FTTa

FTTa，（光纖到天線）技術則實現了創新、靈活並且面向未來的網路安裝方式。

基本介紹

• 中文名：光纖到天線
• 外文名：FTTa
• 全稱：fiber to the antenna 
• 口號：創新、靈活可持續發展

基本信息

目前大眾對移動數據的需求第一次超過了網路運營商的數據供應能力，因此網路運營商投資了數十億美元來提高3G和4G行動網路的速度。遠端射頻系統可降低運營成本，而採用FTTA（光纖到天線）技術則實現了創新、靈活並且面向未來的網路安裝方式。

需求推動發展

移動寬頻已經成為現實。3G網路（UMTS）的數據傳輸速度已經可以達到10M，而新的4G標準LTE（長期演進技術）的數據傳輸速度預期可達100M。3G在二十一世紀初面世，當時移動通信技術仍然能夠滿足市場需求。與3G不同的是，4G面世的驅動力源自移動通信用戶對數據的渴求。

從2009年以來，普通手機的銷量一直在下滑，而全球智慧型手機的銷量卻上升了24%。以德國為例，前一年的智慧型手機增長率實際為79%。智慧型手機用戶消耗的數據量要高很多，專家預計從2010年到2015年移動數據量會增加三倍，由於數據爆炸性增長，目前移動通信網路正接近容量極限，因此全球行動網路運營商紛紛投資建設3G和4G系統。

與GSM不同的是，UMTS和LTE系統更適合頻率更高的波段（比如2.1 GHz或2.6 GHz），並且在城市地區的蜂窩小區也更小，能夠滿足這些人口稠密地區對高數據流量的需求。不過，更高的頻率會減小蜂窩小區的覆蓋範圍，從而使農村地區實現移動通信全覆蓋的成本大幅增加。如果頻率更高，就意味著需要更多的蜂窩小區和投資。不僅如此，千兆級頻率不能有效穿透大型建築物，所以大型建築物必須單獨安裝IBC（室內覆蓋）系統。因此，只有使用低頻波段提供服務的公司才有可能以經濟的方法提升系統頻寬，這是“數字細分”帶來的好處。

從模擬到地面數字廣播過渡之後，800兆赫茲以內的低頻率波段被釋放出來供移動通信使用。德國聯邦網路管理局於5月以44億歐元的價格把該頻譜拍賣給了德國電信、沃達豐以及O2，每家公司均獲得該數字細分的兩個頻率分組。這些頻率的新所有者有義務在未來幾年在寬頻網際網路尚未發展或發展不完善地區實現寬頻網際網路覆蓋。移動寬頻在德國的發展道路現在已經毫無障礙，4G網路的建設將於今年開始。

降低成本任務

由於在新網路基礎設施方面的投資巨大，因此移動通信運營商特別關注運營成本（OPEX）。 隨著蜂窩小區數量不斷增加並且不同網路技術（GSM、UMTS和LTE）並行運行，因此網路的運營和維護成本不斷攀升。與這一趨勢形成鮮明對比的是，由於數據通信速度不高，而語音通話費在不斷下降，因此營業收入並未增加。現在驅動營業收入的力量是高速網際網路、數據服務和媒體內容。

網路成本平均占移動通信運營商總運營成本的30%。房租、技術維護以及數據回傳費用約占這些網路成本的三分之一，而剩下的三分之二則完全是電力成本。移動通信行業的總體目標是降低3G和4G網路的運營成本。

所有系統製造商 – 尤其是愛立信和華為 – 均已承諾執行綠色“網路政策”，並且已經著手研究如何減少移動通信系統的二氧化碳排放量。“綠色”基站能效高、經濟並且靈活，使用可再生能源（風能和太陽能），並且為網路的持續最佳化提供了基於軟體的算法。用於3G和4G的最新系統主要使用遠端射頻頭（RRH），而這些遠端射頻頭也越來越多地用於“舊的”GSM網路。技術向遠程射頻系統變化大幅節約了運營成本。

解決成本難題

傳統的基站系統用同軸波紋電纜把高頻信號從基站傳輸到遠端桿裝天線。由於電纜記憶體在衰減，因此傳輸信號功率的損失率最高達到50%（依傳輸距離和電纜橫斷面大小而定）， 而對於一般與LTE一起使用的更高頻率而言，損失還會進一步增加。這些損失還會對接收到的信號的質量（信噪比）造成不利影響。

