分布式宽带无线覆盖与宽带有线接入连接系统及其实现方法

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的分布式宽带无线覆盖与宽带有线接入连接系统，根据不同的移动通讯网络技术标准，(2G为CDMA/GSM/DCS，3G为CDMA200/TD-SCDMA/WCDMA)、WLAN无线电频谱的工作频段，利用2G/3G频段保护间隔与每个运营商选定的技术标准及其许可频段特点，采用宽带多载波技术标准的OFDM/CSMA信号调制解调、点对多点TDM复用接入网技术和WLAN宽带无线接入，叠加于现有的2G/3G室内分布覆盖网络，以及基于室内多介质网络传输，如有线电视同轴线或低压电力线，用固定端口RJ45有线宽带接入方式，实现WLAN低成本无线覆盖与有线宽带接入连接。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的分布式宽带无线覆盖与宽带有线接入连接系统具有：1、宽带IP网络接入控制器MASTER UNIT，以下简称MU；2、宽带IP多介质远端适配器RU-W/RU-C/RU-P，RU根据覆盖与接入介质可选用内置多模模块，如内置基于室分网络WLAN覆盖的模块为RU-W，内置基于有线电视网络转换为有线宽带接入的为RU-C，内置基于室内电力线网络转换为有线宽带接入的为RU-P；3、馈电式混频器M；4、馈电式跨接器B；5、WLAN射频放大器Repeater单元WR；6、宽带IP有线网络用户终端适配器S(Slave)；7、远程电信级网管系统NMS。

从宽带城域网接入的宽带IP信号经过宽带IP网络接入控制器MU调制为预设定的工作频段数字载波F1，通过馈电式无源混频器M与室内分布系统相联，在室分有源干线放大器输入输出端安装馈电式无源跨接器B，此时F1可传送到整个室分天馈线系统中，在需要基于室内分布网络有线宽带接入时，在室分任一远端天线或馈线连接处加装馈线延长至用户网络设备处安装室分网络型用户终端适配器Sm即可将F1转换为IP信号，宽带用户终端(PC等)通过Sm经MU接入宽带城域网；在需要基于室分天线阵WLAN覆盖时，在室内分布系统主干传输馈线远端需要覆盖区域的天线阵汇节点馈线连接处或相关分支网络的有源干线放大器输入输出端安装远端适配器RU-W即可将F1转换为WLAN信号(F2)，RU-W具备B跨接功能和内置基于室分网络WLAN覆盖的AP模块，宽带无线用户终端(手机或PC等)通过RU-W经MU接入宽带城域网；在需要多介质(有线电视网络或低压电力线网络)宽带有线接入时，在室分系统与有线电视同轴网络共存处，安装内置基于有线电视网络宽带接入控制器模块C的远端适配器RU-C即可将F1转换为数字载波信号F3；RU-C输入端与室分相联，输出端与有线电视同轴电缆网络相联，在有线电视同轴网络远端用户网络设备侧安装有线电视网络型用户终端适配器Sc即可将F3转换为IP信号，宽带用户通过Sc经MU接入宽带城域网；在室分系统与低压电力线网络共存处，安装内置基于室内低压电力线网络宽带接入控制器模块P的远端适配器RU-P即可将F1转换为F3，RU-P输入端与室分系统相联，输出端与电力线网络相联，在低压电力线网络远端(同相线，200-300m范围)用户网络设备处安装电力线网络型用户终端适配器Sp即可将F3转换为IP信号，宽带用户通过Sp经MU接入宽带城域网；宽带接入连接系统运营商在其宽带运营中心安装本系统远程电信级网管系统M-Manager，网管信息沿着宽带IP信号接入路由连接各MU，实现对全网中所有MU、RU-W、RU-C、RU-P、Sm、Sc、Sp的管理和控制。工作流程如下：

1、首先根据2G/3G室内分布系统的移动业务运营商被授权许可的经营频段，选定其2G至3G许可频段间的可用的未被电磁污染的空闲频段，通常1GHz-1.6GHz频段均未被各运营商规划使用，也未被相关无线电管理结构规划指定应用。在选定可用空闲频段和设定本发明系统的MUx、RUxy-X、Sxm工作频段，一个室内分布系统最多可部署8个MUx(x＝1～8)和RUxy-X工作载波频段(F1-x，x＝1～8即F1-1、F1-2、F1-3、......F1-8)；每个MUx可同时最多接入16个远端适配器RUxy-X(y＝1～16)。

