DE202011005511U1

DE202011005511U1 - Electronic remote component, such as Remote Radio Head, for a radio communication system, array of electronic remote components and external distribution unit

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Publication number: DE202011005511U1
Application number: DE201120005511
Authority: DE
Original assignee: Tyco Electronics Nederland BV
Current assignee: TE Connectivity Nederland BV
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2011-12-13
Anticipated expiration: 2021-04-22

Abstract

Abgesetzte elektronische Komponente für ein Funkkommunikationssystem, wobei die abgesetzte elektronische Komponente (100) umfasst: mindestens einen optischen Eingangsverbinder (102) zum Verbinden der abgesetzten elektronischen Komponente (100) mit einer Steuervorrichtung über eine optische Datenleitung (214), mindestens einen optischen Ausgangsverbinder (104), mindestens eine optische Verteiler/Kombinierer-Einheit (106), die mit dem mindestens einen Eingangsverbinder (102) verbunden ist, um einen optischen Pfad mindestens in einen ersten und einen zweiten optischen Pfad (116, 118) aufzuteilen, wobei der erste optische Pfad (116) mit einer internen Schaltung verbunden ist, die mit einer Antenne (202) kommuniziert und wobei der zweite optische Pfad (118) mit einem optischen Ausgangsverbinder (104) verbunden ist, der mit mindestens einer zweiten abgesetzten elektronischen Komponente verbindbar ist.Remote electronic component for a radio communication system, the remote electronic component (100) comprising: at least one optical input connector (102) for connecting the remote electronic component (100) to a control device via an optical data line (214), at least one optical output connector (104 ), at least one optical splitter / combiner unit (106) connected to the at least one input connector (102) to split an optical path into at least a first and a second optical path (116, 118), the first optical Path (116) is connected to an internal circuit that communicates with an antenna (202) and wherein the second optical path (118) is connected to an optical output connector (104) that is connectable to at least one second remote electronic component.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine BTS-Technologie (Base Transceiver Station, Basisstation), wie sie in mobilen Kommunikationssystemen verwendet wird und insbesondere auf BTS-Systeme, welche die Remote Radio Head(RRH)-Technologie verwenden.The present invention relates to a BTS (base transceiver station, base station) technology as used in mobile communication systems, and more particularly to BTS systems using Remote Radio Head (RRH) technology.

Ein sogenannter Remote Radio Head, der oft auch als Remote Radio Unit (RRU) bezeichnet wird und nachfolgend als abgesetzte Funkvorrichtung bezeichnet wird, bezeichnet ein Element der Funktelekommunikationssysteme, das mit verschiedensten Funktechnologien verwendbar ist, wie GSM (Global System for Mobile Communication), CDMA (Code Division Multiple Access), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) und LTE (3GPP Long Term Evolution). Da diese Funkvorrichtung von der jeweiligen Zelle, welche die Funkkommunikation zwischen einem Endgerät (User Equipment UE) und einem Netzwerk, insbesondere einer Basisstation (Base Transceiver Station), NodeB oder eNodeB erleichtert, abgesetzt ist, bezeichnet man es als abgesetzte Funkantenne (Remote Radio Head). Diese Geräte werden dafür verwendet, das Sendegebiet eines BTS/NodeB/eNodeB beispielsweise in ländlichen Gebieten oder Tunnels zu erweitern und sind üblicherweise mit dem BTS/NodeB/eNodeB über ein faseroptisches Kabel verbunden, wobei übliche öffentliche Funkinterfaceprotokolle verwendet werden.A so-called remote radio head, often referred to as a remote radio unit (RRU), hereinafter referred to as a remote radio, refers to an element of radio telecommunications systems that can be used with a variety of radio technologies, such as Global System for Mobile Communication (GSM), CDMA (Code Division Multiple Access), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) and LTE (3GPP Long Term Evolution). Since this radio device is remote from the respective cell facilitating the radio communication between a user equipment UE and a network, in particular a base transceiver station, NodeB or eNodeB, it is referred to as a remote radio antenna ). These devices are used to extend the coverage area of a BTS / NodeB / eNodeB in, for example, rural areas or tunnels, and are typically connected to the BTS / NodeB / eNodeB via a fiber optic cable using common public radio interface protocols.

Typischerweise ist in mobilen Kommunikationssystemen das Funkzugangsnetzwerk aus Basisstationen (BTS) und Basisstationssteuerungen (Base StationI Controler, BSC) oder Funknetzwerksteuerungen (Radio Network Controller, RNC) zum Steuern der BTS zusammengesetzt. Die BTS besteht hauptsächlich aus einem Basisbandverarbeitungsuntersystem, einem Funkfrequenz-(Radio Frequency, RF)Untersystem und einer Antenne usw. und ist für das Übertragen, Empfangen und Verarbeiten der Funksignale zuständig. Eine BTS kann verschiedene Zellen durch eine Vielzahl von Antennen abdecken.Typically, in mobile communication systems, the radio access network is composed of base stations (BTS) and base station controllers (BSCs) or radio network controllers (RNCs) for controlling the BTSs. The BTS mainly consists of a baseband processing subsystem, a radio frequency (RF) subsystem and an antenna, etc., and is responsible for transmitting, receiving and processing the radio signals. A BTS can cover different cells through a plurality of antennas.

