5G无源室分产品及应用原则

5G无源室分产品及应用原则中国铁塔无源室内分布系统系列产品标准3.0版本已经编制完成并发布，其中包含POI、无源器件、天线、馈线及配件、漏泄电缆及配件、增强型连接器等全系列5G无源室分产品标准，支持800-3700MHz，2G/3G/4G/5G各系统均可引入，供无源室分系统部署使用，相关标准全景图如下：图1 5G无源室分产品标准全景图1.1 5GPOI设备1.1.1设备类型（1）标准化产品中国铁塔已制定12频普通型、12频透传型、3频型、2.6GHz扩展型4款标准化POI产品，详见Q/ZTT3001-2019《无源分布系统多系统接入平台（POI）技术要求（V3.0）》。表1 POI设备类型序号产品类型产品规格应用场景112频普通POI支持三家运营商2/3/4/5G共享新建楼宇室分或隧道室分项目212频透传POI支持三家运营商2/3/4/5G共隧道室分，节省低频段信源数量享,800/900MHz透传33频POI支持三家运营商5G系统共享已有4G覆盖的存量室分42.6GHz扩展POI支持移动5G接入存量室分存量室分馈入移动5G系统1.1.2设备应用（1）标准12频普通POI可满足三家运营商2G/3G/4G/5G共享需求，其中移动2.6GHz端口可支持中国移动4G和5GNR160MHz全带宽，电信/电信联通1.8GHz端口、电信/电信联通2.1GHz端口、电信/联通3.5GHz端口均支持电信、联通两家运营商在1.8GHz、2.1GHz、3.5GHz频段内做设备共享接入使用。（2）12频透传型POI用于地铁、高铁隧道漏缆覆盖场景，解决高低频信源覆盖距离差异问题，800MHz、900MHz信号以透传方式通过该POI，以此为运营商减少800MHz、900MHz的低频信源数量，有效节约主设备投资。（3）3频POI可用于5G改造场景，当站点已部署2G/3G/4G室分系统，需叠加一套新的5G无源分布系统时，该POI可用于三家运营商5G信源设备的合路使用。（4）2.6GHz扩展POI用于存量室分的中国移动5G改造场景，当已有分布系统已经支持（或改造后支持）800-2700MHz时，该POI用于将移动5G的2.6GHz设备信号馈入现有分布系统。由于该POI其中2路为原有POI输出端口的接入，因此该产品适用于存量室分为铁塔建设的两家及以上运营商的共享站点。（5）在室内分布系统方案设计时，POI天馈端接口类型和馈线接头类型应匹配，避免使用转接头引入插损及影响系统互调指标。（6）为保证POI-150dBc的互调指标发挥出最佳效果，POI信源侧2G/3G/4G每端口输入的每载波总功率不宜超过43dBm。（7）标准化POI采用双输出端口设计，末级合路器采用3dB电桥，POI标称插入损耗4-5dB（包含3dB电桥带来的3dB分配损耗）。在进行室内分布系统规划设计时，应尽量将POI安装在覆盖区域的中间位置，以平衡双输出端口的覆盖范围，最大程度的利用信源功率，最大化的发挥POI的覆盖潜能。参见图6所示，POI宜安装在中间楼层中间位置的弱电井,双输出端口分别覆盖区域A和区域B。区域A 区域BPOI弱电井1 弱电井2 弱电井3图2 平衡POI输出端口覆盖区域示意图（8）室内分布系统划分多个小区时，应将POI分散安装在所处小区的中间位置，以降低馈线损耗，扩大每小区覆盖范围。室内分布系统方案初步完成后，建筑物存在局部覆盖差或少量覆盖盲区时，宜通过调整POI安装位置、天线位置、天线口功率、馈线型号等手段解决覆盖问题，不宜通过增加POI数量解决。参见图7所示，POI宜分散安装在每个小区的中间楼层中间位置的弱电井。

