室内分布系统器件介绍

1、室内分布系统器件介绍在室内分布系统中,经常使用的器件包括射频电缆、功分器、定向耦合器、合路器、天线、直放站、干线放大器、微蜂窝等。1射频电缆1.1射频电缆射频电缆用作室内分布系统中射频信号的传输,室内分布系统是利用微蜂窝或直放站的输出,再加上射频电缆通过天线来覆盖一座大厦内部,射频电缆主要工作频率范围在100MHz3000MHz之间。我们常用的射频电缆编织外导体射频同轴电缆如5D、7D、8D、10D、12D这几种,其特点比较柔软,可以有较大的弯折度,适合室内的穿插走线。皱纹铜管外导体射频同轴电缆如 1/2,7/8等型号,其电缆硬度较大,对于信号的衰减小,屏蔽性也比较好,较多用于信号源的传输。超

2、柔射频同轴电缆用于基站内发射机、接收机、无线通信设备之间的连接线(俗称跳线,超柔射频同轴电缆弯曲直径与电缆直径之比一般小于7。 图1-1 编织外导体射频同轴电缆图1-2 皱纹铜管外导体射频同轴电缆表1-1 射频电缆参数的比较(典型值2功分器2.1产品介绍功率分配器(简称功分器,功分器的主要功能是将信号平均分配到多条支路,常用的功分器有二功分、三功分和四功分。使用功分器时,若某一输出口不接基站输出信号,则必须接匹配负载(即负载电阻,不应空载。中兴室内覆盖系统使用两种类型的功分器:馈电式功分器和普通功分器。馈电式功分器可以向远端单元RU提供电源,用于有源智能室内覆盖系统ESU单元和末端RU单元之间

3、, ESU通过同轴电缆和功分器向RU提供+27V直流电。2.2配件外形 图2-1 二功分器图2-2三功分器 1/2馈线二功分器吸顶天线图2-3 功分器在室内分布系统中2.3技术指标(典型值表2-1 普通功分器技术指标(典型值参数指标备注类型(普通功分器 二工分器三工分器四工分器接头N型母头插入损耗0.4dB 0.5dB 0.6dB 不含分配损耗dB 4.8dB 6dB分配损耗 31:1:1:11:1:1分配比 1:1工作频段 800MHz1900MHz接口阻抗 50驻波比1.4 功率容量 30W隔离度20dB表2-2 馈电式功分器技术指标(典型值参数指标备注类型(馈电式功分器 二工分器三工分器

4、四工分器接头N型母头插入损耗0.4dB 0.5dB 0.6dB 不含分配损耗dB 4.8dB 6dB分配损耗 31:1:1:11:1:1分配比 1:1工作频段 800MHz1900MHz接口阻抗 50驻波比1.4 功率容量 3W(CW平均;30W(峰值隔离度20dB 输出口能传输 DC50MHz信号,50MHz信号插损3.5dB功分口能传输DC电流 23A/30VDC合路口能传输DC电流 810A/30VDC3定向耦合器3.1产品介绍定向耦合器是一种低损耗器件,它接受一个输入信号而输出两个在理论上具有下列特性的信号。1.输出的幅度不相等。主线输出端为较大的信号,基本上可以看做直通,耦合线输出端

5、为较小的信号,耦合线上较小信号对主线信号幅度之比叫做“耦合度”,用dB表示。耦合端口功率=输入功率-耦合度例如一个10dB的定向耦合器,输入功率为30dBm(1W,那么它的输出端输出功率为30dBm,耦合端的输出功率为20dBm。表面上看好象违背了功率守恒的原则,实质上功率是守恒的。引起误解是由于功率瓦与分贝之间的换算有时不清晰所造成。2.主线上的理论损耗决定于耦合线的信号电平,即决定于耦合度。3.主线和耦合线之间高度隔离。3.2 配件外形 图3-1 定向耦合器 1/2馈线二功分器耦合器吸顶天线图 3-2 耦合器在室内分布系统3.3技术指标表3-1 定向耦合器技术指标(典型值 注:馈电式耦合器

