光纤学习培训资料.docx

光纤学习培训资料.docx

《光纤学习培训资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤学习培训资料.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

光纤学习培训资料

光纤直放站培训资料

北京希电公司

一、系统概述

系统组成：

近端机、远端机、连接光纤、耦合器等

系统连接示意图

光纤直放站系统图

车站信号通过耦合器耦合，进入近端机，经过光电转换，传输至光缆，远端机接收到光信号后,转换为电信号，并进行放大，通过天线向外覆盖，传输到隧道内的移动机车，使处于隧道内的机车台和手持台有较好的接收效果，同时将机车发出的反向信号通过天线接收并放大后，由光缆发回近端机，再由近端机转换后传回车站电台。

实现车站与隧道内的机车之间的异频半双工通讯。

Ø技术指标

频率范围：

下行：

467—469MHz

457—459MHz

上行：

457—459MHz

中心频率：

下行：

468MHz

458MHZ

上行：

458MHz

门限开启电平:

下行：

－301dBmW

上行：

－851dBmW

标称输入电平:

下行：

-23±1dBmW

上行：

－751dBmW

标称输出:

下行：

+37±1dBmW

上行：

－51dBmW

标称增益:

601dB

701dB

AGC起控电平:

下行：

-231dBmW

上行：

-701dBmW

AGC控制范围:

不小于30dB

三阶互调衰减:

不小于30dB

频率响应:

带内波动不大于3dB

带外抑制:

中心频率3MHz外抑制不小于40dB

接收光波长:

1550nm

最小接收光功率:

-15dBm

发射光波长:

1310nm

发射光功率:

31dBmW

二、远端机

整机方框图

远端机组成:

光模块，下行468M前置放大器，下行458M前置放大器，上行458M前置放大器，功放，检测控制板，开关，双工器，检测电台，耦合器等组成。

近端机发出的光信号由光模块还原为射频信号，经过耦合器后进入下行前置和功放进行放大输出,若是同频信号则进入下行458M前置,然后进入功放,同时两个射频开关都倒换到常开点,射频信号进入双工器的低端,最后输出到天线或者漏缆进行覆盖；若是异频信号则进入下行468M前置,然后进入功放,同时两个射频开关都维持常开点闭合,射频信号进入双工器的高端,最后输出到天线或者漏缆进行覆盖；上行信号经过双工器低端进入开关，经由常闭点到上行458M前置的入口，经过放大后输出到光模块变为光信号传回近端机；当网管或者近端机发起检测命令时（或者检测板启动定时自检），检测控制板收到检测命令后，控制检测电台发出单载波，顺序检测下行468M通道、下行458M通道、功放、光模块、电源，检测完成后检测控制板将收集到的数据发送到光模块，传回近端机，再由近端机相连的网管远端设备报知网管，完成整个检测上报过程。

2.1远端机各组成部分

2.1.1光模块

光模块是远端机的光电及电光转换的部件，其供电电压为13.8V，发射光波长为1310nm。

光模块有一个光接头，一个射频入口，一个射频出口，一个通信串口（RS-232标准），3个指示灯（发光告警，收光告警，电源指示）。

光接头-由近端机过来的光纤接此接口

射频出口-车站发出的下行信号由此进入远端机

射频入口-机车发出的上行信号经过放大后由此进入，发送回近端机

通信串口-检测控制板由此控制光模块，检测命令以及检测数据都由此收发。

9针口定义：

pin1-无连接，pin2-地，pin3-电源，pin4-数据发，pin5-数据收，pin6-无定义，pin7-发光告警数据，pin8-无定义，pin9-收光告警数据；

指示灯-电源指示灯，上电后显示绿灯，掉电灯灭；收无光，收光正常灯灭，收光告警显示红灯；发无光，发光正常灯灭，发无光显示红灯。

2.1.2下行468M前置

下行468M前置是下行异频信号的预放大单元，供电为13.8V，增益为20dB，控制及数据接口为IIC接口，拨字开关地址为0110（1脚0，2脚1，3脚1，4脚0）。

