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中国通信建设集团设计院有限公司 室内分布系统介绍 讲解 小鹏 1 中国通信建设集团设计院有限公司 目录 第一部分 室内分布系统总体介绍第二部分 室内分布系统常用器件介绍第三部分 室内分布系统工程设计流程 2 中国通信建设集团设计院有限公司 第一部分 室内分布系统总体介绍 1 什么是室内分布系统2 为什么要建设室内分布系统3 什么地区需要室内覆盖 4 室内分布系统结构5 室内分布系统简化结构图6 室分系统常用器件7 2G室内分布信号源引入及分布类型8 3G室内分布信号源引入及分布类型9 实现室内覆盖的方法10 室内覆盖工程的分类11 室内分布系统分类 按系统划分 12 室内分布系统分类 按信源提取方式划分 13 信号分布系统分类比较14 安装图与系统图15 室内分布系统覆盖的不同环境16 室内分布系统的发展趋势 3 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 1 什么是室内分布系统 室内分布系统是针对室内用户群 用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案 室内分布系统其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落 从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖 4 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 2 为什么要建设室内分布系统 5 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 室内移动通信环境有太多需要完善的地方 覆盖方面 由于室内的复杂结构 建筑物自身的屏蔽和吸收作用 造成了无线电波较大的传输衰耗 形成了移动信号的弱场强区甚至盲区 致使大楼的地下室一 二层场强较弱 甚至存在一些盲区 由于室内的覆盖不好 容易出现手机掉网的现象 造成寻呼无响应 用户不在服务区现象 质量方面 建筑物高层空间极易存在无线频率干扰 服务小区信号不稳定 出现乒乓切换效应 话音质量难以保证 并出现断音 掉话现象 容量方面 建筑物诸如大型购物商场 会议中心 由于移动电话使用密度过大 局部网络容量不能满足用户需求 无线信道发生拥塞现象 由于室内覆盖存在上述问题 因此出现了解决室内覆盖的解决方案 室内分布系统 6 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 3 什么地区需要室内覆盖 室内盲区新建大型建筑 停车场 办公楼 宾馆和公寓等 室外盲区公路隧道 下沉式隧道 铁路隧道 地铁等 话务量高的大型室内场所车站 机场 商场 体育馆 购物中心等 增加微蜂窝建立分层结构 发生频繁切换的室内场所高层建筑的顶部 收到多个基站的功率近似的信号 7 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 室内分布系统组成 室内分布系统示意图 4 室内分布系统结构 8 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 5 室内分布系统简化结构图 9 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 系统除信号源外主要由耦合器 功率分配器 合路器 室内天线 馈线等无源器件和电缆 天线组成 6 室分系统常用器件 10 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 美化天线简介 11 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 7 2G室内分布信号源引入及分布类型 12 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 8 3G室内分布信号源引入及分布类型 13 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 9 实现室内覆盖的方法RRU接入方式以BBU RRU的方式进行射频拉远 为室内分布系统提供信源 BBU与RRU之间通过光纤连接 不同运营商安装方法有所不同 例如电信的BBU安装在基站 RRU安装于覆盖场所 移动的BBU与RRU大多数安装在覆盖场所 微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源 即有线接入方式 适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内 在市区中心使用较多 解决覆盖和容量问题 宏蜂窝接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源 适用于高话务量和较大面积的室内覆盖盲区 在大型酒店 写字楼等使用较多 直放站 Repeater 在室外站存在富余容量的情况下 通过直放站 Repeater 将室外信号引入室内的覆盖盲区 其他基站直接耦合 14 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 基站微蜂窝直放站RRU 无源天馈分布有源分布光纤分布泄漏电缆分布 