6、用于有源室内分布系统中,用于ESU单元和RU单元之间的连接, ESU通过同轴电缆和馈电式耦合器向RU提供+27V直流电。3.4定向耦合器主要应用1.信号注入;2.信号发生器的调整;3.功率流动的监视;4.测量入射功率和反射功率,以测定驻波比;5.信号取样;定向耦合器(从基站引出下行信号,并将上行信号送入基站6.基站直接耦合,从基站的收、发端口用耦合器分配一定比例的信号,送入室内分布系统进行信号分配。4合路器4.1产品介绍合路器主要用作将多系统信号合路到一套室内分布系统。在工程应用中,需要将800MHZ的C网和900MHz的G网两种频率合路输出。采用合路器,可使一套室内分布系统同时工作于CDMA

7、频段和GSM频段。4.2 配件外形 图4-1 合路器G网干放图4-2 合路器在室内分布系统中4.3技术指标表4-1 合路器技术指标(典型值参数指标备注工作频段 800MHz1900MHz合路路数23CDMA通道 GSM工作频率 825-880 MHz 909-960 MHz插入损耗0.5dB隔离度70dB回波损耗20 dB接口阻抗 50驻波比1.5功率容量 30W接口形式 N 型阴头 N-Female 环境温度 -30+55相对湿度595%5 电桥5.1产品介绍电桥常用来将两个无线载频合路后馈入天线或分布系统,通常为Rx 和Tx ,其LOAD 端接50负载,信号合路后有3dB 损耗。在室内分布

8、应用中,有时两个输出端口都要用到,这时就不需要负载,也无3dB 损耗。在设计时,我们特别注意了两输入端口的最大隔离度以满足互调的要求。5.2配件外形 图5-1 电桥图4-2 电桥在室内分布系统中3dB 电桥5.3技术指标表5-1 电桥技术指标(典型值参数指标备注工作频段 8002500MHz插入损耗25dB互调损耗 -110dBm回波损耗 20dB接口阻抗 50驻波比1.3功率容量 100W接口形式N型阴头 N-Female6天线6.1室内分布常用的天线的种类1.吸顶天线特点:水平方向全向天线。 图6-1 吸顶天线2.壁挂天线适合覆盖长形走廊 图6-2 壁挂天线3.八木天线方向性较好,适用做施

9、主天线,或电梯的覆盖。 图6-3 八木天线4.抛物面天线方向性好,增益高,对于信号源的选择性很强,适用做施主天线。 图6-4 抛物面天线6.2各种天线的参数指标对比(典型值表6-1 室内分布天线技术指标(典型值天线类型 全向吸顶天线壁挂天线 八木天线 抛物面天线频率范围 全频单频增益 3dBi 7dBi 14dBi 25dBi极化形式 垂直极化垂直或水平VSWR 1.51.4前后比23dB18dB 30dB最大输入功率 50W 200W 阻抗 50水平3dB带宽 360 9035 10 垂直3dB带宽 90 60用途 重发天线施主天线6.3泄漏电缆 图 6-5 泄漏电缆1.泄漏电缆工作原理泄漏

10、电缆是由同轴电缆上分装多路天线演变出来的连续天线。信号源通过泄漏电缆把信号传送到建筑物内各个区域,同时通过泄漏电缆外导体上的一系列开口,在外导体上产生表面电流,从而在电缆开口处横截面上形成电磁场,把信号沿电缆纵向均匀地发射出去和接收回来。泄漏电缆适用于狭长型区域如地铁、隧道及高楼大厦的电梯。特别是在地铁及隧道里,由于有弯道,加上车厢会阻挡电波传输,只有使用泄漏电缆才能保证传输不会中断。也可用于对覆盖信号强度的均匀性和可控性要求较高的大楼。2.泄漏电缆分布系统的工作原理下行信号经室外定向天线接收,放大器放大,由泄漏电缆传输并同时向覆盖面反射;反之,上行信号由泄漏电缆耦合接收、传输。泄漏电缆微型室