下行468M前置包括一个低噪声放大器、六个中功率放大器、两个混频器、一个增益调节二极管，一个锁相环、一个压控振荡器、一个温补振荡器、一个数控衰减器、一个增益调节器、二个检波器、二个功分器、二个耦合器、二个IIC数据通信芯片、两个射频滤波器、一个中频滤波器，一个自动增益控制器（AGC），一个运算放大器，若干电源芯片。

下行异频信号进入放大器后，通过功分器将信号分为两路，一路进入放大器，一路进入下行458M放大器，进入本放大器的信号通过低噪声放大器，自动增益控制器，滤波器，一个中功率放大器后，变为中频70M信号，经过一级放大器后，进行中频滤波，再经过一级放大器后进入增益调节器，再经过一级放大器后变为400M信号，经过滤波后，进入数控衰减器，再经过一级放大器后输出到功放；设备上电后，锁相环根据检测控制板的控制数据，将温补振荡器和压控振荡器输出频率进行分频，将分频后的相同频率进行比较，并输出控制电压，控制压控振荡器的输出频率，直到两个振荡器的分频频率相等，此时放大器锁定所需要的本振频率，并输出到上下混频器；射频信号通过耦合器耦合一部分进入检波器，变为直流电压，然后进入运算放大器进行放大，一路送到IIC芯片，传回控制板作为RSSI（功率指示电平）供控制和检测使用，另一路进入下一级运放进行比较，比较后输出一个控制电压，通过三极管驱动后，作为AGC的控制电压。

低噪声放大器-降低直放站噪声，同时对信号进行放大。

对应位号U4，出口电压3.0V，入口电压0.56V，增益约为20dB。

中功率放大器-主要器件，承担信号放大作用。

对应位号U18、U19、U10，出口电压3.4V，增益约为25dB，主通路放大器;对应位号U27，出口电压3.4V，增益约为12dB，主通路放大器；对应位号U7、U12，出口电压3.3V，增益约为19dB，锁相通路放大器,放大本振信号同时隔离上下混频器.

混频器-将射频400M信号变换为中频70M，或者将信号由70M变为400M。

对应位号U6，下混频器，将射频信号变为70M，无源混频器；对应位号U15，上混频器，将中频信号变为400M，无源混频器；插损约为5dB。

锁相环-通过编程控制压控振荡器输出所需要的本振信号。

对应位号U9，电压为3.3V。

压控振荡器-由锁相环控制输出本振信号。

对应位号U8，电压为5V。

温补振荡器-给锁相环提供一个稳定的基准信号。

对应位号U11，电压为3.3V，输出频率为10M。

数控衰减器-通过程序可控制衰减量，根据实际情况调节放大器增益。

对应位号U17，电压为5V，控制位有5位，分别控制1dB、2dB、4dB、8dB、16dB，通过组合可以最大衰减30dB，步进为1dB，控制管脚为高时，衰减为0，控制管脚为低时，衰减量对应所控制的衰减量。

管脚对应定义为：

管脚7-1dB衰减，管脚6-2dB衰减，管脚5-4dB衰减，管脚4-8dB衰减，管脚3-16dB衰减，插入损耗为2dB。

增益调节器-可通过手动方式对放大器增益进行微调。

对应位号U29，通过调节电位器U28可改变增益调节器的电压，来对放大器的增益进行连续微调，增益调节器电压为0~5V，0V无衰减，5V衰减最大。

检波器-将射频对数信号变为直流电压，为检测控制提供功率指示电平。

对应位号U21、U24，电压为3.3V，输出电压0.3V~1.5V。

功分器-前级将信号分为两路，分别到下行的两个放大器，通过放大器放大；后级将两个放大器的输出信号合为一路输出到功放。

对应位号U25、U26，无源器件，插入损耗为3dB。

耦合器-将主路信号耦合器为检波器提供射频信号。

对应位号U20、U23，无源器件，耦合器损耗9dB，插入损耗0.5dB。

IIC数据通信芯片-检测控制板与放大器之间的控制数据是通过IIC通道传输的，芯片将控制数据转换为IIC通道可以传输的数据格式。

对应位号U13，电压5V，锁相环控制数据，数控衰减器衰减量控制通过它来传输；对应位号U14，电压5V，RSSI（功率指示电平），AGC参考电平，锁相环锁定指示（FoLD）通过它来传输。