15 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 从分布类型分 无源天馈信号分布系统有源天馈信号分布系统光纤信号分布系统漏缆信号分布系统从信号源来分以基站 含微蜂窝 为信号源的室内覆盖系统以直放站为信号源的室内覆盖系统以微蜂窝为信号源的室内覆盖系统 10 室内覆盖工程的分类 16 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 11 室内分布系统分类 按系统划分 17 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 18 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 19 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 20 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 PicoAccess RRU级联 组网方案 BBU为基带池设备 提供室内所需的容量资源 可放置在任意地方的机房 一般放在大楼布线机房 便于连接光纤资源 PBridge分为楼道集线器和楼层集线器两种 楼道PBridge完成楼层PBridge的汇聚 一般也放在大楼布线机房 与BBU和楼层PBridge之间采用光纤连接 楼层PBridge实现楼层RRU的汇聚和管理 一般放在楼层布线机房 与RRU之间采用双绞线或光纤连接 PicoRRU为射频远端 实现最终的网络覆盖 一般每个PicoRRU覆盖一层或一层的部分区域 21 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 正文 以基站为信号源的室内覆盖系统 12 室内分布系统分类 按信源提取方式划分 22 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 以无线直放站为信号源的室内覆盖系统 23 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的光纤直放站 以光纤直放站为信号源的室内覆盖系统 24 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 以耦合基站信号并经过干线放大器为信号源的室内覆盖系统 25 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 13 信号分布系统分类比较 26 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 27 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 14 安装图与系统图 28 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 安装示意图 29 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 系统原理图 30 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 电梯安装图 31 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 15 室内分布系统覆盖的不同环境 典型建筑物裙楼 覆盖 容量问题 同时注意控制信号外泄以及与室外基站的平滑切换 标准层 盲弱区覆盖和干扰问题 需要在室内形成主导信号 地下层 建筑物地面以下部分 包括地下室 地下停车场等 通常为信号盲区 室内分布系统主要解决覆盖问题 开阔型建筑通常采用室外基站与室内分布相结合进行覆盖 同时可采用光纤分布与射频分布相结合的覆盖方式 狭长型建筑如地铁 隧道 高层电梯等 此种环境通常采用定向天线或泄露电缆进行覆盖 32 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 16 室内分布系统的发展趋势随着我国法律法规以及运营商之间沟通机制的不断完善 室内分布系统将朝着多网合一 合路 的趋势发展 1 多网合一可以有效节省投资 合路后共用天馈节省了重复建设信号分布系统的费用 2 多网合一可以有效解决物业谈判难的问题 由于多运营商在同个建筑内建设多套分布系统 将给业主带来重复的谈点问题 3 技术发展的需要 如今多路合路器的成本已经降下来 中等规模的楼宇使用多路合路器将越来越普遍 这在一定程度上也推动了多网合一覆盖的发展 33 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 优点 1 节省投资 2 有效解决物业问题 共用天馈收发分缆方式 共用天馈收发同缆方式 室内分布系统的发展趋势 34 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 室内分布系统的发展趋势 35 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 优点 1 容量大 覆盖面积广 2 组网灵活 扩容方便 2 工程实施难度小 BBU RHUB PicoRRU1 室内分布系统的发展趋势 36 中国通信建设集团设计院有限公司 第二部分 