NO334355B1 - Grensesnitt for lokale nettverk. - Google Patents

Abstract

Det omtales et integrert digitalt og analogt radiofrekvens RF grensesnitt (100) for å sende kombinerte digitale og analoge RF signaler over fiberbaserte lokalnettverk LAN. RF signalene mates/mottas t il/fra optiske transceivere (102) over en separat elektrisk RF port (104). De digitale og analoge RF signalene distribueres over fiberkabelen (118). Strukturen er i seg selv transparent for overføringen av RF signalene. Grensesnittet er integrert i LAN utstyret, for eksempel Ethernet eller FDDI svitsj, og muliggjør distribusjon av signaler til ulike bygninger eller steder i en bygning.

Description

Grensesnitt for lokale nettverk.

Foreliggende oppfinnelse vedrører i hovedsak distribusjon av radiosignaler mellom terminaler og basestasjoner, BS, via lokalnettverk, LAN, og mer bestemt til et grensesnitt som kan håndtere kombinert digital og analoge radiofrekvenser, RF, signaler for overføring over fiberbaserte LAN.

Passive og aktive distribuerte antennesystemer (DAS) som bruker koaks eller optiske fibre blir for tiden ofte benyttet for globale systemer for mobilkommunikasjon (GSM) ved innendørs dekning. Disse DAS bruker ofte en separat fiber - koaksstruktur til det f.eks. digitale lokalnettverket (LAN) strukturen. Flere infrastrukturer høyner prisen og øker drift og vedlikeholdskostnader.

GSM på nett bruker eksisterende LAN struktur med tilkobling av picobasestasjoner til LAN. Radiosignalet blir distribuert digitalt i en slik radio LAN struktur. For GSM på nett er en spesiell port nødvendig for å sikre sikkerheten fra Internett til det offentlige nettverket. Antallet transceiverenheter i en picobasestasjon er for tiden begrenset til et maksimum av to transceivere. Videre kan ikke GSM på nett gjøre bruk av grupperingseffektivitet.

I bygninger er det ofte benyttet mange ulike kablingssystemer, for å støtte ulike applikasjoner: - For LAN, Ethernet og fiberdistribuerte datagrensesnitt (FDDI) er de dominerende digitale overføringsstandarder IEEE 803.3 Gigabit Ethernetstandard og ANSI X3T12 FDDI standard som er definert på kategori 5 kabler, snodde kobberledningspar, CAT5, fibre og koakskabling.

I europeisk patentsøknad EP 792 048, "Pointrouteur multiprotocoles poure réseaux indudtriels", oppfinner J Alexandre, er det beskrevet et system for å sende signaler med ulike protokoller på samme optiske fibre. En utførelse kan distribuere analoge og digitale signaler, modulert på ulike bærebølger på samme optiske fibre.

GB2300549A omhandler et CATV-distribusjonsnett som tilveiebringer et grensesnitt mellom en basestasjon for cellebasert kommunikasjon og flere mobile terminaler. En hovedende-signalprosessor anbrakt ved hovedenden av CATV-nettet tilveiebringer en første frekvensomforming mellom en radiofrekvens for cellekommunikasjon og sendefrekvensen for CATV-nettet. Flere fjernantennedrivere er anbrakt ved fjernenden av CATV-nettet og tilveiebringer en andre frekvensomforming mellom radiofrekvens for cellekommunikasjon og sendefrekvensen for CATV-nettet.

Oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelsen framskaffer et grensesnitt som definert i vedlagte krav 1, og et system som definert i vedlagte krav 7.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en felles digital og radiosignals distribusjons-struktur med bruk av standard lokalnettverk (LAN) struktur og utstyr for å distribuere radiosignalene til fjernantenner.

Foreliggende oppfinnelse benytter et felles grensesnitt for den digitale og radiosignal distribusjonen. Dette grensesnittet kan løse et utall infrastrukturproblemer ved å distribuere radiosignalene (f.eks. GSM, UMTS) mellom en base-transceiverstasjon (BTS) og dens fjernantenner over den fiberbaserte LAN infrastrukturen. Grensesnittet er integrert i LAN utstyret (f.eks. Ethernet svitsj eller Ethernet koaks-til-fiber medieomformer). Fibre tilbyr i hovedsak enorm båndbredde og kan romme både digital og radiosignaloverføring.

Foreliggende oppfinnelse benytter et integrert digitalt og analogt radiofrekvens-grensesnitt (RF) for å sende kombinerte digitale og analoge RF signaler over fiberbaserte LAN. RF signalene mates/mottas til/fra optiske transceivere over en separat elektronisk RF-port. De digitale og analoge RF-signalene blir distribuert over fiberkabel LAN strukturen. Radiocellestrukturen kan bygges opp ved tilkobling av antenner til de elektroniske RF-portene ved LAN utstyret. Strukturen er i seg selv transparent for overføringen av RF-signalene.