射频滤波器-滤除使用频段外的射频信号。

对应位号F1、F2，无源器件，插入损耗2dB。

中频滤波器-滤除使用频段外的中频信号。

对应位号F3，无源器件，出入损耗25dB。

自动增益控制器-根据控制电压自动对输入过大的信号进行衰减，保护放大器。

对应位号U2，控制电压0~3.7V，高电压无衰减。

运算放大器-将检波器输出的直流电压进行放大比较，从而给检测控制板提供RSSI（功率指示电平），或者提供AGC电压。

对应位号U22，电压5V。

电源芯片-为放大器及芯片提供合适的供电电压。

对应位号G5，输出8V；对应位号G1，输出5V，对应位号G2、G3、G4，输出电压3.3V。

2.1.3下行458M前置

下行458M前置是下行同频信号的预放大单元，供电为13.8V，增益为20dB，控制及数据接口为IIC接口，拨字开关地址为100（1脚1，2脚0，3脚0，4脚0）。

下行458M前置原理同下行468M前置，只是频率不同，可参照下行468M前置原理。

2.1.4上行458M前置

上行458M前置是上行同频信号的预放大单元，供电为13.8V，增益为70dB，控制及数据接口为IIC接口，拨字开关地址为101（1脚1，2脚0，3脚1，4脚0）。

上行458M前置包括一个低噪声放大器、八个中功率放大器、两个混频器、一个增益调节二极管，一个锁相环、一个压控振荡器、一个温补振荡器、一个数控衰减器、一个增益调节器、二个检波器、二个功分器、二个耦合器、二个IIC数据通信芯片、两个射频滤波器、一个中频滤波器，一个自动增益控制器（AGC），一个运算放大器，一个射频开关，若干电源芯片。

上行同频信号进入放大器后，进入本放大器的信号通过低噪声放大器，自动增益控制器，滤波器，数控衰减器，一个中功率放大器后，变为中频70M信号，经过一级放大器后，进行中频滤波，再经过一级放大器后进入增益调节器，再经过一级放大器后变为400M信号，经过滤波后，再经过一级放大器后输出到末级放大器，最后输出到光模块；设备上电后，锁相环根据检测控制板的控制数据，将温补振荡器和压控振荡器输出频率进行分频，将分频后的相同频率进行比较，并输出控制电压，控制压控振荡器的输出频率，直到两个振荡器的分频频率相等，此时放大器锁定所需要的本振频率，并输出到上下混频器；射频信号通过耦合器耦合一部分进入检波器，变为直流电压，然后进入运算放大器进行放大，一路送到IIC芯片，传回控制板作为RSSI（功率指示电平）供控制和检测使用，另一路进入下一级运放进行比较，比较后输出一个控制电压，通过三极管驱动后，作为AGC的控制电压。

低噪声放大器-同下行468M前置。

对应位号U1。

中功率放大器-同下行468M前置。

对应位号U5、U7，出口电压3.4V，增益约为25dB，主通路放大器;对应位号U23，出口电压3.4V，增益约为12dB，主通路放大器；对应位号U11、U22，主通路主备放大器，U17、U24，锁相通路放大器,放大本振信号同时隔离上下混频器，出口电压3.3V，增益约为19dB；对应位号U3，出口电压3.4V，增益约为16dB，主通路放大器；

混频器-将射频400M信号变换为中频70M，或者将信号由70M变为400M。

对应位号U4，下混频器，将射频信号变为70M，有源混频器，电压3V（管脚4），增益约为19dB；对应位号U6，上混频器，将中频信号变为400M，无源混频器，插损约为5dB。

锁相环-通过编程控制压控振荡器输出所需要的本振信号。

对应位号U14，电压为3.3V。

压控振荡器-由锁相环控制输出本振信号。

对应位号U16，电压为5V。

温补振荡器-给锁相环提供一个稳定的基准信号。

对应位号U15，电压为3.3V，输出频率为10M。

数控衰减器-通过程序可控制衰减量，根据实际情况调节放大器增益。

对应位号U2，电压为5V，控制位有5位，分别控制1dB、2dB、4dB、8dB、16dB，通过组合可以最大衰减30dB，步进为1dB，控制管脚为高时，衰减为0，控制管脚为低时，衰减量对应所控制的衰减量。