11、内信号放大器位置主要由传输长度确定,即一定强度的信号进入电缆后,在一定覆盖场强的要求下能传输多长距离,或者说在传输电路什么位置上需加入放大器。采用泄漏电缆方式的优点是场强均匀,并可根据设计有效地控制覆盖范围3.系统特性室内覆盖泄漏电缆分布系统所使用设备主要为泄漏电缆和功分器等无源器件,对于线路损耗严重的系统还可以加装干线放大器。耦合损耗:耦合损耗描述的是电缆外部因耦合产生且被外界天线接收能量大小的指标,它定义为:特定距离下,被外界天线接收的能量与电缆中传输的能量之比。由于影响是相互的,也可用类似的方法分析信号从外界天线向电缆的传输。耦合损耗受电缆槽孔形式及外界环境对信号的干扰或反射影响。宽频范

12、围内,辐射越强意味着耦合损耗越低。4泄漏电缆分类 (1 分段泄漏型：电缆每隔一定距离在外导体预先开口，分段的距离使电缆的线路 损耗在某一频带内最小，并可随着电缆线路损耗的增加而增加开口数量即不断 增加泄漏量，从而增加外输距离。使用分段漏泄型电缆的系统一个特点是漏泄 部分长度占电缆总长度不到 23%，这样便减少了由于辐射引起的附加损 耗。这些模式转换器有很低的插入损耗，通常只有 0.3 或 0.2dB，因此使用这 些模式转换器引起的同轴电缆纵向衰减增加很小。 表 6-2 分段泄漏型泄漏电缆 分段型泄漏型 特点 内导体外径 尺寸(mm 外导体外径 绝缘套外径 特性阻抗(欧姆 工作频率范围 驻波比

13、一次最小弯曲半径(mm 耦合损耗(dB 线路损耗 (dB/100m 900MHz 1800MHz 900MHz 1800MHz 是 1/2泄漏电缆 线路损耗较大,较 易于布线 4.8 13.7 16 50 1.3 125 68 70 8 12 -40 到+85 是 7/8泄漏电缆 线路损耗小,布线困难 9 25 28 50 1.3 250 65 65 5 10 0 到 4GHz,最好在 900 到 2000MHz 双频段 工作温度（度） 是否具有防火功能 (2 放射型：电缆外导体预先等间隔开口，开口的间隔约等于 12 个工作频率波长， 而且信号辐射的方向与电缆轴心垂直，使得耦合损耗在某一频段内

14、保持稳定，适用于 800 2200MHz 频段。 表 6-3 放射型泄漏电缆 放射型泄漏电缆 特点 内导体外径 尺寸(mm 外导体外径 绝缘套外径 特性阻抗（欧姆） 工作频率范围（GHz） 驻波比 7/8”泄漏电缆 线路损耗小，布线困难 9 25 28 50 0 到 4GHz,最好在 900 到 2000MHz 双频段 1.3 一次最小弯曲半径（mm） 耦合损耗 (dB* 线路损耗 (dB/100m 900MHz 1800MHz 900MHz 1800MHz 工作温度（度） 是否具有防火功能 250 70 65 4.5 0.97 0.97 波形质量 上行链路 0.97 0.97功能 对直放站内

15、部各模块实行统一的控制,并监测故障信息。对直放站内部各模块实行统一的控制,并监测故障信息。 现场调试笔记本电脑 调试盒 笔记本电脑 拨码开关告警量 合成器, 高功放, 电源,门禁等 合成器, 高功放, 电源,门禁等机内监控远程接口PSTN 调制解调器 (可选手机(可选PSTN 调制解调器 (可选 手机(可选 供电 175-265VAC 50Hz 175-265VAC 50Hz功率消耗 220W 240W体积 420mm 590mm 300mm (宽高深 410mm 560mm 290mm (宽高深 重量 38kg 35kg 工作温度 -30C to +55C -30C to +55C 工作湿度

