光纤直放站培训资料.docx

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光纤直放站培训资料

光纤直放站培训资料

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：

－30±1dBmW

上行：

－85±1dBmW

标称输入电平:

下行：

-23±1dBmW

上行：

－75±1dBmW

标称输出:

下行：

+37±1dBmW

上行：

－5±1dBmW

标称增益:

60±1dB

60±1dB

AGC起控电平:

下行：

-23±1dBmW

上行：

-70±1dBmW

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:

3±1dBmW

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

光模块

，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。

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。

，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。

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。

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