施偉+吳佳

【摘 要】針對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)中的無源器件，從其工作原理、作用、材質(zhì)、加工工藝等方面分析影響其質(zhì)量的因素。通過對(duì)無源器件在現(xiàn)網(wǎng)使用過程中所出現(xiàn)問題的排查，介紹了目前無源器件現(xiàn)網(wǎng)使用情況以及器件的性能走勢(shì)和現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，研究了器件的重要指標(biāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響，分析了器件由于制造工藝、使用材質(zhì)的差別導(dǎo)致對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生不同影響的原因，通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)必須從提高器件性能入手，嚴(yán)把廠家供貨質(zhì)量關(guān)，在使用高性能無源器件的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)范施工才能從根本上解決無源器件對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響的問題。

【關(guān)鍵詞】無線通信 TD-LTE-Advanced 無源器件質(zhì)量

1 引言

根據(jù)愛立信的研究顯示，全球移動(dòng)用戶數(shù)量已突破50億。移動(dòng)寬帶用戶數(shù)量預(yù)計(jì)到2015年將會(huì)超過34億。在國(guó)內(nèi)，根據(jù)工業(yè)和信息化部最近發(fā)布的中國(guó)通信業(yè)運(yùn)行狀況報(bào)告顯示：首先是在用戶規(guī)模上，我國(guó)移動(dòng)電話用戶數(shù)量已達(dá)到8.9億戶；然后是業(yè)務(wù)收入方面，移動(dòng)通信收入在電信主營(yíng)業(yè)務(wù)收入中所占的比重為70.63%，而固定通信收入所占的比重僅為29.37%，并且在逐年下降。這些數(shù)據(jù)無不清楚地表明，無論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，無線通信毫無疑問地成為通信領(lǐng)域的主流，移動(dòng)通信成為用戶數(shù)量最多、使用范圍最廣泛的通信手段。近年來TD-LTE相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展、LTE的演進(jìn)路線、移動(dòng)市場(chǎng)業(yè)務(wù)開拓的需求、運(yùn)營(yíng)發(fā)展的激烈競(jìng)爭(zhēng)等都需要運(yùn)營(yíng)商對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的性能提出更高的要求。

在4G新技術(shù)的推動(dòng)下，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，4G業(yè)務(wù)的開展將會(huì)改變國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信市場(chǎng)正逐漸趨向平衡的發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)移動(dòng)所選用的TD-LTE在4G技術(shù)上比3G技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)為：通信速度快（100Mbps），網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬（4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多），同時(shí)還具有兼容性好、頻率效率高、通信質(zhì)量?jī)?yōu)等優(yōu)勢(shì)。

2 室分無源器件的現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)無源室分系統(tǒng)中器件質(zhì)量問題愈加突顯，其中互調(diào)等各種電氣指標(biāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響尤為嚴(yán)重。尤其是在高功率、多制式合路、高話務(wù)的情況下，各種電氣指標(biāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量影響愈加明顯。

根據(jù)站點(diǎn)的話務(wù)和干擾帶做實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)報(bào)告得出的結(jié)論是：干擾帶與TCH話務(wù)成正比例分配，無源室分系統(tǒng)互調(diào)的確由干擾造成。由此可見無源器件的功率容量與互調(diào)指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有著緊密的關(guān)系，特別是在多系統(tǒng)共接入的場(chǎng)景下，在話務(wù)量高峰期由于信源大功率多載波信號(hào)輸出，出現(xiàn)干擾等級(jí)過高的現(xiàn)象，對(duì)信源前級(jí)承受功率較大的器件而言情況就更加嚴(yán)峻。

無源器件在生產(chǎn)時(shí)使用的材料以及加工工藝不僅對(duì)器件本身的電氣性能有較大的影響，同時(shí)對(duì)器件的穩(wěn)定性和使用壽命也會(huì)有直接的影響。現(xiàn)實(shí)中廠家為了降低成本，在器件生產(chǎn)時(shí)使用廉價(jià)材料、加工工藝粗糙，雖然出廠時(shí)能滿足常規(guī)性能指標(biāo)的要求，但是使用一段時(shí)間后開始出現(xiàn)性能指標(biāo)急劇下滑的現(xiàn)象。這是由于器件本身材質(zhì)和加工工藝無法滿足器件在長(zhǎng)時(shí)間、高功率狀態(tài)下工作而導(dǎo)致的，也就出現(xiàn)了目前器件質(zhì)量良莠不齊的局面，具體如圖1所示。