2、设定工作频段F1-x的MUx通常部署安装在2G/3G信号源机房或节点位置。宽带运营商通过光纤等方式，将宽带城域网骨干宽带IP信号，以100/1000Base-T(最大带宽1000Mbps)以RJ45电接口方式，与MUx的上联端口RJ45(100/1000Base-T)相联接，MUx下联端口为N型(50欧姆)馈线端口与混频器M11耦合端相连接，接通MUx电源，MUx即可将上联端口输入的宽带IP信号调制为设定工作频段的数字载波信号F1-x输出到混频器M中，并通过M(M输入端与室分系统信号源侧相联，M的输出端与室分天线侧相联)耦合到室内分布系统中传送；反之，室内分布系统中来自各个RUxy-X的数字载波信号F1-x，通过M上联到MUx，通过MUx将数字载波信号F1-x解调为宽带IP信号，再通过MUx的RJ45端口上传到宽带城域网中，实现了在设定频段的宽带IP与数字载波信号F1-x的点对多点的调制解调转换，MU设备管理控制由远程网络管理系统M-Manager实现。

3、通过混频器M混入室内分布系统的数字载波信号F1-x，由数百上千子载波(根据馈线内信噪比自动打开与闭合)组成，在馈线各主干与分支网络中传输，可直达室内分布系统的天线阵，在遇到2G/3G有源干线放大器时，F-x1信号被有源干线放大器选频单元阻断，需要在每个2G/3G有源干线放大器输入端口和输出端口之间加转无源跨接器B，来自MUx的数字载波信号F1-x能通过B传送到整个2G/3G有源干线放大器覆盖的天馈线网络中。在室内分布系统的天线连接端口处，打开天线连接跳线加装通用后0.8-2.5GHz的0dB耦合器，耦合器输出端恢复天线跳线安装，在耦合端加装编织细缆长馈线延伸到宽带用户网络设备处，在馈线端口位置安装基于室分馈线介质端口的宽带有线网络用户终端适配器Sxm(型号MP2211S)，即可将数字载波信号F1-x通过Sxm完成调制解调功能转换为IP信号，通过MUx将宽带用户终端(PC)接入宽带城域网。

4、当室内分布系统需要WLAN信号覆盖时，需要在2G/3G有源干线放大器处安装跨接器B处，安装WLAN型远端适配器(RUxy-W)，型号为MP2211SW，RUxy-W装置能将数字载波F1-x调制解调为IP信号，通过内置的WLAN AP再调制解调为WLAN信号F2(2.4GHz标准频段)，通过RUxy-W的输出端口混入室内分布系统馈线中，通过原有的天线阵向目标空间实现WLAN信号F2无线覆盖，RUxy-W的安装不会阻断原有F1-x信号的跨接，不影响原先安装的有线宽带用户适配器Sxm(MP2211S)的使用。

5、当室内分布系统需要多介质(基于有线电视同轴电缆网络)有线宽带IP接入时，需要在2G/3G有源干线放大器处或室分系统主干传输馈线处耦合安装有线电视网络型远端适配器为RUxy-C(型号MP2111SR)，RUxy-C装置能将数字载波F1-x转换为适于在有线电视网络(75欧姆)的数字载波信号F3(2-100MHz)信号，通过RUxy-C的输出端口混入室内有线电视同轴网络系统中，通过原有的有线电视同轴网络入户线直接加装有线电视网型终端适配器Sxc(型号为MP2111S)，即可实现宽带用户通过Sxc经RUxy-C和MUx有线接入宽带城域网。RUxy-C装置的安装不会阻断原有F1-x信号的跨接，不影响原先安装的有线宽带用户适配器Sxm(MP2211S)的使用，也不影响原先安装的RUxy-W(MP2211SW)的使用。

6、当室内分布系统需要多介质(低压电力线网络)有线宽带IP接入时，只需要在2G/3G有源干线放大器处或室分系统主干传输馈线处耦合安装低压电力线网络型远端适配器RUxy-P(型号MP2011SR)，RUxy-P装置能将数字载波F1-x经调制解调方式转换为适于在低压电力线网络(变阻抗)的数字载波信号F3(2～100MHz)数字载波信号，通过RUxy-P的输出端口混入室内低压电力线网络系统的电力线中，通过在原有的室内低压电力线网络入户线(同相线，200-300m范围内)直接加装基于低压电力线网络的低压电力线网络型用终端适配器Sxp(型号为MP2011S)，即可实现宽带用户通过Sxp经RUxy-P与MUx有线接入宽带城域网。RUxy-P装置的安装不会阻断原有F1-x信号的跨接，不影响原先安装的有线宽带用户适配器Sxm(MP2211S)的使用，也不影响原先安装的RUxy-W(MP2211SW)的使用；不影响原先安装的RUxy-C(MP2111SR)的使用。6.远程网络管理系统M-Manager(基于SNMP协议)安装在宽带运营商网管中心，通过宽带IP路由接入各MUx，通过MUx对全网所有与宽带城域网络连接的局端MUx、远端RUxy(-W、-C、-P)、终端Sxm/Sxc/Sxp设备和多业务进行管理和控制。

