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FTTA - 光纖到天線
今天的移動設(shè)備用戶依靠無線連接來進(jìn)行語音，數(shù)據(jù)甚至視頻通信。 甚至家庭和企業(yè)也可能依賴于無線技術(shù)，特別是那些不在城市或郊區(qū)的FTTH（光纖到戶）或FTTC（光纖到路邊）服務(wù)的人。我們現(xiàn)在有些人使用術(shù)語FTTW作為光纖無線，因為無論我們使用什么類型的無線，無線依賴于光纖用于通信骨干網(wǎng)，并且越來越多地連接到無線天線。
無線并非完全無線。了解無線的最簡單方法是將其視為一條鏈接，用于替換將蜂窩或無線電話連接到電話系統(tǒng)的電纜，或?qū)⒂嬎銠C或者其他便攜式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)的那條線。 為了理解無線，有必要研究幾種不同且獨特類型的無線系統(tǒng)，包括蜂窩無線電話，無線室內(nèi)布線，市政或私人無線鏈路，甚至一些用于計算機外圍設(shè)備連接的短距離鏈路。
為什么是FTTA？
光纖被用于連接塔，然后上塔連接天線的原因是寬帶滿足不了消費者的需求。為了在蜂窩系統(tǒng)中容納更多帶寬，使用新的蜂窩協(xié)議（4G，LTE，以及接下來的任何東西），但是還需要更多天線來支持更多頻率。 因此，曾經(jīng)具有3個天線用于覆蓋的蜂窩塔可以具有二十二個天線。
對支持智能手機和平板電腦快速增長的數(shù)據(jù)使用的蜂窩帶寬需求的增加需要升級塔 - 更多的帶寬意味著更多的天線。 更多的天線意味著更多的電纜在塔上。 如果這些電纜是同軸電纜，則意味著更多的重量和抗風(fēng)性，可能比塔的設(shè)計要多。 由于同軸電纜在高頻下衰減信號，RF（射頻）信號需要大量功率才能向塔上傳輸。
如今的電池塔正在進(jìn)行改造，以用光纜代替舊的銅同軸電纜，以減輕重量和成本。 與光纖的其他應(yīng)用一樣，小尺寸和輕重量允許一根光纖電纜（通常還包括電源導(dǎo)線）代替許多同軸電纜。 此圖顯示了當(dāng)前單元塔的外觀。 該圖對于快速查看而言過于復(fù)雜，因此我們將專注于塔的各個區(qū)域以顯示光纖的使用方式，然后我們將討論安裝和測試問題。
蜂窩無線
移動電話系統(tǒng)已經(jīng)成長為電信市場的主導(dǎo)地位。 擁有一個世紀(jì)廣泛的固定電話系統(tǒng)的國家現(xiàn)在已經(jīng)擁有比陸地線更多的手機。 沒有開發(fā)基于固定電話的電話網(wǎng)絡(luò)的國家完全跳過它們，并直接進(jìn)入蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其采用率非常高。
雖然蜂窩無線最初是一個語音網(wǎng)絡(luò)，但短信變得非常流行，大多數(shù)用戶的語音都黯然失色。 智能手機將互聯(lián)網(wǎng)帶入手機，很快數(shù)據(jù)成為蜂窩網(wǎng)絡(luò)的最大流量發(fā)生器。 在iPhone的第一個3-1 / 2年，AT＆T聲稱他們的數(shù)據(jù)流量增長了8000％ - 80倍！ 現(xiàn)在視頻正在進(jìn)入這些相同的設(shè)備，為蜂窩網(wǎng)絡(luò)流量創(chuàng)造了更快的增長速度。
△光纖到無線塔
為了適應(yīng)這種流量水平，無線需要具有更多射頻頻譜的新系統(tǒng)。 目前的系統(tǒng)（某些系統(tǒng)的CDMA，美國的GSM，美國和世界其他地區(qū)的GSM）正在發(fā)展成具有更多數(shù)據(jù)帶寬的新一代系統(tǒng)（4G，LTE）。 幾乎從一開始，蜂窩塔通過光纖連接到電信網(wǎng)絡(luò)，就像任何其他連接一樣。 無線塔在底座上有小木屋，連接到光纖骨干網(wǎng)，將塔連接到各種電話公司。 隨著流量的增長，通信鐵塔需要更多的天線。 而不是塔上的3-4個天線，現(xiàn)在可以看到幾十個，所以通信鐵塔和建筑（通信塔）現(xiàn)在看起來像這樣：
