光纖天線方案和泄漏電纜方案的比較
在隧道光纖天線隧道專網(wǎng)無線通信覆蓋系統(tǒng)之前，隧道的專網(wǎng)無線通信的覆蓋主要是用泄漏電纜，因?yàn)樗淼朗且粋€(gè)狹長的通道，縱向很長，橫向較窄，高度不高，而且需要在隧道中覆蓋的無線通信頻段有幾個(gè)，這幾個(gè)問題正好是泄漏電纜的長處所在，泄漏電纜延隧道方向敷設(shè)傳輸，通過泄漏電纜上的窗口，向外泄漏RF信號(hào)達(dá)到信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)均勻覆蓋隧道的目的，而且泄漏電纜的輻射頻率帶寬較寬，所有一直延用至今。
但泄漏電纜有它的優(yōu)點(diǎn)，也有它的缺點(diǎn)，特別是下列的幾個(gè)問題
漏纜方案缺點(diǎn)：
? 1、泄漏電纜的窗口耦合損耗太大，就目前市場(chǎng)上的輻射型泄漏電纜，最小的耦合損耗也要達(dá)到-73dB，從輸出電平的功率值看，小3dB功率就小一半，輸出功率1W，30dBm，小3dB，就是27dBm，即為0.5W，這是一個(gè)對(duì)數(shù)關(guān)系，所有小73dBm，就小很多了，所有設(shè)備輸出的大部分信號(hào)被泄漏電纜損耗了。
? 2、要求設(shè)備的輸出功率較大，一般為40dBm，而輻射到外面的信號(hào)值很小，所以利用率低，絕大部分被泄漏電纜損耗了；
? 3、專網(wǎng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)較難，因?yàn)槊總€(gè)隧道的不一樣，泄漏電纜的布放不一樣，需要相當(dāng)專業(yè)的和有無線覆蓋經(jīng)驗(yàn)的工程師來設(shè)計(jì)；
? 4、沒有絕對(duì)的可比性和復(fù)制可能，只能做參考；
? 5、用泄漏電纜系統(tǒng)的設(shè)備比較集中，多放置在隧道的工作井中，需要負(fù)責(zé)覆蓋隧道的長度較長，由于設(shè)備比較少，功率較大，設(shè)備的可靠性也有問題，一旦出現(xiàn)問題，將影響二邊隧道近1公里的覆蓋；
? 6、設(shè)備的品種也比較多，每個(gè)工作頻段都有自己的光纖近端機(jī)和光纖遠(yuǎn)端機(jī)，由于頻率不一樣，相互之間不能互用。如需要備維修配件，數(shù)量和品種較多；
? 7、由于設(shè)備集中在工作井中，需要通過多頻段合路器、連接電纜、功分器、定向耦合器等把信號(hào)傳輸?shù)剿淼乐校到y(tǒng)的損耗也隨之增加，使得無線通信的上行信噪比變壞。
? 8、泄漏電纜成本較高，從目前來看，最低也要近40元/米，這個(gè)價(jià)格不包括電纜的支架（近10元/個(gè)），電纜接頭、連接電纜、與其相配套的多頻段合路器（成本也相當(dāng)高，技術(shù)指標(biāo)要求也高）、功分器、定向耦合器等；
? 9、施工的難度較大，周期長，人員成本高，主要是泄漏電纜的布放，泄漏電纜的支架1.1m一個(gè)，全部需要人工用沖擊鉆工打出來；由于電纜較粗，而且有輻射方向，要布放正確和美觀相當(dāng)不易；
? 10、泄漏電纜是系統(tǒng)的天線部分，隧道建成后對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和檢測(cè)的及不方便。
隨著數(shù)字無線技術(shù)在無線通信設(shè)備中的的進(jìn)步和大量應(yīng)用，光纖設(shè)備的功能的集成度大大提高，把隧道專網(wǎng)的FM調(diào)頻廣播信號(hào)、350M公安信號(hào)和450M調(diào)度對(duì)講信號(hào)集成到一臺(tái)光端機(jī)內(nèi)，用一個(gè)光纖傳輸，遠(yuǎn)端機(jī)機(jī)輸出分3個(gè)端口分別輸出FM調(diào)頻廣播信號(hào)、350M公安信號(hào)和450M調(diào)度對(duì)講信號(hào)，然后用各頻段的天線輻射到隧道中。設(shè)備的體積也大大減小，使用的理念也更新，利用目前的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出全新的隧道光纖天線覆蓋系統(tǒng)，替代原來的泄漏電纜系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，即方便設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)，組成模塊化，按距離放置，去掉繁瑣的無線通信計(jì)算，又方便施工，因?yàn)闆]有泄漏電纜，無線通信的施工及為方便，只有在需要放置光纖遠(yuǎn)端機(jī)的地方布放一個(gè)光纖即可（我們的設(shè)備放置在光纖應(yīng)急電話的主機(jī)箱內(nèi)，電源不需要考慮，地方是現(xiàn)成的）。
