光纤天线方案和泄漏电缆方案的比较

在我公司还没有推出这套全新的光纤天线隧道专网无线通信覆盖系统之前，隧道的专网无线通信的覆盖主要是用泄漏电缆，因为隧道是一个狭长的通道，纵向很长，横向较窄，高度不高，而且需要在隧道中覆盖的无线通信频段有几个，这几个问题正好是泄漏电缆的长处所在，泄漏电缆延隧道方向敷设传输，通过泄漏电缆上的窗口，向外泄漏RF信号达到信号场强均匀覆盖隧道的目的，而且泄漏电缆的辐射频率带宽较宽，所有一直延用至今。

但泄漏电缆有它的优点，也有它的缺点，特别是下列的几个问题

漏缆方案缺点：

•    1、泄漏电缆的窗口耦合损耗太大，就目前市场上的辐射型泄漏电缆，最小的耦合损耗也要达到-73dB，从输出电平的功率值看，小3dB功率就小一半，输出功率1W，30dBm，小3dB，就是27dBm，即为0.5W，这是一个对数关系，所有小73dBm，就小很多了，所有设备输出的大部分信号被泄漏电缆损耗了。

•    2、要求设备的输出功率较大，一般为40dBm，而辐射到外面的信号值很小，所以利用率低，绝大部分被泄漏电缆损耗了；

•    3、专网通信系统设计较难，因为每个隧道的不一样，泄漏电缆的布放不一样，需要相当专业的和有无线覆盖经验的工程师来设计；

•    4、没有绝对的可比性和复制可能，只能做参考；

•    5、用泄漏电缆系统的设备比较集中，多放置在隧道的工作井中，需要负责覆盖隧道的长度较长，由于设备比较少，功率较大，设备的可靠性也有问题，一旦出现问题，将影响二边隧道近1公里的覆盖；

•    6、设备的品种也比较多，每个工作频段都有自己的光纤近端机和光纤远端机，由于频率不一样，相互之间不能互用。如需要备维修配件，数量和品种较多；

•    7、由于设备集中在工作井中，需要通过多频段合路器、连接电缆、功分器、定向耦合器等把信号传输到隧道中，系统的损耗也随之增加，使得无线通信的上行信噪比变坏。

•    8、泄漏电缆成本较高，从目前来看，最低也要近40元/米，这个价格不包括电缆的支架（近10元/个），电缆接头、连接电缆、与其相配套的多频段合路器（成本也相当高，技术指标要求也高）、功分器、定向耦合器等；

•    9、施工的难度较大，周期长，人员成本高，主要是泄漏电缆的布放，泄漏电缆的支架1.1m一个，全部需要人工用冲击钻工打出来；由于电缆较粗，而且有辐射方向，要布放正确和美观相当不易；

•    10、泄漏电缆是系统的天线部分，隧道建成后对这个系统的维护和检测的及不方便。

我公司从2003开始参与隧道的专网覆盖工程，一直用泄漏电缆，深知它的优点和缺点，也改进过几次设备，但由于一直用泄漏电缆，没有从根本上解决这个问题，随着数字无线技术在无线通信设备中的的进步和大量应用，光纤设备的功能的集成度大大提高，把隧道专网的FM调频广播信号、350M公安信号和450M调度对讲信号集成到一台光端机内，用一个光纤传输，远端机机输出分3个端口分别输出FM调频广播信号、350M公安信号和450M调度对讲信号，然后用各频段的天线辐射到隧道中。设备的体积也大大减小，使用的理念也更新，利用目前的技术优势，开发出全新的隧道光纤天线覆盖系统，替代原来的泄漏电缆系统，并对系统进行优化，即方便设计部门设计，组成模块化，按距离放置，去掉繁琐的无线通信计算，又方便施工，因为没有泄漏电缆，无线通信的施工及为方便，只有在需要放置光纤远端机的地方布放一个光纤即可（我们的设备放置在光纤应急电话的主机箱内，电源不需要考虑，地方是现成的）。

具体方案是：

1、在隧道的洞口里有光纤应急电话主机箱的位置起算，放置**台（输出功率每端口为23dBm），以后每隔400m的光纤应急电话的主机箱内放置即可，每台远端机可以覆盖400m的范围，即200m的半径（看后面的无线场强的计算），隧道有多长，就放置几个，二边隧道分别放置，如隧道长度2公里，需要配置6台远端机，如有工作井，则每个工作井需要配置1台远端机。由于本系统的一台综合光纤近端机可以跟8台扩展机（星型连接，对光进行有源分配和整形），每台光扩展机可以带8台光纤远端机（星型连接），总数可带64台综合光纤远端机。

天线方案优点

•       1、采用小信号多点天线均匀覆盖方式，保持无线通信信号的场强均匀，由于每光纤台远端机的覆盖范围为400m，半径200m，通过计算，在200m的距离内无线信号场强能保证覆盖；

•       2、采用多信号合路数字处理技术，把FM调频广播信号、350M公安信号和450M调度对讲信号集中到一台设备中，在一根光纤内传输；

•       3、减小了设备的输出功率（+23dBm），提高了设备的长时期使用的可靠性；

•       4、提高了系统的上行信噪比，由于光纤远端机的前置，只有自由空间损耗，没有了泄露电缆传输损耗，信号分配损耗，多路信号合路的POI损耗比泄漏电缆系统至少提高10dB的信噪比；

•       5、简化了隧道无线通信的设计过程，模块化，只要根据隧道长度的距离配置远端机即可，光纤远端机出来除以8就是光纤扩展机的数量，不超过8台就用一台光纤近端机即可；

•       6、隧道专网通信建设成本，比使用泄漏电缆低30%，一般隧道如按2公里算，隧道越长，降低成本的效果明显，如果有疏散通道和电缆仓，就更明显；

•       7、由于不用敷设泄漏电缆，降低了隧道无线通信系统施工的难度，也降低了人员成本；

•       8、提高了隧道无线通信系统的调试开通的便捷性；

•       9、运行维护管理更为方便。

无线通信信号场强的计算

•    MU综合光纤近端机安装在隧道的控制中心，与专网的前端设备相连，EU光纤扩展设备可以安装在控制中心，也可以安装在工作井和隧道中，RU综合光纤远端机安装在应急电话的节点主机电话箱内，一般可以每400m放置一台，直接接天线，采用标准1/4λ全向天线，增益为3dBi(0dB），每个天线的覆盖范围为半径200m，设备输出功率为FM广播27dBm，输出16信道是时约每信道是10dBm,350M、450M和800M的输出功率为23dBm，

•    调频广播信号到200m的自由空间损耗为：65dB

•   350M公安消防到200m的自由空间损耗为：70dB

•   400M对讲调度到200m的自由空间损耗为：71dB

•   800M公安集群到200m的自由空间损耗为：77dB

•    以800M为例，自由空间损耗为77dB，多径损耗10dB，车辆隔断10dB，电缆连接天线1dB，

总损耗为97dB，设备输出+23dBm，到达对讲机接收天线端为75dBm，基本上都高于对讲机的接收灵敏度。

对讲机上行信号的输出为33dBm，高于光纤远端机的输出功率，空间损耗与下行一致，应该没有问题。