Foreliggende oppfinnelse benytter eksisterende LAN struktur (kabling og anordninger), som muliggjør lavkostnads radiosignaldistribusjon f.eks. for distribuerte antennesystemer (DAS) i bygninger. Digital og radiosignalene som er separert i frekvensområdet eller kan separeres i romområdet ved bruk av ulike transceiverenheter i LAN utstyret eller fibrene i kabelen. Foreliggende oppfinnelse er en distribusjon av radiosignaler ved bruk av lokalnettverk infrastruktur (DoRSuLANI), her kalt grensesnitt.

En fordel ved å bruke dette grensesnittet er at ingen porter til det offentlige nettverket er nødvendig, f.eks. dersom sammenlignet med GSM på nett, p.g.a. at radio og digitalsignalene kan bli separert i frekvensområder eller i romområder ved bruk av ulike transceiverenheter i LAN utstyret. Grensesnittet kan også gjøre bruk av grupperingseffektivitet etter som basestasjonen (BS) kan sentraliseres.

Flere infrastrukturer med separat kabling og aksesspunkter, f.eks. fiberbaserte LAN og passive koaks DAS, er ikke nødvendig. Oppfinnelsen muliggjør en enkel kablingsinfrastruktur med felles aksesspunkter.

Oppfinnelsen muliggjør redusert installasjon, utplassering og drift og vedlikehold (OAM) kostnader. Nevnte LAN kan være offentlig eller privat.

En mer fullstendig forståelse av foreliggende oppfinnelse og mange av de tilhørende fordeler derav skal enkelt forstås etter som det samme skal bli bedre forstått ved henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse når sett i sammenheng med de vedlagte tegninger, hvori:

Figur 1 viser en oversikt av grensesnittet,

Figur 2 viser et FDDI backbone nettverk med grensesnitt, som muliggjør distribusjon av digitale og radiosignaler til ulike bygninger,

Figur 3 viser en typisk Ethernet LAN struktur i en bygning,

Figur 4 viser et måleoppsett for den kombinerte simultane digitalradiooverføringen ved bruk av standard gigabit Ethernet komponenter. Figur 5 viser intermodulasjonens dempning for GSM og forstyrrende CW signal-overføring over fiberlinken, Figur 6 viser BER i forhold til mottatt RF effekt for GSM 1800 signal, målt med

TEMS,

Figur 7 viser BER i forhold til mottatt optisk effekt for en gigabit/sekund datapurring (PRBS = 2<23->1), for antiparallell koblet og 600 meter MM fibre,

Figur 8 viser en linkbudsjettberegning for typisk GSM i bygning,

Figur 9 viser et oppsett med bruk av grensesnittet med 4 antenner,

Figur 10 viser grentap i forhold til avstand.

Figur 11 viser et andre oppsett for figur 9,

Figur 12 viser et tredje oppsett på figur 9,

Figur 13 viser et fjerde oppsett for figur 9.

De følgende forkortelser er benyttet:

BER Bit Error Rate

BS Base Station

BTS Base Transceiver Station

CAT5 Category 5 cable, copper twisted pair

CPU Central Processing Unit

DAS Distributed Antenna System

DR Dynamic Range

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing

FDDI Fibre Distributed DATA Interface

FTTS Fibre-to-the-Subscriber

GSM Global System for Mobile Communications

IMD Intermodulation Distortion

LAN Local Area Network

MAN Metropolitan Area Networks

MM Multi-mode fibre

OAM Operation and Maintenance

PRBS Pseudorandom Bit Sequence

RF Radio Frequency

TEMS Test Mobile Station

TRx Transceiver

VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser

WAN Wide Area Network

WDM Wavelength Division Multiplexing

Viser nå til tegningene hvor de like henvisningsnumre viser til identiske eller korresponderende deler i de ulike figurene.