管脚对应定义为：

管脚7-1dB衰减，管脚6-2dB衰减，管脚5-4dB衰减，管脚4-8dB衰减，管脚3-16dB衰减，插入损耗为2dB。

增益调节器-可通过手动方式对放大器增益进行微调。

对应位号D2，通过调节电位器U28可改变增益调节器的电压，来对放大器的增益进行连续微调，增益调节器电压为0~5V，0V无衰减，5V衰减最大。

检波器-将射频对数信号变为直流电压，为检测控制提供功率指示电平。

对应位号U9、U12，电压为5V，输出电压0.6V~1.5V。

功分器-前级将信号分为两路，分别到下行的两个放大器，通过放大器放大；后级将两个放大器的输出信号合为一路输出到功放。

对应位号U21、U20，无源器件，插入损耗为3dB。

耦合器-将主路信号耦合器为检波器提供射频信号。

对应位号U8，无源器件，耦合器损耗9dB，插入损耗0.5dB。

IIC数据通信芯片-检测控制板与放大器之间的控制数据是通过IIC通道传输的，芯片将控制数据转换为IIC通道可以传输的数据格式。

对应位号U18，电压5V，锁相环控制数据，数控衰减器衰减量控制通过它来传输；对应位号U19，电压5V，RSSI（功率指示电平），AGC参考电平，锁相环锁定指示（FoLD）通过它来传输。

射频滤波器-滤除使用频段外的射频信号。

对应位号F1、F3，无源器件，插入损耗2dB。

中频滤波器-滤除使用频段外的中频信号。

对应位号F2，无源器件，出入损耗25dB。

自动增益控制器-根据控制电压自动对输入过大的信号进行衰减，保护放大器。

对应位号D1，控制电压0~3.7V，高电压无衰减。

运算放大器-将检波器输出的直流电压进行放大比较，从而给检测控制板提供RSSI（功率指示电平），或者提供AGC电压。

对应位号U10，电压5V。

电源芯片-为放大器及芯片提供合适的供电电压。

对应位号G10，输出8V；对应位号G2、G3、G5、G6、G7、G8、G11、G13、G14、G16，输出5V，不带电源芯片控制；对应位号G1、G9、G15，输出5V，带电源芯片控制；对应位号G4、G12，输出电压3.3V。

射频开关-静噪电平开启和关断时，由检测控制板控制此芯片进行静噪门限的开启和关闭。

对应位号U13，电压5V。

以上芯片资料及管脚定义在附录中可以查询。

2.1.5检测控制板

检测控制板是远端机所有控制及检测的主控板，供电为13.8V，能够完成远端机上下行静噪门限控制、起控电平控制、数控衰减器控制、功放开启控制、射频开关控制、上下行放大器检测、电源检测、光模块检测等功能。

具有对PC机的串口，可通过软件对远端机进行参数设置，设置数值保存在flash芯片中；并有自检按键，可通过按键发起对远端机的自检。

电源为13.8V，内部4次变压，分别为8V，5V，3.3V,1.8V。

检测控制板具有IIC接口、检测电台接口、检测电台射频接口、电源检测接口、编程接口、编程开关、PC设置接口、检测按键接口。

IIC接口-各放大器的主要控制接口，可以控制放大器的锁相数据，读取锁相指示，控制放大器的起控、静噪门限、增益等，读取放大器的RSSI（功率电平指示），控制放大器的主备切换，读取功放的主备通路情况，驻波故障等。