工作流程为：宽带IP信号源(宽带城域网或互联网)(上行)<-->(下行)局端设备单元MUx(1可叠加1至8个)(上行)<-->(下行)混频器M(上行)<-->(下行)现有室内分布系统(包含现有的多网络耦合器与功分器等)(上行)<-->(下行)混频器M(上行)<-->(下行)安装y个(1～16)远端单元RUxy-X(上行)<-->(下行)(1)室内分布系统馈线延长线上行<->下行直接连接宽带接入终端Sxm(MP2211S)上行<->下行用户宽带网络终端设备(PC等)；(2)通过RUxy-W(内置WLAN AP模块与WLAN Repeater模块WR)(上行)<-->(下行)现有室内分布天线阵上行<->下行用户宽带网络终端设备(带WiFi功能的手机、上网本、PC等)；(3)通过RUxy-C上行<->下行有线电视同轴电缆网络上行<->下行宽带接入终端Sxc(MP2111S)上行<->下行用户宽带网络终端设备(PC等)；(4)通过RUxy-P上行<->下行连接室内低压电力线网络上行<->下行宽带接入终端Sxp(MP2011S)上行<->下行用户宽带网络终端设备(PC等)。

作为最佳实施例，宽带IP网络接入控制器MUx采用深圳市波导实业有限公司的宽带多载波调制解调多频道点对多点通讯装置MUx，型号MP2211M，MUx(X＝1，...，8)，即在一个室内分布系统中MU通常安装2G/3G信号源同一机房或接入节点位置，一个室内分布系统最多可在同一接入节点可堆叠1～8个设定为不同频道的MUx，宽带IP多介质远端适配器RUxy-X采用深圳市波导实业有限公司的宽带多载波调制解调多频道点对多点通讯装置RUxy-X，型号为分别为室分型为MP2211SW，有线电视同轴网型为MP2111SR，室内低压电力线型为MP2011SR，RUxy-X(x＝1～8，y＝1，...，16，X＝W或C或P)即在同一室内分布系统中一个MUx最多可接入安装部署在室内分布系统中任一位置的RUxy-X数量为1-16个，馈电式无源混频器M采用深圳市波导实业有限公司的0.8-2.5GHz带过流的0dB耦合器，型号M11，馈电式无源跨接器B采用深圳市波导实业有限公司的由2个通用0.8-2.5GHz带过流的0dB耦合器在耦合端通过一条带带通滤波器的馈线构成组合装置，组合装置具备过流功能，型号B101，内置WLANAP和射频放大器Repeater组合单元WR的远端适配器RUxy-W采用深圳市波导实业有限公司的WLAN(0.5-2W)AP+同频WLAN Repeater组合装置，型号RUxy-W，宽带IP有线网络用户终端适配器Sxn采用深圳市波导实业有限公司的有线多介质调制解调器用户终端适配器，基于室内分布系统的终端适配器Sxm型号为MP2211S，基于有线电视线系统的终端适配器Sxc型号为MP2111S，基于室内低压电力线的终端适配器Sxp型号为MP2011S，远程电信级网管系统NMS采用深圳市波导实业有限公司的基于多业务与设备的SNMP协议的远程网络管理系统，型号为M-Manager。

