南京泰通GSM-R光纤直放站培训资料

南京泰通GSM-R光纤直放站

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目 录

一、 GSM-R光纤直放站系统工作原理介绍 ................. 3 二、 GSM-R光纤直放站近端机 ........................... 4 1、GSM-R光纤直放站近端机的构成 ........................ 4 2、GSM-R光纤直放站近端机的原理 ........................ 6 3、GSM-R光纤直放站近端机的测试步骤 .................... 7 4、GSM-R近端机处常用工程器材及连接拓扑图 .............. 8 三、 GSM-R光纤直放站远端机 .......................... 11 1、GSM-R光纤直放站远端机的构成 ....................... 11 2、光纤直放站远端机的原理 ............................ 14 3、GSM-R远端机处常用工程器材及连接拓扑图 ............. 15 4、GSM-R光纤直放站远端机的测试步骤 ................... 19 四、 GSM-R光纤直放站网管 ............................ 19

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一、 GSM-R光纤直放站系统工作原理介绍

直放站属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线信号收发中转设备。

直放站的基本功能就是把基站的无线信号延伸到基站覆盖不到的弱场区，如：隧道内、地下室、山区等，是GSM-R系统实现铁路“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一。

系统工作原理:

GSM-R 光纤直放站系统由耦合器；近端机；光传输部分；远端机；远端天线或漏缆等部分构成。

耦合器的作用：

（1） 把BTS（基站）发出的下行射频信号耦合一部分给近端机，同

时不影响基站的正常使用；

（2） 把近端机输出的上行信号耦合输入给基站。

近端机与远端机之间通过光纤连接，一台近端机可以连接多台远端机。

下行信号传输过程：通过耦合器从基站耦合很微小的射频信号

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（-10~10dBm）给近端机，通过双工器，送到近端机内光端机（λ=1550nm）RF-IN端口，将射频信号转换为光信号通过光缆传送到远端机。远端机的光端机（λ=1310nm）把光信号转换为射频信号输出（RF-OUT端口），通过功放模块将射频信号进行功率放大，最后通过天线或漏缆把下行信号覆盖到弱场区。

上行信号传输过程：移动台发出的射频信号通过远端天线或漏泄电缆输入到远端机，上行信号经低噪声放大模块放大后，输入到远端机的光端机（λ=1310nm）RF-IN端口，将射频信号转换为光信号通过光缆传送到近端机。近端机把信号耦合到基站。

二、 GSM-R光纤直放站近端机

1、GSM-R光纤直放站近端机的构成

近端机由电源单元（PWR）、网管单元（OMU）、、控制单元（MCU）、光单元（OEU）、射频单元（RFU）等几部分组成。 体积：483mm×400mm×222mm（高×宽×深）， 重量：小于10kg。

图1 光纤直放站近端机

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光纤接口

电池接口

射频接口 天线接口

GPRS天线接口

电源输入

电源输出 数据接口

以太网口

外部I/O

图2 近端机接口示意图

PWR：采用DC-48V/15-80W电源模块，为近端机各个单元进行供电，板件型号：TGZ-R-PWR-3306（V1）。

图3 近端机电源模块

OMU：内部采用485总线对OEU、RFU、MCU、PWR进行数据收集，外部通过以太网接口上报至网管中心，板件型号：TGZ-OMU-5201（V1）。

MCU：上报维修和开通信息，板件型号：TGZ-R-MCU-3004（V1）。 OEU：采集远端机数据，内部采用双纤光端机实现光电转换功能，实现主备光纤冗余功能，板件型号：TGZ-OEU-5105（V1）。

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图4 近端机双纤光端机

RFU：对射频信号进行上下行分路，板件型号：TGZ-RFU-5007（V1）。

功分器 CPU 合路器 RS485 信号检测/单级放大 双工器 耦合器

OMU

图5 射频单元内部框图

图6 双工器 图7 单级放大模块

2、GSM-R光纤直放站近端机的原理

近端机的功能主要是将从基站耦合的射频信号通过光端机转换为光信号传输至远端机处。其中OMU对OEU、RFU、MCU、PWR进行数据信息采集，将收集的数据信息通过以太网接口上报至网管中心，并且近端机具有漏缆监测接口、动力环境监测接口和辅助报警接