3 無源器件分類和性能分析

3.1 無源器件分類對(duì)比

（1）功分器

功分器全稱為功率分配器，屬于能量分配器件，可將能量等分成2路、3路或4路輸出。功分器由微帶線、帶狀線或同軸線制成，利用多段阻抗變換器原理達(dá)到足夠的帶寬。

室分系統(tǒng)中常用到的等分功分器，根據(jù)器件輸出端口的數(shù)量可劃分為二功分、三功分、四功分等幾種規(guī)格。它們每一路輸出信號(hào)的功率分別等于輸入信號(hào)功率的1/2、1/3和1/4。不等分功分器，一般使用較少。

室分系統(tǒng)采用的功分器必須具有寬帶性能，頻段范圍為800—2 700MHz，基本滿足現(xiàn)有無線通信信號(hào)的覆蓋要求。隨著數(shù)字集群和TD-LTE的逐漸商用，對(duì)功分器的頻段范圍也提出了更寬的要求，比如790—3 500MHz。

腔體功分器使用銅制鍍銀圓柱形同軸傳輸線，具有承受功率大、交調(diào)穩(wěn)定等特點(diǎn)。圖2為新的優(yōu)質(zhì)功分器與新的低質(zhì)功分器直觀對(duì)比圖，圖3為優(yōu)質(zhì)功分器與低質(zhì)功分器使用3年后的對(duì)比圖，圖4為優(yōu)質(zhì)功分器與低質(zhì)功分器互調(diào)的對(duì)比圖。

由圖2、圖3、圖4的對(duì)比可知，廠家送來的新產(chǎn)品表面開始光滑明亮，但由于器件材質(zhì)的低劣，在現(xiàn)網(wǎng)中使用一定年限后，接頭明顯有被高功率多載波灼燒過的痕跡，互調(diào)指標(biāo)明顯下降，嚴(yán)重影響了器件的使用性能和現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

（2）耦合器

如圖5所示，耦合器是一個(gè)四端口器件。1-2和3-4為2根傳輸線，1-2為主線，3-4為副線。耦合度主要是靠控制主線和副線之間的距離實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電磁波從端口1輸入時(shí)，一部分能量到2通道中，從端口2輸出；還有一部分能量到3-4通道中，從端口3或者端口4輸出。當(dāng)從端口4輸出而端口3無輸出時(shí)，其為“同向定向耦合器”；當(dāng)從端口3輸出而端口4無輸出時(shí)，其為“反向定向耦合器”。通常見到的耦合器都是3端口的器件，是因?yàn)樵诟綦x端（端口4）內(nèi)置了50歐的端接電阻，如圖6所示。

耦合器的2個(gè)輸出端分別稱為直通端口和耦合端口。通常情況下，大部分能量都由直通端口輸出，耦合端輸出較少。與功分器類似，該配件在工程上亦用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行能量分配的場(chǎng)合。

由圖7、圖8、圖9對(duì)不同品質(zhì)耦合器的材質(zhì)和互調(diào)對(duì)比可知，優(yōu)劣器件無論是新品對(duì)比，還是在現(xiàn)網(wǎng)中使用一段時(shí)間后的對(duì)比，從外觀到內(nèi)里都差異明顯。特別是在現(xiàn)網(wǎng)中使用一段時(shí)間后，互調(diào)指標(biāo)顯著下降，差異更為突出，互調(diào)指標(biāo)的急劇降低直接影響了現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

（3）電橋系列產(chǎn)品

3dB電橋?qū)嶋H上是一種功率平分的定向耦合器，其原理為四端口網(wǎng)絡(luò)器件，以微帶形式實(shí)現(xiàn)。按照結(jié)構(gòu)可分為環(huán)形電橋、分支線電橋和耦合線電橋。

3dB電橋指標(biāo)要求：插損≤3.5dB，隔離度≥23dB，

駐波比≤1.3。其有2個(gè)輸出口，比如輸入1個(gè)30dBm的信號(hào)，在不考慮傳輸損耗的情況下，輸出就是2個(gè)27dBm的信號(hào)。3dB電橋可實(shí)現(xiàn)2個(gè)信號(hào)的合路（2進(jìn)1出），1個(gè)信號(hào)的功率分配（1進(jìn)2出）或者2個(gè)信號(hào)合路后的功率分配（2進(jìn)2出）。需要注意的是，在使用中，多余的端口需接足夠功率的匹配負(fù)載。在實(shí)際工程使用中，會(huì)出現(xiàn)三端口的3dB電橋（一般為2輸入1輸出），其實(shí)是器件另外一個(gè)端口接了1個(gè)內(nèi)置匹配負(fù)載。值得注意的是，內(nèi)置負(fù)載可承受功率相對(duì)較小，不適合應(yīng)用在大功率場(chǎng)景中。endprint

（4）合路器系列產(chǎn)品

合路器主要分為同頻合路器和異頻合路器，作用是將多路信號(hào)合成后輸出。具有功率容量大、隔離度大和溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