本发明的分布式宽带无线覆盖与宽带有线接入连接系统的实现方法是：

首先根据2G/3G室内分布系统的移动业务运营商被授权许可的经营频段，选定其2G至3G许可频段间的可用的未被电磁污染的空闲频段，通常1GHz-1.6GHz频段均未被各运营商规划使用，也未被相关无线电管理结构规划指定应用。在选定可用空闲频段和设定本发明系统的MUx、RUxy-X、Sxm工作频段F1-x，一个室内分布系统最多可部署1～8个MUx和RUxy-X工作载波频段(F1-x，x＝1～8，F1-1、F1-2、F1-3、......F1-8)。设定工作载波频段F1-x的MUx通常部署安装在2G/3G信号源机房或节点位置宽带运营商通过光纤等方式，将宽带城域网骨干宽带IP信号光端机或路由器或交换机1，以100Base-T(最大带宽100Mbps)或1000Base-T(最大带宽1000Mbps)以RJ45电接口方式，与MUx的上联端口2以RJ45(100/1000Base-T)相联接，MUx下联端口3为N型(50欧姆)馈线端口与混频器M11耦合端4相连接，打开MUx电源5，MUx即可将上联端口输入的宽带IP信号调制为设定频段的数字载波信号F1-x输出到混频器M中，并通过M(M输入端6与室分系统信号源侧相联，M的输出端7与室分天线侧相联)耦合到室内分布系统中传送；反之，室内分布系统中来自各个RUxy-X、Sxn的数字载波信号F1-x，通过M上联到MUx，通过MUx将数字载波信号F1-x解调为宽带IP信号，再通过MUx的RJ45端口上传到宽带城域网中，实现了在设定频段F1-x与宽带IP信号的点对多点的调制解调转换，MUx、RUxy-X设备管理控制由远程网络管理系统NMS(M-Manager)实现。通过混频器M混入室内分布系统的数字载波信号F1-x，由数百上千子载波(根据馈线内信噪比自动打开与闭合)组成，在馈线各主干与分支网络中传输，可直达室内分布系统的天线阵的天线端口处8，在遇到2G/3G有源干线放大器时，F-x1信号被有源干线放大器选频单元阻断，需要在每个2G/3G有源干线放大器输入端口9和输出端口10之间加转无源跨接器B，来自MUx的数字载波信号F1-x能通过B传送到整个2G/3G有源干线放大器覆盖的天馈线网络中。在室内分布系统的天线连接端口或井道馈线连接处11，打开天线或馈线连接跳线加装通用后0.8-2.5GHz的0dB耦合器12，耦合器输出端13恢复天线跳线安装，在耦合端14加装编织细缆长馈线延伸到宽带用户网络设备处15，在馈线端口位置安装基于室分馈线介质端口的宽带有线网络用户终端适配器Sxm(型号MP2211S)，即可将数字载波信号F1-x通过Sxm完成调制解调功能且实现RJ45端口16的宽带IP输出，用户宽带IP信号通过16经Sxm上传到MUx接入宽带城域网。当室内分布系统需要WLAN信号覆盖时，需要在2G/3G有源干线放大器处安装跨接器B处，安装宽带IP多介质远端适配器(RUxy-W)WLAN型号为MP2211SW，RUxy-W装置内置WLAN AP模块和WLAN Repeater组合装置，RUxy-W能先将数字载波F1-x调制解调为IP信号，再通过内置的WLAN AP再调制解调为WLAN信号F2(2.4GHz频段)，通过RUxy-W的输出端口17混入室内分布系统馈线中，通过原有的天线阵向目标空间实现WLAN信号F2覆盖，RUxy-W装置的安装不会阻断原有F1-x信号的跨接，不影响原先安装的有线宽带用户适配器Sxm(MP2211S)的使用。当室内分布系统需要多介质(基于有线电视同轴电缆网络)有线宽带IP接入时，需要在2G/3G有源干线放大器处或主干馈线接入区域的连接处安装宽带IP多介质远端适配器(RU)有线电视网络型为RUxy-C(型号MP2111SR)，内置RUxy-C装置18能将数字载波F1-x以转换为适于在有线电视网络(75欧姆)的数字载波信号F3(2-100MHz)信号，通过RUxy-C的输出端口19混入室内有线电视网络系统的馈线中，通过在原有的有线电视网络入户线端口26直接加装多介质有线宽带用户终端适配器Sxc(型号为MP2111S)的RJ45端口20，即可实现宽带IP有线接入，Sxc装置的供电来自用户端的市电。RUxy-C装置的安装不会阻断原有F1-x信号的跨接，不影响原先安装的有线宽带用户适配器Sxm(MP2211S)的使用，也不影响原先安装的RUxy-W(MP2211SW)的使用。当室内分布系统需要多介质(低压电力线网络)有线宽带IP接入时，只需要在2G/3G有源干线放大器处安装宽带IP多介质远端适配器(RU)低压电力线网络型为RUxy-P(型号MP2011SR)，RUxy-P模块21装置能将数字载波F1-x经调制解调方式转换为适于在低压电力线网络(变阻抗)的F3(2～100MHz等)数字载波信号，通过RUxy-P的输出端口22混入室内低压电力线网络系统的电力线中，通过在原有的室内低压电力线网络入户线插座端口27直接加装基于低压电力线网络的有线宽带用户终端适配器Sxp(型号为MP2011S)的RJ45端口23，即可实现宽带IP有线接入，Sxp装置的供电来自用户端市电。RUxy-P装置的安装不会阻断原有F1-x信号的跨接，不影响原先安装的有线宽带用户适配器Sxm(MP2211S)的使用，也不影响原先安装的RUxy-W(MP2211SW)的使用；不影响原先安装的RUxy-C(MP2111SR)的使用。远程网络管理系统NMS(型号M-Manager)为基于SNMP协议的多业务与设备管理系统，安装在宽带运营商中心机房网管服务器24，网管服务器可配备多个网管操作(代理)终端25，网络管理员通过25操作M-Manager，对所有与宽带城域网络连接的局端MUx、远端RUxy(-W、-C、-P)、终端Sm/Sc/Sp的设备和多业务进行管理和控制的系统。