室内分布系统常用器件介绍 37 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 耦合器技术指标 17 室内分布系统常用器件 38 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 频率范围 800 2500MHz最大插入损耗 3 3dB 二功分器 5 3dB 三功分器 6 6dB 四功分器 特性阻抗 50 功率容量 100W功率不平衡度 0 5dB驻波比 1 3互调产物 2 10W 135dBc 6 6dBm 功分器技术指标 39 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 电桥是个四端口网络 它的特性是两口输入 两口输出 两输入口相互隔离 两输出端口各输出输入口输入功率的50 并且输出信号相位相差90度 电桥技术指标 40 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 衰减器技术指标 衰减器可以分为两种类型 固定的和可变的 通常工程上我们多采用固定衰减器 目前我们多采用的有5dB 10dB 15dB 20dB 30dB 40dB等 衰减器我们最关注的指标是衰减大小 功率容量大小等 衰减器一般是把大信号衰减到一定的比例 达到理想的功率值 41 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 全向 定向 室内天线技术指标 对数周期天线 八木天线 42 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 馈头 43 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 同轴负载技术指标 同轴负载 用于空载的射频口 频率范围 800 2500MHz 特性阻抗 50 功率容量 5W 10W 15W 20W 25W 功率不平衡度 0 5dB 驻波比 1 3 接头类型 N M 44 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 双工器 合路器 双工器 合路器是多系统共用室内分布系统中最重要的器件 双工器 合路器将多个不同频段的移动通信信号合成并输出至共用的天馈线系统 双工器 合路器每个支路均由良好的选频特性滤波器组成 也就是说在自己的通带上具有小的插损 同时在其他系统的频率上有高的衰减特性 双工器 合路器最重要的指标包括每个支路的通带插损 带内平坦 带外抑制 驻波比以及端口间隔离 功率容量等 45 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 46 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 各种类型馈线不同频段百米损耗设计取值 馈线损耗 47 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 泄露电缆泄漏同轴电缆是一种在同轴电缆外导体纵长方向 以一定的间隔和不同形式开槽的特制同轴电缆 开槽的目的是为了使其电信号能量能从电缆槽口辐射出来 以达到向外传播和接收外来无线电波的目的 泄漏同轴电缆解决无线通信在隧道等狭长空间环境传播的主要方法 48 中国通信建设集团设计院有限公司 第三部分 室内分布系统工程设计流程 18 室内覆盖系统的工程建设整体流程19 室内覆盖设计部分流程20 勘察现场需确认的几项21 设计考虑因素22 场强分布的一般设计标准23 场强预测24 天线布放原则25 覆盖要求26 信源选取27 覆盖指标要求 49 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 18 室内覆盖系统的工程建设整体流程 室内覆盖整体流程 50 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 19 室内覆盖设计部分流程 51 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 20 勘察现场需确认的几项 1 测试检查现场当前信号情况 并通过测试得出哪些区域为重点覆盖区域 现场可通过测试手机进行拨测 也可通过路测软件进行路测 2 确定设备安装位置 设备接地评估 要以设备取电 日后维护是否方便为出发点 已有其他运营商的设备 可参照它的安装位置 3 确定电梯的数目 以及运行空间 4 电梯厅是否封闭 有无天花板或是否可以走线 5 室外周边信号强度 6 弱电井位置及内部情况 内部是否已经塞满或能否走线 7 有天花的区域 要确定是否有维修口 是否可以走线 天线能否外露等 8 根据现场情况评估话务量 52 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 21 设计考虑因素信号源 包括信号源种类 安装数量 位置等 场强分布 场强分布是否合理 过渡是否良好 上行信噪比 上行信噪比是否满足规范要求 互调干扰上下行平衡 上下行是否平衡 传输和分配损耗施工难度 方案设计是否合理 布线 后期维护等是否方便 造价 53 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 22 场强分布的一般设计标准掉话率 99 接通率 95 