Bei mobilen Kommunikationssystemen gibt es diverse Funknetzwerkabdeckungsprobleme, die mit älteren BTS Technologien schwierig zu lösen sind, beispielsweise Abdeckung in Innenräumen von Hochhäusern, Abdeckungslöcher oder die Abdeckung von abgeschatteten Gebieten. Die sogenannte RRH-Technologie ist hier eine effektivere Lösung. Ihr Ziel war es, diese Probleme zu lösen. In BTS-Systemen, welche RRH-Technologien verwenden, sind die Primärfunkfrequenzeinheiten und Antennen in den Gegenden installiert, in denen sie erforderlich sind, um eine entsprechende Abdeckung bereitzustellen und werden mit den anderen Einheiten des BTS über Breitbandübertragungsleitungen verbunden.In mobile communication systems, there are various radio network coverage issues that are difficult to solve with older BTS technologies, such as indoor high-ceiling coverage, coverage holes, or shaded area coverage. The so-called RRH technology is a more effective solution here. Her goal was to solve these problems. In BTS systems using RRH technologies, the primary radio frequency units and antennas are installed in the areas where they are required to provide adequate coverage and are connected to the other units of the BTS via broadband transmission lines.

Die neuesten Generationen von Funkkommunikationssystemen verwenden die RRH-Technologie in einer verteilten Basisstationsarchitektur, in der alle funkbezogenen Funktionen in einem Remote Radio Head enthalten sind, der in der Nähe einer Antenne installiert werden kann und größere Abstände zwischen dem RRH und der Antenne zu einer Basisstation und der Basisbandeinheit der Basisstation ermöglicht, so dass dadurch Bau- und Betriebskosten reduziert werden können.The latest generations of radio communication systems use RRH technology in a distributed base station architecture, in which all radio-related functions are contained in a remote radio head that can be installed near an antenna and larger distances between the RRH and the antenna to a base station and allows the baseband unit of the base station, so that thereby construction and operating costs can be reduced.

1 zeigt ein Mobilfunksystem, das moderne RRH-Technologie verwendet und auf einem hohen Gebäude, einem Turm oder Mast 200 installiert ist. im oberen Bereich des Mastes 200 ist eine Vielzahl von Antennen 202 installiert. In der unmittelbaren Nachbarschaft der Antennen 202 sind abgesetzte Funkvorrichtungen 204 angeordnet, die nachfolgend auch als Remote Radio Heads (RRH) oder Remote Radio Units (RRU) bezeichnet werden, installiert. Eine Spannungsversorgung 206 für das System ist beispielsweise in einem Gebäude 208 neben dem Turm 200 installiert. Eine Leistungsverteilungseinrichtung 210 in der Nähe der abgesetzten Funkvorrichtungen 204 stellt die Leistung für jede der abgesetzten Funkvorrichtungen bereit. Die gestrichelten Linien symbolisieren die elektrischen Verbindungen, die der Leistungsversorgung dienen. 1 shows a mobile radio system that uses modern RRH technology and on a tall building, a tower or mast 200 is installed. in the upper part of the mast 200 is a variety of antennas 202 Installed. In the immediate vicinity of the antennas 202 are remote radio devices 204 which are also referred to below as Remote Radio Heads (RRH) or Remote Radio Units (RRU). A power supply 206 for example, the system is in a building 208 next to the tower 200 Installed. A power distribution device 210 near the remote wireless devices 204 Provides the power for each remote radio. The dashed lines symbolize the electrical connections that serve the power supply.

Üblicherweise führt die Spannungsversorgungsleitung einen 48 V Strom und die Leistungsverteilungseinheit 210 ist zusätzlich als Sicherungskasten ausgebildet.Usually, the power supply line carries a 48V power and the power distribution unit 210 is additionally designed as a fuse box.

Eine Steuervorrichtung 212 ist ebenfalls in dem Gebäude 208 angeordnet. Diese Steuervorrichtung umfasst beispielsweise eine Funkbasisstation (Base Transceiver Station, BTS). Auf Seiten der Signale ist die Basisstation 212 mit dem RRH 204 über eine Datenleitung 214 verbunden. Üblicherweise handelt es sich bei der Datenleitung 214 um ein optisches Datenkabel zum Übertragen optischer Daten sowohl im Uplink als auch im Downlink. Normalerweise trägt jeder Mast 200 eine Vielzahl von Antennen 202 und entsprechend auch eine Vielzahl von abgesetzten Funkvorrichtungen 204.A control device 212 is also in the building 208 arranged. This control device comprises, for example, a base transceiver station (BTS). On the signal side is the base station 212 with the RRH 204 via a data line 214 connected. Usually, it is the data line 214 an optical data cable for transmitting optical data both in the uplink and in the downlink. Usually every mast carries 200 a variety of antennas 202 and accordingly also a plurality of remote radio devices 204 ,

Bekannte Systeme nutzen hauptsächlich zwei unterschiedliche Ansätze, um diese abgesetzten Funkvorrichtungen 204 mit der Basisstation 212 zu verbinden:
Zum einem verwenden verschiedene Konzepte eine Vielzahl von optischen Datenkabeln 214, von denen jedes von der Basisstation 212 bis hinauf zu jeder einzelnen abgesetzten Funkvorrichtung in einer sternförmigen Konfiguration führt. Allerdings sind die Kosten für diese Verkabelungstechnik hoch und darüber hinaus verbieten oft geometrische Einschränkungen das Einführen eines solch voluminösen Kabelbaums und somit diese Art von Verbindung.Known systems mainly use two different approaches to these remote radio devices 204 with the base station 212 connect to:
For one, different concepts use a variety of optical data cables 214 each of which is from the base station 212 leading up to each remote radio in a star configuration. However, the cost of this wiring technique is high and, in addition, geometric constraints often prohibit the introduction of such a bulky wiring harness and thus this type of connection.

