CN110601732B - 光纤分布高频智能双输出系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光纤分布高频智能双输出系统。包括光分设备接入单元、光分设备远端单元；所述光分设备接入单元包括第一多频合路器、第二多频合路器、第一电/光转换器，所述光分设备远端单元包括第二电/光转换器、第一至第六功率放大器、第一电桥、第二电桥、第三多频合路器、第四多频合路器、双输出调节开关。本发明光分设备远端单元可根据实际需求灵活调整为覆盖不同区域和MIMO模式，且克服了临频干扰和互调干扰产生的几率，另外减少了D频段2.6GHz信号3dB的合路插损，使D频段2.6GHz信号与800‑2400AMhz信号的覆盖范围相当。

Description

光纤分布高频智能双输出系统
技术领域
本发明涉及一种光纤分布高频智能双输出系统。
背景技术
随着现代移动通信技术快速发展，现如今4G已基本实现了运营商全网覆盖，同时5G技术也日渐成熟，即将进行大规模商用。伴随而来的是移动数据业务速率的大幅度提升，数据业务需求井喷式发展，用户的通信行为习惯已经由传统的话音转变到数据业务，高话务和高数据区域也由室外逐步转移到了室内区域，因此做好室内分布系统显得尤为重要。目前国家大力提倡通信行业共建共享和节能减排，对一些运营商主设备投入需求不大的场景，采用光分系统是实现运营商天馈和光缆部分共建共享，减少主设备投入和电力资源使用的一种有效的解决方案。共建共享涉及到运营商多频段多制式的网络接入光分系统，但运营商无线网络频段从800~2700MHz跨度较大。不同频段的信号在路径中传播损耗差异较大，造成在实际项目建设过程中为了兼顾高频信号损耗较大问题，而缩短链路传播距离，进而增加了光分设备的投入数量。目前的市场上主流厂商的光分设备远端单元800~2700MHz频段设备输出功率均为2或5W，没有进行频段差异化输出划分。且输出端口为两输出端，仅支持做3G/4G双通道 MIMO，但无法支持800~2700MHz全频段两输出端做双通道覆盖不同区域，容易造成链路的浪费和设备投入到增加。同时在多系统间如何隔离，避免相邻频段互调干扰产生的几率，也是室分覆盖建设中需要重点关注的问题。
传统光纤分布系统存在的缺点如下：
（1）输出端口不灵活
如图1、2所示，远端单元双路输出端口1输出仅限2G/3G MIMO1/4G MIMO1信号，输出端口2输出仅限3G MIMO2/4G MIMO2信号，以此来实现MIMO双路覆盖同一区域A。当覆盖区域A无MIMO双路覆盖需求时，无法灵活调整让输出端口1、2均可输出2G/3G /4G单路信号，以此来实现端口1、2可以覆盖不同区域，扩大覆盖范围，提高设备利用率。
（2）多系统同级放大干扰几率大
如图3所示，多系统信号采用同一级合路，经过光电转化→光缆传输→光电转化后，再进行同一级放大。多系统信号合路和放大过程中，相关噪声也被相应放大，容易产生临频干扰，同时由于功率放大器中放大频率过多，根据互调干扰产生的原因（当两个或多个干扰信号同时加到接收机时，由于非线性的作用，这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，这种干扰就称为互调干扰，其中三阶互调最严重），相邻频段叠加也容易产生互调干扰，互调干扰是当前影响多系统在同一链路中是否可以共存重要的指标。
（3）高频信号接入链路损耗不一致
当D频段2.6GHz高频信源接入到系统中时，由于各系统间馈线损耗的差异，例如900MHz与2700MHz馈线损耗差了近一倍，为了保证链路平衡，各系统间信源发射端至天线口功率的最小耦合系数要求基本相当，因此为了考虑D频段2.6GHz高频信源高链路损耗，从而造成低频900MHz和中频信源覆盖距离变短，进而增加了设备的投入，如表1所示。
表
Figure DEST_PATH_IMAGE001
：主流厂家馈线损耗表
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本发明目的在于提供一种光纤分布高频智能双输出实现方法，以达到延长光分设备远端单元链路输出传播距离、降低系统间干扰发生几率、减少设备投入和灵活多通道组网方式的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤分布高频智能双输出系统，采用智能双输出调整开关、相邻频段间隔合路和功率放大、D频段2.6GHz高频信号双输入和末级合路设计，达到延长光分设备远端单元链路输出传播距离、降低系统间干扰发生几率、减少设备投入和灵活多通道组网方式的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种光纤分布高频智能双输出系统，包括光分设备接入单元、光分设备远端单元；所述光分设备接入单元包括第一多频合路器、第二多频合路器、第一电/光转换器，所述光分设备远端单元包括第二电/光转换器、第一至第六功率放大器、第一电桥、第二电桥、第三多频合路器、第四多频合路器、双输出调节开关；