在信號(hào)傳輸節(jié)點(diǎn)中，合路器將多路信號(hào)合路到一套室分系統(tǒng)。通常移動(dòng)通信中使用的合路器為異頻合路器，以濾波多工方式工作，可實(shí)現(xiàn)2路以上信號(hào)合成，能實(shí)現(xiàn)高隔離合成，主要用于不同頻段的合路，可提供不同系統(tǒng)間最小的干擾。插損最小、帶外抑制最好、頻帶隔離度最大，異系統(tǒng)設(shè)備合路輸入輸出一般都采用異頻合路器。3dB電橋一般用在同頻合路，只能實(shí)現(xiàn)2路信號(hào)合成，隔離度較低，可實(shí)現(xiàn)2路信號(hào)等幅輸出，但價(jià)格最貴。功分器也可用在同頻合路，可實(shí)現(xiàn)多路合成，隔離度較低，只能提供1路輸出。

3.2 無源器件性能數(shù)據(jù)分析

本次調(diào)查涉及的無源器件使用年限超過7年，由圖10與圖11可以看出，將器件放入現(xiàn)網(wǎng)中使用，開始幾年的指標(biāo)變化幅度不是很大，但隨著時(shí)間的推移，4年過后，互調(diào)值就呈明顯下降的趨勢(shì)。

功率容量和互調(diào)抑制是引起無源器件對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要因素。

（1）功率容量

功率容量是指器件由電阻和介質(zhì)損耗所消耗產(chǎn)生的熱能所導(dǎo)致的器件老化、變形以及電壓飛狐現(xiàn)象不被出現(xiàn)所允許的最大允許功率負(fù)荷。如果功率容量不達(dá)標(biāo)可能會(huì)引起器件打火燒壞、駐波比變大、信源信號(hào)出現(xiàn)全反射等現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)燒壞信源；同時(shí)器件局部微放電，造成頻譜擴(kuò)張、寬帶干擾，嚴(yán)重的還會(huì)燒壞器件，導(dǎo)致通信中斷。

在當(dāng)前2G/3G/4G組網(wǎng)中，由于載頻數(shù)量的增多以及新擴(kuò)容系統(tǒng)的接入，并且現(xiàn)網(wǎng)的絕大多數(shù)器件因?yàn)樽陨碣|(zhì)量和使用時(shí)間等原因，出現(xiàn)老化或者功率容量無法滿足當(dāng)前的要求。在這種情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)器件局部微放電、頻譜擴(kuò)張，寬帶干擾、多個(gè)系統(tǒng)的器件被擊穿而損壞等現(xiàn)象，造成通信中斷。

（2）互調(diào)抑制

當(dāng)2個(gè)不同頻率的射頻信號(hào)輸入到同一個(gè)非線性元件中或通過一個(gè)不連續(xù)的傳輸介質(zhì)時(shí)，這些非線性因素就會(huì)產(chǎn)生一系列新的頻率分量?；フ{(diào)抑制是對(duì)網(wǎng)絡(luò)干擾最直接的指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三階互調(diào)產(chǎn)物的電平值增加3倍于輸入信號(hào)電平值的增加，即2個(gè)輸出信號(hào)每增加1dB，三階互調(diào)產(chǎn)物就會(huì)增加3dB左右。因此，對(duì)于承受功率較大的器件應(yīng)該選擇品質(zhì)較高、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品才可以滿足要求。

對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)（多系統(tǒng)共接入的場(chǎng)景），系統(tǒng)間的互調(diào)干擾更加嚴(yán)重，對(duì)互調(diào)指標(biāo)要求也就更高。如果互調(diào)抑制不達(dá)標(biāo)，互調(diào)產(chǎn)物可能會(huì)落到上行接收頻段，產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，將會(huì)導(dǎo)致無法正常通信，也可能會(huì)產(chǎn)生鄰頻干擾，影響基站的通話質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)使相鄰系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

4 無源器件現(xiàn)網(wǎng)使用情況分析

4.1 器件現(xiàn)網(wǎng)抽查外觀對(duì)比

2013年12月份，上海移動(dòng)從一批基站、庫(kù)存中發(fā)現(xiàn)很多使用過一年以上的無源器件開始出現(xiàn)接頭、蓋板脫漆腐蝕等現(xiàn)象，經(jīng)過檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試及研究高品質(zhì)產(chǎn)品和行業(yè)常規(guī)產(chǎn)品的分析報(bào)告得出以下結(jié)論：

