IEC 63098-42023 无线电通信发射和接收设备.光纤无线电技术及其性能标准.第4部分5G用基于光纤的室内分布式天线系统（DAS）标准立项发展报告

无线电通信发射和接收设备光纤无线电技术及其性能标准第4部分：5G用基于光纤的室内分布式天线系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TransmittingandReceivingEquipmentforRadiocommunication-Radio-over-fibreTechnologiesandTheirPerformanceStandard-Part4:Radio-over-fibre-BasedIndoorDistributedAntennaSystem(DAS)for5G摘要随着第五代移动通信（5G）技术的规模化商用部署，室内场景已成为5G业务流量与高价值应用的核心承载区域。然而，5G高频段信号在穿透建筑物时存在显著的传播损耗问题，传统的室内覆盖方案难以满足大带宽、低时延、高可靠性的综合性能要求。基于光纤无线电（Radio-over-Fibre,RoF）技术的室内分布式天线系统（DistributedAntennaSystem,DAS）凭借其低损耗传输、集中式处理和灵活组网的突出优势，成为解决5G室内深度覆盖难题的关键技术路径。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2023年5月正式发布IEC63098-4:2023标准，首次系统性地确立了5G场景下基于光纤技术的室内DAS的性能指标体系与测试评估方法。本报告围绕IEC63098-4:2023标准的立项背景、技术架构、核心内容及产业意义展开系统分析。报告指出，该标准填补了RoF技术在5G室内覆盖领域国际标准化的空白，构建了涵盖射频性能、光传输链路、系统非线性及多业务承载能力的综合评价框架，为设备研发、网络规划、工程验收及互联互通提供了统一的技术依据。标准的发布将有效推动5G室内覆盖产业链的规范化发展，促进光电融合技术的持续演进，并为未来6G时代超高速室内接入技术的标准化工作奠定坚实基础。关键词：光纤无线电；室内分布式天线系统；5G；国际电工委员会；性能标准；室内覆盖Keywords:Radio-over-Fibre;IndoorDistributedAntennaSystem;5G;IEC;PerformanceStandard;IndoorCoverage一、引言1.1标准立项背景全球5G商用进程自2019年启动以来持续加速。据全球移动供应商协会（GSA）统计，截至2023年底，全球已有超过120个国家和地区的近300家运营商启动了5G商用服务。5G网络所定义的三大应用场景——增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信（uRLLC）和海量机器类通信（mMTC）——对无线接入网络的覆盖能力、传输带宽和时延性能提出了迥异于前代通信系统的严苛要求。在各类应用场景中，室内环境的无线覆盖问题尤为突出。相关研究及现网测试数据表明，5G用户流量的近80%产生于室内场景，包括大型商场、交通枢纽、办公楼宇、医院、展馆及地下空间等。然而，5G网络广泛采用的3.5GHz及毫米波频段信号在穿透混凝土墙体、玻璃幕墙等建筑结构时，其穿透损耗可达15至30dB以上，单纯依靠室外宏基站根本无法实现对室内区域的深度覆盖。这一“信号进入难、覆盖质量差、用户体验劣”的问题，已成为制约5G业务价值释放的核心瓶颈之一。1.2技术路径演进针对5G室内覆盖的挑战，业界先后探索了多种技术方案，主要包括：无源分布式天线系统（PassiveDAS）、有源数字化室内系统（ActiveDigitalSystem，亦称室内皮基站系统）以及基于光纤无线电技术的室内分布式天线系统。