CN211830769U

CN211830769U - 一种5g变频光分布系统

Info

Publication number: CN211830769U
Application number: CN202020825973.XU
Authority: CN
Inventors: 邱祺盛; 闫朝忱
Original assignee: Xiamen Nanyou Xinda Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Xiamen Nanyou Xinda Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2030-05-18

Abstract

本实用新型涉及信息技术领域，尤其涉及一种5G变频光分布系统，包括接入单元MU和室内覆盖单元RU。通过近端的接入单元MU接收5G基站信号，将5G基站的4路同频射频信号变频为4路不同频率的信号，通过光电转换将射频信号转换为光信号后发送至远端覆盖单元。远端覆盖单元RU将光信号还原为射频信号，经变频后还原成基站的同频信号经放大后发射到室内覆盖区。远端覆盖单元RU集成了4*4全向天线，近端和远端采用光电复合光缆连接，可通过复合光缆给远端供电，系统实现了即插即用，便于安装。可通过4G/5G网络或本地网络实现远程控制，系统可实现端到端网络可视化控制。该系统接入简单，成本低，性价比高，易施工，特别适合话务相对较低的中小型楼宇部署。

Description

一种5G变频光分布系统

技术领域

本实用新型涉及信息技术领域，尤其涉及一种5G变频光分布系统。

背景技术

随着科技的发展，5G逐步进入人们的工作和生活中。业务驱动网络的建设，更大带宽、更低时延和更多连接是5G网络最主要的特征。为了获取更多带宽，室内5G引入了更高的频段C-Band和毫米波，更高的频率意味着更大的传输及穿透损耗，采用传统的4G建网方式可能导致室内覆盖不足。

室内微基站分布系统包括室内基带处理单元(Building Base band Unite，BBU)、扩展单元Rhub和远端射频信号处理单元pRRU。其采用室内覆盖数字化架构，包含头端数字化、线缆IT化、运维可视化三大特征。基于头端级的小区分裂能力，可按需灵活配置容量。采用IT化的网线或光纤部署。需要传输到位，建设成本高，适合人口密集高话务区域，不适合中小型楼宇。

无源分布式天线系统包括：合路器、功分器、耦合器、同轴电缆、天线等无源器件。由于该系统是射频信号传输管道，全无源、不可管，节点多、故障定位难，不能独立提供容量，在C-band及毫米波频段损耗大、难以向更高频段演进。器件质量不一致链路预算不准，多制式功率不平衡，很难实现4*4MIMO。

数字光纤分布式系统由接入基站、近端单元、光信号扩展单元、远端单元组成。近端单元与信源基站连接，实现射频信号向数字光信号的转换，远端单元再将数字光信号转换成模拟射频信号并放大。由于5G带宽超过100MHZ，4路射频CPRI的速率超过25Gbps,射频数字化器件和高速数字光传输模块成本高，造成整个工程造价太高，对中小型次要楼宇性价比低。

传统室分系统(DAS)起源于2G/3G时代，主要用于解决室内信号弱覆盖问题，面向3GHz向5G的4T4R室内网络的演化，传统室内分布系统存在以下三个主要问题而无法向5G平滑演进，分别是：

(1)3.5GHz覆盖缩水：C-band和Sub 3G相比，链路损耗更大，导致需要增加C-band信源以满足同覆盖要求，产生更大的成本；

(2)难以直接更换器件：传统室内分布系统中很多元器件如合路器、功分器等还不支持3.5GHz或成本过高，因此更换难度很大；

(3)4*4MIMO工程建设难度高：4路DAS需要部署4根馈线、4套器件和天线，工程无法落地，另外，还会导致链路不平衡，引起性能问题；目前全球存量市场上有90％以上的室内网络是DAS，已无法满足4*4MIMO 5G室内分布系统的需求。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种5G变频光分布系统。

具体技术方案如下：

一种5G变频光分布系统，包括：接入单元MU和室内覆盖单元RU。

接入单元MU包括多路变频通道、上行合路器、下行合路器和射频光电转换模块；每路变频通道均包括滤波器、射频开关、上行衰减器、上行变频器、下行衰减器和下行变频器，其中，上行衰减器电连接于上行变频器，下行衰减器电连接于下行变频器，滤波器电连接于射频开关的一端，射频开关的另一端电连接于上行衰减器和下行衰减器；所有变频通道的滤波器用于接收5G基站发出的各路射频信号；所有变频通道的上行变频器共同连接于上行合路器；所有变频通道的下行变频器共同连接于下行合路器；上行合路器和下行合路器共同连接于射频光电转换模块。

室内覆盖单元RU包括多路变频通道、上行合路器、下行合路器和射频光电转换模块；每路变频通道均包括滤波器、射频开关、上行射频放大器、上行衰减器、上行变频器、下行射频放大器、下行衰减器和下行变频器，其中，上行射频放大器、上行衰减器和上行变频器依次电连接，下行射频放大器、下行衰减器和下行变频器依次电连接，滤波器电连接于射频开关的一端，射频开关的另一端电连接于上行射频放大器和下行射频放大器；所有变频通道的滤波器均电连接于信号发射天线；所有变频通道的上行变频器共同连接于上行合路器；所有变频通道的下行变频器共同连接于下行合路器；上行合路器和下行合路器共同连接于射频光电转换模块。

