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現代小區無線覆蓋全方位解決方案

隨著移動通信技術及產業的蓬勃發展、移動互聯網技術的日益成熟及移動增值業務的進一步開展,無線技術的發展和社會需求催生出物聯網(IOT)產業的蓬勃興起,諸如手機下載、手機支付、Mobile Store、家庭防盜、智能家電、家校通及遠程抄表等,都使得人們對移動通信的依賴性越來越強,繼而對移動網絡的服務質量提出更高的要求。另外,隨著國家對電信網、互聯網及廣電網三網融合的進一步推進,家庭的VOIP、IPTV、網絡游戲、高清視頻等大帶寬和實時性要求高的業務,掀起了基于EPON/GPON技術的FTTx蓬勃發展來滿足家庭用戶高帶寬要求,所以未來小區通信網絡是“移動通信(2G/3G/LTE)+光網絡(GPON/EPON)”的互補融合的綜合性網絡。

目前,小區通信網絡的建設模式因地而異,多種多樣??傮w來講主要表現在以下幾個方面:其一,個別運營商光纖入小區、入樓宇鋪設基本與開發商相關基礎建設同步,樓宇內的入戶光纜因需求而異;其二,移動通信網絡的傳輸建設相對比較滯后,基本都在小區基礎設施建設完畢后,建設或者不建設專門的小區覆蓋系統;其三,移動通信的小區分布系統,幾乎都是以“信源設備+同軸電纜+美化天線”方式見長,有些小區直接使用宏網穿透覆蓋;其四,有線通信網絡與移動通信網絡獨立建設,重復協調。

另外,從網絡覆蓋效果和網絡可升級性來看,主要體現在:其一,在移動方面,絕大部分區域的小區覆蓋仍然延續2G時期的建設思路,直接與以前的2G網絡稍加改造后合路,基本都是以“覆蓋電梯和地下室,主體靠室外宏蜂窩”,“住戶家門口安裝天線覆蓋室內部分區域,部分區域依然靠室外宏蜂窩覆蓋”,“不建設室內覆蓋系統,完全靠室外宏蜂窩覆蓋”等情況;其二,目前的小區覆蓋基本都無法升級到LTE,這給LTE時代的小區覆蓋帶來了巨大的壓力;其三,在有線網絡的入戶帶寬可提升問題上,有些小區的提升能力有限或者是要做較大的網絡改動,不同區域各不相同。

總之,通過上面的分析,主要存在的問題總結如下:其一,移動、有線網絡的獨立建設,增加了協調次數,提高了建設成本,延長了建設周期,不利于多業務捆綁營銷;其二,移動網絡的覆蓋效果遠低于3G時代的數據業務的標準要求,嚴重影響了用戶的感受及新業務的進一步推廣,如基于3G的物聯網家庭業務;其三,目前小區分布系統使用同軸電纜來分配信源的功率,80%多的功率消耗在分配網絡上,同時這些功分器、耦合器會產生一定的噪聲,影響系統性能;同時,饋線的地埋施工難度大,成本高,分配器件的防水處理要求很高,網絡的可靠性降低;其四,某些移動設備離開機房,就近放置在靠近天線的位置,這樣又需要供電,電源從機房引出,地埋后到達設備,這樣又增加了施工難度及項目成本。

因此,在建設成本增加、運營成本上升及利潤下滑的今天,尋找一種高性能、低成本的建設方案勢在必行;再加上政府“共建共享、節能減排”政策的進一步實施,在此推薦一種高性價比的全方位解決方案——全光分布系統。此方案具備以下特征:

其一:所有移動網絡使用全饋電復合光纖來傳輸,同時解決了供電和傳輸問題;其二:有線、移動的光纖網絡同步規劃、同步實施;其三、移動網絡的無線終端設備實現微型化、寬帶化、多系統兼容性,促使多系統共用終端設備且直接和天線相接,這樣既可節省功率,同時可以節能。此方案的模型圖如圖1所示。

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此方案的優勢:

(1)系統采用全數字光纖分布技術,長距離傳輸無噪聲;

(2)多個系統通過數字光纖傳輸,代替了傳統的饋纜傳輸,節約了系統功率,使終端設備功率99%用于覆蓋;

(3)可以支持2G/3G/4G等多系統共融,從而實現多運營商“共建共享”,降低網絡的建設成本;