16、0 to 95% 0 to 95%7.3光纤直放站光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上,无线直放站通过接收空间传播的无线信号进行放大,从而扩大基站的覆盖范围。光纤直放站是通过光纤进行传输,采用光信号接收器和转换器连接偏远的区域。1. 光纤直放站的特点(1工作稳定,覆盖效果好光纤直放站通过光纤传输信号,不受地理环境、天气变化或施主基站覆盖范围调整的影响,因此工作稳定,覆盖效果好。(2设计和施工更为灵活根据无线直放站的工作原理,无线直放站需把施主天线安装在可以接收到GSM信号的地方,而且接收信号强度不能小于-80dBm,所以无线直放站一般只能安装在基站覆盖范围的边缘,并向顺

17、着基站覆盖的方向延伸覆盖。同时,为了防止直放站自激,还需保证施主天线和覆盖天线有足够的隔离度。因此,无线直放站的安装位置和方式受到一定限制,而且一般采用定向天线进行覆盖,覆盖范围较小。光纤直放站在设计时无需考虑安装地点能否接收到信号;不需考虑收发隔离问题,选址方便;覆盖天线可根据需要采用全向或定向天线。另外射频信号能够在很小的传送损失的情况下被传送到远达20公里的远处,设计和施工的灵活性大。(3 避免了同频干扰,可全向覆盖, 干扰少。光纤直放站是为了扩大移动电话基地站的覆盖范围,把CDMA移动电话信号变成光纤后,从基地站到远程地区,可使干扰及插入损失减小到最小。(4 适用于GSM宽带信道选择型

18、、CDMA宽带信道选择型。(5 单级传输距离长达50Km以上,扩大覆盖范围。(6 可提高增益而不会自激,有利于加大下行信号发射功率。(7 信号传输不受地理条件限制。特别适合边远城镇或地形复杂的山区。2. 光纤直放站的传输方式光纤直放站的最大特点是通过光纤进行信号传输,光纤传输可以单独敷设,也可以利用现有的传输网络。其主要有三种应用方式:(1 普通双光纤方式这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况。(2 波分复用方式。如光纤中的1.3m波长窗口已经被其他信号占用时,可以通过波分复用器将直放站信号复用到1.55m波长的窗口上,实现直放站信号与其他信号同纤传输。(3 一发两收方式如果传输距离不

19、太远,且话务量不大的两个地方都需要采用直放站,则可利用光纤分路器给成一发两收方式。和同纤传输方式。一般来说,如果能够从基站敷设光纤至光远端机或现成的光纤网络中有富余的纤芯,都采用普通双光纤的方式解决光纤传输的问题。采用波分复用器可以提高光纤的利用率,但由于波分复用器投资较大,一般较少使用。3. 光纤直放站的工作原理光纤直放站的原理图如图4-1所示,主要有光近端机、光纤、光远端机(覆盖单元几个部分组成。光近端机和光远端机都包括射频单元(RF单元和光单元。无线信号从基站中耦合出来后,进入光近端机,通过电光转换,电信号转变为光信号,从光近端机输入至光纤,经过光纤传输到光远端机,光远端机把光信号转为电

20、信号,进入RF单元进行放大,信号经过放大后送入发射天线,覆盖目标区域。上行链路的工作原理一样,手机发射的信号通过接收天线至光远端机,再到近端机,回到基站。 图7-3 光纤直放站原理结构框图4. 光纤直放站的主要指标表7-2 光纤直放站的参数指标(典型值技术参数项目前向 反向(带分集接收 频率范围 870880MHz 825835MHz 最大输出功率 43dBm,40dBm -10dBm 噪声系数 不做要求 5dB最大增益 54dB, 613dB 增益调节范围 30dB 30dB增益调节步长 1dB 1dB增益调节误差 增益在0-20dB时,误差1dB;增益在21-31dB时,误差1.5dB自动