3F2F1F9FCELL3POI38F7F6FCELL2POI25F4F3FCELL12FPOI11F弱电井1弱电井2弱电井3图3 POI安装位置示意图1.2 5G无源器件1.2.1器件类型室内分布系统中使用的无源器件主要有功分器、耦合器、3dB电桥、衰减器、负载，所有产品均支持800-3700MHz。表2无源器件种类及应用产品分类关键指标产品型号应用场景功分器300W/N型/-140dBc@2×43dBm二功分、三功分、四功功率平均分配500W/DIN型/-150dBc@2×43dBm分300W/N型/-140dBc@2×43dBm5dB、6dB、7dB、10dB、耦合器12dB、15dB、20dB、功率按比例分配500W/DIN型/-150dBc@2×43dBm30dB、40dB3dB电桥300W/N型/-140dBc@2×43dBm3dB电桥同频信号合路500W/DIN型/-150dBc@2×43dBm衰减器5/25W/-125dBc@2×33dBm3dB、6dB、10dB、信号部分衰减50/100/200W/-105dBc@2×43dBm15dB、20dB、30dB负载5/25W/-125dBc@2×33dBm5W、25W吸收多余能量50/100/200W/-105dBc@2×43dBm50W、100W、200W1.2.2器件应用（1）选用器件应符合中国铁塔企标Q/ZTT3003-2019《无源分布系统无源器件技术要求（V3.0）》及相关行业、国家规范要求。（2）铁塔公司制定的无源器件主要有两套指标体系，一种为平均功率容限500W、三阶互调指标-150dBc@2X43dBm、DIN型接头，另外一种为平均功率容限300W、三阶互调指标-140dBc@2X43dBm、N型接头。应根据分布系统中不同位置所需要的器件指标要求（功率容限、三阶互调抑制度等），合理选择相应类型的无源器件，保证分布系统性能。具体参照图8所示，核算1800MHz单系统信号功率值，大于33dBm选用500W功率器件，小于33dBm选用300W功率器件。图4POI和无源器件组合方案考虑部署成本，可将分布系统前三级使用500W/-150dBc产品，三级以后使用300W/-140dBc产品。系统前三级并非简单根据下行信号传输方向线性计算布放的前三个器件，而是应以POI输入端到该设计参考点的路径损耗数值差异为参考，如分布系统主干方向（无源器件直通端）第三个器件输出端路损可能依然较小，因此可在该方向适当再增加两500W/-150dBc产品的使用。1.3 漏泄电缆1.3.1漏泄电缆类型漏泄电缆产品包括1-5/8"漏缆、全频段1-1/4"漏缆和低损耗1-1/4"漏缆、1/2&7/8"广角漏缆，分别适用于不同场景。隧道漏泄电缆隧道用漏泄电缆主要有1-5/8"漏缆、全频段1-1/4"漏缆和低损耗1-1/4"漏缆，其中1-1/4"型支持5G高频信号传输，可支持不同场景隧道5G覆盖使用。表3室内分布系统漏缆类型产品类型支持频段应用场景1-5/8"漏缆800-2700MHz新建隧道，仅部署2700MHz以下系统全频段1-1/4"漏缆800-3700MHz新建隧道，支持全系统接入低损耗1-1/4"漏缆1700-3700MHz存量隧道或不需部署800/900MHz频段的新建隧道楼宇广角漏缆广角漏缆是相对于普通漏泄电缆而言，其通过特殊的槽孔设计工艺，实现信号辐射角度比普通漏缆大幅增加（约增加至170°)的泄露电缆。由于其本身信号传播与辐射原理与漏泄电缆一致，因此当前业界常用的1/2&7/8"型广角漏缆可支持800-3700MHz，2G/3G/4G/5G信号均可馈入其中。该方案集传播与辐射信号于一身，因此可大幅降低无源器件及天线的使用数量，从而减少系统硬件故障点。