接入单元MU内的射频光电转换模块与室内覆盖单元RU内的射频光电转换模块通信连接。

进一步的，所述接入单元MU内的射频光电转换模块与室内覆盖单元RU内的射频光电转换模块之间的通信连接为通过光纤进行通信连接。

进一步的，室内覆盖单元RU中的上行射频放大器为低噪声放大器。

进一步的，室内覆盖单元RU中的下行射频放大器为功率放大器。

进一步的，接入单元MU和室内覆盖单元RU中均还包括同步模块，接入单元MU中的同步模块与其内的各个射频开关和射频光电转换模块电连接，室内覆盖单元RU中的同步模块也与其内的各个射频开关和射频光电转换模块电连接。

本实用新型采用如上技术方案，并具有有益效果：部署成本低，功耗低，时延小，保证5G室内信号高质量覆盖，同时大大降低了5G室内信号覆盖系统的建设和运维成本。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例的系统示意图。

图2所示为该实施例中接入单元MU的电路原理图。

图3所示为该实施例中室内覆盖单元RU的电路原理图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

本实施例中提出了一种5G变频光分布系统，如图1所示，包括：接入单元MU和室内覆盖单元RU。

如图2所示，接入单元MU包括多路变频通道、上行合路器、下行合路器和射频光电转换模块；每路变频通道均包括滤波器、射频开关、上行衰减器、上行变频器、下行衰减器和下行变频器，其中，上行衰减器电连接于上行变频器，下行衰减器电连接于下行变频器，滤波器电连接于射频开关的一端，射频开关的另一端电连接于上行衰减器和下行衰减器；所有变频通道的滤波器用于接收5G基站发出的各路射频信号；所有变频通道的上行变频器共同连接于上行合路器；所有变频通道的下行变频器共同连接于下行合路器；上行合路器和下行合路器共同连接于射频光电转换模块。

如图3所示，室内覆盖单元RU包括多路变频通道、上行合路器、下行合路器和射频光电转换模块；每路变频通道均包括滤波器、射频开关、上行射频放大器、上行衰减器、上行变频器、下行射频放大器、下行衰减器和下行变频器，其中，上行射频放大器、上行衰减器和上行变频器依次电连接，下行射频放大器、下行衰减器和下行变频器依次电连接，滤波器电连接于射频开关的一端，射频开关的另一端电连接于上行射频放大器和下行射频放大器；所有变频通道的滤波器均电连接于信号发射天线；所有变频通道的上行变频器共同连接于上行合路器；所有变频通道的下行变频器共同连接于下行合路器；上行合路器和下行合路器共同连接于射频光电转换模块。

该实施例中5G基站发出的射频信号包括4路，因此，接入单元MU和室内覆盖单元RU中的多路变频通道均为4路。

下面介绍上述系统的具体工作原理，

(1)下行链路工作原理

5G基站(5G gNB)的4路射频信号f_gNB分别经过各自对应的变频通道中的滤波器后，对射频信号进行滤波，通过下行衰减器ATT调节输入功率大小后，下行变频器将射频信号变频为不同的频率，该实施例中将4路射频信号变频后的频率分别记为f1,f2,f3和f4。4路变频后的信号经过下行合路器合路后，通过射频光电转换模块将射频信号转换为光信号并将其发送至远端的室内覆盖单元RU。

室内覆盖单元RU接受到光信号后，通过射频光电转换模块将光信号转换为射频信号后发送至下行合路器，射频信号通过下行合路器后输出原接入单元MU变频后生成的4路变频射频信号f1,f2,f3和f4。4路变频射频信号f1,f2,f3和f4分别发送至4个下行变频器，4个下行变频器分别将4路变频射频信号f1,f2,f3和f4变频还原为原5G基站的信号fgNB。还原后的信号通过衰减器ATT控制功率和下行射频放大器进行放大后，经射频同步开关同步控制后，经滤波器输出至信号发射天线，信号发射天线将信号发射出去。

需要说明的是，此处下行射频放大器的功能是对待发射的信号进行放大，因此该实施例中优选采用功率放大器PA。

该实施例中，接入单元MU内的射频光电转换模块与室内覆盖单元RU内的射频光电转换模块之间的通信连接采用光纤进行通信连接，在其他可能的实施中，也可以采用其他通讯连接方式。

(2)上行链路工作原理

上行链路工作原理与下行链路大致一致，室内覆盖单元RU接收5G终端设备UE的上行信号后，分别经过滤波器、上行射频放大器、衰减器ATT、和上行变频器后，将上行信号变频为4路变频射频信号s1、s2、s3和s4，4路变频射频信号s1、s2、s3和s4经过上行合路器合路后再经过射频光电转换模块将合路后的射频信号转换为光信号，通过光纤将光信号发送至接入单元MU。