将MIMO1的800-2700MHz信号分为800-2400MHz信号、D频段2.6GHz高频信号，而后将800-2400MHz信号中相邻频段信号错开后，分别输入第一多频合路器、第二多频合路器，合路后输出第一合路信号、第二合路信号至第一电/光转换器，同时，采用两路D频段2.6GHz高频信号，即第一D频段信号、第二D频段信号分别输入第一电/光转换器；第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号经第一电/光转换器转换为光信号，而后经光缆传输至第二电/光转换器还原为第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号；将MIMO2的1800-2700MHz信号中相邻频段信号错开后，分别输入第一多频合路器、第二多频合路器，合路后输出第三合路信号、第四合路信号至第一电/光转换器，第三合路信号、第四合路信号经第一电/光转换器转换为光信号，而后经光缆传输至第二电/光转换器还原为第三合路信号、第四合路信号；第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号、第三合路信号、第四合路信号分别由第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、第五功率放大器、第六功率放大器进行信号放大；放大后的第一合路信号、第二合路信号分别传输至第一电桥的第一输入端口、第二输入端口，而后由第一电桥的第一输出端口、第二输出端口分别输出至第三多频合路器的第一输入端口、第四多频合路器的第一输入端口，放大后的第一D频段信号、第二D频段信号分别输出至第三多频合路器的第二输入端口、第四多频合路器的第二输入端口，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出，第四多频合路器输出合路信号至双输出调节开关的第一输入端，同时，放大后的第三合路信号、第四合路信号分别传输至第二电桥的第一输入端口、第二输入端口，而后由第二电桥的第一输出端口、第二输出端口分别输出至双输出调节开关的第二输入端、负载，双输出调节开关的输出端作为光分设备远端单元的第二输出端口。
在本发明一实施例中，当光分设备远端单元需覆盖不同区域时，双输出调节开关切换至覆盖不同区域模式，此时，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出MIMO1信号，同时，第四多频合路器输出合路信号并经双输出调节开关的输出端输出MIMO1信号，实现不同区域覆盖MIMO1信号；当光分设备远端单元需覆盖同一区域时，双输出调节开关切换至覆盖同一区域模式，此时，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出MIMO1信号，同时，第二电桥的第一输出端口输出信号并经双输出调节开关的输出端输出MIMO2信号，实现同一区域覆盖MIMO1/MIMO2信号。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明光纤分布高频智能双输出系统，采用智能双输出调整开关、相邻频段间隔合路和功率放大、D频段2.6GHz高频信号双输入和末级合路设计，达到延长光分设备远端单元链路输出传播距离、降低系统间干扰发生几率、减少设备投入和灵活多通道组网方式的目的。
附图说明
图1为传统光分设备原理图。
图2为传统光纤分布系统端口输出图。
图3为互调干扰发生原理图。
图4为本发明双输出覆盖不同区域模式系统整体框图。
图5为本发明双输出覆盖同一区域MIMO模式系统整体框图。
图6为本发明双路输出覆盖不同区域模式。
图7为本发明双路输出覆盖同一区域MIMO模式。
图8为本发明频段间隔合路示意图。
图9为本发明频段间隔功率放大示意图。
图10为本发明高频信号后端合路原理图。
图11为本发明系统扩展原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图4、5所示，本发明提供了一种光纤分布高频智能双输出系统，包括光分设备接入单元、光分设备远端单元；所述光分设备接入单元包括第一多频合路器、第二多频合路器、第一电/光转换器，所述光分设备远端单元包括第二电/光转换器、第一至第六功率放大器、第一电桥、第二电桥、第三多频合路器、第四多频合路器、双输出调节开关；