95 以上的地方可接通 边缘场强 85dBmC I干扰保护比 12dB上行噪声电平 95 54 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 23 场强预测按照国家 电磁辐射防护规定 GB8702 88 环境电磁波卫生标准 GB9175 88 的规定 设计室内天线的发射功率电平小于15dBm 每载波 此处采用功率电平为 3dBm 建筑物室内传播模式是受限的自由空间传播模式 表达式如下 PL d PL d0 20log d d0 d FAF dB 1 PL d0 32 4 20log d0 0 001 20logf dB 式 1 中d0为参考的近距离 单位m f为工作频率 单位MHz PL d 表示路径为d m 总传输损耗值 PL d0 表示近地参考距离 通常d0 1m 自由空间衰减值 表示路径损耗因子 0 1 6dB m 越开阔区域取值越小 实际运用中建议取值0 1 0 5 建议机场 会议中心等取0 1 酒店 小开间办公楼取0 4 根据实际的密集情况确定 FAF 表示隔墙损耗 5dB 20dB 55 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 在分布系统中 室内环境中的传播损耗情况 取近地参考距离d0 1m时 PL d0 32 4 20log 1 10 3 20log2000 38 4dB设 0 1dB m FAF 10 代入式 1 15m时电磁波的传输损耗为 PL 15 38 4 20log15 15 0 1 10 73 4Db距天线15米处覆盖场强为 PdBm Pt Gm PL 15 R3 3 73 4 15 82 4dBm其中 Pt为天线口输入功率Gm为天线增益 一般全向天线取3dBiR为衰减储备 一般取 10 20dB 从上述计算可以预测室内距天线15米处覆盖场强可达到 82 4dBm 其他覆盖区域场强值都高于此值 满足设计技术要求 无线覆盖边缘场强 室内 85dBm 可保证低速率数据区域业务要求 56 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 24 天线布放原则 此处以CDMA作为参考例 总体遵循 小功率 多天线 原则 根据模拟测试结果合理确定天线密度 使信号尽量均匀分布 1 合理设计天线口功率 不包括天线增益 规范要求 CDMA天线口功率为6 9dBm之间 一般建议 地下室及平层天线口功率为6 9dBm之间 电梯内为8 10dBm之间 室分天线做室外覆盖为20dBm左右 根据模拟测试效果选择天线布放位置 同时考虑不同楼层结构的差异性 2 其它注意事项 不同的天线布放位置导致馈线额外使用量 即走线相对于设计米数绕线较远 的差异而导致天线口功率偏低 57 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 注意保持不同覆盖区域信号的连续性 如每层电梯口 等候电梯处 和地下停车场转接处 地面与B1F间转接处 等区域的天线设计 重点覆盖洗手间 消防通道等盲区 对于房间深度较大的住宅单位可使用定向天线覆盖 电梯以信号覆盖为主要设计目标和验收标准 一般利用定向天线 增益7dBi 向下覆盖电梯 每根天线覆盖3层 不要使用天线后瓣信号覆盖顶楼 即楼顶层必须要有天线 对于多电梯共井的情况可使用一条链路覆盖 跟据整理后的图纸及模拟测试布放天线 未模测的天线可根据天线布放原则 空间损耗 传播损耗公式 及现场情况确定天线位置及密度 较空旷区域天线布放距离为30M左右 即覆盖半径为15M 其他区域情况可根据勘点信息酌情增加 在靠近窗口位置可采用定向天线往建筑物内部照射的方式减少干扰和切换 但要注意天线后瓣的外泄 可以充分利用建筑物的柱子或横梁阻挡 控制外泄 定向天线的前瓣要有1米以上的直射空间 防止放射造成外泄 保证通话质量 58 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 3 具体场所在覆盖区域为地下室时 天线布放应考虑到电梯厅 保安室或有人员固定流动的地方 通常布放一根天线在房间门口 在覆盖区域为宾馆或酒店时 通常天线布放在走廊 在房间不大的情况下 可考虑一根天线覆盖6个房间 即左右两侧各3个房间 如果房间纵深较大 可考虑一根天线覆盖4个房间或酌情增加 在覆盖区域为写字楼时 若每间办公司较大 应在每间办公室的门口放置一根天线 并注意兼顾走廊及洗手间 在覆盖区域为特殊场所 如体育场馆 工厂 隧道等 时 天线布放取决于该场所的建筑特性 如体育馆应重点覆盖观众席 记者席 且多数覆盖方式为定向天线覆盖 59 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 工厂由于其纵深较大且走线困难 多数区域使用定向天线覆盖效果更加 隧道可根据不同的情况用不同的覆盖方式 例如公路隧道一般比较宽敞 覆盖状况在有车通过和没车通过时差别不大 可以根据实际情况采取高增益的定向天线或泄漏电缆以达到更好的覆盖效果 而铁路隧道通常较为狭小些 特别是火车通过时被填充的剩余空间很小 这时的无线传播与没车通过时相差很大 通常选用泄露电缆进行覆盖 60 中国通信建设集团设计院有限公司 惠州分公司 25 覆盖要求根据室内无线传播特点和覆盖需求的差别 室内环境可以分为裙楼 标准层 地下层 电梯等类型 室内分布系统建设应根据不同室内环境特点来进行覆盖 裙楼 一般位于建筑物的低楼层 楼层面积较大 空间隔断