優(yōu)選方案基材采用鋁合金6061或5052，要求采用CNC精加工，內(nèi)表面要求光潔無毛刺，表面粗糙度要求小于1.6?m，內(nèi)表面鍍銀，鍍層要求至少達(dá)到銅5?m、銀3?m的厚度，鍍層保持在2年內(nèi)無明顯變色發(fā)黃發(fā)黑氧化現(xiàn)象，用于現(xiàn)網(wǎng)中技術(shù)要求高、耐功率、可靠性強(qiáng)的情況，成本相對(duì)偏高；行業(yè)內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品則采用回收鋁、二手銅或壓鑄鋁，不進(jìn)行電鍍，表面粗糙度一般達(dá)3.2?m，用于現(xiàn)網(wǎng)中可靠性一般、互調(diào)性能差、成本相對(duì)偏低的情況，如圖12所示。

4.2 器件故障情況性能分析

本次一共對(duì)1 000件故障無源器件進(jìn)行追蹤排查，它們的入網(wǎng)年限情況如圖13所示，其中入網(wǎng)5年及5年以下的器件總量為882個(gè)，占總數(shù)的88.2%；使用年限為6年及6年以上的有118個(gè)，僅占11.8%。由圖13可知，使用年限為4年的器件最多，一共306個(gè)（30.6%），其次是3年和5年，分別是185個(gè)（18.5%）和174個(gè)（17.4%）。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，無源器件使用4年后出現(xiàn)故障的占比最高，值得注意的是使用2年和3年的器件故障率與使用5年的故障率不相上下，說明近幾年無源器件的質(zhì)量形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

5 現(xiàn)網(wǎng)故障排查難度及維護(hù)成本

隨著數(shù)據(jù)流量的高速增長(zhǎng)，現(xiàn)網(wǎng)中對(duì)無源器件的質(zhì)量和性能指標(biāo)的要求也越來越高。系統(tǒng)擴(kuò)容，室分系統(tǒng)承載的功率變大，逐漸超出器件所能承受的界限，導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題層出不窮，這給維護(hù)部門帶來了極大的挑戰(zhàn)。問題的新穎化、多樣化越來越增加了排查的難度。部分原有的室分系統(tǒng)設(shè)備無法滿足要求、部分設(shè)備陳舊、指標(biāo)惡化，這都嚴(yán)重影響了整個(gè)分布系統(tǒng)的硬件性能和質(zhì)量，唯有加大整改力度，重點(diǎn)排查信源和前三級(jí)器件。同時(shí)為了提高排查效率，提升整個(gè)分布系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)將其承受高功率的器件直接更換為指標(biāo)較好的高品質(zhì)無源器件，如若繼續(xù)使用普通品質(zhì)的無源器件，雖然當(dāng)前的成本降低了，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，由無源器件的性能指標(biāo)差、性能不穩(wěn)定所帶來的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題，再加上投入大量人力物力排查問題、更換器件，這些后期成本的投入，將導(dǎo)致總成本不降反升。

6 結(jié)論與建議

本文從無源器件的品種、原理著手，通過實(shí)物外觀、性能指標(biāo)的對(duì)比和歷年來收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出：

首先，對(duì)室分無源器件質(zhì)量起主要影響的在于制造器件的原材料與加工工藝，特別是器件在高功率環(huán)境下使用一段時(shí)間后，劣質(zhì)無源器件性能指標(biāo)下降更為明顯。在選擇無源器件時(shí)適當(dāng)提高電氣性能指標(biāo)，同時(shí)在技術(shù)規(guī)范書中增加無源器件的使用材料及加工工藝上的技術(shù)要求。

其次，功率容量和互調(diào)抑制是引起無源器件對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要因素，而且載波數(shù)越多，發(fā)射功率越大，互調(diào)產(chǎn)物就越多，互調(diào)干擾就越大。實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)信源的前三級(jí)和主干上是故障點(diǎn)的高發(fā)段，那么相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方式就是在前三級(jí)和主干上更換高品質(zhì)無源器件，可以顯著提升整個(gè)分布系統(tǒng)硬件性能和質(zhì)量。

最后，除了器件本身的質(zhì)量問題，還需從分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性、現(xiàn)場(chǎng)施工規(guī)范性等方面去嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，才能從根本上解決室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題。

參考文獻(xiàn)：

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（4）合路器系列產(chǎn)品

合路器主要分為同頻合路器和異頻合路器，作用是將多路信號(hào)合成后輸出。具有功率容量大、隔離度大和溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

