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（DAS）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TransmittingandReceivingEquipmentforRadiocommunication-Radio-over-fibreTechnologiesandTheirPerformanceStandard-Part4:Radio-over-fibre-basedIndoorDistributedAntennaSystem(DAS)for5G摘要关键词：光纤无线电；室内分布式天线系统；5G通信；国际标准；性能测试；IEC63098-4Keywords:Radio-over-Fibre;IndoorDistributedAntennaSystem;5GCommunication;InternationalStandard;PerformanceTesting;IEC63098-4一、引言1.1标准立项背景据全球移动通信系统协会（GSMA）统计，截至2023年底，全球5G网络连接数已突破16亿，5G基站部署总量超过500万个。然而，5G业务量的80%以上发生在室内场景，室内覆盖质量直接影响用户的业务体验。与4G时代相比，5G引入了毫米波（mmWave）频段（24GHz以上），该频段信号在穿越建筑物墙体、玻璃等障碍物时衰减极为严重，传统室外宏基站覆盖室内的方式面临巨大挑战。相关测试数据表明，毫米波信号穿过普通混凝土墙体时，穿透损耗可达20-40dB，这意味着室外信号几乎无法有效覆盖室内深处区域。然而，随着RoF-DAS设备在5G网络中的广泛应用，行业内缺乏统一的性能标准和测试规范的问题日益突出。不同厂商生产的设备在系统架构、性能指标、接口协议等方面存在较大差异，给运营商的多厂商设备互通、网络规划优化和运维管理带来了严峻挑战。在此背景下，制定统一的国际标准成为产业界的共同呼声。1.2标准编制必要性分析从产业需求维度看，5G室内覆盖市场的快速增长迫切需要统一的标准规范。根据市场研究机构Dell'OroGroup的数据，全球室内覆盖系统市场规模预计将在2025年达到120亿美元，其中支持5G的RoF-DAS设备占比将超过35%。庞大的市场规模和快速增长态势，对标准化工作提出了迫切需求。从技术演进维度看，5G-Advanced和6G技术的研发已经启动，更高频段（如6GHz、太赫兹频段）、更宽系统带宽和更密集的组网架构对RoF-DAS设备的性能指标提出了更高要求。标准的制定需要具备前瞻性，为未来技术演进预留空间。从国际竞争维度看，主要通信强国均在积极布局5G室内覆盖技术标准。欧洲电信标准化协会（ETSI）和美国电信行业解决方案联盟（ATIS）等组织已开展了相关预研工作。在此背景下，国际电工委员会（IEC）主导制定统一的国际标准，有助于整合全球优势技术资源，避免标准碎片化，促进全球产业链的协同发展。二、标准立项与编制过程2.1标准立项历程IEC63098-4:2023标准的编制工作由国际电工委员会电子元件与机械结构分技术委员会（IECTC102）归口管理。该标准的立项工作始于2018年，经过前期充分的技术调研和产业需求分析，于2019年正式通过委员会投票立项，项目编号确定为IEC63098-4。立项过程中，来自中国、德国、日本、韩国、美国等主要成员国的专家积极参与，围绕标准的技术范围、框架结构、核心性能指标等关键问题进行了多轮深入讨论。尤其是在技术范围界定方面，各方专家就“基于光纤的室内分布式天线系统”的定义边界、适用频段范围、系统架构模型等核心问题展开了充分论证，最终达成了共识，为标准后续编制工作奠定了坚实基础。2.2编制过程概述标准的编制历时约四年，经历了多个关键阶段：起草阶段（2019-2020年）：成立标准编制工作组，确定标准框架和技术路线。工作组对全球主要RoF-DAS设备厂商的产品技术规格进行了系统梳理，收集了大量测试数据和工程实践案例，为标准技术指标的制定提供了翔实的依据。征求意见阶段（2020-2021年）：完成标准草案后，面向IEC各成员国开展广泛征求意见，共收到来自12个国家的200余条意见建议。编制工作组逐条进行了研究和处理，对标准文本进行了多轮修改完善。委员会草案阶段（2021-2022年）：形成委员会草案（CD），提交IECTC102各国家委员会审查。在此期间，标准编制工作组组织开展了多轮比对验证测试，在多个实验室对标准中规定的测试方法的可操作性和可重复性进行了交叉验证。