普通漏缆 广角漏缆图5 普通漏缆&广角漏缆辐射示意图广角漏缆关键技术指标主要包含纵向衰减及耦合损耗，因此其覆盖综合损耗随着漏缆传输距离线性增加，覆盖特性为漏缆信源馈入端信号最强，沿信号传输方向线性减弱。1.3.2漏泄电缆应用隧道漏泄电缆（1）选用缆线应符合中国铁塔企标Q/ZTT3007-2019《无源分布系统射频电缆技术要求（V3.0）》、《低损耗漏缆》及相关行标、国标规范要求。（2）应根据缆线用途，考虑传输损耗、频率适用范围、机械和物理性能等性能指标，合理选择缆线类型。（3）全频段1-1/4’’漏泄电缆支持800-3700MHz，可以支持运营商2G/3G/4G/5G各系统的接入与传输。当隧道覆盖需要接入低、中、高频全频段时，可采用该产品实现全系统接入覆盖。（4）低损耗1-1/4"同轴漏泄电缆支持1700-3700MHz，采用分段耦合技术，重点优化运营商高频5GNR系统频段，降低漏泄电缆综合损耗（传输损耗+耦合损耗），增加传输距离，减少5G高频信源设备使用数量，隧道覆盖时可实现5G信源与3G/4G系统信源共点位部署。楼宇广角漏缆广角漏缆覆盖系统本质上仍是无源分布系统，因此适用于容量较低的非重点场景。该方案覆盖模型与隧道用漏泄电缆基本相同，进行规划设计实施时，需将广角漏缆槽孔垂直于地面，信号覆盖区域在其170°左右张角范围内，示意图如下：图6广角漏缆覆盖示意图广角漏缆覆盖长度与覆盖半径、边缘覆盖场强、室内隔断穿透损耗等有关，可以根据普通漏泄电缆链路预算方法进行估计，公式如下：信号源的有效覆盖长度L=(Pin–(P0+L1+L2+L3+L4+L5))/S （米）Pin：漏泄电缆输入端注入功率；P0：最低要求覆盖信号强度；L1：漏泄电缆耦合损耗，此项为漏泄电缆指标，一般取95%覆盖概率的耦合损耗，与工作频段有关；L2：人体衰落，一般取3dB；L3：宽度因子，Xlg(d/2)，d为终端距离广角电缆的距离，X为系数，一般取值在10-20之间，根据实际项目进行模测校准；L4：设计衰减余量,一般取3dB；L5：介质穿透损耗，与建筑材料相关，具体损耗取值应以模测为准；S：每米漏泄电缆传输损耗，此项为漏泄电缆指标，与工作频段有关。表4广角漏缆链路预算表系统制式FDD-LTEWCDMATDD-LTE移动电信联通(1.8GHz)(2.1GHz)(2.3GHz)5G-2.6GHz5G-3.6GHzP室内边缘场强要求（dBm）-105-85-105-105-105信源总功率（W）2020205050Pin输出功率或导频功率(dBm)12.23312.211.8511.85跳线损耗(dB)11111合路器（POI)损耗(dB)5554.04.0漏缆注入功率（dBm）6.2276.26.96.9衰减因子、余量(dB)33333宽度因子(dB)77777介质穿透损耗(dB)89101112人体损耗(dB)33333广角漏缆耦合损耗(dB)72.0072.0073.0075.0068.00要求漏缆末端功率(dBm)-12.009.00-9.00-6.00-12.00广角漏馈百米衰减(dB/100m)6.607.508.409.3013.90漏缆可覆盖长度(m)276240181138136注：上表以7/8"广角漏缆单侧覆盖半径10米，一堵12cm砖墙为模型进行计算，且不考虑无源器件分配损耗.