Fig. 1 viser en oversikt av grensesnittet 100, et optisk grensesnitt, for den integrerte digitale og radiosignaloverføringen. Det kan være ett eller flere grensesnitt 100 i LAN utstyret, og hvert grensesnitt er koblet til minst én standard optisk enhet 106, f.eks. standard optiske konnektorer til en optisk fiberkabel 118. Det kan være mer enn en kabel 118. Kabelen 118 inneholder optiske fibre, som distribuerer signaler til LAN utstyret ved ulike steder eller på det samme stedet, f.eks. innen en bygning eller på et skoleområde, se fig. 2 og fig. 3. Hvert grensesnitt 100 har minst en felles/integrert standard optiske transceiverenhet (TRx) 102. Radiosignalene kan mates/mottas til/fra de optiske enhetene 106 over en ekstern elektrisk RF port 104. For å kombinere og eller splitte radiosignalene til mer enn en antenne eller innmating i mer enn en optisk TRx 102 (stjernestruktur) kan eksterne radiosignal splittere/ kombinatorer benyttes. RF porten 104 er koblet til en radioenhet 112 over signalgrenen 120, f.eks. med koakskabel. Radiosignalgrenen kan være en direkte tilkobling til den optiske transceiverenheten 102, men kan også inneholde en form for radiofrekvens spesifikk prosessering så som: filtre, forsterkere, splittere og kombinatorer, duplekser, etc. I hovedsak er grensesnittet 100 transparent dersom ingen radiomodus spesifikke filtre, forsterkere, etc, benyttes i radioenheten 112. Dersom simultan digital og radiosignaloverføring benyttes over en enkelt transceiverenhet 102, er en splitter 108 og signalkombinatorer 110 nødvendig for å separere det digitale og radiosignalet. Splitteren og kombinatoren kan trenge filtre for å motvirke signalforstyrrelse fra det digitale inn i radiobåndet og visa versa.

Basestasjonen(e) (BS) (f.eks. for GSM/UMTS) eller fjernantenneenheten(e) er koblet over koakskabler til nevnte elektriske RF inn/utport(er) 104. Grensesnittet 100 er i hovedsak transparent til den digitale og radiosignaloverføringen i båndbredden til den optiske linken. Lav databitrate overføring for alarm og kontroll av funksjoner mellom basestasjonen og det tilkoblede LAN utstyret kan anvendes over:

• Nevnte 104 grensesnitt(ene)

• Separate digitale grensesnitt som kan kobles direkte til hovedkortet til LAN utstyret.

Et digitalt grensesnitt 116 kobler LAN kortene (Gigabit Ethernet kort eller grensesnittkortet 100) til hovedkortet, bakplan, til LAN sentral prosesseringsenhet (CPU), f.eks. svitsj, hub, ruter, etc. Hovedkortet oppfyller normalt oppgaver som: kontroll av LAN kortene, kryptering, adressering, digitalsignalprosessering, etc. For radiosignalet kan alarmering og kontrolleringsfunksjonen i tilfelle feil være implementert og prosessert i hovedkortet.

Fig. 2 viser et FDDI backbone nettverk 200 med grensesnitt 100 som muliggjør for distribusjon av de digitale og radiosignalene til de ulike bygninger A, B, og C, som er tilkoblet via en FDDI ring 222. Grensesnittet 100 er integrert i FDDI utstyret 202 og 218. Enheten 202 kan være en FDDI svitsj eller ruter. I fig. 2 er svitsjen 202 en ruter som er tilkoblet til et offentlig fjernnett (WAN) 212 over en brannvegg 206. Enheten 218 kan være en FDDI svitsj, ruter eller konsentrator. I bygning A blir et RF utsignal fra en radiobasestasjon 204 matet inn i grensesnittkortet 100 lokalisert i FDD ruteren

202. Etter den elektriske til optiske omformingen i nevnte grensesnitt(e) 100 blir radiosignalet, sammen med det digitale signalet, sendt til de ulike bygningene A, B og C i det samme skoleområdet. For tydelighets skyld er kun et grensesnitt 100 vist ved hver FDDI anordning, imidlertid er for hvert punkt-til-punkt tilkobling av to FDDI anordninger, et separat grensesnitt 100 nødvendig.

I bygningene A, B og C kan radiosignalene i hovedsak bli videre distribuert som vist i fig. 3, ved bruk av f.eks. en Ethernet fiberstruktur. Ethernet svitsj/ruter 208 i bygning A er koblet til radiobasestasjonen over et grensesnitt 100 i FDDI utstyret 202.

I bygning B er FDDI konsentratoren 218 koblet til applikasjonsserverene 210 og til fjernantenner 220 over nevnte grensesnitt(ene) 100. Mer enn en antenne kan være koblet til et grensesnitt 100 ved bruk av enten ekstern eller intern splitter/kombinator. 1 bygning C er datamaskiner 216 og fjernantenner koblet til FDDI utstyret, hvor tilsvarende til bygning B er nevnte grensesnitt(ene) 100 RF port(ene) 104 benyttet for tilkobling til antennene.

Grensesnittet 100 er i hovedsak anvendbar til hvilken som helst LAN struktur, f.eks. en blanding av Ethernet, Token Ring og FDDI, ved utnyttelse av fibre for dataoverføring.