Daher wird oft, wie im Detail in 2 gezeigt, eine einfache Serienverbindung („Daisy Chaining”) der abgesetzten Funkvorrichtungen 204 verwendet. Gemäß der Anordnung, die in 2 gezeigt ist, sind eine Vielzahl von abgesetzten Funkvorrichtungen 204-1 bis 204-3 so miteinander verbunden, dass die erste abgesetzte Funkvorrichtung 204-1 mit der Datenleitung 214 über eine Steckverbindung verbunden ist, die optische Signale an eine optoelektronische Wandlereinheit 216 anlegt, damit diese in elektrische Signale umgewandelt werden.Therefore, often, as detailed in 2 shown a simple serial connection ("daisy chaining") of the remote radio devices 204 used. According to the arrangement in 2 are shown are a plurality of remote radio devices 204-1 to 204-3 so interconnected that the first remote radio device 204-1 with the data line 214 is connected via a plug connection, the optical signals to an optoelectronic transducer unit 216 applies, so that they are converted into electrical signals.

Die Wandlervorrichtung 216 ist mit einer elektrischen Schaltung verbunden, welche die Antenne 202 im Uplink verbindet und im Downlink Signale von der Antenne empfängt. Signale, die von der Antenne empfangen werden und für die abgesetzte Funkvorrichtung 204 bestimmt sind, werden von einer internen Schaltung verarbeitet, in ein optisches Signal umgewandelt und über den Verbinder 218 ausgegeben.The converter device 216 is connected to an electrical circuit connecting the antenna 202 connects in the uplink and receives signals from the antenna in the downlink. Signals received by the antenna and for the remote radio 204 are processed by an internal circuit, converted into an optical signal and transmitted through the connector 218 output.

Wie weiterhin aus 3 entnehmbar ist, ist jede der herkömmlich verbundenen abgesetzten Funkvorrichtungen 204-1 bis 204-3 so ausgebildet, dass sie einen optischen Eingangsverbinder 218 und einen zweiten optischen Ausgangsverbinder 220 besitzt, von denen jeder mit einem optoelektronischen Wandler 216-1, 216-2 kombiniert ist. Die Wandler 216-1 und 216-2 sind z. B. sogenannte Small Form Factor Plug Transceivers, SFP TxRx, also miniaturisierte, kompakte steckbare Senderempfängermodule.How to continue 3 is removable, is any of the conventionally connected remote radio devices 204-1 to 204-3 designed so that it has an optical input connector 218 and a second optical output connector 220 each of which possesses an opto-electronic converter 216-1 . 216-2 combined. The transducers 216-1 and 216-2 are z. B. Small form factor plug transceivers, SFP TxRx, so miniaturized, compact plug-in transceiver modules.

In der Anordnung gemäß 1 bis 3 wird die elektrische Verbindung zwischen den Wandlern 216-1 und 216-2 über eine elektrische Hochgeschwindigkeitsverbindung 216 bereitgestellt, die beispielsweise auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Serienverbindung der abgesetzten Funkvorrichtungen 204 dadurch erreicht, dass der optische Eingangsverbinder 218 entweder mit der Datenleitung 214 von der Steuervorrichtung oder mit dem Ausgang einer vorhergehenden abgesetzten Funkvorrichtung verbunden wird. Der optische Ausgangsverbinder 220 wird in diesem Fall dazu verwendet, eine abgesetzte Funkvorrichtung 204 mit einer nachfolgenden zu verbinden.In the arrangement according to 1 to 3 becomes the electrical connection between the transducers 216-1 and 216-2 via a high-speed electrical connection 216 provided, which is arranged for example on a printed circuit board. In this way, a serial connection of the remote radio devices 204 achieved by the fact that the optical input connector 218 either with the data line 214 from the control device or to the output of a previous remote radio device. The optical output connector 220 is used in this case, a remote radio device 204 to connect with a subsequent one.

Diese Anordnung hat den Vorteil, dass nur eine Datenleitung 214 von der Steuervorrichtung 212 bis zum oberen Ende des Sendeturms bereitgestellt werden muss. Allerdings hat diese Anordnung den schwerwiegenden Nachteil, dass der serielle Datenpfad, der von einer abgesetzten Funkvorrichtung zur nächsten führt, auf einer Vielzahl von aktiven Wandlungsschritten, die von den optoelektronischen Wandlern durchgeführt werden, abhängt. Bei der Anordnung aus 2 sind beispielsweise fünf Umwandlungsschritte von optischen Signalen in elektrische Signale und wieder zurück von elektrischen in optische Signale vorgesehen. Wenn demzufolge einer der involvierten Wandler 216 oder sogar nur die Spannungsversorgung von einer der abgesetzten Funkvorrichtungen 204-1 bis 204-3 ausfällt, ist die Kette unterbrochen und alle nachfolgenden Antennen sind von der Steuervorrichtung 212 abgekoppelt.This arrangement has the advantage that only one data line 214 from the control device 212 must be provided to the top of the transmission tower. However, this arrangement has the serious disadvantage that the serial data path leading from one remote radio device to the next depends on a plurality of active conversion steps performed by the optoelectronic transducers. In the arrangement off 2 For example, five conversion steps from optical signals to electrical signals and back again from electrical to optical signals are provided. As a result, if one of the involved transducers 216 or even just the power supply from one of the remote radio devices 204-1 to 204-3 fails, the chain is broken and all subsequent antennas are from the control device 212 decoupled.

Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer Technik zum Verbinden abgesetzter elektronischer Komponenten für Funkkommunikationssysteme in besonders ausfallsicherer und dennoch kostengünstiger und einfacher Weise.There is therefore a need for a technique for connecting remote electronic components for radio communication systems in a particularly fail-safe yet cost-effective and simple manner.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, dass durch einen Verzicht auf die fehlergeneigten aktiven Transformationsschritte von optischen in elektrische Signale und umgekehrt innerhalb der Kette von Signalen, die weitergereicht werden, eine wesentlich robustere Verbindung erreicht werden kann. Solch eine passive optische Verbindung kann vorteilhaft dadurch realisiert werden, dass optische Verteiler/Kombinierer-Einheiten mit einem Eingangsverbinder der abgesetzten elektronischen Komponente verbunden werden, um den optischen Pfad in mindestens einen ersten und zweiten parallel verlaufenden optischen Pfad aufzuteilen. Im Fall eines Ausfalls einer bestimmten abgesetzten elektronischen Komponente innerhalb der Kette wird das Signal immer noch weitergeleitet und nur die Funktion der einen bestimmten fehlerhaften abgesetzten elektronischen Komponente fehlt. Darüber hinaus kann die Ausfallrate als Ganzes reduziert werden, weil die Anzahl der aktiven Komponenten innerhalb der gesamte Kette verringert wird.The present invention is based on the idea that by dispensing with the faulty active transformation steps from optical to electrical signals and vice versa, a much more robust connection can be achieved within the chain of signals that are passed on. Such a passive optical connection can be advantageously realized by connecting optical splitter / combiner units to an input connector of the remote electronic component to divide the optical path into at least a first and a second parallel optical path. In the event of a failure of a particular remote electronic component within the chain, the signal is still forwarded and only the function of a particular failed remote electronic component is missing. In addition, the failure rate as a whole can be reduced because the number of active components within the entire chain is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erste optische Pfad mit der internen Schaltung über ein optoelektronisches Wandlerelement verbunden, welches das optische Signal in ein elektrisches Signal wandelt, das durch bewährte elektronische Schaltungen weiter verarbeitet wird. According to an advantageous embodiment, the first optical path is connected to the internal circuit via an optoelectronic transducer element, which converts the optical signal into an electrical signal which is further processed by proven electronic circuits.

Die Verteiler/Kombinier-Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch eine passive optische Vorrichtung ohne die Notwendigkeit einer elektrischen Spannungsversorgung gebildet. Daher kann innerhalb einer Serienverbindung von einer Vielzahl von abgesetzten elektronischen Komponenten auch im Falle eines elektrischen Ausfalls von einer von ihnen das Signal dennoch an die nachfolgenden abgesetzten Funkvorrichtungen weitergereicht werden.The splitter / combiner unit according to the present invention is formed by a passive optical device without the need for an electrical power supply. Therefore, within a series connection of a plurality of remote electronic components even in the event of an electrical failure of one of them, the signal can still be passed on to the subsequent remote radio devices.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erfasst die Verteiler/Kombinier-Einheit ein optisches Verteilerelement, das betrieben werden kann, um ein optisches Eingangssignal in zwei oder mehr geteilte Strahlen mit vordefinierter Intensität aufzuteilen. Diese Intensität kann gleich verteilt sein, so dass jeder geteilte Strahl dieselbe Intensität hat, oder kann unterschiedliche vordefinierte Anteile an Lichtleistung, die von dem eingespeisten Signal abgezweigt wird, beinhalten. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, einen höheren Anteil an optischer Leistung weiterzureichen und nur einen definierten geringeren Anteil der Intensität dazu zu verwenden, um sie in ein elektrisches Signal innerhalb einer bestimmten abgesetzten elektronischen Komponente umzuwandeln, da die abgesetzte elektronische Komponente beispielsweise Verstärker aufweisen kann, die mit geringeren Signalintensitäten zurechtkommen und die Antenne immer noch betreiben.According to an advantageous development of the present invention, the distributor / combiner unit detects an optical distributor element that can be operated to divide an optical input signal into two or more split beams of predefined intensity. This intensity may be evenly distributed so that each divided beam has the same intensity, or may include different predefined portions of light power diverted from the injected signal. For example, it may be desirable to pass on a higher level of optical power and use only a defined lower level of intensity to convert it to an electrical signal within a particular remote electronic component, as the remote electronic component may include, for example, amplifiers cope with lower signal intensities and still operate the antenna.

Andererseits umfasst die Verteiler/Kombinier-Einheit in vorteilhafter Weise zum Weiterleiten eines Signals in die Gegenrichtung ein optisches Kombiniererelement, das betrieben werden kann, zwei oder mehr Eingangssignale mit vordefinierter Intensität zu kombinieren, um einen kombinierten Strahl mit im Wesentlichen der Summenintensität zu bilden.On the other hand, advantageously, the splitter / combiner unit for forwarding a signal in the opposite direction comprises an optical combiner element operable to combine two or more input signals of predefined intensity to form a combined beam of substantially sum intensity.

Das passive Serienverbindungsprinzip gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf vorteilhafte Weise für abgesetzte Funkvorrichtungen, wie oben erläutert, verwendet werden, kann aber auch für andere Arten von Geräten auf einem Sendemast eingesetzt werden, beispielsweise für Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen (Point-to-Point Microwave Links). Eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung ist eine permanente Verbindung zwischen zwei Orten, die bis zu 10 km entfernt voneinander liegen können. Diese Punkt-zu-Punkt Mikrowellenverbindung arbeitet normalerweise in einer Master-Slave-Anordnung und wird sowohl für Sprache als auch Datenverkehr in drahtlosen Verbindungen verwendet.The passive series connection principle according to the present invention can be used advantageously for remote radio devices as explained above, but can also be used for other types of devices on a radio mast, for example for point-to-point microwave connections (point-to-point microwave connections). Point Microwave Links). A point-to-point microwave link is a permanent connection between two locations that can be up to 10 km apart. This point-to-point microwave connection normally operates in a master-slave arrangement and is used for both voice and data traffic in wireless connections.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform des passiven Verbindungsprinzips gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Array aus abgesetzten elektronischen Komponenten auch implementiert werden, indem eine externe Verteilereinheit verwendet wird, die einen optischen Eingangsverbinder aufweist, um die externe Verteilereinheit mit einer Steuervorrichtung über eine optische Datenleitung zu verbinden und mindestens einen ersten und einen zweiten optischen Ausgangsverbinder, um die externe Verteilereinheit mit mindestens einer ersten und einer zweiten abgesetzten elektronischen Komponente zu verbinden.According to an alternative embodiment of the passive connection principle according to the present invention, an array of remote electronic components may also be implemented by using an external distribution unit having an input optical connector to connect and at least connect the external distribution unit to a control device via an optical data line a first and a second output optical connector for connecting the external distribution unit to at least first and second remote electronic components.

