LTE時代，電信運營商力爭打造精品網絡，無線深度覆蓋對精品網絡的建設至關重要。目前，傳統(tǒng)方案在無線深度覆蓋方面遇到了一些難題，主要有協(xié)同覆蓋難、建網速度慢、雙通道功率平衡不好控制、網絡升級困難、網絡監(jiān)控能力不足等。裕源大通針對無線深度覆蓋問題，自主研發(fā)了數字光纖分布系統(tǒng)RAS，幫助電信運營商解決無線網絡建設中最后一公里的深度覆蓋難題。
一、無線通信網絡建設需求
在2G時代，無線網絡主要是以移動語音為中心，網絡形式單一，覆蓋主體為快行系統(tǒng)，以道路覆蓋為典型代表。無線通信發(fā)展到4G后，以數據業(yè)務為中心，兼顧快行系統(tǒng)的同時覆蓋主體為慢行系統(tǒng)，目前以多種頻段制式的系統(tǒng)共存，且有統(tǒng)計稱超過70%的業(yè)務將發(fā)生在室內。
從目前網絡兼容性考慮，無線網絡將長期多制式共存發(fā)展。室分網絡的建設貫穿移動通信網絡建設的各個階段，并隨著網絡的演進不斷深入。4G網絡將帶來高速數據業(yè)務的爆發(fā)性增長，室分建設成為主題，室分網絡的新建與優(yōu)化是未來網絡建設的主要方向。運營商還將面臨原有系統(tǒng)的升級改造，2G、3G時期建設的室分網絡無法實現4G核心技術MIMO，站點改造量巨大。
從網絡發(fā)展的形勢看，TD-LTE與FDDLTE融合是網絡發(fā)展的必然趨勢，未來的網絡必是一套融合的網絡。“覆蓋”將仍然是無線網絡的基礎，是發(fā)展初期、末期建設的重點；“容量”是網絡發(fā)展期的必然，深度覆蓋需要具備擴展能力；而“質量”是網絡的生命線，高質量深度覆蓋是用戶體驗的保證。
因此，現在室分覆蓋系統(tǒng)不僅需要有廣度，而且要有深度，還要能夠融合多種制式信號傳輸，為以后的網絡升級擴容發(fā)展奠定可持續(xù)發(fā)展的基礎。
但是，傳統(tǒng)的網絡建設方案一般采用“大功率信源設備+無源室分”或者光纖直放站的方式進行延伸覆蓋，在規(guī)劃和大規(guī)模建設4G網絡的同時，發(fā)現傳統(tǒng)的覆蓋方案存在著諸多問題，如下：
傳統(tǒng)深度覆蓋建設方案在現網通信建設時代難以為繼，LTE網絡建設迫切需要新型室內覆蓋解決方案。也正是針對以上網絡建設中的問題，數字光纖分布系統(tǒng)應運而生。
所謂數字光纖分布系統(tǒng)，是一種可實現多系統(tǒng)、多業(yè)務接入，采用數字化技術，基于光纖介質承載業(yè)務信號傳輸和分布的室內外無線信號覆蓋系統(tǒng)，以達到最后一公里精細化的深度覆蓋效果。這套系統(tǒng)緊緊圍繞“快速、智能、融合、演進、綠色”五個方面，創(chuàng)新節(jié)能的產品與解決方案，助力運營商實現快速建網、智能管理、節(jié)能減排，促進網絡融合，保障平滑演進。
二、數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）共建共享解決方案
1、系統(tǒng)組成
數字光纖分布系統(tǒng)(RAS)解決方案是定位于“移動通信網絡接入的最后一公里精細化解決方案”，具體在網絡中的物理位置是位于2G/3G/4G信源（例如BBU+RRU）之后，主要解決的是無線信號最后一公里的深度覆蓋問題。該系統(tǒng)包括：主單元、擴展單元、遠端單元以及OMC網管中心。如下圖示：
數字光纖分布系統(tǒng)可同時承載移動/聯通/電信的2G/3G/4G信號。支持LTE雙通路2*MIMO技術。系統(tǒng)中各部分設備的功能為：
主單元將信源的下行射頻信號耦合進光纖分布系統(tǒng)，轉換成數字信號后進行組幀，經光電轉換為光信號后通過光纖傳至擴展單元。同時，將擴展單元上傳的光信號轉換成數字信號后進行解幀，然后轉換成上行射頻信號傳至信源。同時，主單元具有對整個系統(tǒng)的遠程監(jiān)控管理功能。
擴展單元接收主單元下發(fā)的數字信號，并轉發(fā)至多個遠端單元；同時，將多個遠端單元上傳的數字信號進行合路，然后傳至主單元。擴展單元具有對遠端單元遠程供電功能，便于集中管理。