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塔樓或建筑物側(cè)面的所有這些天線都產(chǎn)生了另一個問題。 過去，每根天線都是用一根大的（~2英寸，50毫米）同軸電纜連接起來，它同時為天線提供信號和電源。但是對于所有這些天線，這些電纜的尺寸，重量和均勻的風(fēng)阻已成為一個大問題，成本也是如此。這些已升級為增加許多天線的塔表明這些大型同軸電纜存在問題。
這是銅纜被光纖取代的另一種應(yīng)用。 一根小型光纖電纜可以替代所有這些同軸電纜，并且天線上的驅(qū)動器使用單獨的電源線。 這些應(yīng)用主要使用預(yù)制電纜組件，因為在塔頂部進(jìn)行終端很難說。 一些應(yīng)用使用塔頂部的預(yù)制件和底部的傳統(tǒng)終端。 這些系統(tǒng)中的許多系統(tǒng)使用多模光纖，因為距離很短并且收發(fā)器對于MM光纖來說要便宜得多。
以下是康寧的照片，顯示了遠(yuǎn)程天線頭端和天線以及為天線提供服務(wù)的光纖終端。 請注意在塔頂使用預(yù)制電纜系統(tǒng)，使安裝更加容易。 有些裝置使用的復(fù)合電纜包括光纖和電源導(dǎo)線，因此只需要在塔上安裝一根電纜。
△照片由康寧提供
許多蜂窩塔是獨立擁有的，天線空間租給服務(wù)提供商。 光纖到塔和光纖到天線的安裝通常由專門從事這種工作的獨立承包商完成。
另一種選擇 -小基站
小基站有許多名稱，包括微基站。 它們是用于小地理區(qū)域的小型集成無線電和天線。 它們可以覆蓋700MHz至2.6GHz的范圍，功率輸出為1-5W，遠(yuǎn)低于普通蜂窩天線。 它們的目的是安裝在典型的城市固定裝置上 - 墻壁，路燈，交通信號燈，公共汽車站，以及任何讓它們稍微離地的裝置。
△阿爾卡特朗訊LightCube Radio Small Cell
由于它們覆蓋的區(qū)域比普通蜂窩天線更小，因此用戶連接的用戶將減少，擴展可用帶寬以增加每個用戶可用的帶寬。 大多數(shù)只需要一根SM光纖和直流電源安裝就可以輕松安裝市政電纜廠。 用于安裝的光纖技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)OSP和前提 - 無需任何新功能。它們甚至可以使用PON技術(shù)來減少天線附近的電子設(shè)備。
分布式天線系統(tǒng)（DAS）
分布式天線系統(tǒng)（DAS）具有許多用途，從在大型辦公樓或校園內(nèi)的死區(qū)提供覆蓋。 它們還用于具有大量人群的設(shè)施，這些設(shè)備期望蜂窩（和無線）服務(wù)，其中天線密度高但功率要求低。
△DAS圖 - 典型應(yīng)用
△室內(nèi)DAS天線和遠(yuǎn)程無線電單元（KLA實驗室）
DAS必須連接到服務(wù)提供商，這些服務(wù)提供商使用光纖回程完成大型設(shè)施的所有服務(wù)提供商，并且可以通過無線方式為較小的設(shè)施完成。 設(shè)施內(nèi)部的連接通常采用單模光纖，遵循標(biāo)準(zhǔn)的房屋布線安裝實踐到遠(yuǎn)程天線單元（RAU），甚至可以通過同軸分路器驅(qū)動多個天線。
這里的框圖是通用的 - 實際上每個DAS系統(tǒng)的制造商都有不同的操作塊名稱，有些包括獨特的架構(gòu)，甚至使用PON（無源光網(wǎng)絡(luò)），如OLAN和FTTH。 但我們的想法是通過光纖向無數(shù)遠(yuǎn)程天線發(fā)送無線信號，轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)程天線單元（RAU）的同軸電纜，然后分配到多個低功率天線，通常通過同軸分路器倍增，覆蓋小區(qū)域。
光纖到塔