Es wird also die passive optische Weiche in einer separaten Einheit realisiert, die jedoch auch in direkter Nachbarschaft, beispielsweise der ersten abgesetzten elektronischen Komponente auf dem oberen Ende des Sendemastes angeordnet ist.Thus, the passive optical switch is realized in a separate unit, which, however, is also arranged in the immediate vicinity, for example, the first remote electronic component on the upper end of the transmission mast.

Diese Losung hat zum einen den Vorteil, dass eine Vielzahl von abgesetzten elektronischen Komponenten auf besonders einfache und kostengünstige Weise miteinander verbunden werden können, ohne dass das Problem auftritt, dass der Ausfall einer Komponente alle nachfolgenden Komponenten außer Betrieb setzt. Andererseits hat diese besondere Verbindungstechnik, die eine externe Verteilereinheit verwendet, den zusätzlichen Vorteil, dass abgesetzte elektronische Standardkomponenten mit nur einem optischen Verbinder verwendet werden können, um ein komplettes Array aufzubauen. Sogar bereits bestehende Anordnungen können nachgerüstet werden, wenn beispielsweise ein Austausch der Verkabelung durchgeführt wird.On the one hand, this solution has the advantage that a large number of remote electronic components can be connected to one another in a particularly simple and cost-effective manner, without the problem that the failure of one component puts all subsequent components out of operation. On the other hand, this particular interconnection technique using an external distribution unit has the additional advantage that remote standard electronic components can be used with only one optical connector to build a complete array. Even existing arrangements can be retrofitted, for example, when a replacement of the wiring is performed.

Die beigefügten Zeichnungen sind Teil der Beschreibung, um verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Diese Zeichnungen dienen zusammen mit der Beschreibung einer Erläuterung der Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnungen sollen nur die vorteilhaften und alternativen Beispiele illustrieren, wie die Erfindung realisiert und verwendet werden kann, sollen aber nicht die Erfindung nur auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen einengen. Weiterhin können verschiedene Aspekte der Ausführungsformen für sich genommen oder in unterschiedlichen Kombinationen ebenfalls Lösungen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.The accompanying drawings are part of the description to explain various embodiments of the present invention. These drawings, together with the description, serve to explain the basic principles of the present invention. The drawings are only intended to illustrate the advantageous and alternative examples of how the invention may be implemented and used, but is not intended to limit the invention to the illustrated and described embodiments. Furthermore, various aspects of the embodiments alone or in various combinations may also constitute solutions according to the present invention.

Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung deutlich, wie in den beigefügten Figuren erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen: Further features and advantages will be apparent from the following detailed description of the various embodiments of the invention, as illustrated in the accompanying drawings, in which like reference characters designate like elements. Show it:

1 einen Teil eines Funkkommunikationssystems mit einem Sendemast mit Antennen und abgesetzten elektronischen Komponenten; 1 a portion of a radio communication system having a transmission tower with antennas and remote electronic components;

2 ein Detail der 1; 2 a detail of 1 ;

3 ein Detail der 2; 3 a detail of 2 ;

4 eine abgesetzte elektronische Komponente gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform; 4 a remote electronic component according to a first advantageous embodiment;

5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Details der Vorrichtung gem. 4; 5 a schematic perspective view of a detail of the device acc. 4 ;

6 ein schematisches Diagramm eines Arrays aus abgesetzten elektronischen Komponenten gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 a schematic diagram of an array of remote electronic components according to an alternative embodiment of the present invention.

Mit Bezug auf 4 wird nunmehr ein erstes vorteilhaftes Verbindungsprinzip für abgesetzte elektronische Komponenten in Funkkommunikationsanwendungsumgebungen erklärt, das dazu verwendet werden kann, die abgesetzten Funkvorrichtungen, die in 1 gezeigt sind, miteinander zu verbinden.Regarding 4 Now, a first advantageous connection principle for remote electronic components in radio communication application environments will be explained, which can be used to describe the remote radio devices used in the present invention 1 are shown to connect with each other.

Gemäß dieser ersten vorteilhaften Ausführungsform hat eine abgesetzte Funkvorrichtung 100 einen Eingangsverbinder 102 und einen Ausgangsverbinder 104. Jeder der Verbinder verbindet faseroptische Kabel, welche Signale in entgegengesetzte Richtung übertragen (Uplink und Downlink). Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine optische Verteiler/Kombinierer-Einheit 106 vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie passiv einen Teil des eingespeisten optischen Signals an einen aktiven Wandler 108 abzweigt und das verbleibende optische Signal an den Ausgangsverbinder 104 weitergibt, der mit einer nachfolgenden abgesetzten Funkvorrichtung 100 verbunden werden kann.According to this first advantageous embodiment has a remote radio device 100 an input connector 102 and an output connector 104 , Each connector connects fiber optic cables that transmit signals in opposite directions (uplink and downlink). In accordance with the present invention, an optical splitter / combiner unit 106 which is adapted to passively pass a portion of the input optical signal to an active transducer 108 branches off and the remaining optical signal to the output connector 104 passes with a subsequent remote radio device 100 can be connected.