将MIMO1的800-2700MHz信号分为800-2400MHz信号、D频段2.6GHz高频信号，而后将800-2400MHz信号中相邻频段信号错开后，分别输入第一多频合路器、第二多频合路器，合路后输出第一合路信号、第二合路信号至第一电/光转换器，同时，采用两路D频段2.6GHz高频信号，即第一D频段信号、第二D频段信号分别输入第一电/光转换器；第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号经第一电/光转换器转换为光信号，而后经光缆传输至第二电/光转换器还原为第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号；将MIMO2的1800-2700MHz信号中相邻频段信号错开后，分别输入第一多频合路器、第二多频合路器，合路后输出第三合路信号、第四合路信号至第一电/光转换器，第三合路信号、第四合路信号经第一电/光转换器转换为光信号，而后经光缆传输至第二电/光转换器还原为第三合路信号、第四合路信号；第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号、第三合路信号、第四合路信号分别由第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、第五功率放大器、第六功率放大器进行信号放大；放大后的第一合路信号、第二合路信号分别传输至第一电桥的第一输入端口、第二输入端口，而后由第一电桥的第一输出端口、第二输出端口分别输出至第三多频合路器的第一输入端口、第四多频合路器的第一输入端口，放大后的第一D频段信号、第二D频段信号分别输出至第三多频合路器的第二输入端口、第四多频合路器的第二输入端口，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出，第四多频合路器输出合路信号至双输出调节开关的第一输入端，同时，放大后的第三合路信号、第四合路信号分别传输至第二电桥的第一输入端口、第二输入端口，而后由第二电桥的第一输出端口、第二输出端口分别输出至双输出调节开关的第二输入端、负载，双输出调节开关的输出端作为光分设备远端单元的第二输出端口。
当光分设备远端单元需覆盖不同区域时，双输出调节开关切换至覆盖不同区域模式，此时，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出MIMO1信号，同时，第四多频合路器输出合路信号并经双输出调节开关的输出端输出MIMO1信号，实现不同区域覆盖MIMO1信号；当光分设备远端单元需覆盖同一区域时，双输出调节开关切换至覆盖同一区域模式，此时，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出MIMO1信号，同时，第二电桥的第一输出端口输出信号并经双输出调节开关的输出端输出MIMO2信号，实现同一区域覆盖MIMO1/MIMO2信号。
以下为本发明的具体实现过程。
本发明提供了一种光纤分布高频智能双输出系统，包括光分设备接入单元、光分设备远端单元；所述光分设备接入单元包括第一多频合路器、第二多频合路器、第一电/光转换器，所述光分设备远端单元包括第二电/光转换器、第一至第六功率放大器、第一电桥、第二电桥、第三多频合路器、第四多频合路器、双输出调节开关。
本发明光纤分布高频智能双输出系统的主要器件功能如下：
（1）双输出调节开关
如图6、7所示，双输出调节开关主要原理为，通过电桥将2G/3G MIMO1/4G MIMO1进行两路输出分离，当光纤分布远端单元要运行在覆盖不同区域模式时，开关K1打向a位置，则光纤分布远端单元输出端口1、2同时输出2G/3G MIMO1/4G MIMO1信号。当光纤分布远端单元要运行在覆盖同一区域MIMO模式时，开关K1打向b位置，则光纤分布远端单元输出端口1输出2G/3G MIMO1/4G MIMO1，信号输出端口2输出3G MIMO2/4G MIMO2信号。
（2）相邻频段间隔合路和功率放大
如图8、9所示，多系统信号中相邻频段采用间隔方式，相邻频段错开，光纤分布接入单元中使用不同的合路器进行合路；合路后合路信号1和2、D频段信号1和2在进行光电转换和光缆传输后，在远端单元中通过光电转换为对应的电合路信号1和2、D频段信号1和2，再对四路信号使用不同频率区间的放大器进行放大，避免了因放大产生干扰的几率。
（3）高频信号双路放大和后端合路