最终国际标准草案阶段（2022-2023年）：形成最终国际标准草案（FDIS），经IEC各国家委员会投票表决通过后，于2023年5月23日正式发布实施。三、标准技术内容解析3.1标准适用范围IEC63098-4:2023标准适用于5G通信系统中基于光纤无线电技术的室内分布式天线系统设备，覆盖了从中心单元（CentralUnit,CU）、光传输网络到远端天线单元（RemoteAntennaUnit,RAU）的完整系统链路。标准适用于工作频段覆盖6GHz以下频段和毫米波频段（24.25-29.5GHz、37-43.5GHz）的RoF-DAS设备，同时兼容4GLTE和5GNR的混合组网场景。在设备类型方面，标准涵盖了模拟RoF和数字RoF两种主要技术路线的设备，包括采用直接调制和外调制方案的模拟光模块设备，以及基于通用公共无线接口（CPRI）或增强型通用公共无线接口（eCPRI）协议的数字光传输设备。3.2系统架构定义标准中明确定义了基于RoF技术的室内DAS系统的典型架构，包括以下核心功能单元：中心单元：负责基带信号处理和射频信号生成，实现与基带处理单元（BBU）或分布式单元（DU）的接口连接。标准对中心单元的射频接口类型、信号格式、同步要求等进行了规范。光传输网络：包括光发射模块、光纤链路和光接收模块。标准对光模块的工作波长、输出光功率、接收灵敏度、链路预算等关键参数提出了明确要求。远端天线单元：完成光电转换和射频信号放大功能。标准对远端单元的输出功率、增益平坦度、杂散发射、误差矢量幅度（EVM）等性能指标进行了规定。3.3关键性能指标标准从多个维度系统规定了RoF-DAS设备的性能要求：射频性能指标：包括输出功率及功率精度、频率误差、相邻信道泄漏比（ACLR）、杂散发射、误差矢量幅度（EVM）、频率响应平坦度、群时延等。其中，针对5GNR信号，标准规定EVM指标应优于3.5%（256QAM调制方式下），以满足5G高速率业务的需求。光传输性能指标：包括光发射功率、光波长稳定性、光信噪比（OSNR）、接收灵敏度、链路损耗预算等。标准要求典型单模光纤链路的损耗预算应不小于15dB，以满足覆盖距离达1km以上的应用场景需求。系统级指标：包括系统增益、噪声系数、动态范围、通道隔离度、多系统同时接入能力等。标准对多运营商共享场景下的通道隔离度提出了明确要求，规定系统间隔离度应不小于80dB。3.4测试方法与合规性评估标准为每项性能指标规定了详细的测试方法、测试条件和测试配置要求。测试方法的设计充分考虑了实验室测试和现场测试的不同应用场景，包括：-射频性能测试：使用矢量信号分析仪和信号发生器，按照3GPPTS38.141中规定的测试信号配置进行测试。-光性能测试：使用光功率计、光谱分析仪和误码率测试仪等设备，在标准规定的温度范围内（-5℃至+45℃）进行测试。-电磁兼容（EMC）测试：参照IEC61000系列标准的测试方法和限值要求。-环境适应性测试：包括高低温工作试验、湿热试验、振动冲击试验等。标准的合规性评估采用型式试验的方式，对设备的关键性能指标进行逐项检验，确保设备在规定的测试条件下满足所有必选指标的限值要求。四、主要参与单位介绍4.1中国信息通信研究院（CAICT）中国信息通信研究院（以下简称“信通院”）是工业和信息化部直属科研事业单位，始建于1957年，是中国信息通信领域最重要的国家级权威智库和产业创新平台。信通院多年来深度参与国际电信联盟（ITU）、国际电工委员会（IEC）、3GPP等国际标准组织的标准化工作，在国际通信标准领域具有重要影响力。在IEC63098-4:2023标准的编制过程中，信通院作为中国国家委员会的核心支撑单位，在以下方面发挥了关键作用：技术方案贡献：信通院依托其长期在移动通信和光通信领域的深厚技术积累，牵头提出了标准中系统架构定义和关键性能指标体系的基础框架。特别是针对5G大规模天线系统与RoF技术的融合方案、多运营商共享场景下的系统性能要求等技术难点，信通院提出了具有创新性的技术解决方案，得到了编制工作组专家的一致认可。测试验证支撑：信通院所属的泰尔终端实验室和电信传输研究所等专业实验室，具备国际领先的通信设备测试验证能力。在标准编制过程中，信通院组织开展了多轮比对测试，基于国内主流设备厂商的实际产品，对标准草案中规定的测试方法和指标限值进行了充分的试验验证，为标准技术指标的合理性和可操作性提供了有力的数据支撑。国际协调推动：信通院充分利用其在国际标准化组织中的话语权，积极协调各国专家意见，推动解决标准编制过程中的关键技术争议。