其中，基于RoF技术的室内DAS方案将射频信号通过光纤链路从中心机房传输至分布于建筑物各区域的远端天线单元，在远端仅需完成光电转换和信号放大，实现了射频信号从信源到天线的“透明化”传输。相较于传统方案，RoF-DAS具备以下显著优势：-低传输损耗：光纤在3.5GHz及以上频段的传输损耗远低于同轴电缆，支持数百米的远距离拉远部署；-集中式信号处理：基带处理和射频资源管理集中于中心节点，便于多小区协同和动态资源调度；-多业务综合承载：单根光纤可同时承载多个频段、多种制式的射频信号，支持5G与4G、WiFi等的共缆传输；-部署灵活性高：远端单元体积小、重量轻，可灵活部署于天花板、走廊、竖井等室内空间。正是基于上述技术优势，RoF-DAS被广泛视为满足5G时代室内大容量、多场景覆盖需求的主流技术路径之一，其标准化需求也随之日益迫切。1.3标准立项必要性尽管RoF技术在电信领域的研究已有数十年历史，但长期以来缺乏针对5G应用场景的专项国际标准。已发布的IEC63098系列标准中的前几部分虽然建立了RoF技术的基础框架和通用性能评估方法，但尚未针对5G系统的具体频段配置、信号带宽、MIMO（多输入多输出）架构及波束赋形等特征形成系统性的性能规范。与此同时，市场上各厂商的RoF-DAS产品在接口协议、性能指标和测试方法上存在显著差异，导致设备互联互通困难、网络部署效率低下、运维成本居高不下，严重制约了该技术的大规模推广应用。在此背景下，IEC启动IEC63098-4标准的制定工作，旨在为5G用基于光纤的室内DAS建立统一的国际标准规范，填补现行标准体系的关键空白。二、标准内容概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|IEC63098-4:2023||标准全称|无线电通信发射和接收设备光纤无线电技术及其性能标准第4部分：5G用基于光纤的室内分布式天线系统（DAS）||英文名称|Transmittingandreceivingequipmentforradiocommunication-Radio-over-fibretechnologiesandtheirperformancestandard-Part4:Radio-over-fibre-basedindoordistributedantennasystem(DAS)for5G||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2023年5月23日||标准状态|现行||国际分类号|电子设备用机械构件||标准语言|英语|2.2标准适用范围IEC63098-4:2023标准适用于基于RoF技术构建的、面向5G网络应用的室内分布式天线系统，涵盖系统的架构定义、性能指标、测试方法和评估流程。标准所规范的系统范畴包括从中心单元（CentralUnit,CU）的射频信号输入端口到远端天线单元（RemoteAntennaUnit,RAU）天线端口的完整信号传输链路，同时覆盖系统的光传输子系统和射频处理子系统。标准支持的5G频段范围覆盖了当前主流及规划中的5G授权频段，包括Sub-6GHz频段（如3.3-3.8GHz、4.4-4.9GHz等）和毫米波频段（如24.25-27.5GHz、37-43.5GHz等），并适应不同的信号信道带宽配置。2.3标准主要内容框架标准的主体内容涵盖以下几个核心模块：（1）系统架构与参考模型标准定义了RoF-DAS的系统架构，明确了中心单元、光纤传输链路、远端天线单元及网络管理单元的功能划分和接口规范。参考模型涵盖了射频信号的调制/解调、电光/光电转换、光纤传输、射频放大及天线辐射等完整信号链路的各个功能节点，为性能指标的定义奠定了架构基础。