在信號(hào)傳輸節(jié)點(diǎn)中，合路器將多路信號(hào)合路到一套室分系統(tǒng)。通常移動(dòng)通信中使用的合路器為異頻合路器，以濾波多工方式工作，可實(shí)現(xiàn)2路以上信號(hào)合成，能實(shí)現(xiàn)高隔離合成，主要用于不同頻段的合路，可提供不同系統(tǒng)間最小的干擾。插損最小、帶外抑制最好、頻帶隔離度最大，異系統(tǒng)設(shè)備合路輸入輸出一般都采用異頻合路器。3dB電橋一般用在同頻合路，只能實(shí)現(xiàn)2路信號(hào)合成，隔離度較低，可實(shí)現(xiàn)2路信號(hào)等幅輸出，但價(jià)格最貴。功分器也可用在同頻合路，可實(shí)現(xiàn)多路合成，隔離度較低，只能提供1路輸出。

3.2 無源器件性能數(shù)據(jù)分析

本次調(diào)查涉及的無源器件使用年限超過7年，由圖10與圖11可以看出，將器件放入現(xiàn)網(wǎng)中使用，開始幾年的指標(biāo)變化幅度不是很大，但隨著時(shí)間的推移，4年過后，互調(diào)值就呈明顯下降的趨勢(shì)。

功率容量和互調(diào)抑制是引起無源器件對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要因素。

（1）功率容量

功率容量是指器件由電阻和介質(zhì)損耗所消耗產(chǎn)生的熱能所導(dǎo)致的器件老化、變形以及電壓飛狐現(xiàn)象不被出現(xiàn)所允許的最大允許功率負(fù)荷。如果功率容量不達(dá)標(biāo)可能會(huì)引起器件打火燒壞、駐波比變大、信源信號(hào)出現(xiàn)全反射等現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)燒壞信源；同時(shí)器件局部微放電，造成頻譜擴(kuò)張、寬帶干擾，嚴(yán)重的還會(huì)燒壞器件，導(dǎo)致通信中斷。

在當(dāng)前2G/3G/4G組網(wǎng)中，由于載頻數(shù)量的增多以及新擴(kuò)容系統(tǒng)的接入，并且現(xiàn)網(wǎng)的絕大多數(shù)器件因?yàn)樽陨碣|(zhì)量和使用時(shí)間等原因，出現(xiàn)老化或者功率容量無法滿足當(dāng)前的要求。在這種情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)器件局部微放電、頻譜擴(kuò)張，寬帶干擾、多個(gè)系統(tǒng)的器件被擊穿而損壞等現(xiàn)象，造成通信中斷。

（2）互調(diào)抑制

當(dāng)2個(gè)不同頻率的射頻信號(hào)輸入到同一個(gè)非線性元件中或通過一個(gè)不連續(xù)的傳輸介質(zhì)時(shí)，這些非線性因素就會(huì)產(chǎn)生一系列新的頻率分量?；フ{(diào)抑制是對(duì)網(wǎng)絡(luò)干擾最直接的指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三階互調(diào)產(chǎn)物的電平值增加3倍于輸入信號(hào)電平值的增加，即2個(gè)輸出信號(hào)每增加1dB，三階互調(diào)產(chǎn)物就會(huì)增加3dB左右。因此，對(duì)于承受功率較大的器件應(yīng)該選擇品質(zhì)較高、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品才可以滿足要求。

對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)（多系統(tǒng)共接入的場(chǎng)景），系統(tǒng)間的互調(diào)干擾更加嚴(yán)重，對(duì)互調(diào)指標(biāo)要求也就更高。如果互調(diào)抑制不達(dá)標(biāo)，互調(diào)產(chǎn)物可能會(huì)落到上行接收頻段，產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，將會(huì)導(dǎo)致無法正常通信，也可能會(huì)產(chǎn)生鄰頻干擾，影響基站的通話質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)使相鄰系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

4 無源器件現(xiàn)網(wǎng)使用情況分析

4.1 器件現(xiàn)網(wǎng)抽查外觀對(duì)比

2013年12月份，上海移動(dòng)從一批基站、庫(kù)存中發(fā)現(xiàn)很多使用過一年以上的無源器件開始出現(xiàn)接頭、蓋板脫漆腐蝕等現(xiàn)象，經(jīng)過檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試及研究高品質(zhì)產(chǎn)品和行業(yè)常規(guī)產(chǎn)品的分析報(bào)告得出以下結(jié)論：

優(yōu)選方案基材采用鋁合金6061或5052，要求采用CNC精加工，內(nèi)表面要求光潔無毛刺，表面粗糙度要求小于1.6?m，內(nèi)表面鍍銀，鍍層要求至少達(dá)到銅5?m、銀3?m的厚度，鍍層保持在2年內(nèi)無明顯變色發(fā)黃發(fā)黑氧化現(xiàn)象，用于現(xiàn)網(wǎng)中技術(shù)要求高、耐功率、可靠性強(qiáng)的情況，成本相對(duì)偏高；行業(yè)內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品則采用回收鋁、二手銅或壓鑄鋁，不進(jìn)行電鍍，表面粗糙度一般達(dá)3.2?m，用于現(xiàn)網(wǎng)中可靠性一般、互調(diào)性能差、成本相對(duì)偏低的情況，如圖12所示。