在蜂窩塔中，蜂窩天線連接到用戶的移動設(shè)備，但所有這些通信設(shè)備必須連接到公共電話網(wǎng)絡(luò)。 與許多固定電話用戶一樣，舊電話塔連接在銅質(zhì)電話線上，但仍有電話連接。 然而，較舊的銅線沒有足夠的帶寬用于現(xiàn)代移動設(shè)備，例如消耗大量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的智能手機或平板電腦。
因此，大多數(shù)塔都連接在光纖上，提供幾乎無限的帶寬。 在偏遠(yuǎn)地區(qū)，安裝光纖電纜可能很昂貴，通常使用微波鏈路。 對于遠(yuǎn)程塔而言，微波鏈路更具成本效益，并且與光纖相比其有限的帶寬可能不是一個大問題，因為遠(yuǎn)程塔通常比城市或郊區(qū)的用戶少。
△ 連接到手機信號塔
OSP光纖電纜的安裝是傳統(tǒng)的，地下的直接埋設(shè)的天線到塔上，并使用BBU的硬件終止在基座上。 安裝OSP電纜的工作人員可能與執(zhí)行塔式電纜的工作人員不同，因為OSP工作人員可能使用與FTTA安裝不同的設(shè)備和程序。
連接到天線
傳統(tǒng)的蜂窩塔（下方）使用銅同軸電纜。 網(wǎng)絡(luò)反饋進(jìn)入基站收發(fā)器，該基站收發(fā)器將塔上的模擬信號驅(qū)動到桅頂放大器，該桅頂放大器通過短同軸電纜連接到無源天線。 同軸具有高衰減，因此需要最終的天線驅(qū)動放大器來提供足夠的信號來驅(qū)動天線。 基站收發(fā)信臺具有用于通過電纜的數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)（通常是光纖）或微波天線饋電的接口。
△傳統(tǒng)的同軸電纜鏈接到天線
如今的塔樓正在向基于光纜的數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程無線電單元（RRU，有時稱為遠(yuǎn)程無線電頭的RRH），它將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并通過銅同軸電纜驅(qū)動無源天線。 塔上的電纜有光纖和電導(dǎo)體，通常在鎧裝夾套內(nèi)。 基帶單元（BBU）通過光纜或有時是微波天線連接到電信網(wǎng)絡(luò)。
△ 如今的塔圖
許多系統(tǒng)使用稱為CPRI的數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn) - 通用公共無線電接口 - 來連接BBU和RRU。 CPRI是一種行業(yè)合作，旨在為無線電設(shè)備控制（REC）和無線電設(shè)備（RE）之間的無線電基站的關(guān)鍵內(nèi)部接口定義公開可用的規(guī)范。 合作定義規(guī)范的各方是愛立信AB，華為技術(shù)有限公司，NEC公司，阿爾卡特朗訊和諾基亞西門子通信。
△有源天線系統(tǒng)
有源天線是最新技術(shù) ，并開始安裝在新系統(tǒng)中。 天線是有源設(shè)備，RRU集成在天線中。 有些塔已經(jīng)安裝了這樣的天線（2014年）。 對于有源天線，只需要光纖/銅纜就可以直接從BBU傳輸數(shù)字信號并為天線供電。
典型的塔圖
塔上的電纜有光纖和電導(dǎo)體，通常在鎧裝夾套內(nèi)。 塔頂可以有一個連接RRU的光纖/銅配電箱。 3個天線系統(tǒng)通常有3個RRU，旨在實現(xiàn)全無線覆蓋。 有些系統(tǒng)使用一根電纜為所有3個天線供電，因此使用配電箱將主電纜分成3個電纜，每個RRU。 如果使用3根電纜，每個RRU一根，則可能不使用配電盒。 還提供更小的僅光纖配電箱。 RRU具有來自BBU下方的光纖和銅纜功率輸入，并且根據(jù)天線，同軸電纜輸出到天線，一根或兩根電纜。 各種供應(yīng)商可以不同地對塔頂部的設(shè)備進(jìn)行分區(qū)，但功能通常遵循該圖。
△FTTA塔圖
電纜通常是預(yù)制組件，在工廠中以適當(dāng)?shù)拈L度端接并在大型線軸上運輸以便安全運輸。 典型的FTTA電纜在一根電纜中同時具有光纖和銅電源導(dǎo)線，通常在護(hù)套下面有護(hù)甲用于保護(hù)。 根據(jù)電子設(shè)備，光纖可以是單?；蚨嗄９饫w。 連接器通常選擇小尺寸的雙工LC類型。 安裝人員的主要問題是確保光纜在安裝過程中受到保護(hù)并且不會損壞。