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口等扩展接口。

1 远端机 OEU 2 远端机 OEU RFU 分 信号检测 合 双3 远端机 /ATT 路 工 OEU 器 器 4 远端机 OEU 1 ～4光端口 RFin LRMS 扩展485BUS 接口 PWR 电源单元 动力监控 MCU 监控单元 以太网 OMU网管 接入单元 辅助报警 I/O RS232 本地调试 图8 光纤近端原理框图

3、GSM-R光纤直放站近端机的测试步骤

（1）检查从耦合器耦合端口到近端机RFin端口的射频跳线和基站到

耦合器输入端口的射频跳线是否短路或断路； （2）检查近端机接地线是否牢固，测量地阻值（≤4Ω）； （3）测量基站的输出功率和近端机耦合输入电平值（基站输出功率

－耦合器耦合度，一般范围在-10～10dBm），确认射频跳线及耦合器是否正常；

（4）测量近端机电源线是否连接正确,供电电压是否正常；

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30～45dB 耦合器

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（5）使用光功率计测量近端机的发光功率（λ=1550nm，不含光分路器时：单纤≥3dBm,双纤≥0dBm，二光分路损耗：3.5dB）和收光功率（λ=1310nm，一般数值：远端机光端机发光功率-光缆损耗-光法兰盘损耗±2dB，光缆损耗计算方法：0.35dB/km, 法兰盘损耗计算方法：0.5dB/个）是否正常；

（4）用近端机调试线与近端机的调试接口连接：对近端机进行相应的初始化设置IP地址、站点编号、子编号、光单元等；

（5）测试收无光告警：拔下近端机光单元尾纤，通过本地测试软件查询近端机显示光路告警，光单元面板指示灯亮；

（6）通过近端机查询、设置远端机的参数及状态；（参数和状态参考开通报告）；

（7）检查近端机上行底部噪声；

（8）通过网管中心查询确认近端机和远端机的参数及状态。

4、GSM-R近端机处常用工程器材及连接拓扑图

（1）基站与直放站的安装位置：

图9近端机与基站的安装位置

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（2）耦合器：用来连接基站、天线和近端机的无源器件。 耦合端口：用射频跳线连接至近端机射频输入端口 RF IN：用射频跳线连接至基站射 频输出端口图10耦合器

（3）3dB电桥：

①将基站的两路耦合输入信号合路成一路信号输入近端机； ②将近端机的输出信号分成两路信号输出至基站射频端口。

图11 3dB电桥

（4）负载：用于连接多余射频端口，匹配端口阻抗。

图12 负载

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RF OUT：连接同轴避雷器和天馈线的端口 南京泰通GSM-R光纤直放站培训资料

（5）近端机处连接拓扑图

图13 近端机处连接拓扑图

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三、 GSM-R光纤直放站远端机

1、GSM-R光纤直放站远端机的构成

GSM-R光纤直放站远端机主要由射频模块、光电信号转换模块、电源模块、监控模块四个部分组成。

体积：565mm×375mm×226mm（高×宽×深） 重量：小于20kg

图14 光纤直放站远端机

图15 远端机接口示意图

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（1） 射频模块主要由功放模块、低噪声模块、双工器等组成。

图16功放模块 图17 低噪声模块

图18 双工器

（2）光电信号转换模块主要是指光端机模块，太中银线采用双纤光端机，实现主备光纤冗余热备功能。

图19 双纤光端机

（3） 电源模块为整个远端机各模块供电，指标：AC220V/27V8A/9V5A。

图20 远端机电源模块

（4） 监控模块通过485总线采集设备内各射频模块、电源模块、光

转换模块的相关信息，通过光端机传输给近端机，最终上报至

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网管中心。板件型号：TGZ-R（HB）-33230（V1）。