4.2 器件故障情況性能分析

本次一共對(duì)1 000件故障無源器件進(jìn)行追蹤排查，它們的入網(wǎng)年限情況如圖13所示，其中入網(wǎng)5年及5年以下的器件總量為882個(gè)，占總數(shù)的88.2%；使用年限為6年及6年以上的有118個(gè)，僅占11.8%。由圖13可知，使用年限為4年的器件最多，一共306個(gè)（30.6%），其次是3年和5年，分別是185個(gè)（18.5%）和174個(gè)（17.4%）。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，無源器件使用4年后出現(xiàn)故障的占比最高，值得注意的是使用2年和3年的器件故障率與使用5年的故障率不相上下，說明近幾年無源器件的質(zhì)量形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

5 現(xiàn)網(wǎng)故障排查難度及維護(hù)成本

隨著數(shù)據(jù)流量的高速增長(zhǎng)，現(xiàn)網(wǎng)中對(duì)無源器件的質(zhì)量和性能指標(biāo)的要求也越來越高。系統(tǒng)擴(kuò)容，室分系統(tǒng)承載的功率變大，逐漸超出器件所能承受的界限，導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題層出不窮，這給維護(hù)部門帶來了極大的挑戰(zhàn)。問題的新穎化、多樣化越來越增加了排查的難度。部分原有的室分系統(tǒng)設(shè)備無法滿足要求、部分設(shè)備陳舊、指標(biāo)惡化，這都嚴(yán)重影響了整個(gè)分布系統(tǒng)的硬件性能和質(zhì)量，唯有加大整改力度，重點(diǎn)排查信源和前三級(jí)器件。同時(shí)為了提高排查效率，提升整個(gè)分布系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)將其承受高功率的器件直接更換為指標(biāo)較好的高品質(zhì)無源器件，如若繼續(xù)使用普通品質(zhì)的無源器件，雖然當(dāng)前的成本降低了，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，由無源器件的性能指標(biāo)差、性能不穩(wěn)定所帶來的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題，再加上投入大量人力物力排查問題、更換器件，這些后期成本的投入，將導(dǎo)致總成本不降反升。

6 結(jié)論與建議

本文從無源器件的品種、原理著手，通過實(shí)物外觀、性能指標(biāo)的對(duì)比和歷年來收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出：

首先，對(duì)室分無源器件質(zhì)量起主要影響的在于制造器件的原材料與加工工藝，特別是器件在高功率環(huán)境下使用一段時(shí)間后，劣質(zhì)無源器件性能指標(biāo)下降更為明顯。在選擇無源器件時(shí)適當(dāng)提高電氣性能指標(biāo)，同時(shí)在技術(shù)規(guī)范書中增加無源器件的使用材料及加工工藝上的技術(shù)要求。

其次，功率容量和互調(diào)抑制是引起無源器件對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要因素，而且載波數(shù)越多，發(fā)射功率越大，互調(diào)產(chǎn)物就越多，互調(diào)干擾就越大。實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)信源的前三級(jí)和主干上是故障點(diǎn)的高發(fā)段，那么相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方式就是在前三級(jí)和主干上更換高品質(zhì)無源器件，可以顯著提升整個(gè)分布系統(tǒng)硬件性能和質(zhì)量。

最后，除了器件本身的質(zhì)量問題，還需從分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性、現(xiàn)場(chǎng)施工規(guī)范性等方面去嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，才能從根本上解決室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬瑾. 室內(nèi)無源器件性能測(cè)試及對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響[J]. 中國(guó)無線電， 2012（5）.

[2] 潘沖. 淺析射頻無源器件應(yīng)用對(duì)無線通信的影響[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2014（6）.

[3] 杜援，邱陽，戚文敏，等. 淺談移動(dòng)通信系統(tǒng)中互調(diào)干擾的產(chǎn)生和排查[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2014（3）.

[4] 賴宏南. 一種寬帶微帶線耦合器的設(shè)計(jì)[J]. 電子質(zhì)量， 2014（4）.

[5] 曾祥希，鬲莉. 智能定向耦合器的設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新通信， 2014（6）.