21、电平控制(ALC 在最大功率处,输入再增加10dB,输出功率变化小于2dB 带内波动 2dB电压驻波比1.4 时延 1.0s 波形质量0.99f750KHz:-45dBc/30KHz f900KHz:-42dBc/30KHz 每载频带内 f1.98MHz:-65dBc/30KHz f1.98MHz:-59dBc/30KHz工作频带内-22dBm/30KHz9KHz-150KHz:-50dBm/1KHz 150KHz-30MHz:-50dBm/10KHz 30MHz-1GHz:-50dBm/100KHz 1GHz-12.75GHz:-40dBm/1MHz806MHz-821MHz 、885MHz

22、 -915MHz:-67dBm/100KHz杂散 发射工作频带外 (偏离工作频带2.5MHz 之外930MHz-960MHz、1.7GHz-1.92GHz、3.4GHz-3.53GHz:-47dBm/100KHz工作频带内 -15dBm/30KHz互调 衰减 工作频带外 9KHz-1GHz(含1GHz :-40dBm/30KHz偏离工作频段边缘2.5MHz:-40dB 或-13dBm/30kHz 带外 抑制每频段偏离工作频段边缘10MHz:-60dB 或-33dBm/30kHz 光发射功率 0-5dBm光工作波长 前向:1310nm 反向:1550nm/1310nm 光传输距离 20Km 光纤

23、连接方式 FC/APC射频连接方式 N/F,除主机CDMA MODEM 天线采用SMA 接头供电方式 交流220V:180V AC 260V AC 、直流-48V:-40V DC -60V DC 工作温度 -25 55(-类型II整机重量主机:22kg 从机:55kg8干线放大器8.1产品介绍干线放大器一般主要用于配合微蜂窝基站或直放站解决室内信号盲区的设备,干线放大器采用双端口全双工设计,内置电源,安装方便,可靠性高,数字与模拟系统兼容。若作为分布式室内覆盖系统使用,它们也可用作线路中继放大或延伸放大,覆盖区域面积可达数万平方米。下行链路从主干电缆来的下行链路信号(800MHz:870880

24、(MHz;900MHz:935960(MHz;1800MHz:18051850(MHz经输入端口(DLin 进入主机,经下行放大器PA 放大后,再由输出端口(DLout 输出,送往主干电缆。 下行链路放大器(PA增益可调范围20dB ,配合系统设计,下行增益可微调。下行功放带有自动电平控制电路(ALC ,当输入信号电平在-10dBm +5dBm 范围内变化时,均能保证输出端的电平恒定不变。上行链路从主干电缆来的上行链路信号（800MHz:825835(MHz；900MHz:890915(MHz； 1800MHz:17101755(MHz） ，由输出端口（DLout）进入主机，经上行低噪声放大器

25、放大 后，再由输入端口（DLin）输出，送往主干线。上行链路放大器(LNA增益可调范围大于 20dB，配合系统设计，上行增益可在较大范围内变化。本机上、下行链路两侧的双工器具 有插损小、频段隔离度高等特点，能有效地把上下行信号分开，以便在各自的传输链路中设 置放大器。 图 8-1 干线放大器 干 线 放 大 器 功 分 器 耦 合 器 干 线 放 大 器 室 内 天 线 同 轴 电 缆 微 蜂 窝 或 直 放 站 干 线 放 大 器 图 8-2 干线放大器组网示意图 8.2 技术指标 表 8-1 干线放大器的参数指标(典型值 指标要求 下行 870-880MHz 33/37dBm 上行 825-835MHz 10dBm 项目 频率范围 最大输出功率 自动电平控制(ALC 频率误差 最大增益 增益调节范围 增益调节步长 在最大功率处， 输入增加 10dB， 输出功率变动应保持在 2dBm 之内或关闭 0.05ppm 50dB3dB 30dB 2dB 增