Der optoelektronische Wandler 108 führt eine Umwandlung zwischen der optischen und der elektrischen Signalebene durch und stellt insbesondere die elektrischen Signale und wandelt die Signale, die von der Antenne empfangen werden, in ein optisches Signal. Die optische Verteiler/Kombinierer-Einheit 106 umfasst insbesondere ein optisches Verteilerelement 110 und ein optisches Kombiniererelement 112. Diese optischen Weichen haben beide einen passiven Charakter, d. h. sie benötigen keine elektrische Leistungsversorgung, um ihre spezielle Aufgabe zu erfüllen.The optoelectronic converter 108 performs a conversion between the optical and electrical signal levels, and in particular, provides the electrical signals and converts the signals received by the antenna into an optical signal. The optical splitter / combiner unit 106 in particular comprises an optical distributor element 110 and an optical combiner element 112 , These optical switches both have a passive character, ie they do not need an electrical power supply to fulfill their specific task.

Allgemein können alle bekannten passiven faseroptischen Kopplerfabrikationstechniken verwendet werden, um die optische Verteiler/Kombinierer-Einheit 106 zu realisieren. Einige der Herstellungstechniken für faseroptische Koppler beinhalten beispielsweise ein Aufteilen des Strahls durch Mikrolinsen oder gradierte Brechzahl und Kombinationen aus optischen Verteilern und optischen Mischern. Die Herstellung solcher Bauteile umfasst beispielsweise das Verdrillen, Verschmelzen und Verjüngen von zwei oder mehr optischen Fasern. Verschmolzene bikonische verjüngte Koppler verwenden beispielsweise die Strahlkopplung von Licht, das aus der Eingangsfaser in die Ausgangsfaser in der verjüngten Region erfolgt, um eine Strahlaufteilung zu erreichen.In general, all known passive fiber optic coupler fabrication techniques can be used to construct the optical splitter / combiner unit 106 to realize. For example, some of the manufacturing techniques for fiber optic couplers include splitting the beam by microlenses or graded refractive index, and combinations of optical splitters and optical mixers. The manufacture of such components includes, for example, twisting, fusing, and tapering two or more optical fibers. For example, fused biconical tapered couplers use the beam coupling of light that exits the input fiber into the output fiber in the tapered region to achieve beam splitting.

Weiterhin kann jedes vorteilhafte Leistungsverhältnis zwischen der Strahlung, die an den optoelektronischen Wandler 108 übertragen wird, und dem Signal, das an die nachfolgende abgesetzte Funkvorrichtung 100 weitergegeben wird, gewählt werden. Normalerweise werden weniger als 50% der Intensität innerhalb einer abgesetzten Funkvorrichtung verwendet werden, und ein höherer Prozentsatz wird an die nachfolgenden abgesetzten Funkvorrichtungen weitergereicht werden. Das hängt aber natürlich von der besonderen Anwendungsumgebung ab, und insbesondere hauptsächlich von der Anzahl der in Serie geschalteten Vorrichtungen.Furthermore, any advantageous power ratio between the radiation applied to the optoelectronic transducer 108 is transmitted, and the signal sent to the subsequent remote radio 100 will be chosen. Normally, less than 50% of the intensity will be used within a remote radio, and a higher percentage will be passed to the subsequent remote radio. Of course, that depends on the particular environment of use, and in particular mainly on the number of devices connected in series.

5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine schematische Darstellung der abgesetzten Funkvorrichtung 100 aus 4. Der Eingangsverbinder 102 ist so ausgeführt, dass er die Datenleitung 214 optisch und passiv mit einer weiteren internen Eingangsleitung 114 verbindet. Die interne Eingangsleitung 114 ist beispielsweise durch zwei optische Fasern gebildet, die optische Signale in zwei Richtungen leiten. 5 shows in a perspective view a schematic representation of the remote radio device 100 out 4 , The input connector 102 is designed to be the data line 214 optically and passively with another internal input line 114 combines. The internal input line 114 is formed, for example, by two optical fibers which guide optical signals in two directions.

Die optische Verteiler/Kombinierer-Einheit 106 gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt zwei optische Pfade:
Ein erster optischer Pfad 116 wird mit einem optoelektronischen Wandler 108 und von dort mit einer internen elektrischen Schaltung verbunden. Ein zweiter optischer Pfad 118 ist mit einem optischen Ausgangsverbinder 104 verbunden und leitet auf diese Weise das optische Signal passiv an die nächste abgesetzte elektronische Komponente 100 weiter.The optical splitter / combiner unit 106 according to the present invention generates two optical paths:
A first optical path 116 comes with an opto-electronic converter 108 and from there to an internal electrical circuit. A second optical path 118 is with an optical output connector 104 connected and passes in this way the optical signal passively to the next remote electronic component 100 further.

Die Lösung gemäß der 4 und 5 hat den Vorteil, dass sie besonders ausfallsicher ist. Allerdings erfordert sie die Entwicklung spezieller abgesetzter elektronischer Komponenten, beispielsweise abgesetzte Funkvorrichtungen, die interne optische Verteiler/Kombinierer-Einheiten sowie zwei optische Steckverbinder aufweisen, die aus einem wasserdichten Gehäuse hinausführen.The solution according to the 4 and 5 has the advantage that it is particularly fail-safe. However, it requires the development of specialized remote electronic components, such as remote radio devices, having internal optical splitter / combiner units and two optical connectors leading out of a watertight housing.