图21远端机控制面板

监控模块指示灯含义：

? 电源灯：反映设备供电状态。灯亮表明设备无外部供电。 ? 工作灯：反映设备控制程序的工作状态。闪烁表明程序运行正常。

? TX数据灯：在设备向近端机发送数据时闪烁。 ? RX数据灯：在设备接收近端机数据时闪烁。

? 功放驻波灯：反映设备天馈线状态，灯亮表明驻波太大，告警。

? 光路状态灯：反映设备光端机状态，灯亮表明光路告警。 ? 上行灯：反映上行低噪放模块状态，灯亮表明告警。 ? 下行灯：反映下行功放模块状态，灯亮表明告警。 ? KEY：按键指示，有键按下时，该灯亮，数据发送完毕后，

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该灯灭。

按键含义：

? 巡检：供铁路巡检人员向网管中心报告的按键，按下后KEY灯亮，在网管系统读取后熄灭。表明工作人员到达现场。 ? 检修：供铁路检修人员向网管中心报告的按键，按下后KEY灯亮，在网管系统读取后熄灭。表明工作人员到达现场，设备故障已修复。

2、光纤直放站远端机的原理

远端机通过通信光缆与近端机连接，把近端机送入的光信号还原成RF信号，并将此信号通过功放模块进行放大后将信号覆盖到弱场区；将接收区间机车或手持台的RF信号转换为光信号传输给近端机。

监控模块通过485总线对功放模块、低噪声模块、光端机和电源模块进行数据采集，通过光端机传输至近端机，最终上报至网管中心。

光 功放模块 双 端 工机 器 ANT

低噪放 射频模块

电源模块 控制模块 电池 光端机

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图22 远端机原理框图

3、GSM-R远端机处常用工程器材及连接拓扑图

（1）1/4λ同轴避雷器：无源防雷器件（必须接地线）

图23 同轴避雷器

（2）3dB电桥:

①将远端机的输出信号分成两路输出至天线或漏泄电缆； ②将移动台的上行合路输入远端机射频端口。

图24 同轴避雷器

（3）负载：用于连接多余射频端口，匹配端口阻抗。

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图25 负载

（4）板状天线：增益16dBi以上。

图26 板状天线

（5）馈线

图27 7/8”馈线 图28 1/2”馈线

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图29 各种射频跳线及接头

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（6）远端机处连接拓扑图

图30 远端机处链接拓扑图

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4、GSM-R光纤直放站远端机的测试步骤

（1）测量远端机电源线是否连接正确,供电电压是否正常（防止正负极接错）；

（2）用光功率计测量远端机的发光功率（λ=1310nm，不含光分路器时：单纤≥3dBm,双纤≥0dBm）和收光功率（λ=1550nm，正确数值：近端机光端机发光功率-光缆损耗-光法兰盘损耗±2dB，光缆损耗计算方法：0.25dB/km, 法兰盘损耗计算方法：0.5dB/个）是否正常； （3）用远端机调试线与远端机的调试接口连接，通过笔记本电脑设置相应的远端机参数：远端机的站点编号、子编号、备份方式、下行输出功率、上行衰减值、下行衰减值、驻波比门限等。 （4）测试告警功能：门禁告警、电源掉电告警、驻波告警等； （5）通过网管中心查询、设置近端机和远端机的参数及状态； （6）测量远端机下行输出功率、驻波比； （7）步测场强；（记录场强值及通话质量）； （8）通过测试车测试场强覆盖情况。

四、 GSM-R光纤直放站网管

太中银线光纤直放站网管采用E1总线型通道，分别在太原、西安、定边设置服务器，在绥德和银川设置了复式终端，对各局管内的设备分开管理。协议转换器采用双E1冗余备份方式，大大增加了网管通道的可靠性和可维护性。