GSM数字光纤直放站说明.docx

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GSM数字光纤直放站说明

GSM900

数字光纤直放站

用户手册

西瑞克斯（北京）通信设备有限公司

CylixMobileCommunicationEquipmentCo.,Ltd.

第一章系统概述

一.1概述

随着通讯技术的发展，移动通讯技术逐渐成为“亮点”，从2G到3G，从TDMA到CDMA，移动通讯不断发展的先进技术为我们描绘出一幅前景灿烂的个人通讯方式。

移动通讯是利用空中无线信道来通讯的，由于无线传播受地形地貌地物的影响较大，并且基站的数量和布放地点受到一定的限制，因此在移动通讯网络中存在有许多无线覆盖盲区或无线信号干扰区，造成移动用户不能接入、掉话或者通话质量降低。

直放站产品就是为解决这些问题而推出的，它们应用于GSM移动通讯网络中，使双向中继无线信号的覆盖区加大、对特殊地形可消除覆盖盲区、调配小区业务以平衡各小区的话务量、在“导频污染”地区强化主导频等，以达到低成本扩大无线网络覆盖范围、优化网络的目的。

直放站是网络的一个补充，在覆盖是首要解决的问题而容量矛盾并不突出的情况下，直放站可以取代基站而实现无线覆盖。

城市内宾馆、商场、地下停车场、地铁、机场等大型建筑，城郊、乡镇、农村、公路、铁路、旅游区等都适合大量应用直放站。

直放站在移动通信网中的传输示意如图1-1所示。

图1.1-1数字光纤直放站在移动通信网中传输示意图

数字光纤直放站就是是直放站产品中的一个类型，应用中一般称近端机耦合信号的基站为施主基站，近端机和远端机之间通过光纤链路连接，远端机面向用户的天线称为重发天线。

一.2基本原理

一套典型的数字光纤直放站的原理框图如图1.2-1所示，数字光纤近端机又称为数字光纤主机，数字光纤远端机又称为数字光纤从机。

数字光纤近端机耦合基站下行信号，经过双工器、移频模块将射频信号转换为中频信号、中频板将中频信号转换为数字信号，由光通讯模块转化成光信号向数字光纤远端机传送；数字光纤远端机光通讯模块将接收到得光信号转换成数字信号后，通过中频板将数字信号转换为模拟中频信号，再由移频模块将中频信号转换为射频信号，经功放、低噪放（LNA）一体化模块进行放大，然后再经双工器送到转发天线发送出去；同时，转发天线接收来自手机的信号，反向经过类似的宽带放大后，将增强的信号通过光纤发向基站天线。

在整个过程中，数字光纤直放站抵消掉了基站到直放站之间的无线信号路径损耗，相当于在基站和手机之间提供了一个双向透明的通道，使无线信号得到了延伸。

图1.2-1光纤数字直放站原理框图

一.3组网方式

GSM数字光纤直放站主机通过中频板分为四路下行的光信号，传输给远端的四个从机，远端机可以向下串行连接远端机，每一路串行连接远端机，组网主要有以下几种方式：

1．多路并行连接：

2．多路串行连接

3．菊花链连接

【注意】：

●近端机可直接连接4路远端机；链路编号由中频板光模块端口由右至左依次分为链路1、链路2、链路3、链路4，设备编号有系统自动生成，以链路2为例，连接设备编号按照十六进制依次为20、21、22、23……

●近端机光模块均为1550nmTX/1310nmRX；

●远端机只有link1可以和近端机或者前一台近端机建立连接；远端机link1光模块为1310nmTX/1550nmRX；

●远端机link2可以向下串行连接远端机，每一路串行连接远端机；远端机link2光模块为1550nmTX/1310nmRX；

一.4产品特点

1．优秀的射频指标

基于我公司对移动通信系统的深刻理解，通过对射频部件指标的合理分配和优化射频系统，来保证射频链路的优良性能；对噪声特性、上下行发射功率、覆盖范围、上下行链路平衡、带外抑制、系统动态范围、时延等系统至关重要的参数，进行深入分析、精心设计、严格控制，使整机具有优良的参数特性。

2．模块化设计

模块化设计是系统设计发展的趋势，方便用户升级、维护系统。

为满足市场的需求，通过细致的系统论证和单元分析，合理地划分模块和恰当的指标分解，形成了灵活高效的直放站产品模块体系，为多种机型的灵活搭配奠定了基础。

3．机内监控

数字光纤直放站的机内中频板与监控模块是整个直放站的控制核心，完成检测、控制、通讯、报警四大功能。

监控板上有备用电池，系统掉电时可持续工作，确保向网管中心发出掉电告警；指示灯为现场维护提供便捷；便携机串口与系统直接连接，提供更方便的本地监控手段。

4．结构

整机采取铝合金材料，应用先进的表面处理工艺，具有良好的EMC性能，同时防锈蚀性能也得到保证；光纤直放站远端机严格密封，具有很好的防水性能。

5．可靠性

在元器件选择上，采用工业级的元器件，温度范围均为-25℃～+70℃，以保证产品在各种使用环境下稳定地工作；整机电源采用高冗余设计，以确保电源模块在65℃的环境下正常带载工作，保证在-15℃的低温下正常启动；直放站采用多级防雷措施，电源、天线和馈线处均有可靠防雷装置。