遠端單元將擴展單元下發(fā)的數字信號轉成射頻信號，實現2G/3G/4G的無線信號覆蓋；同時將接收的上行射頻信號轉成數字信號，傳至擴展單元。根據遠端單元應用的不同場景，分為“室內天線一體型”、“室內天線外接型”、“室外天線一體型”和“室外天線外接型”等多種款式型號。其中，天線一體型是指設備內置天線；天線外接型是指根據應用場景需求設備可以靈活外接各種天線，如全向天線、定向天線、小型分布系統(tǒng)等。
目前，光分產品不僅能夠根據各個運營商的網絡進行定制化頻段覆蓋，也推出了融合三家運營商的多制式產品。
2、組網方式
以上是數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）的主要設備介紹。下面我們看一下它的組網應用形式。數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）支持星型組網、鏈型組網以及混合型組網方式，系統(tǒng)最大支持8級設備級聯。根據實際應用場景，可選擇不同的組網方式進行靈活方案設計。
在三種組網模式中，星型組網簡潔，且主單元可直連遠端單元形成二級組網結構；鏈型組網可通過中間擴展單元逐級級聯進行較遠距離傳輸；混合型組網可適用于任何面積的場景覆蓋，應用更為靈活廣泛。
RAS系統(tǒng)不僅組網方式靈活，可進行任意大小覆蓋區(qū)域；而且RAS覆蓋系統(tǒng)在網絡生命期結構穩(wěn)定，并支持靈活調整載波池容量，能夠滿足站點容量的快速調整，可有效保護網絡投資。如下圖示：
3、智能化網管系統(tǒng)
RAS系統(tǒng)網管平臺可通過北向接口與省級機房網管對接，進行統(tǒng)一管理。網管平臺采用嚴格的權限管理，支持多用戶多點接入，方便不同的工作人員使用。
RAS系統(tǒng)通過綜合網管平臺統(tǒng)一管理、配置及維護，系統(tǒng)內的所有設備均可納入光纖分布系統(tǒng)網管平臺進行監(jiān)控，且通過多系統(tǒng)接入單元進行數據回傳至網管平臺。通過主單元實時監(jiān)控每個擴展單元、遠端單元的工作狀態(tài)，并能通過OMC遠程對每個擴展單元、遠端單元進行查詢和設置。同時能夠進行本地查詢，主單元和擴展單元可利用便攜電腦進行本地或對端參數設置與狀態(tài)查詢。
4、RAS系統(tǒng)技術特點
數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）相比于傳統(tǒng)解決方案，無論從網絡結構上，還是從技術先進性上，都有重大突破。首先，它以數字光纖傳輸改變了傳統(tǒng)饋線傳輸射頻信號的方式，一方面避免了信號在傳輸過程中的損耗，提高了傳輸效率，另一方面采用數字傳輸方式避免了外界干擾，大大改善了網絡質量，提升了用戶感知度；其次能多網共建共享，提高建網速度，降低網絡建設成本。再次，它有強大的可擴展擴容性，可以不改變現有覆蓋區(qū)域網絡結構的前提下，根據業(yè)務需要擴大覆蓋面積或者增加容量需求；更重要的是，它具有統(tǒng)一智能化的網管系統(tǒng)，可提高管理效率，方便后期網絡的優(yōu)化維護。
（1）在方案設計和網絡平衡性方面，數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）較傳統(tǒng)方案：
lLTEMIMO性能更佳：降低LTE2通道傳統(tǒng)室分的建設工程難度和投資，并消除由于無源器件和線路引起的功率不平衡導致的鏈路不平衡。
l鏈路計算簡單：RAS光纖傳輸，設計時僅針對端到端設計即可，無需繁雜的鏈路預算，簡捷、方便。
l功率設計精準：采用“小功率，多天線”室分設計方式，可實現定點、精確的深度覆蓋。
（2）工程建設上，數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）設備體積小，可遠程供電，光纖也更加容易布放。較傳統(tǒng)方案更快捷、方便、靈活，可以應對更復雜的施工環(huán)境：