控制检测电台接口-控制检测电台发起检测射频信号。

对应位号XS6，包含电台的5V电源和一个符合RS232标准接口。

接口定义：

10脚-5V，9脚-地，8脚-串口发，7脚-串口收。

检测电台射频接口-切换检测电台射频信号的收发方向。

对应位号P1、P2、P3，P2为检测电台入口，P1为下行前置检测入口，P3为上行前置检测入口。

电源检测接口-电源各项检测接口。

对应位号XS12，接口定义：

1脚-门禁检测，2脚-电源模块1检测，3脚-地，4脚-电源模块2检测，5脚-地，6脚-交直流检测，7脚-地，8脚-无定义，9脚-地，10脚-电池欠压检测，11脚-地，12脚-地。

编程接口-CPU下载程序接口。

见检测控制板结构丝印。

编程开关-选择是否能够进行程序下载。

ON（“-”）表示不能够下载，OFF（“o”）表示能够下载。

见结构丝印。

PC设置接口-PC机设置远端机参数接口。

见结构丝印，接口定义：

2脚-串口发，3脚-串口收，5脚-地。

检测按键接口-按下可对远端机进行自检。

检测过程：

1、检测控制板收到网管或者近端机检测命令，检测板定时检测启动。

2、控制检测电台发出468M信号，检测下行468M前置是否正常，同时收集数据；控制检测电台发出458M信号，检测下行458M前置是否正常，同时收集数据；控制检测控制板上的D8切换到上行458M检测接口（默认是下行检测口），再发出458M信号，检测上行458M前置是否正常；在检测下行同时检测功放是否正常，读取功放主备切换、驻波、输出过功率，功放过温等数据；读取电源是否故障、电源模块1是否故障，电源模块2是否故障，蓄电池是否欠压；读取光模块收发光是否正常；最后将收集的数据打包通过光模块上报到网管中心。

2.1.6电源部分

电源由电源滤波器、电源模块1、电源模块2、电源管理板组成。

电源滤波器-滤除各种电源干扰，保护电源安全。

电源模块1、2-主备电源模块。

输入AC220V，输出DC13.8V,平时两个模块正常工作,在有电源故障情况下,另外一个模块给整个远端机供电，蓄电池在交流电源停电时提供备用电源，持续供电时间超过6小时。

电源管理板-提供切换电源功能，蓄电池过充过放保护。

2.1.7远端机指标设置

1软件开启

如图:

选择所使用的串口,点击打开串口.

2远端机ID号设置

点击主界面”配置”选项卡,弹出如下界面.

在远端机设备ID号内填写远端机ID号,并点击配置；设备编号内填写远端机设备编号，并点击配置。

3远端机指标设置

在主界面上选择”设置”选项卡,则弹出上述界面,选择”光纤直放站”,需要调整设备指标时,选取相应的单元,并选取相应的指标（门限、衰减、起控），在输入框内输入所需要的数值，点击设置按钮，写入远端机flash。

提示：

此数据为出厂设置值，除非特殊情况，否则不允许随便修改，可能会影响到远端机的正常工作。

4远端机检测控制板显示灯定义

V6：

下行468锁相指示灯

V7：

下行468开门标志

V8:

主路功放开指示灯

V9:

备路功放开指示灯

V10:

下行458锁相指示灯

V11:

下行458开门标志

V12:

V13:

V14:

上行458锁相指示灯

V15:

上行458开门标志

V16:

检测数据收发指示灯

V17:

工作指示灯

V18:

工作指示灯

V19:

工作指示灯

V20:

开关门任务工作指示灯

Ø远端机接口定义

图中-从左向右分别为，光纤入口、蓄电池负极接口、蓄电池正极接口、交流电源入口、射频接口。

三、近端机

近端机由近端光模块、功分器、近端机控制板、液晶及按键组成。

近端机分为主机和从机，主机在带小于6台远端机时使用，在大于6台远端机时需要配置从机，12台之内配置一台从机，18台之内配置两台从机，因此一台近端机主机最多可配置两台从机，最多带18台远端机。

近端机可通过液晶及按键自检和检测远端机。

近端机主机方框图

近端机从机方框图

技术指标

主机：

频率范围：

下行：

467—469MHz

467—469MHz

上行：

457—459MHz

中心频率：

下行：

468MHz

458MHZ

上行：

458MHz

接收光波长:

1310nm

最小接收光功率:

-15dBm

发射光波长:

1550nm

发射光功率:

