CN106209240A - 一种新型多模光纤分布系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型多模光纤分布系统，该系统由接入单元、扩展单元和覆盖单元组成，接入单元与各扩展单元分别通过单尾纤连接，各覆盖单元与相应扩展单元分别用双尾纤连接，其中接入单元与扩展单元传输的是数字信号，使用数字激光器；扩展单元与覆盖单元传输的是模拟信号，使用模拟激光器。本发明将移动信源的多模及4G‑LTE双通道信号通过双光纤拉远到覆盖单元，达到室内信号覆盖的目的，可大幅降低系统成本、减小设备体积，便于设备安装施工，具有重要的市场价值。

Description

一种新型多模光纤分布系统
技术领域
本发明涉及多网融合通信技术领域，特别涉及一种新型多模光纤分布系统，该系统主要应用于室内多制式信号的接入覆盖。
背景技术
随着铁塔公司室分网络建设业务的进一步明确，三大运营商移动、联通、电信2G/3G/4G网络的多网共建、室内深度覆盖成为铁塔公司关注的重点。针对铁塔公司多制式网络接入的需求，如何利用最新的无线覆盖技术实现多频室分网络的集约化建设，降低铁塔公司的投资风险，助力构建面向未来的无线室分覆盖网络，无疑将成为铁塔公司选择合作伙伴和网络建设投资的关注点。
现有的室分产品光纤分布系统主要存在支持的网络制式单一不能满足移动、联通、电信等多运营商多网络制式同时接入的问题，如何解决一套系统满足多网络制式同时接入是急需解决的问题。另一方面传统数字光纤分布系统因采用数字处理芯片导致产品成本高、体积大，与传统RRU+天馈室分覆盖方案相比性价比不高，如何降本增效也是急需解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种新型多模光纤分布系统，该系统主要应用于室内多制式信号的接入覆盖，满足了移动、联通、电信等多运营商多网融合、共建共享的接入覆盖需求，同时解决了产品成本高、体积大的问题。
本发明提供一种新型多模光纤分布系统，用于多网络制式同时接入，包括接入单元、扩展单元和覆盖单元，接入单元与各扩展单元分别通过单尾纤连接，各覆盖单元与相应扩展单元分别用双尾纤连接，其中接入单元与扩展单元传输的是数字信号，使用数字激光器；扩展单元与覆盖单元传输的是模拟信号，使用模拟激光器。
而且，接入单元将信源的多模双通道信号通过光纤连接传输到覆盖单元完成覆盖，其中信源为基站BTS或RRU，多模双通道信号为2G/3G/4G多制式信号。
而且，所述双通道信号包括4G-LTE主路信号和辅路信号，在双尾纤中分开传输，采用同样的模拟激光器。
而且，系统支持星型、链型或混合的组网。
而且，采用基于ASK调制方式实现TD-LTE上下行开关切换，使TD-LTE时隙同步的目的。
而且，扩展单元解调出TD-LTE同步信号后获得方波信号，经过ASK调制、电光转换后通过光纤传至覆盖单元，在覆盖单元中经光电转换、解调得到方波控制信号，实现对覆盖单元射频盘U8中开关电路的控制。
而且，所述接入单元包括射频处理盘U1、数字处理盘U2和电源盘U3，射频处理盘U1与数字处理盘U2连接，进行数据交互；射频处理盘U1接入信源，电源盘U3连接U1和U2进行供电；
所述接入单元信号处理过程如下，
下行链路中，信源通过射频线缆与射频处理盘U1连接，射频信号经过射频处理盘U1后变成下行中频信号，下行中频信号经数字处理盘U2后变换为数字基带信号，下行数字基带信号再打包成适合标准接口协议要求的帧格式，电光转换后光信号分路从光口连接扩展单元输出；
上行链路中，由拓展单元传输的光信号，经数字处理盘U2光电转换分离出基带信号，基带信号经数字处理后转换为上行中频信号送至射频处理盘U1，上变频后将上行中频信号变频为上行射频信号传给信源。
而且，所述扩展单元包括一体化模块U4、光模块U5和电源模块U6，一体化模块U4与光模块U5连接，进行数据交互；一体化模块U5通过光纤连接接入单元的数字处理盘U2；电源模块U6连接U4和U5进行供电；
所述扩展单元信号处理过程如下，
下行链路中，从接入单元过来的光信号经过一体化模块U4光电转换成数字信号，数字信号中分离出的数字基带信号经过上变频恢复成射频信号，经一体化模块U4处理分离出来的2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号被分成两路射频链路，记为链路1和链路2，两路射频链路分别再一分四后接入光模块U5，每路射频链路经光模块U5滤波放大后再进行一分四处理，分别送至模拟激光器，电光转换后通过双尾纤传到覆盖单元；