从以上数据可以看出，边缘覆盖场强要求一定的情况下，广角漏缆覆盖方案沿漏缆方向可用覆盖长度与所需覆盖半径、楼内隔断穿透损耗有关，下面就以不同的覆盖半径及不同的隔断材料进行分析，结论如下：表5隔断材料不变时（12cm砖墙）不同的覆盖半径对覆盖长度的影响覆盖半径（米）58101215可用长度（米）157143136127117末端功率（dBm@2.6GHz）-9-7-6-5-4末端功率（dBm@3.6GHz）-15-13-12-11-10表6覆盖半径不变时（10m）不同的隔断材料的最大覆盖长度隔断材料无隔断普通玻璃木头12cm砖墙25cm混凝土墙长度（米）222200179136-23末端功率（dBm@2.6GHz）-17-14-11.5-69末端功率（dBm@3.6GHz）-24-21-18-124注：各材料穿透损耗参考5.5.3通过以上两个计算分析，结论如下：1.室内隔断材料一致且损耗较小的情况下，广角漏缆的最大覆盖长度随覆盖半径的增加缓慢变短；2.随着单侧覆盖半径增加，漏缆覆盖末端剩余功率逐渐增大，信源功率利用率下降；3.在隔断损耗较大（或隔断较多）场景，广角漏缆覆盖距离较短甚至无法实现覆盖；对于广角漏缆方案，由于其纵向衰减小、耦合损耗大等特性，因此应用建议如下：（1）广角漏缆应安装于覆盖区域的中间，通过漏缆的辐射特性，将大功率信源设备信号均匀的分配到漏缆两侧的各个覆盖区域，覆盖信号呈带状分布；（2）方案较适合带状结构（或可等效成带状结构，如双排一字型、回字形办公楼）楼宇的覆盖，建筑空旷或纵向隔断较少、隔断材料为玻璃、木头等穿透损耗较小的场景，有利于拉长广角漏漏缆有效覆盖距离，漏缆两侧覆盖半径纵深建议小于10米；图7广角漏缆覆盖示意图（3）广角漏缆应安装于无吊顶场景或吊顶以下，如业主要求必须置于吊顶以上，则应避免在金属板吊顶等对无线信号屏蔽较大材料场景使用，且需保证漏缆覆盖方向上无金属物体的阻挡（如线槽、通风管等），对信号产生较大衰减，影响覆盖效果；（4）漏缆安装高度应不小于2.5米，保证覆盖张角可辐射至两侧较远区域，双缆部署时，水平间距不少于0.5米；（5）当部分覆盖区存在卫生间、多隔断办公室等复杂区域时，需适当增加无源器件及天线，将信号引至该区域实现覆盖补充。图8 广角漏缆&天线综合覆盖方案示意图（6）如某楼宇（或楼层）存在隔断多、穿透损耗大或各区域穿透损耗差异较大，广角漏缆需被截为多段插入多个无源器件进行覆盖时，其有效覆盖长度将会因器件分配损耗及器件插入损耗的增加迅速变短，因此建议该区域直接使用普通馈线+无源器件+天线方案进行覆盖即可。1.4 5G天线1.4.1天线类型室内分布系统天线主要有全向吸顶天线、定向壁挂天线、对数周期天线、赋型天线等类型。选用天线应符合中国铁塔企标Q/ZTT3005-2019《无源分布系统室内分布天线技术要求（V3.0）》及相关行标、国标规范要求。表7 5G天线类型天线全向吸顶天线 定向壁挂天线 对数周期天线 赋形天线类型外观天线全向吸顶天线定向壁挂天线对数周期天线赋形天线类型工作频段：工作频段：工作频段：806-960/1710-2170工作频段：806-960/1710-2170/23/2300-2700/3300-3806-960/1710-2170/23000-2700/3300-3700M806-960/1710-2170/2300-2700/3300700MHz0-2700/3300-3700MHzHz-3700MHz主电压驻波比：≤1.5电压驻波比：≤1.5性电压驻波比：≤1.5电压驻波比：三阶互调：三阶互调：三阶互调：能≤1.5≤-107dBm@2×≤-107dBm@2×33dBm≤-107dBm@2×指33dBm增益：≥6/≥7/≥7.5/≥33dBm三阶互调：标≤-107dBm@2×增益：≥1.5/≥3.5/7.5dBi增益：≥8/≥8.5/≥8.5/33dBm≥4/≥3.5dBi前后比：≥10/≥15/≥≥8.5dBi增益和波束形状方向图圆度：≤15dB前后比：≥根据需求定制2dB≤3.2dB12/15/15/15dB1.4.2天线应用（1）典型区域与天线适配关系室内分布系统应根据室内覆盖具体环境、建筑结构和安装条件，合理选择不同类型、不同波瓣宽度、不同增益的天线，表8给出典型区域与天线的适配关系，仅供室内分布系统规划设计作为参考。