最新的系統使用安裝在天線附近（比如在天線桿或建築物上）的遠端射頻頭（RRH）。高頻信號由RRH生成並由天線發射，損失極少。通過對流對集成在RRH內功率放大器進行被動冷卻，不需要任何主動冷卻系統（比如傳統基站需要的冷卻系統）。遠端射頻系統把網路的能耗降低了25%到50%（依系統配置和系統製造商的數據而定）。

由於省去了高能耗的冷卻系統，並且把功率放大器集成到了RRH內，因此最新基站的體積小了很多。

從1990年以來，愛立信已經把每個基站（400個載波單元）的占地面積從23平方米減少到現在的1平方米，從而不僅降低了系統成本，而且還減少了場地租金。

遠端射頻系統還有一個優勢，即使用光纖傳輸RRH與基站間的數據（FTTA - 光纖到天線）。在傳統系統中，基站與天線之間的距離不得超過100米（由於有模擬信號損失），因此必須在天線附近租用昂貴的通訊空間，或者在平屋頂或戶外安裝昂貴的容器。用光纖做傳輸介質的乙太網在基站和RRH之間傳輸數字數據時不會發生任何信號損失，並且允許的最大距離可達20千米，因此基站可以集中放在成本更低的通信機房，並且網路規劃也會變得更加靈活、更加模組化。該鏈路使用現有的或新安裝的光纖基礎設施傳輸數據，比使用波紋電纜傳輸數據要簡單而且便宜很多。各種報告還顯示，用光纖可以減少遠端射頻系統的安裝時間，”

獲運營商青睞

一般每個蜂窩小區由三個RRH通過三根單獨的雙芯光纜連線到基站。這一方法對短距離安裝比較高效，但是在運行並行系統（UMTS和LTE）以及未來可持續性方面則不夠理想。

有一種替代方法是在基站和RRH附近的分配箱之間安裝一根預先組裝好的多芯光纜，然後在分配箱裡面將其分為幾根雙芯光纜並接到RRH上。除了在安裝方面有優勢（即只需敷設一根光纜，而不需敷設三根）外，這一方法另外還有兩個明顯優勢。第一，在下一次安裝時可以隨時增加光纜（比如未來LTE擴容）。在日後LTE擴容時，整個鏈路已經預先安裝了光纜，因此剩下的工作只是從分配箱到LTE RRH敷設新光跳線即可。這一方法有利於將來系統擴容。第二，系統擴容或升級往往涉及更換系統製造商以及相關光纖連線技術。儘管ODC©是RRH使用最廣的接口，但同時使用的還有更難安裝的LC連線解決方案。不僅如此，未來的LTE系統，在供貨時將配上所謂的“Q-XCO”連線器。如果系統發生變更，則連線技術可能會不兼容，可能必須更換標準安裝中的所有光纜。通過使用分配箱解決方案，可以更換並適當調整連線RRH的短跳線 – 而基站和分配箱之間的原有的光纜連線保持不變，安裝靈活，不受系統製造商限制。

不過，由於存在風荷載並且天線桿上缺乏空間，因此一些網路運營商並不會增設分配箱。對於這種情況，可以採用節約空間且經最佳化的多芯光纜解決方案，比如Huber+Suhner集團提供的Masterline Extreme解決方案。

德國沃達豐已經開發出FiPro方法，用於把傳統波紋電纜系統升級到FTTA系統。沃達豐已與領先的RRH安裝解決方案提供商Huber+Suhner集團合作，推廣使用該方法。按照該方法，原先安裝的波紋電纜的內導體將被用作一根多光芯光纜的空導線管。另一根同軸電纜的內外導體則將被並聯用作RRH電源線。如果使用這個FiPro方法，就不需要線上纜鋪設時增加額外的工作，節約成本，比如不需要在牆壁或屋頂上安裝導管，也不需要在難以進入的地方安裝RRH。據沃達豐稱，該方法比傳統線纜敷設方法更經濟 – 即使線纜敷設距離不長也是如此。

最後一個可選用的FTTA安裝方法是所謂的“混合解決方案” – 即用銅/光混合纜用於供電和數據連線。儘管這些解決方案顯得有吸引力，但是很難實行並且不經濟。這種類型的解決方案只在特定情境下才值得，比如每敷設一根電纜就需要很高的租金成本。

結論

遠端射頻系統為網路運營商提供了明顯的成本和技術優勢，因此去年安裝的遠端射頻系統數量第一次超過了傳統系統的數量。專家預計這一趨勢將繼續並加速。另外，專家還預計系統製造商的所有新開發系統將全部基於遠端射頻系統。

FTTA的網路結構創新、靈活，有助於進一步降低運營成本，並可確保網路在未來具有可持續性。