具體方案是：
1、在隧道的洞口里有光纖應(yīng)急電話主機(jī)箱的位置起算，放置第一臺(tái)（輸出功率每端口為23dBm），以后每隔400m的光纖應(yīng)急電話的主機(jī)箱內(nèi)放置即可，每臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)可以覆蓋400m的范圍，即200m的半徑（看后面的無線場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算），隧道有多長，就放置幾個(gè)，二邊隧道分別放置，如隧道長度2公里，需要配置6臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)，如有工作井，則每個(gè)工作井需要配置1臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)。由于本系統(tǒng)的一臺(tái)綜合光纖近端機(jī)可以跟8臺(tái)擴(kuò)展機(jī)（星型連接，對(duì)光進(jìn)行有源分配和整形），每臺(tái)光擴(kuò)展機(jī)可以帶8臺(tái)光纖遠(yuǎn)端機(jī)（星型連接），總數(shù)可帶64臺(tái)綜合光纖遠(yuǎn)端機(jī)。
天線方案優(yōu)點(diǎn)
? 1、采用小信號(hào)多點(diǎn)天線均勻覆蓋方式，保持無線通信信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)均勻，由于每光纖臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)的覆蓋范圍為400m，半徑200m，通過計(jì)算，在200m的距離內(nèi)無線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)能保證覆蓋；
? 2、采用多信號(hào)合路數(shù)字處理技術(shù)，把FM調(diào)頻廣播信號(hào)、350M公安信號(hào)和450M調(diào)度對(duì)講信號(hào)集中到一臺(tái)設(shè)備中，在一根光纖內(nèi)傳輸；
? 3、減小了設(shè)備的輸出功率（+23dBm），提高了設(shè)備的長時(shí)期使用的可靠性；
? 4、提高了系統(tǒng)的上行信噪比，由于光纖遠(yuǎn)端機(jī)的前置，只有自由空間損耗，沒有了泄露電纜傳輸損耗，信號(hào)分配損耗，多路信號(hào)合路的POI損耗比泄漏電纜系統(tǒng)至少提高10dB的信噪比；
? 5、簡(jiǎn)化了隧道無線通信的設(shè)計(jì)過程，模塊化，只要根據(jù)隧道長度的距離配置遠(yuǎn)端機(jī)即可，光纖遠(yuǎn)端機(jī)出來除以8就是光纖擴(kuò)展機(jī)的數(shù)量，不超過8臺(tái)就用一臺(tái)光纖近端機(jī)即可；
? 6、隧道專網(wǎng)通信建設(shè)成本，比使用泄漏電纜低30%，一般隧道如按2公里算，隧道越長，降低成本的效果明顯，如果有疏散通道和電纜倉，就更明顯；
? 7、由于不用敷設(shè)泄漏電纜，降低了隧道無線通信系統(tǒng)施工的難度，也降低了人員成本；
? 8、提高了隧道無線通信系統(tǒng)的調(diào)試開通的便捷性；
? 9、運(yùn)行維護(hù)管理更為方便。
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光纖天線方案 |
泄漏電纜方案 |
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無線通信設(shè)計(jì) |
簡(jiǎn)單模塊化 |
復(fù)雜，憑經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 |
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施工 |
簡(jiǎn)單快捷，遠(yuǎn)端機(jī)模塊在應(yīng)急電話箱內(nèi)，只要多放一芯光纖即可 |
泄漏電纜布放繁瑣 |
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建設(shè)成本 |
比泄漏電纜低30% |
高 |
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設(shè)備數(shù)量 |
少 |
一般 |
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數(shù)字技術(shù)合路 |