△線軸上的電纜
△該電纜有12根光纖，用于6個鏈路和3根電源導(dǎo)線
在這里，您可以看到從電纜的鎧裝護(hù)套中出來的單根光纖電纜和銅導(dǎo)線以及用于配電箱的電纜上的堅固密封接頭。 應(yīng)小心處理各個電纜分支及其雙工光纖連接器，以防止灰塵損壞或污染。 一些直接插入設(shè)備的電纜在堅固的密封外殼中使用LC。
布線的另一種替代方案是使用這些電纜（下方）和堅固的插座盒，適用于用于FTTH的架空電纜 - 光纖到家庭。 連接采用O形圈密封，確?？煽啃裕⑴c雙工跳線配對。 這種替代方案易于安裝，重量輕且堅固，但可能不包括必須單獨處理的電源。
FTTA電纜可以具有多模（MM）或單模（SM）光纖，具體取決于指定的BBU / RRU單元的光纖要求。 MM纖維的核心比SM大，所以對清潔度要求更高，但兩者都必須小心處理，并在使用前徹底清潔。
安裝電纜
從上面線軸上的電纜可以看出，這些電纜并不輕巧，特別是因為它們必須被拉到電池塔頂部，這可能高達(dá)300英尺（100米）。需要起重機或絞車。將電纜提升到頂部并在固定時將其固定。
△將電纜拉上塔
安裝人員必須使用絞盤或起重機將電纜連接到塔上。 如果電纜是鎧裝的，可以使用kellum的握把來固定它，或者可以提供拉環(huán)。 用合適的緊固件將電纜固定在塔架上。
屋頂設(shè)施
屋頂安裝需要建筑物所有者的許可，安裝設(shè)計師將與所有者一起使用天線的位置（有些不允許外部安裝）并協(xié)商RRU和BBU的安裝方式，以及光纖的安裝方式電源將被送到屋頂上的設(shè)備。 為屋頂上的電纜安裝電纜托架或?qū)Ч芤员３制溆行虿⑹蛊淇雌饋砀呶Σ⒉缓币姟?nbsp;
△建筑物上的天線
請注意該建筑物上天線上的不同類型的安裝，可能來自同一建筑物上的不同載體。
△屋頂安裝（RFS Hybriflex）
關(guān)于屋頂?shù)陌惭b方案取決于建筑結(jié)構(gòu)，建筑物入口設(shè)施的位置以及使用建筑物的服務(wù)提供商的數(shù)量。 大多數(shù)建筑物的BBU都位于樓下樓層，靠近入口設(shè)施，服務(wù)提供商和光纖運行到RRU和屋頂上的天線。 建筑物必須有入口設(shè)施，電氣服務(wù)和系統(tǒng)布線的空間。 一些建筑物可以將天線安裝在建筑物上，一些建筑物可以在屋頂上為天線建造塔。 在建筑物中運行的電纜可能具有管道或電纜托盤，用于管理所有必要的電纜。 大多數(shù)問題將與建筑物業(yè)主和經(jīng)理談判。
布線選項 - 預(yù)制組件或終止現(xiàn)場？
大多數(shù)FTTA電纜將在工廠預(yù)制，用于塔架所需的長度，因此不需要現(xiàn)場端接。 如果您需要在現(xiàn)場終止（希望僅在地面上），可以選擇使用預(yù)拋光/拼接連接器產(chǎn)生良好的結(jié)果 - 只需檢查制造商的規(guī)格，看看它們是否符合預(yù)期的極端溫度范圍。塔， 融合拼接連接器或尾纖可能在極端溫度下更可靠。
連接器處理和清潔
您絕不能假設(shè)工廠安裝的連接器是完美的或保持清潔。 當(dāng)然，它們在工廠制造和測試時應(yīng)該是完美的，但是工廠在連接器上放置保護(hù)帽以便運輸它們。 我們將這些帽子稱為“防塵帽”，并且，正如笑話所說，它們被稱為“防塵帽”，因為它們通常充滿灰塵。 因此，在收到電纜后，應(yīng)首先取下防塵帽并檢查連接器套圈端面是否有灰塵和劃痕。 然后你清理它們，檢查以確保你的清潔工作正確，然后進(jìn)行測試。 同樣，在將它們插入插座與另一個連接器配合之前，請在插入前對其進(jìn)行快速干洗。
切勿觸摸連接器的末端，因為手指上的油會 污垢是光纖連接器的頭號敵人，因為它會導(dǎo)致?lián)p耗和反射，甚至損壞連接器。 在連接之前檢查每個連接器， 檢查連接器和插入的插座，因為其中一個或兩個都可能臟了。
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