（2）性能指标体系标准构建了多维度的性能指标体系，主要包括：-射频性能指标：包括增益及增益平坦度、输出功率及线性度、噪声系数、带外杂散发射、误差矢量幅度（EVM）、频率误差等；-光传输链路指标：包括光链路增益、光功率预算、光信噪比（OSNR）、色散容限等；-系统非线性指标：包括三阶交调失真（IMD3）、邻信道功率比（ACPR）、无杂散动态范围（SFDR）等；-多业务承载能力指标：包括多频段/多制式信号并发传输时的隔离度、互调抑制比等。（3）测试方法与评估流程针对上述各项性能指标，标准规定了相应的测试条件、测试装置配置、测试步骤及数据处理方法。测试方法的设计充分考虑了实验室环境下的可操作性和可重复性，并针对不同频段和带宽配置给出了差异化的测试参数建议。（4）环境适应性与可靠性要求标准还对系统的温度范围、湿度要求、电磁兼容性（EMC）、防雷保护以及机械结构可靠性等工程化应用所必需的参数提出了规范要求，确保系统在实际部署环境中的长期稳定运行。三、标准的技术要点与创新3.1面向5G新空口（NR）特性的专项适配IEC63098-4:2023最显著的标准化创新在于首次将RoF-DAS的性能评估框架与5G新空口（NewRadio,NR）的关键技术特征进行了系统耦合。这一耦合体现在以下三个层面：-大带宽信号传输：5GNR支持最大100MHz（Sub-6GHz频段）乃至400MHz（毫米波频段）的信道带宽，远超4GLTE系统最大20MHz的带宽能力。传统的窄带性能评估方法无法准确反映宽带信号下系统的非线性行为和频率响应特性。该标准针对大带宽信号条件下的带内平坦度、群时延波动、互调失真分布等指标的测试方法进行了专门优化。例如，在EVM测试中，标准明确要求采用5GNR标准测试信号模型（TestModel,TM），而非沿用LTE时代的信号配置；在ACPR测试中，需按照3GPPTS38.141定义的邻道带宽和信道间隔来设置测量滤波器的参数。-MIMO与波束赋形性能验证：5G系统大规模采用多输入多输出（MIMO）天线技术和波束赋形（Beamforming）传输机制，这对室内DAS系统的多通道一致性提出了严苛要求。标准中专门引入了多通道幅相一致性的量化指标，规定了通道间幅度偏差和相位偏差的最大允许范围。这在工程上具有重要指导意义——多通道间的幅相误差将直接导致波束赋形增益的退化（阵列增益损失可近似估算为幅相误差均方值的函数），进而影响系统容量和覆盖能力。同时，标准对多通道并发场景下的通道间隔离度提出了不低于30dB的建议限值，以防止通道串扰对MIMO性能造成显著劣化。-低时延传输保障：针对5GuRLLC场景对端到端时延的严苛要求（空口时延低至1ms级别），标准对RoF链路自身的信号传输时延及其抖动指标作出了明确规定。光信号在光纤中的传播速度约为真空中光速的2/3，每公里光纤引入约5μs的传输时延，在数百米的典型室内部署距离下，光纤链路引入的时延通常在1-3μs范围内。标准要求RoF-DAS系统应将该链路时延控制在规定范围之内并保持高度稳定（时延抖动不超过纳秒级），从而保证其不构成5G端到端时延预算中的限制性瓶颈。3.2多频段、多制式融合承载能力的规范化5G网络的部署并非对存量网络的简单替代，在未来相当长的时期内，5G将与4GLTE、NB-IoT、WiFi等多种制式网络共存并协同工作。RoF-DAS系统天然具备同时传输多路不同频段、不同制式射频信号的能力，但这也带来了一系列新的技术挑战，如多信号间的互调干扰、杂散耦合以及功率分配等问题。IEC63098-4:2023针对这一关键需求，首次建立了多频段并发场景下的性能评估框架，包括多信号同时传输时的带外互调抑制指标、杂散辐射限值、以及不同制式信号之间的载波聚合与协同传输能力验证方法。该框架的建立为多网融合场景下的设备选型和网络规划提供了技术依据。3.3系统能效与绿色指标引入顺应全球通信行业“碳达峰”“碳中和”的绿色发展趋势，该标准在性能规范中创新性地引入了系统能效评价指标，包括系统整体功耗等级、单位覆盖面积能耗、以及待机模式功耗等参数。这一举措使得标准化工作从单纯注重性能指标向“性能-能效”双维度评价转变，为行业绿色可持续发展提供了标准引领。