Fig. 3 viser et eksempel på grensesnittet 100 i en Ethernet infrastruktur, se også fig. 2 bygning A. Vi antar full dupleksmodus for Ethernet fiberstrukturen, en fiber for sending og en fiber for mottak.

Ethernet-svitsjen 208 på stedet A.1 er tilkoblet over FDDI ruteren 202 til radiobasestasjonen, men kun i hovedsak være direkte koblet til radiobasestasjonen 204 over koakskabelen. Dersom Ethernet anordningene er utstyrt med grensesnitt(ene) 100 kan radiosignalet bli distribuert i bygningen til ulike steder A.1 og A.2. De digitale og radiosignalet kan anvende:

• Den samme fiber eller optiske transceiverenhet 102,

• Den samme fiber og ulike optiske transceiverenheter 102, f.eks. ved bruk av oppdelt bølgelengde multipleksing (WDM) med optiske filtre eller

• Separate fibre og separate transceiverenheter.

Stedet A.1 omfatter en brannvegg 206, som er koblet til Internett (WWW) 312, basestasjonen (BS) 204, f.eks. GSM/UMTS, koblet til GSM-nettverket 214 er en annen Ethernet svitsj 208, en annen applikasjonsserver 210, og datamaskiner 216. På stedet A.1 er en av disse datamaskinene 216 koblet til grensesnittet 100 i Ethernet-svitsjen 208. Grensesnittet 100 ved den stasjonære terminalen kan være f.eks. en ekstern fiber-til-koaks medieomformerboks. Ulike mobiler 308, som er koblet til basestasjonen over fjernantennene, er indikert i figuren.

Dersom datamaskinene 216 har til hensikt å sende radiosignaler er de koblet til grensesnittet 100 i Ethernet-svitsjene 208, ellers er datamaskinene 216 koblet direkte til Ethernet-svitsjene 208. En bærbar laptop 304 er fysisk koblet til en mobilterminal 308, så som GSM/UMTS terminal, som igjen er i kontakt med basestasjonen 204 via konsentratoren 202. Ethernetutstyret 208 på stedet A.2 er koblet til Ethernetutstyret 208 på stedet A.1 over grensesnittet 100. Ethernet-svitsjen på stedet A.2 er videre koblet til en repeater/ruter/svitsj 314 over grensesnittene 100 ved begge stedene. Repeateren/ruteren/svitsjen 314 på stedet A.3 er tilkoblet til en stasjonær IP telefon 302, og en stasjonær datamaskin 216 (radiomobilenheter er ofte kalt terminaler). Fjernantenner er koblet til grensesnittene 100 på stedet A.2 og A.3. Dette grensesnittet 100 kan i hovedsak støtte flere radiosystemer over et enkelt grensesnitt 100 dersom radiosystemene arbeider ved ulike frekvenser, f.eks. GSM som drives ved 1.8 GHz og UMTS som drives ved 2 GHz.

Avhengig av radiosystemene, fjernantennenettverksystem, antall antenner, celle-størrelse, omgivelser, etc, kan radiosignalene trenge eksterne forsterkere, filtre og kombinatorer for radioopplink og nedlink mellom grensesnittet 100 og fjernantennene.

Grensesnittet 100 kan bygges på ulike måter:

• Grensesnittet 100 har mer enn en optisk transceiver 102. En TRx enhet 102 kan benyttes for digital overføring og en for radiooverføring. To optiske TRX enheter kan bygges inn for redundansformål. • Hver optisk TRx enhet 102 har sin egen Rx og Tx optisk utgang for å sende og mottaksbanene selv om kun en optisk fiber kan benyttes ettersom signalet kan splittes og kombineres i det optiske området ved bruk av oppdelende bølgelengdemultipleksingsteknologi.

I hovedsak er grensesnittet 100 tilsvarende til et standard digitalt LAN utstyrskort (for eksempel Gigabit Ethernet kort), som kan plugges inn i hovedkortet til LAN svitsj/ruteren (for eksempel Gigabit Ethernet svitsj). Det er også mulig å integrere grensesnittet 100 i eksterne LAN medieomformere (optiske til elektriske omformere). I figur 3 er tilsvarende som i figur 2 kun et grensesnitt 100 vist ved hvert Ethernet utstyr, for enkelhets skyld, selv om for hvert punkt-til-punkt tilkobling mellom Ethernet anordningene er et separat grensesnittkort 100 nødvendig.

