对大厦的电梯进行了覆盖 45 覆盖案例分析 46 南安美林梧山 CDMA数字光纤直放站南安美林梧山 位于泉州南安康美镇 早期采用了普通型光纤直放站 由于光信号影响覆盖效果差 通话质量不好 现采用先创的数字光纤直放站替换后 覆盖信号增强并且稳定 运行正常 通话质量良好 47 比较优势和发展前景 48 优势比较和发展前景 数字技术发展和应用表现出与模拟技术更多的优势和特点 特别是软件无线电的发展 用软件实现原来用硬件设备才能实现的功能和应用 这对设备的体积 性能 设备寿命 使用材料 对调试的及时 准确和方便性都具有现实的意义 数字技术是发展的方向和潮流 49 优势比较和发展前景 数字光纤直放站与模拟光纤直放站比较具有组网灵活 射频不受光信号影响 输出稳定 有光旁路 光环路 载波调