本发明的系统用于快速低成本升级现有已建成的2G(CDMA/GSM/DCS，450MHz-1900MHz，50欧姆)与3G(CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA，2.1-2.2GHz)移动通讯多网络多制式兼容的室内分布覆盖系统，使之兼容WLAN(2.4GHZ-5.6GHZ)；也可用于新设计规划建设的2G/3G/WLAN移动通讯多网络兼容的室内分布覆盖系统(50欧姆)，同时该系统接入控制器MUx可以通过多介质远端适配器RUxy-X与室内的有线电视同轴电缆网络(75欧姆，5-1000MHZ)、低压电力线网络(110/220VAC)、小区与建筑物内安防图像监控系统同轴电缆传输网络相联，以叠加网方式实现WLAN信号对单建筑物和小区多建筑物室内的分布式有线多介质进行无线覆盖与宽带IP接入连接。

远端设备RUxy内置供电电源模块或可选择采用馈电供电方式，其内置AP模块和WLAN Repeater单元的RUxy-W或用于有线宽带接入的基于有线电视同轴线的RUxy-C或基于电力线的RUxy-P等，均可选用馈线供电模式与配置。用户终端适配器Sm/Sc/Sp均采用用户室内市电供电方式。

本发明具有很好的分布式点对多点的多介质宽带接入性能、接入低成本、高部署效率、接入安全方面的优点和效果。WLAN采用本系统传输，可省略以太网交换机或AP交换机或控制器，无需布设以太网交换机或AP控制器与AP间的网线。若WLAN天线口输出功率设定在+5～10dBm，则+20dBm输出的WLANAP可在1/2”馈线上传输180米，在7/8”馈线上传输300米，2G室内分布系统通常在楼宇纵向传输骨干采用7/8“射频馈线，水平传输距离超过30m采用7/8”射频馈线，30m内短距离采用1/2”射频馈线，考虑到实际应用环境及功分耦合等因素，可覆盖1～2层楼宇，极大地解决WLAN或的室内分布覆盖的成本、工期及其系统的可扩展性问题，大幅降低电磁污染和设备功耗。本系统传输WLAN信号可比WLAN直接在馈线传输提高20倍(本系统动态范围为65dB，可将IP信号源点对多点延伸到所有有源干线放大器处或天线端口)的传输距离即最远可达1200m，也就是一栋建筑物只需要部署一套用于WLAN网络的本系统。通过点对多点，宽带多载波变频与多介质转换集成传输方式，就可实现普遍宽带接入服务，IP层共享带宽达300-1000Mbps的宽带IP接入与互联。

此系统遵循WLAN信号源标准和统一按IEEE802.3以太网有线接口标准；此接入连接系统“接入”是指宽带IP用户通过本系统访问宽带城域网或互联网，“连接”是指宽带IP用户设备相互之间通过本系统进行宽带通讯。

本发明的分布式宽带无线覆盖与宽带有线接入连接系统，无需更改原有2G/3G室内分布网络线路和重新布线，无需楼道以太网交换机或AP控制器，无需布设AP与以太网交换机或控制器之间的网络线，所有设备体积小(传统有源干线放大器的一半)，功耗低(射频＜＝3dBm，220VAV/12VDC/1A)，接入带宽高堆叠配置灵活(可达0.1-1Gbps)，网管系统能对所有有源设备(MUx、RUxy-W/C/P、Sm/Sc/Sp)设备参数与端口业务进行管理控制。能快速部署开通简单，系统运行频段低无射频污染，对人员无害，设备功耗低会更加环保；接入带宽高，支持多业务，接入宽带业务功能强，抗干扰能力强，大大缩短宽带业务部署开通时间，通过充分利用现有多介质网络，减少重复建设和网络资源浪费，实现宽带IP普遍快速接入和缩小数字鸿沟，能产生获得巨大的经济效益和社会效益。