Noe behandling av radiosignalet kan implementeres i radioenheten 112 (for eksempel filtrering, forsterkning, etc). Denne radiosignalbehandlingen kan utføres ved RF eller ved en mellomliggende frekvens. Hvis det utføres ved en mellomliggende frekvens er opp og ned omformere nødvendig. Radiosignalene kan sendes ved en mellomliggende frekvens over fibernettverket, ved bruk av for eksempel nedfrekvensomformer ved LAN grensesnittet 100 koblet til basestasjonen og oppfrekvensomformere ved grensesnittene 100 som er koblet til fjernantenneenhetene. Ved mellomliggende frekvenser utsettes radiosignalene for mindre tap i den optiske linken. I US-patent 6.157.810, J. B. Georges og D. M. Cutrer, "Distribution of radio-frequency signals trough low bandwidth infrastructures", er en mellomliggende frekvens benyttet for å distribuere radiosignaler mellom basestasjonen og fjernantennene.

RF signalet benytter en inn og ut radiofrekvensport 104. Det kunne også vært en enkelt RF connector og sende/mottakssignalet kunne vært splittet i radiosignalbanen 120 ved bruk av radiodupleksere.

Andre eksempler hvor grensesnittet 100 kan være av fremtidig interesse er Ethernet baserte storbynett (MAN). Ethernet baserte MAN viser en økende popularitet. Tilsvarende til figur 2 kan Ethernet baserte fiber til abonnent (FTTS) struktur benyttes for å distribuere radiosignaler, for eksempel til individuelle hus/bygninger A, B og C, ved bruk av grensesnittet 100.

Et oppsett i samsvar med figur 4 er blitt benyttet for å vise hvordan grensesnittet virker. Grensesnittet er fremstilt ved bruk av standard Gigabit Ethernet LAN utstyr. Fradragsfrie, samtidige GSM-1800 og en Gigabit per sekund digital dataoverføring blir etablert over den samme optiske linken i oppsettet i figur 4. I Gigabit Ethernet, ved bruk av multimodusfibere, kan fiberlengder på opp til 550 meter benyttes. Dette er minimum driftsavstandskrav for drift av kortbølgelengder på 850 nm. Multimodusfibere, selv om de har høyere tap og spredning sammenlignet med enkeltmodusfibere, muliggjør bruk av potensielt billige optiske transceiverenheter. Grensesnittet kan i hovedsak benyttes for hvilken som helst type fibere, laser og radiosystem. Imidlertid gir multimodusfibere i kombinasjon med VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) og den simultane digital - radiooverføringen de høyeste begrensninger på grensesnitt-linkbudsjettet. For alle andre typer lasere og fibere, som anbefalt i LAN standarder, kan linkytelse forventes å være bedre for slike fiberlengder. En sending fra GSM-1800 og 1 Gigabit per sekund digital data over en enkelt optisk link ved bruk av 600 meter MED MER fibere er blitt benyttet. Fra den maksimale inneffekten, tap og støy, figur 7, til fiberradiosystemet er en linkbudsjettberegning blitt utført for et typisk GSM i bygningssystem ved vurdering av celle-størrelse per antenne og radiogrentap for ulike innendørs omgivelser. Fiberradiosystemet tilsvarende som benyttes i oppsettet viste seg å ha tilstrekkelig dynamisk størrelse for typisk GSM i bygning distribuert antennesystemer selv i tilfellet der mer enn en bærer blir sendt over linken.

I oppsettet, figur 4, er en lavkostnads kommersielt tilgjengelig ukjølt 850 nm VCSEL og PIN fotodiode med forforsterker benyttet, for eksempel Mitel 1A448 SC-2A, 8C478 SC-2A. Disse komponentene er konstruert for Gigabit Ethernet applikasjoner. MMF lengde er 600 meter for å oppfylle minimumslengdekravene i 1000 base-SX Gigabit Ethernet spesifikasjonene. Nevnte MMF er Corning's InfiniCor 600 multi-modus 50/125 nm fibere konstruert for Gigabit Ethernet overføring, 600 meter ved 850 nm ved bruk av laserkilder. 1 Gigabit/per sekund ikke retur til 0 pseudotilfeldig bit sekvenssignal, PRBS = 2<23>- 1, Anritsu MP 1604B, og GSM radiosignal som drives ved 1800 MHz, Ericsson RBS 2202, er kombinert ved bruk av en 6 db effektkombinator som drives fra DC - 2 GHz. Formagnetiseringsstrøm på 10 mA og kombinert digital, Vpp = 0,3 V, og radiosignal, Vpp = 0,4 V, mates til VCSEL ved bruk av en forspenningskobling.