接入单元MU接收到光信号后，通过射频光电转换模块将光信号转换为射频信号，再经过接入单元MU的上行合路器输出原室内覆盖单元RU变频后生成的4路变频射频信号s1、s2、s3和s4，4路变频射频信号s1、s2、s3和s4分别发送至4个上行变频器，4个上行变频器分别将4路变频射频信号s1、s2、s3和s4变频还原为原5G终端设备UE的上行信号。还原后的上行信号通过衰减器ATT控制功率和同步开关同步控制后，经滤波器输出至5G基站。

需要说明的是，此处上行射频放大器的功能是对接收的5G终端设备UE的信号进行信号放大，以便后续处理，因此该实施例中优选采用低噪声放大器LNA。

该实施例中，为了保障接入单元MU和室内覆盖单元RU信号的同步，接入单元MU和室内覆盖单元RU中均还包括同步模块，接入单元MU中的同步模块与其内的4个射频开关电连接，用于发出同步控制信号以控制4个射频开关同步开启，同样的，室内覆盖单元RU中的同步模块也与其内的4个射频开关电连接，用于发出同步控制信号以控制4个射频开关同步开启，另外，接入单元MU中的同步模块和室内覆盖单元RU中的同步模块均与对应的射频光电转换模块电连接，接入单元MU中的同步模块发出同步导频信号至其内的射频光电转换模块，射频光电转换模块将该同步导频信号转换为光信号后发送至室内覆盖单元RU，室内覆盖单元RU中的射频光电转换模块将接收到的该同步导频信号对应的光信号转换为原同步导频信号后，发送至室内覆盖单元RU中同步模块，以实现接入单元MU和室内覆盖单元RU两者信号的同步。

另外，接入单元MU和室内覆盖单元RU中还均内置FSK Moden和4G/5G Moden，FSKModen用于MU与RU的通信控制，4G/5G Moden用于通过4G/5G网络进行远程控制。

本实施例中采用的变频式光分布系统，结合射频变频技术和光分布系统，通过近端的接入单元MU接收5G基站信号，将5G基站的4路同频射频信号变频为4路不同频率的信号，通过光电转换将射频信号转换为光信号后发送至远端覆盖单元。远端覆盖单元RU将光信号还原为射频信号，经变频后还原成基站的同频信号经放大后发射到室内覆盖区。远端覆盖单元RU集成了4*4全向天线，近端和远端采用光电复合光缆连接，可通过复合光缆给远端供电，系统实现了即插即用，便于安装。可通过4G/5G网络或本地网络实现远程控制，系统可实现端到端网络可视化控制。该系统不需要复杂的链路预算设计，由于系统接入简单，成本低，性价比高，易施工，特别适合话务相对较低的中小型楼宇部署。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应所述明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种5G变频光分布系统，其特征在于，包括：接入单元MU和室内覆盖单元RU；

接入单元MU包括多路变频通道、上行合路器、下行合路器和射频光电转换模块；每路变频通道均包括滤波器、射频开关、上行衰减器、上行变频器、下行衰减器和下行变频器，其中，上行衰减器电连接于上行变频器，下行衰减器电连接于下行变频器，滤波器电连接于射频开关的一端，射频开关的另一端电连接于上行衰减器和下行衰减器；所有变频通道的滤波器用于接收5G基站发出的各路射频信号；所有变频通道的上行变频器共同连接于上行合路器；所有变频通道的下行变频器共同连接于下行合路器；上行合路器和下行合路器共同连接于射频光电转换模块；

室内覆盖单元RU包括多路变频通道、上行合路器、下行合路器和射频光电转换模块；每路变频通道均包括滤波器、射频开关、上行射频放大器、上行衰减器、上行变频器、下行射频放大器、下行衰减器和下行变频器，其中，上行射频放大器、上行衰减器和上行变频器依次电连接，下行射频放大器、下行衰减器和下行变频器依次电连接，滤波器电连接于射频开关的一端，射频开关的另一端电连接于上行射频放大器和下行射频放大器；所有变频通道的滤波器均电连接于信号发射天线；所有变频通道的上行变频器共同连接于上行合路器；所有变频通道的下行变频器共同连接于下行合路器；上行合路器和下行合路器共同连接于射频光电转换模块；

2.根据权利要求1所述的一种5G变频光分布系统，其特征在于：所述接入单元MU内的射频光电转换模块与室内覆盖单元RU内的射频光电转换模块之间的通信连接为通过光纤进行通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种5G变频光分布系统，其特征在于：室内覆盖单元RU中的上行射频放大器为低噪声放大器。

4.根据权利要求1所述的一种5G变频光分布系统，其特征在于：室内覆盖单元RU中的下行射频放大器为功率放大器。

5.根据权利要求1所述的一种5G变频光分布系统，其特征在于：接入单元MU和室内覆盖单元RU中均还包括同步模块，接入单元MU中的同步模块与其内的各个射频开关和射频光电转换模块电连接，室内覆盖单元RU中的同步模块也与其内的各个射频开关和射频光电转换模块电连接。