數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）設備采用IP65設計，較高的設備防護更能滿足實際工程需求和提升覆蓋水平；部署更貼近實際需求，覆蓋好、故障少。
（3）優(yōu)化維護上，數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）可以實現無線精細化覆蓋，全網智能監(jiān)控，可對遠端輸出功率步進式調整，很好的控制邊緣場強，可單獨控制各制式輸出功率已達到覆蓋區(qū)域相同，減少掉話，提高網絡優(yōu)化效率，更好地為4G數據業(yè)務體驗奠定基礎。
另外，傳統(tǒng)覆蓋方案采取有源設備+無源器件+天線的方式進行覆蓋，無源器件和天線不能監(jiān)控，出現故障時不能及時上報，往往通過用戶投訴才能被發(fā)現。RAS系統(tǒng)可集中監(jiān)控管理，監(jiān)控已經延伸到最后一級，出現故障能自動上報，可以迅速定位及解決，減少用戶投訴，改善用戶使用感知。
（4）數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）具有很強的擴容升級能力。
u覆蓋延伸，擴大覆蓋面積：通過遠端級聯實現覆蓋延伸；利用預留的光纖資源，可以根據覆蓋需求增加遠端單元即可。
u信源擴容：信源增加載波容量即可；也可以通過增加主單元或者小區(qū)分裂的方式實現容量的提升。
（5）數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）技術方面的主要創(chuàng)新點：
Ø突破光傳輸信號傳統(tǒng)技術，末端實現有線與無線完美融合，是寬帶中國戰(zhàn)略的末端最佳解決方案，同時符合光進銅退的戰(zhàn)略號召；
Ø采用智能補償技術，各通信頻段在系統(tǒng)中的增益都能自動測試，自動補償，節(jié)省了大量人力、時間和資金的投入；
Ø網管監(jiān)控軟件的開發(fā)，使通信網絡所有節(jié)點不再有監(jiān)控盲點，整個系統(tǒng)可管可控；
Ø多系統(tǒng)抗干擾濾波算法的改進，保證各系統(tǒng)間不產生相互間的干擾。系統(tǒng)實現過程中通過數字處理將不同通信系統(tǒng)上下行信道分離，使得多系統(tǒng)信號在傳輸過程中不會產生相互間的干擾，再配合模擬域的多級組合濾波器，實現多個通信系統(tǒng)間完全隔離。
ØLTEMIMO末端實現，提升數據吞吐量。在LTE系統(tǒng)傳輸過程中，將雙路MIMO信號融合到一個傳輸通道進行傳輸，降低了室分系統(tǒng)升級的改造難度和建設成本。LTE系統(tǒng)信號傳輸到遠端單元后，通過信道恢復技術，將兩個通道的信號進行分離、恢復在遠端單元中實現LTE的雙通道MIMO技術，提高系統(tǒng)吞吐量。
Ø全網絡監(jiān)控技術，可以實現系統(tǒng)中的每個節(jié)點和光纖傳輸通道工作狀態(tài)的實時監(jiān)控。并且通過對遠端單元天線端口駐波檢測，來判斷對端天線工作狀態(tài)是否異常。從而可以對整個室分系統(tǒng)進行準確快速的故障檢測、上報和維護。
三、數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）應用場景及案例介紹
1、應用場景
目前，數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）主要面對中國移動，中國聯通，中國電信，鐵塔公司提供解決方案。
自RAS推出至今，已在全國20多個省市參與通信網絡建設，并形成項目合同額，細分市場份額高達30%。建設場景包括：城中村，大型社區(qū)，商務樓宇，商業(yè)街道，商場，場館及交通樞紐等。
RAS設備體積小，可美化安裝，并能夠與FTTH共建，在解決光纖入戶的同時，為大型社區(qū)進行無線信號室內和室外協(xié)同覆蓋。在樓宇，商場，場館及交通樞紐等話務量和流量容量需求較大的場景，RAS系統(tǒng)可為LTE業(yè)務提供MIMO雙通道綜合覆蓋，提高網絡覆蓋效率，提升網絡速率。