特别是在模拟RoF与数字RoF技术路线的协调、不同频段性能指标的差异化设定等敏感问题上，信通院发挥建设性作用，促成了多方共识的达成。此外，国内还有中国移动通信集团有限公司研究院、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司等企事业单位作为中国专家团队成员，深度参与了标准各阶段的技术讨论和草案审议工作，为标准的编制贡献了中国智慧和中国方案。五、标准实施意义与应用前景5.1对产业发展的意义促进设备互操作性：IEC63098-4:2023标准的发布实施，为全球RoF-DAS设备制造商提供了统一的技术规范，有效解决了不同厂商设备之间的互通性问题。运营商在建设和优化5G室内覆盖网络时，可以更加灵活地选择多厂商设备，降低了对单一供应商的依赖，提升了产业链的抗风险能力。提升网络部署效率：标准统一的性能指标和测试方法，为运营商的网络规划、设备选型和验收测试提供了明确的技术依据。根据行业统计数据，标准实施后，5G室内覆盖系统的规划设计和部署周期预计可缩短20%-30%，网络优化和运维效率将得到显著提升。降低产业成本：标准化带来的规模效应将有效降低RoF-DAS设备的研发生产成本。统一的技术要求使得设备厂商可以聚焦核心技术的研发，减少因标准不统一导致的重复开发和定制化投入，预计产业整体成本可降低15%-20%。5.2应用场景分析大型公共场景：机场、高铁站、大型会展中心等超大客流场景，对室内网络的容量和速率要求极高。RoF-DAS系统可支持多运营商共享接入和大规模天线部署，能够有效满足高峰时段密集用户的并发业务需求。地下空间与特殊场景：地铁站、地下商业街、矿山井下等场景中，GPS信号无法覆盖且环境条件恶劣。RoF-DAS系统的光纤传输优势使其能够很好地适应此类环境，为应急通信和生产安全提供可靠的网络保障。5.3未来发展趋势与标准演进方向随着5G-Advanced和6G技术的持续演进，RoF-DAS技术及相关标准也面临着新的发展机遇：面向5G-Advanced的增强：5G-Advanced引入了上行超宽带、人工智能（AI）增强、感知通信一体化等新技术方向，对RoF-DAS设备的性能提出了新的要求。标准后续可能需要补充AI管理接口规范、感知功能支持等方面的技术要求。向6G时代的平滑演进：6G时代太赫兹通信、智能超表面（RIS）、空天地一体化组网等新技术的应用，将从根本上改变室内覆盖的技术形态。RoF技术凭借其超宽带、低损耗的传输优势，有望在6G时代扮演更为重要的角色。IEC63098系列标准的后续修订，需要充分考虑与6G技术框架的有效衔接。与新兴技术的融合：光载无线通信技术与人工智能、数字孪生、边缘计算等新兴技术的深度融合，将催生新的应用场景和业务模式。标准体系应保持足够的开放性和前瞻性，为技术创新预留发展空间。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）》作为国际上首个专门针对5GRoF-DAS设备的性能标准，填补了该技术领域国际标准的空白。该标准的发布实施具有多方面的重要意义：在技术层面，标准系统规定了5GRoF-DAS设备的系统架构、关键性能指标和测试方法，为设备研发、生产制造和检验检测提供了全面的技术依据。标准中关于射频性能、光传输性能和系统级指标的量化要求，科学合理地反映了当前技术发展水平，兼顾了技术的先进性和实现的可行性。在产业层面，标准促进了全球RoF-DAS产业链的规范化发展，为设备制造商、运营商、测试认证机构等各方提供了统一的技术语言和评判准则，有效降低产业协同成本，加速了5G室内覆盖技术的规模化商用进程。在国际层面，该标准是中国在光载无线通信领域国际标准化工作中取得的重要成果，体现了中国在该技术领域的领先实力和话语权。中国信息通信研究院及相关企业在标准编制过程中发挥的积极作用，为后续中国深度参与国际通信标准制定积累了宝贵经验。展望未来，随着5G-Advanced商用的推进和6G研发的深入，基于RoF技术的室内覆盖系统将持续演进。IEC63098-4标准需要根据技术发展和产业需求的变化，适时开展修订和完善工作。建议关注以下重点方向：加强面向多频段、多制式融合组网的标准化研究；深化与AI、边缘计算等融合应用场景的标准需求分析；探索建立标准实施效果评估机制，为标准修订提供数据支撑；推动标准在更多国家和地区的采标应用，扩大其国际影响力。我们有理由相信，在各方共同努力下，IEC63098-4标准将在5G/5G-Advanced室内覆盖网络建设中发挥重要