Etter overføring gjennom fibrene blir signalene splittet opp i en digital og radiogren. Bit feil rate (BER) til det digitale signalet blir målt etter lavpassfiltrering og forsterkning ved bruk av et testsett for bit feil, Anritsu MP 1605B. Dataoverførings-hastigheten på 1 Gigabit per sekund ble valgt ettersom de tilgjengelige lavpass-filtrene hadde en blokkeringsfrekvens på omtrent 1 GHz. På sendersiden var det nødvendig å begrense utspektrum av de digitale signalene innført i GSM båndet, og på mottaker siden å begrense GSM signalet for innføring i bredbåndsmottakeren til testsettet for bit feil.

BER til radiosignalet ble målt med en Ericsson testmobilstasjon (TEMS) for GSM. En omløpsenhet separerte radio nedlink og opplinksgrener. Fjernantenne vil normalt være koblet til utgangen til omløpsenheten som indikert i figuren.

De følgende karakteristikker ble målt for å bestemme optisk link for den kombinerte analoge - digitale overføringen:

Fiberlinkparametere.

Intermoduleringsdempning.

Blokkeringskarakteristikker.

BER for digital og analog overføring.

Fra disse parametrene ble det dynamiske området til den optiske linken beregnet. Det dynamiske området ble deretter sammenlignet med dynamisk områdekrav målt ved typiske innendørs GSM distribuerte antennesystemer (DAS) installasjoner.

For de benyttete fiberlinkene ble de følgende RF parametere målt:

1 dB kompresjonspunkt er ved~5dBm RF inneffekt til laseren.

RF tap på~25dB ved 1,8 GHz, for eksempel for GSM, og 29dB ved~2 GHz, for eksempel for UMTS, for 1600 meters MED MER fibere.

Utstøyeffekt ved optisk mottaker~-141 dBm/Hz (for 200 KHz BW korresponderer dette til~-88dBm).

Laseren ble satt under forspenning ved 10 mA som korresponderer til en laser uteffekt på~-10dBm. Den optiske dempningen er < 2,5dB ved Å = 850 nm.

Intermodulasjonsdempningen til linken blir målt ved å tilføre et GSM signal og et interferende CW signal ved 30dB under effektnivået til det ønskete signalet (GSM 0,5.0,5 paragraf 4.7.2. referanse [GSM spesifikasjon GSM 0,5.0,5]). Denne målingen er relevant for nedlink ettersom de ikke-lineære elementene i overføringsgrenen forårsaker forvrengning dersom det sendes på mer enn en RF kanal. Standarden krever at IMD produktet ikke overgår -70dBc eller -36dBm, hvilken som er høyest.

For innendørs DAS-GSM installasjoner er inneffekt ved antennetilkoblingen vanligvis omtrent 10dBm/bærer. Figur 5 viser målt IMD effekt i forhold til inneffekt til det ønskete GSM signalet. En etterforsterker med en forsterkningsgrad på~34dB etter mottakeren er blitt benyttet til å forsterke uteffekten. Det kan sees at maksimum RF inneffekt til laseren skal være < 1dBm for ikke å overgå -36dBm maksimum tillatt

IMD.

Blokkeringskarakteristikk er en måling av opplinksevnen for å motta et ønsket signal ved sin kanalfrekvens ved tilstedeværelse av et sterkt uønsket signal, under en spesifikk grense, på andre frekvenser uten reduksjon av ytelse.

Siden fiberlinken i opplink kan ansees som "innforsterker" til basestasjons-mottakeren, og på grunn av at en GSM-1800 BS er benyttet i dette oppsettet, er blokkeringskarakteristikker målt ifølge GSM 05.05 spesifikasjonen, seksjon 5.1. Signalnivået til et ønsket GSM signal er satt 3dB over BS mottaker-sensitivitets-grensen (omfattende grensesnittlinken med 600 meter MM fiber) og uønsket sinusbølge (800 KHz vekk fra GSM signalet) signalnivået økes inntil BER viser svekkelse. Effekten til den uønskete sinusbølgen kan økes opptil omtrent 5dBm, ved inngangen til laseren, uten å svekke BER i det ønskete GSM signalet.

BER fradraget til fiberlinken for den digitale og radiooverføringen er blitt målt, for å forstå om linken som forårsaker svekkelsene reduserer radio og den optiske mottakerens sensitivitetsnivåer.