在遼寧，鐵塔公司用我司RAS系統(tǒng)成功建設了第一個共建共享網絡，實現了一套光纖系統(tǒng)承載三大運營商2G/3G/4G各網絡制式信號，比傳統(tǒng)建網方式縮短了60%的工期，網絡覆蓋指標提高近30%。
2、共建共享應用案例
解決方案：鐵塔公司--全業(yè)務RAS共建共享項目：
項目概況：樂天百貨沈陽店位于沈陽市皇姑區(qū)岐山路，沈陽店是樂天百貨在中國經營的規(guī)模最大的一家百貨商店，也是樂天百貨在海外開設的第七家百貨商店。沈陽店有地下1層，地上7層，總面積為12.2萬平方米。中國移動、中國聯通和中國電信的2G、3G、4G共計9個制式均需入樓深度覆蓋。為了推動電信網絡基礎設施建設，最大限度地實現共建共享，沈陽移動采用我司RAS共建共享解決方案，為大樓的2F部分區(qū)域進行融合共建，RAS系統(tǒng)充分發(fā)揮了光纖通信大容量、低損耗的傳輸特性，支持三大運營商多制式信源的集中輸入，具有微功率、低成本、施工簡單的優(yōu)勢，滿足多運營商全業(yè)務共建共享建設指導原則。
建設需求：
GSM900MHz/CDMA/WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE
測試結果：
經應用測試，覆蓋區(qū)域內各制式信號場強效果良好，覆蓋率達100%；4G業(yè)務前期先開通單通道，應用效果優(yōu)勢凸顯。采用RAS系統(tǒng)，使用一張光纖網絡傳輸三家運營商全部網絡制式信號，并達到了優(yōu)良的覆蓋效果。
示例1：覆蓋場強統(tǒng)計結果
示例2：單通道下載速率統(tǒng)計結果
示例3：單通道上傳速率統(tǒng)計結果
通過業(yè)務測試指標可以看出，經過RAS系統(tǒng)覆蓋的多網信號均滿足指標要求，覆蓋質量良好，業(yè)務測試效果優(yōu)秀，RAS系統(tǒng)覆蓋方案可為后續(xù)中國鐵塔的室分系統(tǒng)建設提供有效的解決方案。
對于2G/3G/4G全業(yè)務覆蓋系統(tǒng)，目前除了數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）解決方案外，還有POI綜合接入解決方案，POI解決方案是先將多個信源信號進行合路，然后通過無源器件和同軸饋線進行傳輸分發(fā)，類似于傳統(tǒng)系統(tǒng)的綜合建設。對比圖如下：
數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）共建共享室內覆蓋解決方案在解決多網共建，快速建網，寬帶傳輸等方面具有突出的優(yōu)勢，并且工程簡單，工藝美觀，可管可控，綜合性價比高，是一種滿足多網合一室內覆蓋需求的有效解決方案，可為中國鐵塔未來多網共建共享提供建設思路。
四、光分產業(yè)布局規(guī)劃及未來技術發(fā)展預測
1、數字光纖分布系統(tǒng)在國內市場的表現突出，并開始走向海外市場。
回顧光分的發(fā)展，是從3G網絡大力鋪網建設的時候開始的，已有近十年的發(fā)展史，以我司產品為例，經歷了如下幾個發(fā)展階段：
目前，數字光纖分布系統(tǒng)在國內市場已成熟應用，且各省市也紛紛開展設備招投標，像裕源大通、京信等主流廠家的產品已在全國地市廣泛應用。中國聯通集團已經分三個批次進行了集采測試，先后有12家入圍，裕源大通、京信、國人是第一批入圍廠家。現在，中國移動正在進行集采測試，我司產品性能指標表現良好。近一年時間里，我司光分產品先后在近20個地市中標，落地金額達3億元。
此外，我司今年已成功將數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）推向臺灣市場，開啟了光分在海外市場的應用之門。與國內相比，海外通信市場中運營商較多，每家運營商各自運營著對應的頻段牌照，頻段更為分散，重復建設、多次協(xié)調、網絡干擾的問題尤為突出。鑒于此，我司依據海外運營商頻段，將數字光纖分布系統(tǒng)（RAS）進行改進，很好解決了多運營商多頻段的規(guī)劃問題，優(yōu)化了網絡，保護了投資。
2、TD-LTE和LTEFDD協(xié)同發(fā)展是4G網絡發(fā)展的方向。