3.4测试方法学的工程化创新为便于产业链各环节的实际操作，标准在测试方法设计上进行了一系列工程化创新。例如，对于大规模MIMO系统的性能验证，标准推荐了一种基于简化通道子集抽测结合全通道统计分析的两级测试策略：首先抽取代表性通道子集进行全参数精密测试，进而对所有通道进行快速一致性扫描测试，以此在测试精度与测试成本之间取得平衡。在光链路性能测试中，引入了可插拔光模块的误差矢量幅度（EVM）与光调制幅度（OMA）综合评估方法，简化了测试配置，提高了测量效率。四、主要参与单位介绍IEC63098-4:2023标准的制定汇聚了国际电信标准化领域的多方力量，其中，康普公司（CommScopeHoldingCompany,Inc.）作为全球领先的通信基础设施解决方案提供商，在该标准的制定过程中发挥了尤为突出的重要作用。康普公司总部位于美国北卡罗来纳州希科里市，是全球最大的通信网络基础设施解决方案供应商之一，其业务范围覆盖无线网络、有线网络、企业网络和数据中心等领域。在室内无线覆盖领域，康普公司拥有超过四十年的深厚技术积累，其生产的室内分布式天线系统、射频拉远单元、光纤分布系统等产品广泛应用于全球各大运营商网络和大型建筑场景中。康普公司在IEC63098-4标准的制定过程中主要贡献了以下技术力量：-架构设计经验输入：依托其在全球范围内已部署的数十万套室内DAS系统的工程实践经验，为标准的系统架构定义和部署场景分类提供了丰富的一手数据；-性能指标建议：基于其在射频前端的核心技术能力，标准中射频性能相关指标的限值设定和测试方法建议主要采纳了康普公司的技术提案；-测试验证支持：康普公司开放其位于美国的认证测试实验室，组织开展了多轮标准草案的实验室间比对测试（RoundRobinTest），验证了测试方法的可重复性和可再现性；-多频段融合经验：凭借其跨代际、多制式的产品线布局经验，为多频段并发性能评估框架的建立提供了实践依据。五、标准产业影响与应用前景5.1设备研发与制造层面5.2网络规划与建设层面对于电信运营商和行业用户而言，该标准为其室内5G网络的建设方案选型、设备采购招标和工程验收提供了统一的技术依据。通过参照标准中定义的性能等级和测试方法，网络建设方能够在招标阶段建立公平、透明的设备评价体系，在验收阶段实现客观、量化的工程质检。这在制度层面有效避免了“低价低质”的恶性竞争，保障了网络建设质量。5.3检测认证与市场监管层面IEC63098-4的发布为第三方检测认证机构开展RoF-DAS产品的合格评定提供了依据。随着该标准被各国国家和地区标准体系采纳（例如通过IECEE（国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织）体系下的互认机制），有望逐步形成全球范围内协调一致的认证体系，有效降低产品跨境流通的制度性成本。预计在未来三年内，基于该标准的第三方检测认证服务将逐步覆盖全球主要5G设备市场。5.4向6G时代的技术延伸与演进当前，全球6G技术研究已全面启动，国际电信联盟（ITU）已发布《IMT面向2030及未来发展的框架建议》，其中将“沉浸式通信”“通感一体化”“超大规模连接”等列为6G的六大典型场景。太赫兹通信和光子辅助无线接入技术被视为6G空口潜在的关键使能技术，RoF技术的演进形态（如光子毫米波/太赫兹波产生、传输和辐射技术）将在其中扮演更为核心的角色。IEC63098-4所建立的测试方法学和性能评估框架，为上述新技术形态的后续标准化工作提供了方法论基础和技术积累，其影响力将延续至后5G及6G时代。六、结论与展望IEC63098-4:2023《无线电通信发射和接收设备光纤无线电技术及其性能标准第4部分：5G用基于光纤的室内分布式天线系统（DAS）》是国际标准化组织在5G室内覆盖领域取得的一项重要成果。该标准首次系统性地构建了面向5G应用的RoF-DAS性能评估框架，在系统架构、指标体系、测试方法和