[6] 弓永明，劉浩鑫，邱蘊(yùn). 功分器在相控陣饋電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J]. 電子科技， 2014（4）.endprint

（4）合路器系列產(chǎn)品

合路器主要分為同頻合路器和異頻合路器，作用是將多路信號(hào)合成后輸出。具有功率容量大、隔離度大和溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

在信號(hào)傳輸節(jié)點(diǎn)中，合路器將多路信號(hào)合路到一套室分系統(tǒng)。通常移動(dòng)通信中使用的合路器為異頻合路器，以濾波多工方式工作，可實(shí)現(xiàn)2路以上信號(hào)合成，能實(shí)現(xiàn)高隔離合成，主要用于不同頻段的合路，可提供不同系統(tǒng)間最小的干擾。插損最小、帶外抑制最好、頻帶隔離度最大，異系統(tǒng)設(shè)備合路輸入輸出一般都采用異頻合路器。3dB電橋一般用在同頻合路，只能實(shí)現(xiàn)2路信號(hào)合成，隔離度較低，可實(shí)現(xiàn)2路信號(hào)等幅輸出，但價(jià)格最貴。功分器也可用在同頻合路，可實(shí)現(xiàn)多路合成，隔離度較低，只能提供1路輸出。

3.2 無源器件性能數(shù)據(jù)分析

本次調(diào)查涉及的無源器件使用年限超過7年，由圖10與圖11可以看出，將器件放入現(xiàn)網(wǎng)中使用，開始幾年的指標(biāo)變化幅度不是很大，但隨著時(shí)間的推移，4年過后，互調(diào)值就呈明顯下降的趨勢(shì)。

功率容量和互調(diào)抑制是引起無源器件對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要因素。

（1）功率容量

功率容量是指器件由電阻和介質(zhì)損耗所消耗產(chǎn)生的熱能所導(dǎo)致的器件老化、變形以及電壓飛狐現(xiàn)象不被出現(xiàn)所允許的最大允許功率負(fù)荷。如果功率容量不達(dá)標(biāo)可能會(huì)引起器件打火燒壞、駐波比變大、信源信號(hào)出現(xiàn)全反射等現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)燒壞信源；同時(shí)器件局部微放電，造成頻譜擴(kuò)張、寬帶干擾，嚴(yán)重的還會(huì)燒壞器件，導(dǎo)致通信中斷。

在當(dāng)前2G/3G/4G組網(wǎng)中，由于載頻數(shù)量的增多以及新擴(kuò)容系統(tǒng)的接入，并且現(xiàn)網(wǎng)的絕大多數(shù)器件因?yàn)樽陨碣|(zhì)量和使用時(shí)間等原因，出現(xiàn)老化或者功率容量無法滿足當(dāng)前的要求。在這種情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)器件局部微放電、頻譜擴(kuò)張，寬帶干擾、多個(gè)系統(tǒng)的器件被擊穿而損壞等現(xiàn)象，造成通信中斷。

（2）互調(diào)抑制

當(dāng)2個(gè)不同頻率的射頻信號(hào)輸入到同一個(gè)非線性元件中或通過一個(gè)不連續(xù)的傳輸介質(zhì)時(shí)，這些非線性因素就會(huì)產(chǎn)生一系列新的頻率分量?；フ{(diào)抑制是對(duì)網(wǎng)絡(luò)干擾最直接的指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三階互調(diào)產(chǎn)物的電平值增加3倍于輸入信號(hào)電平值的增加，即2個(gè)輸出信號(hào)每增加1dB，三階互調(diào)產(chǎn)物就會(huì)增加3dB左右。因此，對(duì)于承受功率較大的器件應(yīng)該選擇品質(zhì)較高、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品才可以滿足要求。

對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)（多系統(tǒng)共接入的場(chǎng)景），系統(tǒng)間的互調(diào)干擾更加嚴(yán)重，對(duì)互調(diào)指標(biāo)要求也就更高。如果互調(diào)抑制不達(dá)標(biāo)，互調(diào)產(chǎn)物可能會(huì)落到上行接收頻段，產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，將會(huì)導(dǎo)致無法正常通信，也可能會(huì)產(chǎn)生鄰頻干擾，影響基站的通話質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)使相鄰系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

4 無源器件現(xiàn)網(wǎng)使用情況分析

4.1 器件現(xiàn)網(wǎng)抽查外觀對(duì)比

2013年12月份，上海移動(dòng)從一批基站、庫(kù)存中發(fā)現(xiàn)很多使用過一年以上的無源器件開始出現(xiàn)接頭、蓋板脫漆腐蝕等現(xiàn)象，經(jīng)過檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試及研究高品質(zhì)產(chǎn)品和行業(yè)常規(guī)產(chǎn)品的分析報(bào)告得出以下結(jié)論：