如图10所示，D频段2.6GHz高频信号频率范围为2600～2700MHz属于高频信号范围，与800MHz～2400 MHz频率范围的信号进行功率放大后再同级合路，由于D频段2.6GHz高频信号在馈线传输中的高损耗，势必将影响整体覆盖范围的缩减。因此本发明采用两种方式来尽量降低D频段2.6GHz高频信号高损耗的影响。一是采用双路D频段信源输入到光纤分布系统，在远端单元采用2个功率放大器分别放大，保证了2路D频段2.6GHz高频信号放大后均为2W。二是在800MHz～2400 MHz信号经过放大合路后，与其在后端进行合路，进步减少3dB的插损。通过以上两种方式保证了D频段2.6GHz高频信号与其他800MHz～2400 MHz频率范围的信号在设备输出功率差异在3～5dB左右，确保了设备所接入制式的信号可以保持相近的覆盖范围。
如图11所示，本发明系统还能够实现其他功能扩展：
（1）端口中高频信号采用双端口输入方式，最大效率利用设备端口数及功率；
（2）也可根据实际需要定制2.3GHz或26GHz或2.3GHz-3.5GHz或5G频段的末级合路频段接入制式。
（3）末级合路方案应用不限于现有频段光分设备，使用于任意频段组合的覆盖场景。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种光纤分布高频智能双输出系统，其特征在于，包括光分设备接入单元、光分设备远端单元；所述光分设备接入单元包括第一多频合路器、第二多频合路器、第一电/光转换器，所述光分设备远端单元包括第二电/光转换器、第一至第六功率放大器、第一电桥、第二电桥、第三多频合路器、第四多频合路器、双输出调节开关；
将MIMO1的800-2700MHz信号分为800-2400MHz信号、D频段2.6GHz高频信号，而后将800-2400MHz信号中相邻频段信号错开后，分别输入第一多频合路器、第二多频合路器，合路后输出第一合路信号、第二合路信号至第一电/光转换器，同时，采用两路D频段2.6GHz高频信号，即第一D频段信号、第二D频段信号分别输入第一电/光转换器；第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号经第一电/光转换器转换为光信号，而后经光缆传输至第二电/光转换器还原为第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号；将MIMO2的1800-2700MHz信号中相邻频段信号错开后，分别输入第一多频合路器、第二多频合路器，合路后输出第三合路信号、第四合路信号至第一电/光转换器，第三合路信号、第四合路信号经第一电/光转换器转换为光信号，而后经光缆传输至第二电/光转换器还原为第三合路信号、第四合路信号；第一合路信号、第二合路信号、第一D频段信号、第二D频段信号、第三合路信号、第四合路信号分别由第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、第五功率放大器、第六功率放大器进行信号放大；放大后的第一合路信号、第二合路信号分别传输至第一电桥的第一输入端口、第二输入端口，而后由第一电桥的第一输出端口、第二输出端口分别输出至第三多频合路器的第一输入端口、第四多频合路器的第一输入端口，放大后的第一D频段信号、第二D频段信号分别输出至第三多频合路器的第二输入端口、第四多频合路器的第二输入端口，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出，第四多频合路器输出合路信号至双输出调节开关的第一输入端，同时，放大后的第三合路信号、第四合路信号分别传输至第二电桥的第一输入端口、第二输入端口，而后由第二电桥的第一输出端口、第二输出端口分别输出至双输出调节开关的第二输入端、负载，双输出调节开关的输出端作为光分设备远端单元的第二输出端口；当光分设备远端单元需覆盖不同区域时，双输出调节开关切换至覆盖不同区域模式，此时，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出MIMO1信号，同时，第四多频合路器输出合路信号并经双输出调节开关的输出端输出MIMO1信号，实现不同区域覆盖MIMO1信号；当光分设备远端单元需覆盖同一区域时，双输出调节开关切换至覆盖同一区域模式，此时，第三多频合路器输出合路信号经由光分设备远端单元的第一输出端口输出MIMO1信号，同时，第二电桥的第一输出端口输出信号并经双输出调节开关的输出端输出MIMO2信号，实现同一区域覆盖MIMO1/MIMO2信号。
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