表8典型区域与天线适配参考表全向定向对数周赋型序号区域/天线吸顶壁挂备注期天线天线天线天线立柱较多、阻挡较多时，宜选用全向空旷区域（地吸顶天线；立柱较少、视距空旷时宜选用定向壁1下停车场、厂适用适用适用挂或对数周期天线；房、仓库等）全向吸顶天线和定向壁挂天线/对数周期天线可结合使用。宜选用对数周期天线，天线朝下；2电梯适用适用兼顾电梯厅覆盖时宜选用定向壁挂天线，天线朝向电梯厅。普通房间（普通办公室、宿3舍、一般宾馆适用安装在走廊天花吊顶上酒店、普通包房等）4高档房间（星适用适用宜选用全向吸顶天线安装在走廊或级酒店、公寓、进房间覆盖；全向定向对数周赋型序号区域/天线吸顶壁挂备注期天线天线天线天线娱乐场所豪华条件不具备安装吸顶天线时，选择定包房等）向壁挂天线。5隔断办公区适用安装在天花吊顶上6大型体育场馆适用为了减少邻区泄漏和干扰，宜采用方看台向性较好的赋形天线。层高较高、空旷区域，宜采用定向壁大型会展中挂天线或对数周期天线；7心、博物馆、适用适用适用适用层高一般、结构复杂区域，宜采用全大型交通枢纽向吸顶天线；等区域运营商要求较高的展区、机场区域，可采用赋型天线。大厅/大堂（酒大厅层高较高、中空，宜选择定向壁挂天线；8店大堂、办公适用适用大厅有吊顶且吊顶较低时，宜选择全楼大厅等）向吸顶天线。大房间（会议天线宜进房间布放；房间空旷，隔断较少，宜采用定向壁室、大型办公9适用适用挂天线；室、星级酒店房间隔断较多，宜采用全向吸顶天套房等）线。阶梯型房间层高较高时，宜采用定向壁挂天线10（放映厅、剧适用适用层高一般时，可采用全向吸顶天线，场、教室、多安装条件受限时，可采用定向壁挂天功能厅）线。宜采用全向吸顶天线布放在走道交11商场超市适用适用叉处；安装条件受限时，可采用定向壁挂天线。12公路隧道适用隧道为狭长区域，宜采用对数周期天线覆盖考虑目前主流的4G/5G频段，成对MIMO单极化天线或漏泄电缆间距一般介于0.8-1.5米，如实际安装空间受限，间距应不低于0.6米。（2）天线隔层交叉布放建筑物平层格局一致时，奇数层和偶数层的天线宜交叉布放，以充分利用天线的功率，互相覆盖各自的盲区，使天线发挥出最大的效用。全向天线 全向天线奇数层 偶数层图9天线隔层交叉布放示意图1.5 增强型连接器1.5.1增强型连接器类型馈线连接器安装于1/2"及7/8"等馈线之上，用于将馈线与无源器件或天线之间进行连接使用，普通连接器一般通过通用的工具（如美工刀、斜口钳等），手工安装固定于馈线之上。增强型连接器通过改变连接器结构，并使用专用的自动或手动工具，将其压接于馈线之上，使连接器与馈线的固定更加稳固耐用。与普通连接器相比，增强型连接器可提升单根馈线的三阶互调抑制度指标，从而提升整个无源分布系统互调指标，最大程度的降低多系统接入无源分布后的互调干扰。连接器型号由增强型的简称E、连接器型式代号及配接电缆代号组成，连接器型式代号包括产品分类、接口型式。连接器型号如图14所示。连接器型式代号的含义见表9；配接电缆代号的含义见表10。电缆代号接口形式产品分类增强型-E图10增强型连接器型号表9连接器型式代号的含义产品分类接口型式外形（忽略）代号含义代号含义NN型M插针本标准规定的连接器全部为直F插孔头连接器DIN7/16型M插针F插孔表10配接电缆代号的含义电缆名称标准电