在一根光纖內(nèi)傳輸 |
多跟光纖傳輸 |
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系統(tǒng)上行信噪比 |
光纖遠(yuǎn)端機(jī)前置提供系統(tǒng)上行信噪比 |
差 |
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可靠性 |
好 |
一般 |
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維護(hù)管理 |
方便 |
復(fù)雜，特別是對(duì)泄漏電纜的維護(hù) |
無線通信信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算
? MU綜合光纖近端機(jī)安裝在隧道的控制中心，與專網(wǎng)的前端設(shè)備相連，EU光纖擴(kuò)展設(shè)備可以安裝在控制中心，也可以安裝在工作井和隧道中，RU綜合光纖遠(yuǎn)端機(jī)安裝在應(yīng)急電話的節(jié)點(diǎn)主機(jī)電話箱內(nèi)，一般可以每400m放置一臺(tái)，直接接天線，采用標(biāo)準(zhǔn)1/4λ全向天線，增益為3dBi(0dB），每個(gè)天線的覆蓋范圍為半徑200m，設(shè)備輸出功率為FM廣播27dBm，輸出16信道是時(shí)約每信道是10dBm,350M、450M和800M的輸出功率為23dBm，
? 調(diào)頻廣播信號(hào)到200m的自由空間損耗為：65dB
? 350M公安消防到200m的自由空間損耗為：70dB
? 400M對(duì)講調(diào)度到200m的自由空間損耗為：71dB
? 800M公安集群到200m的自由空間損耗為：77dB
? 以800M為例，自由空間損耗為77dB，多徑損耗10dB，車輛隔斷10dB，電纜連接天線1dB，
總損耗為97dB，設(shè)備輸出+23dBm，到達(dá)對(duì)講機(jī)接收天線端為75dBm，基本上都高于對(duì)講機(jī)的接收靈敏度。
對(duì)講機(jī)上行信號(hào)的輸出為33dBm，高于光纖遠(yuǎn)端機(jī)的輸出功率，空間損耗與下行一致，應(yīng)該沒有問題。
深圳微云通科技有限公司是一家從事專業(yè)通信設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和 服務(wù)，并提供整體解決方案及承接相關(guān)通訊工程的高科技公司。公司自成 立以來堅(jiān)持科技為先導(dǎo)，創(chuàng)新為動(dòng)力，吸引了大批優(yōu)異技術(shù)人才。公司以 誠信、務(wù)實(shí)、共贏為經(jīng)營理念，積極營造創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)、有序的現(xiàn)代企業(yè)文 化氛圍，使公司成為技術(shù)先進(jìn)、管理科學(xué)、裝備優(yōu)良、服務(wù)優(yōu)良的高科技 企業(yè)，并贏得了客戶的廣泛支持和一致好評(píng)。 公司的產(chǎn)品與解決方案廣泛 應(yīng)用于智能交通、隧道管理、政府公共安全部門、公用事業(yè)以及各行業(yè)的 應(yīng)急通信、指揮調(diào)度等專網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域。 本公司在智慧高速指揮調(diào)度、隧道 應(yīng)急電話與有線應(yīng)急廣播、無線應(yīng)急廣播系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、室內(nèi)移動(dòng) 通信系統(tǒng)、室內(nèi)移動(dòng)通信屏蔽系統(tǒng)、地下空間無限覆蓋系統(tǒng)工程、電源防 雷系列、信號(hào)防雷系列、避雷針系列、接地系列及智能防雷監(jiān)測(cè)系列等領(lǐng) 域有豐富的經(jīng)驗(yàn)。 長期以來，我們專注國內(nèi)高等級(jí)公路機(jī)電和信息化領(lǐng)域 ，并持續(xù)加大在該領(lǐng)域的投入，目前，微云通擁有包含多名海歸留學(xué)生、 華中科技大學(xué)博士生導(dǎo)師、教授及大數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)＜以趦?nèi)的近30人研發(fā)團(tuán)隊(duì) ，我們致力于打造行業(yè)領(lǐng)先的智慧高速解決方案。
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