(4)多系統共融只需要在信源處使用1個POI即可,而且信源功率要求很低;與傳統的多系統合路,可以節省大量的POI和信源功率需求,從而提高了整個系統的性能;

(5)整個系統使用全光纖,在不能開挖的情況下可以使用光纖的“微管”鋪設技術在雨水管道中鋪設,或者采用其它先進的光纖鋪設技術來實現,這樣很好地解決了饋纜走不通的問題,可以大大提高小區分布系統的可實施性。

該解決方案的使用,大大提高了覆蓋范圍及覆蓋效果。但是,不是使用了本方案就能徹底解決小區覆蓋問題。

與傳統方案一樣,良好的覆蓋效果與天線放置的位置、天線密度、天線口功率、小區網絡參數設置及小區樓宇電磁環境等有關系。傳統方案一般情況下:有效的天線安裝位置與目標覆蓋距離控制在50 m范圍內,天線口功率為20 dBm以內;地面安裝覆蓋范圍不超過7層,樓頂安裝覆蓋范圍不超過10層,最好覆蓋范圍控制在5~6層內,具體覆蓋能力取決于天線安裝高度與目標覆蓋區的落差。對于超高層的樓宇,從上下兩邊安裝天線進行覆蓋,樓宇中間區域將存在一定的弱覆蓋區或不達標覆蓋區,如圖2所示。

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對于圖2中的中間弱覆蓋/不達標覆蓋區,無論是增加地面天線功率還是樓頂天線功率,都很難達到覆蓋要求,除非在對面樓的中央安裝天線,這樣物業協調和施工難度都很大,幾乎不能實施;即使實施了,成本也很高。那么,中間弱覆蓋/不達標覆蓋區怎么解決呢?這里建議使用 Femto Cell解決方案,就是利用家庭的ADSL/LAN或者通過PON技術ONU/ONT接入,經公共網傳輸到機房專用網關AG,再接入到核心網CN,從而實現與整個網絡互聯互通,具體如圖3所示。
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對于大型或超大型小區,需要分區的和傳統覆蓋方式分區原則一樣,利用道路,將相對集中的樓盡量分在同一小區,這樣會減少不必要的切換。經過以上的分析,使用各種各樣的覆蓋方式,相互互補,達到整個小區的全覆蓋。

小區無線覆蓋解決了,小區信源傳輸的問題怎么解決呢?這里建議使用GPON/EPON技術來解決小區信源的傳輸問題。具體的方法,就是使用具有基站傳輸接入接口的ONU/ONT將基站接入PON網絡,經過PON網絡將其接入城域網,進而經網關接入RNC/BSC和核心網;具體如圖4所示。

整體實現有全IP模式、SDH/IP模式及全MSTP/SDH模式等三種方式,各自有不同的特點,具體使用哪一模式,可根據實際的資源情況來選擇。
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上面全面介紹了小區移動網絡的解決方案,下面介紹一下小區有線解決方案。

隨著人們對信息渴望程度的日益提高,在智能小區、生活小區建設寬帶信息化小區已成為各電信運營商競爭的一大焦點,對于各電信運營商而言,這既是增值業務的發展點,也是一個介入電信業務新領域的切入點。在這些商住小區建設寬帶信息化,向用戶提供高速上網業務、電子商務、VOD、IPTV等。而這些業務將隨著新的服務的不斷推出對帶寬的需求也不斷增大。由于地域不同、用戶需求不同,各個區域需求帶寬不同,不同的帶寬需求及投入策略促使組網方式的不同。因此,在建設小區寬帶網絡時,必須要因地制宜,把握住以下原則:

(1)網絡的規劃必須要滿足3~5年的市場增長需求;

(2)網絡帶寬提升容易、方便、成本低,只需要在OLT側做擴容升級即可;

(3)OLT、分光器、ONU/ONT等的位置必須滿足網絡擴容方便性原則;

(4)設備選型必須考慮未來新業務擴展的需求,比如某些重要家庭的ONU應具備Femto Cell的接口。

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同的需求和投資策略,需要具體規劃ODN網絡,在這就不深入研究了,下面給出FTTH建設模式。

總之,此解決方案使用全光纖傳輸,一次性規劃建設;可以大力推進“共建共享”、“三網融合”及“節能減排”等政策,同時可以大大降低建設成本和運維成本。同時系統還可以根據用戶需求進行平滑升級,是建設現代化小區比較完美的解決方案;希望能在以后的網絡建設中得到廣泛應用。

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