大于0dBmW

供电电压：

AC220V或者DC-48V

从机：

频率范围：

下行：

467—469MHz

467—469MHz

上行：

457—459MHz

中心频率：

下行：

468MHz

458MHZ

上行：

458MHz

接收光波长:

1310nm

最小接收光功率:

-15dBm

发射光波长:

1550nm

发射光功率:

大于0dBmW

供电电压：

DC12V

3.1近端机各组成部分

3.1.1光模块

光模块是远端机的光电及电光转换的部件，其供电电压为13.8V。

光模块有两个光接头，一个射频入口，一个射频出口，一个通信串口（RS-232标准），4个指示灯（发光告警，主收光告警，从收光告警，电源指示）。

光接头-由近端机过来的光纤接此接口

射频出口-车站发出的下行信号由此进入远端机

射频入口-机车发出的上行信号经过放大后由此进入，发送回近端机

通信串口-检测控制板由此控制光模块，检测命令以及检测数据都由此收发。

9针口定义：

pin1-无连接，pin2-地，pin3-电源，pin4-数据发，pin5-数据收，pin6-无定义，pin7-发光告警数据，pin8-无定义，pin9-收光告警数据；

指示灯-电源指示灯，上电后显示绿灯，掉电灯灭；收无光，收光正常灯灭，收光告警显示红灯；发无光，发光正常灯灭，发无光显示红灯。

3.1．2功分器

将射频信号分为3路，分别到2个从机。

3.1.3控制板

控制板主要控制各光模块及读取光模块数据。

控制板有编程接口、LCD（液晶）接口、按键接口、电源接口、电源检测接口组成。

编程接口-程序下载接口。

对应位号XS10。

LCD接口-液晶显示接口。

对应位号XS6。

按键接口-液晶操作按键接口。

对应位号XS7。

电源检测接口-电源检测数据口。

对应位号XS9。

电源接口-电源入口。

对应位号XS8，供电电压13.8V。

液晶操作方法：

按近端机面板上的“确定”按键进入近端机液晶菜单，按上下键选取需要的功能。

在菜单内选取“近端机自检”，并按“确认”，显示近端机自检中，检测结果会显示在液晶上，按上下键观看检测结果；在菜单内选取“远端机检测”，并按确认键，进入下一个菜单，输入要检测的远端机编号（如01号），按“上”键轮换数字，按”下”键改变输入是个位还是十位,选取完毕后按”确认”键,等待结果,检测完毕后结果显示在液晶上.

在菜单内选取“读取设备编号”，按“确认”，查询当前近端机设备编号；选取“设置设备编号”，按“确认”，进入编号设置界面，按照上述方法设置需要的近端机编号；选取“读取设备ID号”，按确认，显示“设备ID号H：

XX”，再次按“确认”，显示“设备ID号M：

XX”，再次按“确认”，显示“设备ID号L：

XX”，每次会读取两位数字，将其按照H、M、L连接起来，则是当前近端机ID号。

四、网管

4.1网管通道

2M环路网管构成图

2M链状网构成图

网管PC通过网线接到协议转换器服务器端，将TCP/IP协议转换为2E1协议,然后连接到中心DDF架上,通过2M通道传输到远端DDF架,然后通过协议转换器客户端,转换为RS232协议,连接到近端机上。

检测发起后，网管检测命令发送到中心DDF架，传输到需要检测的近端机或者其所带的远端机所连接的远端DDF架，近端机接收到检测命令后，发起自检，检测结果上报；如果是检测远端机，则转发给相应的远端机，远端机自检完毕后，将结果上报近端机，近端机转发给网管PC，网管PC显示在界面上，完成整个检测过程。

2M环网检测方式与此相同。

4.2网管操作

详见《网管使用手册》与《网管安装手册》。

五、现场开通

Ø测量传输光缆输出光功率。

用光功率计测量传输光缆输出光功率，此光功率应当不小于-15dBm，以大于-10dBm为最好。

若光模块出现报警，则查找线路或者测量近端机光功率输出。

Ø测量远端机光模块输出的射频功率。

将场强计与光模块RFOUT端相连接