上行链路中，来自不同覆盖单元的链路1和链路2信号经双尾纤传到光模块U5，经模拟光电转换后滤波再分合路成4路链路1和链路2信号，4路链路1和链路2信号合路后接入一体化模块U4后经下变频、数字信号处理后变成数字基带信号，数字信号按照固定协议重新组帧打包成一路信号，经数字光模块电光转换后通过光纤传到接入单元。
而且，所述覆盖单元包括光盘U7、射频盘U8、天线U9和电源盘U10；光盘U7、射频盘U8、天线U9依次连接组成上下行链路；光盘U7与扩展单元中光模块U5通过双尾纤连接；电源盘U10连接光盘U7并供电，电源盘U10通过本地取电或通过扩展单元的电源模块U6远程取电；
所述覆盖单元信号处理过程如下，
下行链路中，通过双尾纤传输的光信号分别接入光盘U7的两个模拟激光器，模拟光电转换后滤波、放大后还原成两路2G/3G各制式信号及4G-LTE信号，两路2G/3G各制式信号及4G-LTE信号经射频盘U8滤波、合路、放大处理后按预定的频段和制式组成下行信号，各频段和制式信号通过对应的天线U9辐射出去完成覆盖。
上行链路中，2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号由天线U9接收进入射频盘U8后，将上行射频信号合路滤波后分成两路射频信号分别送至光盘U7，光盘U7的两个模拟激光器光电转换后经双纤连接到扩展单元的光模块U5。
本发明采用的技术方案是采用数字+模拟光纤传输技术利用模拟激光器双纤传输2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号，进而降低了设备成本和体积，满足设备快速安装及拆除的建网要求。
与现有技术相比，本发明采用数字+模拟光纤传输技术利用模拟激光器双纤传输2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号，为解决4G TD-LTE时隙切换控制问题进一步采用了一种基于ASK调制方式实现TD-LTE上下行开关切换。上述方案降低了设备的成本和体积，满足了移动、联通、电信等多运营商多网融合、共建共享的接入覆盖需求。因为能够大幅降低系统成本、减小设备体积，便于设备安装施工，具有重要的市场价值。
附图说明
图1是本发明实施例的主体链路图。
图2是本发明实施例的接入单元内部实现构架图。
图3是本发明实施例的扩展单元内部实现构架图。
图4是本发明实施例的覆盖单元内部实现构架图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。
实施例提供的一种新型多模光纤分布系统，设备包括接入单元、扩展单元和覆盖单元。
信源为基站BTS或RRU，如图1所示，实施例中信源为RRU，RRU通过射频线缆连接接入单元，接入单元和各扩展单元通过单尾纤连接，各扩展单元和相应覆盖单元通过双尾纤连接，覆盖单元完成移动信号覆盖。其中信源是指移动、联通、电信等运营商RRU输出的2G/3G和4G LTE双通道信号。其中接入单元与扩展单元传输的是数字信号，使用的是10G SFP型数字激光器；扩展单元与覆盖单元传输的是模拟信号使用2.5G DFB型模拟激光器，所述单尾纤和双尾纤均为标准LC\FC型单模尾纤。系统支持星型、链型或混合的组网，其中接入单元最大支持8级星型连接，扩展单元最大支持8级星型或4级链型连接，覆盖单元支持星型连接。
所述4G LTE双通道信号即4G-LTE主路信号和辅路信号，在双尾纤中是分开传输的，且双纤所用的模拟激光器是同一类型的相同产品。
接入单元接入系统时其信号传输方式为：无线射频信号进入射频处理盘U1，下变频后给到数字处理盘U2经数字化处理后传输到扩展单元。此外网管监控信号可通过U2上的MODEM或E1\RJ45网口实现无线\有线本地及远程监控。
扩展单元信号传输方式为：一体化模块U4实现光电转换及数字基带信号的变频处理，恢复2G/3G和4G LTE双通道信号，光模块U5完成模拟光电转换后经双光纤传到覆盖单元。
覆盖单元信号传输方式为：由扩展单元传输的光信号经双纤进入光盘单元U7；光盘U7分离出两路2G/3G和4G LTE信号再分别送到射频盘U8滤波放大处理，经天线U19完成无线信号覆盖。
各单元结构电路附图及技术原理如下。
1.接入单元由射频处理盘U1、数字处理盘U2和电源盘U3组成，如图2：
其连接关系为：
射频处理盘U1与数字处理盘U2连接，进行数据交互；
射频处理盘U1接入信源；
电源盘U3连接U1和U2，对其供电。
接入单元信号处理原理如下：
下行链路：信源基站拉远单元RRU通过射频线缆与射频处理盘U1连接，其射频信号经过射频处理盘U1后变成下行中频信号，下行中频信号经数字处理盘U2后变换为数字基带信号，下行数字基带信号再打包成适合标准接口协议要求的帧格式，电光转换后光信号分成8路分别对应8个光口连接扩展单元；