優(yōu)選方案基材采用鋁合金6061或5052，要求采用CNC精加工，內(nèi)表面要求光潔無毛刺，表面粗糙度要求小于1.6?m，內(nèi)表面鍍銀，鍍層要求至少達(dá)到銅5?m、銀3?m的厚度，鍍層保持在2年內(nèi)無明顯變色發(fā)黃發(fā)黑氧化現(xiàn)象，用于現(xiàn)網(wǎng)中技術(shù)要求高、耐功率、可靠性強(qiáng)的情況，成本相對(duì)偏高；行業(yè)內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品則采用回收鋁、二手銅或壓鑄鋁，不進(jìn)行電鍍，表面粗糙度一般達(dá)3.2?m，用于現(xiàn)網(wǎng)中可靠性一般、互調(diào)性能差、成本相對(duì)偏低的情況，如圖12所示。

4.2 器件故障情況性能分析

本次一共對(duì)1 000件故障無源器件進(jìn)行追蹤排查，它們的入網(wǎng)年限情況如圖13所示，其中入網(wǎng)5年及5年以下的器件總量為882個(gè)，占總數(shù)的88.2%；使用年限為6年及6年以上的有118個(gè)，僅占11.8%。由圖13可知，使用年限為4年的器件最多，一共306個(gè)（30.6%），其次是3年和5年，分別是185個(gè)（18.5%）和174個(gè)（17.4%）。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，無源器件使用4年后出現(xiàn)故障的占比最高，值得注意的是使用2年和3年的器件故障率與使用5年的故障率不相上下，說明近幾年無源器件的質(zhì)量形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

5 現(xiàn)網(wǎng)故障排查難度及維護(hù)成本

隨著數(shù)據(jù)流量的高速增長(zhǎng)，現(xiàn)網(wǎng)中對(duì)無源器件的質(zhì)量和性能指標(biāo)的要求也越來越高。系統(tǒng)擴(kuò)容，室分系統(tǒng)承載的功率變大，逐漸超出器件所能承受的界限，導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題層出不窮，這給維護(hù)部門帶來了極大的挑戰(zhàn)。問題的新穎化、多樣化越來越增加了排查的難度。部分原有的室分系統(tǒng)設(shè)備無法滿足要求、部分設(shè)備陳舊、指標(biāo)惡化，這都嚴(yán)重影響了整個(gè)分布系統(tǒng)的硬件性能和質(zhì)量，唯有加大整改力度，重點(diǎn)排查信源和前三級(jí)器件。同時(shí)為了提高排查效率，提升整個(gè)分布系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)將其承受高功率的器件直接更換為指標(biāo)較好的高品質(zhì)無源器件，如若繼續(xù)使用普通品質(zhì)的無源器件，雖然當(dāng)前的成本降低了，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，由無源器件的性能指標(biāo)差、性能不穩(wěn)定所帶來的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題，再加上投入大量人力物力排查問題、更換器件，這些后期成本的投入，將導(dǎo)致總成本不降反升。

6 結(jié)論與建議

本文從無源器件的品種、原理著手，通過實(shí)物外觀、性能指標(biāo)的對(duì)比和歷年來收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出：

首先，對(duì)室分無源器件質(zhì)量起主要影響的在于制造器件的原材料與加工工藝，特別是器件在高功率環(huán)境下使用一段時(shí)間后，劣質(zhì)無源器件性能指標(biāo)下降更為明顯。在選擇無源器件時(shí)適當(dāng)提高電氣性能指標(biāo)，同時(shí)在技術(shù)規(guī)范書中增加無源器件的使用材料及加工工藝上的技術(shù)要求。

其次，功率容量和互調(diào)抑制是引起無源器件對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要因素，而且載波數(shù)越多，發(fā)射功率越大，互調(diào)產(chǎn)物就越多，互調(diào)干擾就越大。實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)信源的前三級(jí)和主干上是故障點(diǎn)的高發(fā)段，那么相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方式就是在前三級(jí)和主干上更換高品質(zhì)無源器件，可以顯著提升整個(gè)分布系統(tǒng)硬件性能和質(zhì)量。

最后，除了器件本身的質(zhì)量問題，還需從分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性、現(xiàn)場(chǎng)施工規(guī)范性等方面去嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，才能從根本上解決室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬瑾. 室內(nèi)無源器件性能測(cè)試及對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響[J]. 中國(guó)無線電， 2012（5）.

[2] 潘沖. 淺析射頻無源器件應(yīng)用對(duì)無線通信的影響[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2014（6）.

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[4] 賴宏南. 一種寬帶微帶線耦合器的設(shè)計(jì)[J]. 電子質(zhì)量， 2014（4）.

[5] 曾祥希，鬲莉. 智能定向耦合器的設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新通信， 2014（6）.

[6] 弓永明，劉浩鑫，邱蘊(yùn). 功分器在相控陣饋電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J]. 電子科技， 2014（4）.endprint