BER til 1 Gigabit per sekund digital signalet i forhold til optisk mottatt effekt er vist i figur 6. Den optiske dempningen etter laseren blir brukt for å redusere og å balansere mottatt effekt. Resultatene er vist for tilfellet med antiparallell fibere,~7 meter MM fibere, med GSM signalet slått av og satt på, og for 600 meter MM fibere med GSM signalet slått på. Intet fradrag kunne observeres for den samtidige digitale og radiosignaloverføringen. I realiteten viste målt BER for 600 meter MM fibere med samtidig radiooverføring noe bedre mottakssensitivitet enn tilfellene med antiparallell kobling. Denne forskjellen kunne også observeres ved repetering av målingene. En grunn for denne observasjonen kan være det begrensende laserutstrålingsforholdet benyttet i oppsettet, ettersom likevektsmodusdistribusjon ikke oppnås over slike korte fiberlengder. Den oppnådde mottakersensitiviteten er~-15,5dBm for en BER på 10"<11>.

For BER måling på GSM-1800 signalet ble den optiske dempningen satt til 0 ettersom den elektriske demperen i front av TEMS mottakeren ble benyttet til å redusere og å balansere det mottatte signalnivået (RxLev). Det ferske BER i radio nedlink ble målt på radiokringkastingskanalen. Figur 7 viser BER som en funksjon av mottatt effekt for tilfellet med antiparallellkobling ved bruk av koaksial kabel, koakskabel~6 meter, 600 meter MM fiber med det digitale signalet slått av og med radio og digital signalet løpende samtidig. Intet BER fradrag er observert for den samtidige radio og digital overføringen over 600 meter MMF. Den antiparallellkoblete fiberoverføringen viste tilsvarende BER verdier til den 600 meter MM fiber-overføringen og målepunktene er blitt utelatt i figuren for å tydeliggjøre. For inneffekter > -102dBm kunne ingen BER bli målt innen oppløsningen gitt av TEMS utstyret. Referansesensitivitetsnivået for GSM-1800 terminalene og basestasjonene er -102 og -104dBm respektiv, med maksimum BER avhengig av type kanal, for eksempel datakanal BER < 0,1%, /3/. Tilfellet med antiparallellkobling ved bruk av koakskabel viste noe høyere BER enn radio over fiberoverføringen. Denne forskjellen er innenfor oppløsningen til det brukte TEMS utstyret.

For parallell digital-GSM signaloverføring begrenser 1dB kompresjonspunktet maksimal inneffekt til laseren. Fra den maksimale inneffekten, tap og støytall til fiberradiosystemet vil vi gjøre en linkbudsjettberegning for et typisk GSM i bygningssystem, som vist i figur 8.1 linkbudsjettet er beregning utført for tap og støy til signalet fra en optisk mateenhet (grensesnitt 100) ved vurdering av 4 fjernantenner, se figur 9.

Radio opplink begrenser maksimalt grentap for fiberradiosystemet (4) til omtrent 82dB. Linkbudsjettet som gitt i figur 8 er kun en indikasjon og kan optimaliseres, for eksempel ved å nøye plassere fjernantenneenhetene for å motvirke høye signal-nivåer ved radio opplink for å øke forsterkningsgard i den første forsterkeren.

For innendørs miljøer kan grentapene estimeres ved bruk av Multiple Wall Modell som beskrevet i COST Action 231 [COST Action 231, "Digital mobile radio towards future generation systems," final report 1999.] Ved å ta en romstørrelse på 4 meter og å tillate for et overflateavbrudd på 5% kan grentapet A vist i figur 10 bli beregnet. Den maksimale celleradien for 82dB grentap er omtrent 20 meter. I nåværende, innendørs distribuerte antenneinstallasjoner er celleradius mellom~15 til~25 meter svært vanlig.

Systemlinkbudsjettet kan økes med omtrent 6dB dersom det benyttes separate, optiske transceiverenheter for digital og radiooverføring. Ved overføring ved mer enn en GSM bærer og dersom det benyttes kun en laser må RF inneffekt reduseres ved~20xlog (#bærere), for å motvirke signalklipping.

Grensesnittstrukturen er i hovedsak skalerbar til hvilken som helst fremtidig LAN standard, ettersom radio og digitalsignalet kan mates til separate optiske transceiverenheter innenfor LAN utstyret, for eksempel et grensesnitt 100 med et antall 102 grensesnitt. For fremtidige LAN standarder vil de optiske transceiverne og fibrene være i stand til å støtte høyere digitale datarater. Dette vil igjen være fordelaktig for grensesnittet, ettersom for eksempel linkbudsjettet for radiooverføringen vil øke. Grensesnittet kan benyttes for fremtidige radiostandarder. Figur 11 viser hvordan radiosignalet fra en GSM/UMTS basestasjon kan mates til et uttall grensesnitt 100 kort i LAN utstyret ved bruk av en ekstern 4/4 multi-kringkastende matrise. En stjernestruktur kan bygges opp med fjernantenner koblet til LAN utstyret med nevnte grensesnitt(ene) 100. I denne figuren er det også indikert den digitale og radiosignaloverføringen over separate fiberpar ved bruk av separate TRx enheter 102 i grensesnittet 100. Figur 12 viser et eksempel på hvordan eksterne medieomformere konstruert for LAN overføring kan benyttes for å integrere grensesnittet 100 med fjernantenner. Figur 13 viser et oppsett hvor radio og digitalsignalet oppstår fra det samme grensesnittet 100, men benytter separate sendere og fiberpar. Fiberparene trenger ikke å avsluttes ved det samme grensesnittet 100 men de kan avsluttes ved hvilken som helst annen plassering. Den optiske linken med radiosignalet kan være for eksempel direkte splittet til et annet grensesnitt 100 sin optiske link.