Eine flexiblere und auch nachrüstbare Lösung zum Verbinden abgesetzter elektronischer Komponenten mittels einer passiven optischen Verbindung ist daher in 6 gezeigt. Das Array 120 der verbundenen Komponenten gemäß dieser alternativen Ausführungsform umfasst eine Vielzahl von abgesetzten elektronischen Komponenten 100-1, 100-2 und eine externe Verteilereinheit 122.A more flexible and also retrofittable solution for connecting remote electronic components by means of a passive optical connection is therefore in 6 shown. The array 120 The interconnected components according to this alternative embodiment include a plurality of remote electronic components 100-1 . 100-2 and an external distribution unit 122 ,

Gemäß dieser alternativen Ausführungsform besitzen die abgesetzten elektronischen Komponenten 100-1 und 100-2 jeweils nur einen optischen Verbinder, der mit Ausgangsverbindern 124 der externen Verteilereinheit 122 verbunden ist. Die externe Verteilereinheit 122 ist über einen Eingangsverbinder 126 mit einer optischen Datenleitung verbunden, die beispielsweise von einer Steuervorrichtung, wie einer BTS, kommt.According to this alternative embodiment, the remote electronic components have 100-1 and 100-2 only one optical connector with output connectors 124 the external distribution unit 122 connected is. The external distribution unit 122 is via an input connector 126 connected to an optical data line, which comes for example from a control device, such as a BTS.

Gemäß dieser alternativen Ausführungsform ist die optische Verteiler/Kombinierer-Einheit 106 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben wurde, in der externen Verteilereinheit 122 vorgesehen. Die Verteiler/Kombinierer-Einheit 106 kann so ausgeführt sein, dass sie einen optischen Verteiler 110 und einen optischen Kombinierer 112 entsprechend der Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, umfasst. Es können aber selbstverständlich auch mehr als zwei Ausgangsverbinder 124 zum Anschließen von mehr als den zwei gezeigten abgesetzten Funkvorrichtungen 100-1 und 100-2 vorgesehen sein.According to this alternative embodiment, the optical splitter / combiner unit is 106 according to the present invention, as described with reference to 4 and 5 described in the external distribution unit 122 intended. The distributor / combiner unit 106 can be designed to be an optical distributor 110 and an optical combiner 112 according to the embodiment, in 4 is shown. Of course, there may be more than two output connectors 124 for connecting more than the two remote radio devices shown 100-1 and 100-2 be provided.

Weil das Abzweigen der verschiedenen optischen Pfade innerhalb der externen Verteilereinheit 122 vollkommen passiv erfolgt, ist das Verbindungsprinzip gemäß der Ausführungsform der 6 besonders ausfallsicher. Weiterhin beeinflusst der Ausfall von einer der abgesetzten Funkvorrichtungen 100-1, 100-2 nicht die Funktionstüchtigkeit der verbleibenden Einheit(en).Because the branching of the various optical paths within the external distribution unit 122 is completely passive, the connection principle according to the embodiment of 6 particularly fail-safe. Furthermore, the failure of one of the remote radio devices affects 100-1 . 100-2 not the functionality of the remaining unit (s).

Zusammenfassend kann also mit Hilfe des Verbindungsprinzips gemäß der vorliegenden Erfindung die ungehinderte Betriebsfähigkeit aller übrigen abgesetzten elektronischen Komponenten erhalten bleiben, wenn bei einer von ihnen ein Fehler in der Spannungsversorgung und/oder einer ihrer SFP-Sendeempfängermodule auftritt.In summary, therefore, with the aid of the connection principle according to the present invention, the unhindered operability of all other remote electronic components can be maintained if one of them fails in the power supply and / or one of its SFP transceiver modules.

Obwohl normalerweise zwei, drei oder sechs abgesetzte Funkvorrichtungen verwendet werden, kann selbstverständlich auch jede andere Anzahl, beispielsweise vier, fünf oder mehr als sechs unter Verwendung von einem der erfindungsgemäßen Prinzipien miteinander verbunden werden. Ein wichtiger Aspekt ist dabei immer, dass das Signal, welches weitergeleitet wird, optisch bleibt und von einer abgesetzten Komponente an die nächste stets in einer vollkommen passiven Art und Weise weitergereicht wird. Somit kann die Unabhängigkeit von der elektrischen Spannungsversorgung erreicht werden. Bezugszeichen Beschreibung 100 Abgesetzte Funkvorrichtung (Erfindung) 102 Eingangsverbinder 104 Ausgangsverbinder 106 Optische Verteiler/Kombinierer-Einheit 108 Optoelektrischer Wandler 110 Optischer Verteiler 112 Optischer Kombinierer 114 Interne Eingangsleitung 116 Erster optischer Pfad 118 Zweiter optischer Pfad 120 Array aus abgesetzten elektronischen Komponenten 122 Externe Verteilereinheit 124 Ausgangsverbinder der externen Verteilereinheit 126 Eingangsverbinder der externen Verteilereinheit 200 Sendemast 202 Antenne 204 Abgesetzte Funkvorrichtung (konventionell) 206 Leistungsversorgung 208 Gebäude 210 Leistungsverteilungseinheit 212 Steuervorrichtung 214 Datenleitung 216 Wandler 217 Elektrische Hochgeschwindigkeitsverbindung 218 Optischer Verbinder „IN” 220 Optischer Verbinder „OUT” Although normally two, three or six remote radio devices are used, it should be understood that any other number, for example four, five or more than six may be interconnected using one of the principles of the invention. An important aspect is always that the signal which is passed on remains optical and is always passed on from one remote component to the next in a completely passive manner. Thus, the independence of the electrical power supply can be achieved. reference numeral description 100 Remote radio device (invention) 102 input connector 104 output connector 106 Optical distributor / combiner unit 108 Optoelectric converter 110 Optical distributor 112 Optical combiner 114 Internal input line 116 First optical path 118 Second optical path 120 Array of remote electronic components 122 External distribution unit 124 Output connector of the external distribution unit 126 Input connector of the external distribution unit 200 transmission tower 202 antenna 204 Remote radio device (conventional) 206 power supply 208 building 210 Power distribution unit 212 control device 214 data line 216 converter 217 High speed electrical connection 218 Optical connector "IN" 220 Optical connector "OUT"