上行链路：由扩展单元传输的光信号，经数字处理盘U2光电转换分离出基带信号，基带信号经数字处理后转换为上行中频信号送至射频处理盘U1，上变频后将上行中频信号变频为上行射频信号传给基站或RRU。
所述接入单元含有N型射频接口，采用10G SFP型激光器和LC/FC型单根尾纤，支持接入单元通过射频线缆、光纤和五类线接入系统网络。
所述接入单元与扩展单元支持一拖八的星型组网。
2.扩展单元由一体化模块U4、光模块U5和电源模块U6组成，如图3所示。
其连接关系为：
一体化模块U4与光模块U5连接，进行数据交互；
一体化模块U5通过光纤连接接入单元的数字处理盘U2；
电源模块U6连接U4和U5，对其供电。
扩展单元信号处理原理如下：
下行链路：从接入单元过来的光信号经过一体化模块U4光电转换成数字信号，数字信号经一体化模块U4中的FPGA处理并分离出数字基带信号，数字基带信号再经过上变频恢复成射频信号，经一体化模块U4处理分离出来的2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号按固定的要求被分成两路射频链路即链路1和链路2(其中4G-LTE双通道信号分成LTE主路信号和LTE辅路信号分别送至链路1和链路2，2G/3G各制式信号可经链路1同时传输)，两路射频链路分别再一分四后接入光模块U5，每路射频链路经光模块U5滤波放大后再进行一分四处理，此时链路1和链路2被1分16路分别送至模拟激光器，电光转换后通过双尾纤传到覆盖单元。
上行链路：来自不同覆盖单元的链路1和链路2信号经双尾纤传到光模块U5，经模拟光电转换后滤波再分合路成4路链路1和链路2信号，4路链路1和链路2信号合路后接入一体化模块U4后经下变频、数字信号处理后变成数字基带信号，数字信号按照固定协议重新组帧打包成一路信号，经数字光模块电光转换后通过光纤传到接入单元。
所述一个接入单元最多能同时接入16个覆盖单元RU。
所述一体化模块U4含8个光口与接入单元可实现8级星型连接，同时扩展单元与扩展单元支持4级链型组网。
所述光模块U5含16对LC\FC型法兰可通过LC型双纤同时接入16个覆盖单元。所述电源模块U6接受外部直流受电并对一体化模块和光模块供电，同时输出-48V支持光电复合缆对16个覆盖单元RU进行远程供电。
3.覆盖单元由光盘U7、射频盘U8、天线U9和电源盘U10，如图4所示。
其连接关系是：
光盘U7、射频盘U8、天线U9依次连接组成上下行链路；
光盘U7与扩展单元中光模块U5通过双纤连接；
电源盘U10连接光盘U7并对其提供能量。电源盘U10通过本地取电或通过扩展单元的电源模块U6远程取电。
覆盖单元信号处理原理如下：
下行链路：通过双尾纤传输的光信号分别接入光盘U7的两个模拟激光器，在模拟光电转换后滤波、放大后还原成两路2G/3G各制式信号及4G-LTE信号，两路2G/3G各制式信号及4G-LTE信号经射频盘U8滤波、合路、放大处理后按预定的频段和制式组成下行信号，各频段和制式信号通过对应的天线U9辐射出去完成覆盖。
上行链路：2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号由天线U9接收进入射频盘U8后，将上行射频信号合路并按预设的要求滤波后分成两路射频信号分别送至光盘U7，光盘U7的两个模拟激光器光电转换后经双纤连接到扩展单元的光模块U5。
所述电源盘U10可通过本地取电或通过扩展单元的电源模块U6经光电复合缆远程取电。
所述新型多模光纤分布系统为解决接入单元、扩展单元与覆盖单元4G-TD-LTE时隙同步的问题，采用了一种基于ASK调制方式实现TD-LTE上下行开关切换的方法，其原理为：扩展单元中一体化模块U4测到信源的TD-LTE时隙同步信号后获得方波信号，并经ASK调制后再上变频到730M，然后通过链路1到光模块U5，光电变换后通过光纤传到覆盖单元，覆盖单元的光盘U7解调出730M信号后通过射频盘U8的检波电路输出检波电压，该检波电压依次经射频盘U8中比较电路、取反电路后输出两路方波控制信号，该控制信号用来控制覆盖单元射频盘U8中上下行开关管的通断，进而解决了TD-LTE时隙同步的问题。具体实施时，ASK调制可采用现有技术实现，本发明不予赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种新型多模光纤分布系统，用于多网络制式同时接入，其特征在于：包括接入单元、扩展单元和覆盖单元，接入单元与各扩展单元分别通过单尾纤连接，各覆盖单元与相应扩展单元分别用双尾纤连接，其中接入单元与扩展单元传输的是数字信号，使用数字激光器；扩展单元与覆盖单元传输的是模拟信号，使用模拟激光器。