在LTE時代，TD-LTE和LTEFDD協(xié)同發(fā)展，各家運營商客戶將其組合構建精品網絡。我公司自去年開始進行相關產品的規(guī)劃和技術研發(fā)，并已初步完成幾款不同型號的產品，運營商可以根據具體場景需求進行選擇。像上面我們介紹的遼寧鐵塔公司的項目選擇了移動的GSM/TD-LTE，聯通的WCDMA/FDDLTE，電信的CDMA/FDD LTE。在這個項目中，我司提供的新一代RAS系統(tǒng)產品不僅滿足了TD-LTE和LTE FDD協(xié)同發(fā)展的需求，同時融合了2G/3G網絡。僅用一張光纖網絡，既做到了4G網絡協(xié)同，又能夠兼容以前的網絡制式。
同時，針對TD-LTE和LTEFDD協(xié)同發(fā)展，我司也對網管系統(tǒng)進行了改進和優(yōu)化，使其更符合4G網絡協(xié)調共建的需求。后期，我司還將根據各運營商的網絡特點和需求，細化出更多類型的產品，滿足市場需求的同時，將產品芯片化、小型化，更加智能化。
所以，在室分精細化深度覆蓋上，數字光纖分布系統(tǒng)已經具備了相關的產品和技術，來幫助客戶實現TD-LTE和LTEFDD協(xié)同發(fā)展這種組合網絡的覆蓋問題。數字光纖分布系統(tǒng)可提供較好的基礎平臺，助力TD-LTE和LTEFDD協(xié)同發(fā)展。
3、4.5G和5G技術發(fā)展與市場規(guī)劃
根據CCSA預測，隨著智能終端普及和數據業(yè)務增長，移動通信業(yè)務量未來每年會以近一倍的速度增長，未來10年數據業(yè)務將增長1000倍。隨著智能終端的大規(guī)模出現及普及應用，越來越多的工作和生活可以通過終端來解決，更多的工作使用移動智能終端來解決，因此對大流量數據傳遞和高速率、低時延的移動網絡需求日益迫切，現有的4G網絡需要演進到4.5G及5G技術來支撐這一訴求。5G的目標是要構建1000億海量連接世界，可以支撐所有的消費產品、工業(yè)品、物流等連在網上。此外，5G將能夠支持海量數據傳輸，通過未來大數據、云計算的互聯網應用創(chuàng)新，有了高速率、高帶寬的5G網絡，還會催生出更多新的互聯網應用。
數字光纖分布系統(tǒng)作為小基站延伸深度覆蓋的一個分支，我司已經進行了相關技術的預研。包括端到端的系統(tǒng)時延、高速率芯片和光模塊的驗證、組網的靈活性等，以滿足各行業(yè)的個性化需求，應對市場的請求出現的較大變化。同時，高速率芯片的應用和超低的系統(tǒng)時延將為互聯網+的應用奠定基礎。
此外，更有廠商提出XDD全雙工的方案。未來5G更可能是一個TDD和FDD兩者融合后的全球統(tǒng)一標準�，F在我司的數字光纖系統(tǒng)（RAS）已經具備了TD-LTE與FDDLTE融合傳輸的能力。5G是4G的演進，要求可以完全向后兼容。我公司在做5G前沿技術研究的同時，繼續(xù)保持2G/3G/4G產品優(yōu)勢。所以，對于應對5G系統(tǒng)的傳輸上，已經具備了很好的基礎。
五、總結
LTE時代，無線網絡覆蓋建設的關注點已經不僅僅重視廣覆蓋，而且轉向了深度的精細化覆蓋。展望未來，在5G時代，速率要求達到300Mbps以上，這幾乎是當前高清視頻體驗所需網速的100倍。與此同時，5G速率也保證了其服務對象不再僅限于人與人間的通信，而是擴展到高達數百億臺低成本的設備和傳感器——從家用電器到醫(yī)療器械、從公路到田間地頭，5G網絡將支持任何聯接。在組網上，5G可擴展性更強，網絡更加靈活，安全性更高。
這意味著網絡的深度覆蓋和靈活的組網能力將是未來網絡建設的必備條件，承載極致高傳輸速率和更高的用戶感知度是網絡的核心需求。數字光纖分布系統(tǒng)發(fā)展迅速，并根據行業(yè)前沿技術不斷改進，更新換代，促進行業(yè)長遠健康發(fā)展。對于運營商客戶，可充分共享分布資源，節(jié)約投資成本；光進銅退，減少資源占用，提升市場競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，更好適應無線通信網絡的發(fā)展。