Claims

Remote electronic component for a radio communication system, the remote electronic component ( 100 ) comprises: at least one optical input connector ( 102 ) for connecting the remote electronic component ( 100 ) with a control device via an optical data line ( 214 ), at least one optical output connector ( 104 ), at least one optical splitter / combiner unit ( 106 ) connected to the at least one input connector ( 102 ) to connect an optical path to at least a first and a second optical path ( 116 . 118 ), the first optical path ( 116 ) is connected to an internal circuit connected to an antenna ( 202 ) and wherein the second optical path ( 118 ) with an optical output connector ( 104 ), which is connectable to at least a second remote electronic component.

Deposited electronic component according to claim 1, wherein the first optical path ( 116 ) with the internal circuit via an optoelectronic transducer element ( 108 ) connected is.

Deposited electronic component according to claim 1 or 2, wherein the distributor / combiner unit ( 106 ) is a passive optical device without electrical power.

Deposited electronic component according to one of the preceding claims, wherein the distributor / combiner unit comprises an optical distributor element ( 110 ) operable to split an input optical signal into split beams of a predetermined intensity.

Deposited electronic component according to one of the preceding claims, wherein the distributor / combiner unit ( 106 ) an optical combiner element ( 112 ) operable to combine two input signals of predetermined intensity to form a combined beam having substantially the sum intensity.

Deposited electronic component according to one of the preceding claims, wherein the electronic component ( 100 ) comprises a remote radio device or a point-to-point microwave connection.

Array of remote electronic components ( 120 ), the at least one first remote electronic component ( 100-1 ) and a second remote electronic component ( 100-2 ), wherein the first remote electronic component ( 100-1 ) is formed according to one of claims 1 to 6.

An array of remote electronic components according to claim 7, wherein a plurality of first remote electronic components ( 100-1 ) are connected in series, the optical output terminal ( 104 ) of each remote electronic component ( 100-1 ) with the optical input terminal ( 102 ) of a subsequent remote electronic component ( 100-2 ), and wherein the last of the first remote electronic components is connected to the second remote electronic component configured as a final remote radio unit.

Array of remote electronic components ( 120 ), the at least one first remote electronic component ( 100-1 ) and a second remote electronic component ( 100-2 ), the array further comprising: an external distribution unit ( 122 ) with an optical input connector ( 126 ) for connecting the external distribution unit ( 122 ) with a control device ( 212 ) via an optical data line ( 214 ), and at least a first and a second optical output connector ( 124 ) for connecting the external distribution unit ( 122 ) with the at least one first remote electronic component and a second remote electronic component, wherein the external distributor unit ( 122 ) at least one optical distributor / combiner unit ( 106 ) connected to the at least one input connector ( 126 ) is connected to an optical path in at least a first and a second parallel optical path ( 116 . 118 ), and wherein the first optical path ( 116 ) with the first output connector ( 124-1 ) and wherein the second parallel optical path ( 118 ) with the second optical output connector ( 124-2 ) connected is.

An array of remote electronic components according to claim 9, wherein the external distribution unit ( 106 ) in the vicinity of the first remote electronic component ( 100-1 ) is arranged.

An array of remote electronic components according to claim 9 or 10, wherein the first and second remote electronic components ( 100-1 . 100-2 ) are formed identically and in each case an optical input connector ( 128 ) connected to one of the optical output connectors ( 124 ) of the external distribution unit ( 122 ) connected is.

An array of remote electronic components according to any one of claims 9 to 11, wherein the electronic components ( 100-1 . 100-2 ) comprise a remote radio or a point-to-point microwave link.

External distributor unit for optically connecting a control device ( 212 ) with a plurality of remote electronic components ( 100-1 . 100-2 ), wherein the external distributor unit ( 122 ) comprises: an optical input connector ( 126 ) for connecting the external distribution unit ( 122 ) with a control device ( 212 ) via an optical data line ( 214 ) and at least a first and a second optical output connector ( 124 ) for connecting the external distribution unit ( 122 ) with at least one first remote electronic component ( 100-1 ) and a second remote electronic component ( 100-2 ) and at least one optical distributor / combiner unit ( 106 ) connected to the at least one input connector ( 126 ) is connected to an optical path in at least a first and a second parallel optical path ( 116 . 118 ), the first optical path ( 116 ) with the at least one output connector ( 124-1 ) and wherein the second parallel optical path ( 118 ) with the at least one second optical output connector ( 124-2 ) connected is.

An external distribution unit according to claim 13 comprising a weatherproof housing and watertight connectors for sealing in the vicinity of at least one of a plurality of remote electronic components ( 100-1 . 100-2 ) to be mounted.

An external distribution unit according to any one of claims 13 or 14, wherein the optical distributor / combiner unit ( 106 ) is a passive optical device without electrical power.

An external distributor unit according to any one of claims 13 to 15, wherein the distributor / combiner unit ( 122 ) an optical distributor element ( 110 ) operable to split an input optical signal into split beams of predetermined intensity.

An external distribution unit according to any one of claims 13 to 16, wherein the distributor / combiner unit comprises an optical combiner element (10). 112 ) operable to carry two input signals of predetermined intensity to form a combined beam having substantially the sum intensity.