2.根据权利要求1所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：接入单元将信源的多模双通道信号通过光纤连接传输到覆盖单元完成覆盖，其中信源为基站BTS或RRU，多模双通道信号为2G/3G/4G多制式信号。
3.根据权利要求2所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：所述双通道信号包括4G- LTE主路信号和辅路信号，在双尾纤中分开传输，采用同样的模拟激光器。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：系统支持星型、链型或混合的组网。
5.根据权利要求3所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：采用基于ASK调制方式实现TD-LTE上下行开关切换，使TD-LTE时隙同步的目的。
6.根据权利要求5所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：扩展单元解调出TD-LTE同步信号后获得方波信号，经过ASK调制、电光转换后通过光纤传至覆盖单元，在覆盖单元中经光电转换、解调得到方波控制信号，实现对覆盖单元射频盘U8中开关电路的控制。
7.按权利要求1或2或3所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：所述接入单元包括射频处理盘U1、数字处理盘U2和电源盘U3，射频处理盘U1与数字处理盘U2连接，进行数据交互；射频处理盘U1接入信源，电源盘U3连接U1和U2进行供电；
所述接入单元信号处理过程如下，
下行链路中，信源通过射频线缆与射频处理盘U1连接，射频信号经过射频处理盘U1后变成下行中频信号，下行中频信号经数字处理盘U2后变换为数字基带信号，下行数字基带信号再打包成适合标准接口协议要求的帧格式，电光转换后光信号分路从光口连接扩展单元输出；
上行链路中，由拓展单元传输的光信号，经数字处理盘U2光电转换分离出基带信号，基带信号经数字处理后转换为上行中频信号送至射频处理盘U1，上变频后将上行中频信号变频为上行射频信号传给信源。
8.按权利要求1或2或3所述的一种新型多模光纤分布系统，其特征在于：所述扩展单元包括一体化模块U4、光模块U5和电源模块U6，一体化模块U4与光模块U5连接，进行数据交互；一体化模块U5通过光纤连接接入单元的数字处理盘U2；电源模块 U6连接U4和U5进行供电；
所述扩展单元信号处理过程如下，
下行链路中，从接入单元过来的光信号经过一体化模块U4光电转换成数字信号，数字信号中分离出的数字基带信号经过上变频恢复成射频信号，经一体化模块U4处理分离出来的2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号被分成两路射频链路，记为链路1和链路2，两路射频链路分别再一分四后接入光模块U5，每路射频链路经光模块U5滤波放大后再进行一分四处理，分别送至模拟激光器，电光转换后通过双尾纤传到覆盖单元；
上行链路中，来自不同覆盖单元的链路1和链路2信号经双尾纤传到光模块U5，经模拟光电转换后滤波再分合路成4路链路1和链路2信号，4路链路1和链路2信号合路后接入一体化模块U4后经下变频、数字信号处理后变成数字基带信号，数字信号按照固定协议重新组帧打包成一路信号，经数字光模块电光转换后通过光纤传到接入单元。
9.按权利要求1或2或3所述的一种新型光纤分布系统，其特征在于：所述覆盖单元包括光盘U7、射频盘U8、天线U9和电源盘U10；光盘U7、射频盘U8、天线U9依次连接组成上下行链路；光盘U7与扩展单元中光模块U5通过双尾纤连接；电源盘U10连接光盘U7并供电，电源盘U10通过本地取电或通过扩展单元的电源模块U6远程取电；
所述覆盖单元信号处理过程如下，
下行链路中，通过双尾纤传输的光信号分别接入光盘U7的两个模拟激光器，模拟光电转换后滤波、放大后还原成两路 2G/3G各制式信号及4G-LTE信号，两路2G/3G各制式信号及4G-LTE信号经射频盘U8滤波、合路、放大处理后按预定的频段和制式组成下行信号，各频段和制式信号通过对应的天线U9辐射出去完成覆盖;上行链路中，2G/3G各制式信号及4G-LTE双通道信号由天线U9接收进入射频盘U8后，将上行射频信号合路滤波后分成两路射频信号分别送至光盘U7，光盘U7的两个模拟激光器光电转换后经双纤连接到扩展单元的光模块U5。
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