Et uttall modifikasjoner og variasjoner av foreliggende oppfinnelse er selvfølgelig mulig i sammenheng med beskrivelsen ovenfor. Det må derfor forstås at innenfor omfanget av de vedlagte kravene kan foreliggende oppfinnelse utøves annerledes enn spesifikt beskrevet heri.

Claims (9)

1. Digitalt og analogt radiofrekvens, RF, grensesnitt (100) for kommunikasjon til og fra et lokalnettverk, hvor radiosignaler i lokalnettverket er digitale og analoge, og grensesnittet (100) er tilkoblbar til lokalnettverket som har et optisk fibernett (222), en radiobasestasjon BS (204) og minst en fjernantenneenhet (220), som er koblet til lokalnettverket, karakterisertvedat grensesnittet (100) er innrettet til samtidig å håndtere digitale og analoge radiosignaler, og omfatter minst en transceiverenhet (102) og minst en RF port (104), der transceiverenheten (102) er koblet til RF porten

(104) for distribusjon av radiosignalene matet/mottatt til/fra transceiverenheten (102) over RF porten (104) fra/til radiobasestasjonen (204) med ytterligere distribusjon til utstyr (202,208) eller terminaler (216,302, 304,308) eller nettverk (214,312) eller nevnte fjernantenneenheter (220) tilkoblet via koakskabel/koakskabler.

2. Grensesnitt i samsvar med krav 1,karakterisertvedat transceiverenheten (102) er innrettet til å anvende digitale og analoge signaler i transceiverenheten (102).

3. Grensesnitt i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisertvedat transceiverenheten (102) er tilkoblbar til en optisk enhet (106) koblet til fiberkabelen (118).

4. Grensesnitt i samsvar med et av de foregående kravene,karakterisertv e d at RF porten (104) er koblet til signalbanen (120) som er koblet til en radioenhet (112) når den samme transceiverenheten (102) blir benyttet.

5. Grensesnitt i samsvar med krav 3, karakterisertvedat grensesnittet (100) omfatter en signalsplitter (108) og signalkombinator (110).

6. Grensesnitt i samsvar med krav 4 eller 5, karakterisertvedat grensesnittet (100) omfatter et digitalt grensesnitt (116), som er tilkoblbar til et hovedkort til en svitsj, en hub, en ruter, etc. (208,314), hvor hovedkortet, for det digitale signalet, er innrettet til å utføre kontrollering av alle grensesnittene, kryptering, adressering, alarm og kontrollfunksjoner for radiosignalene.

7. System omfattende et backbone nettverk (200), et lokalnettverk omfattende et optisk fibernettverk (222), et radionettverk for overføring av digitale og analoge radiosignaler, utstyr (202,208), radiobasestasjoner (204), terminaler (216,302,304,308) og minst en fjernantenneenhet (220), karakterisertvedat systemet omfatter minst ett digitalt og analogt radiofrekvens, RF, grensesnitt (100) som er koblet til backbone nettverket (200) og som er innrettet til samtidig å håndtere digitale og analoge radiosignaler, og at grensesnittet (100) omfatter minst en transceiverenhet (102) og minst en RF port (104), hvor transceiverenheten (102) er koblet til RF porten (104) for distribusjon av radiosignaler matet/mottatt til/fra transceiverenheten (102) over RF porten (104) fra/til basestasjonen (204) med videre distribusjon til utstyret (202,208) eller terminalene (216,302,304,308) eller nettverk (212,214, 312) eller fjernantenneenhet(er) (220) tilkoblet via koakskabel/koakskabler.

8. System i samsvar med krav 7, karakterisertvedat grensesnittet (100) er tilkoblbar til en hovedsvitsj, en repeaterer, et hub, eller en ekstern LAN medieomformeranordning.

9. System i samsvar med krav 7, karakterisertvedat hovedsvitsjen er en Ethernet svitsj eller en FDDI svitsj.