电源的防雷采用气体放电管与压敏电阻相结合的方法，并采用2级防护，既能吸收很高的雷击能量，又能较好消除残余电压。

整机MTBF不小于50000小时；整机MTTR小于30分钟，维修保障性小于24小时。

产品使用寿命：

不低于10年。

一.5技术指标

一.5.1主要技术指标

表1-1GSM数字光纤直放站主要技术指标

项目

技术参数

下行

上行

频率范围

930～954MHz

885～909MHz

最大输出功率

10W从机：

40dBm±2

20W从机：

43dBm±2

-10dBm±2

噪声系数

不做要求

≤3dB

最大增益（光路衰减以0dB计）

50±2dB

50±2dB

增益调节范围

31dB

31dB

增益调节步长

1dB

1dB

增益调节误差

≤±1.5dB

自动电平控制（ALC）

在最大功率处，输入再增加10dB，输出功率变化小于2dB

带内波动

≤3dB

电压驻波比

≤1.5

时延

≤10μs

杂散发射

≤-36dBm/30kHz

9KHz-1GHz≤-36dBm

1-12.75GHz≤-30dBm

互调衰减

≤-45dBc

带外抑制

>55dBc带外400KHz

工作电源：

170VAC～270VAC，–40VDC～–60VDC

消耗功率：

主机40Wmax，从机100Wmax

发射光波长：

主机1550nm/从机link1-1310nm,link2-1550nm

输出光功率：

-3dBm~-8dBm

接收光功率：

>-20dBm

占用光缆：

1芯

光传输距离：

20Km

工作温度：

-25℃～+55℃（Ⅱ类）

存贮温度：

-45℃～+80℃

相对湿度：

5～95%

射频接口：

N型-F头

光接口：

从机FC/PC，主机FC/PC

监控接口：

本地，RS232C；远程，GSMMODEM

一.5.2机械特性

数字光纤直放站整机采用金属钣金结构，外形尺寸为近端机：

505mm×330mm×210mm；远端机：

635mm×406mm×274mm，门和箱体四周框为钣金结构，箱体底板采用整块散热器，内部各模块在散热器内表面单层排放，门与箱体以铰链连接，以门锁紧固，门内侧贴有密封橡胶条，门合上时起到密封防雨的效果。

数字光纤直放站通过安装附件与墙壁或安装杆连接。

一.5.3接口

天线接口：

N型连接器

本控接口：

RS232

远控接口：

MODEM通信单元

数字光纤直放站应用在GSM移动频段。

第二章系统构成

摘要

本章分三部分介绍了数字光纤直放站系统内部构成，阅读本章使您从模块角度认识数字光纤直放站。

二.1系统组成

数字光纤直放站由近端机（主机）、远端机（从机）组成。

二.1.1双工器模块（DUP）

数字光纤直放站系统是收发全双工的，双工器不仅要把从天线接收下来的信号交给数字光纤直放站，又要把经数字光纤直放站处理过的信号送给天线。

射频单元中使用了两个双工器，分别用于近端机施主天线端和远端机转发天线端。

二.1.2一体化功放模块

下行线性功放模块主要对下行信号进行线性功率放大。

因其输出功率大，能提供42dBm的有效输出功率，为了利于散热，采用卧式安装。

二.1.3移频模块

将射频信号转换为中频信号。

二.1.4MODEM通信单元

MODEM通信单元（MODEM）实现远程通信监管功能。

二.1.5光通信模块

光通讯模块光纤直放站近端机、远端机同光纤链路的接口单元，负责完成上下行射频信号、上下行监控数字信号的光电、电光转换工作。

近端机光通信模块和远端机光通讯模块需要配对使用，不能随意更换。

二.1.6中频板

将中频信号进行数字化到数字信号，以及将数字信号转换为模拟中频信号，并对链路状态进行实时监控。

二.1.7本地监控模块

本地监控模块使用时应将串行接口连接到监控单元DEBUG串口上，如果需要使用PC机软件监控，可以将本地监控模块线缆拔掉，连接上PC机串行线缆即可。

二.1.8机内射频电缆

机内各模块是由刚性或柔性射频细电缆连接，连接头为SMA阳头。

设备出厂时已经安装调试好，根据需要射频电缆都已经按照性能要求、连接要求完成了定型处理，所有电缆都与模块一一对应，具体可见电缆头上的标签。

二.2监控功能

二.2.1功能描述

数字光纤直放站中频板与监控模块共同完成数字光纤直放站整机的工作状况监测和控制，采集光纤直放站各有源模块的数据，调整各模块的工作参数；具备远程通信接口与区域监管中心交互；提供与本地便携式PC的接口，供本地控制用。

数字光纤直放站近端机、远端机监控模块可以通过光纤链路相互通信，所以工程师通过近端机对所有远端机进行调整各项参数，极大方便了数字光纤直放站安装和维护工作。

监控模块具备本地监控和远程监控功能。

在本地控制方式下，现场维护人员利用便携式计算机，通过运行在便携式PC机的管理软件获取数字光纤直放站近端机、远端机的工作信息；在远程控制方式下，近端机通过无线modem短信方式与区域监管中心交互信息，接收控制。

二.2.2监控的内容

1、近端机：

1）检测功能

链路同步情况；光通信模快状态；设备类型；设备编号；监控号码；设备厂商代码；

2）控制功能

设备编号；监控号码；设备类型；设备厂商代码；信道使能；信道设置；

3）报警功能

电源掉电告警；电源故障告警；监控板电池告警；位移告警；门禁告警；主从监控链路告警；

4）通讯功能

RS232串口直接通讯；无线MODEM通讯。

2、远端机：

1）检测功能

链路同步情况；上、下行链路衰减；上行输出功率；光通信模快状态；下行输入过、欠功率门限上、下行输出过、欠功率门限；功放开关；下行功放状态；

2）控制功能

上、下行链路衰减；下行输出门限；下行输入过、欠功率门限上、下行输出过、欠功率门限；下行驻波比门限；功放开关；信道使能；信道设置；

3）报警功能

主从监控链路告警；下行输入、输出功率告警；上行输出过功率告警；下行驻波告警；功放过温度；

4）通讯功能

数字光纤近端机监控。

二.3电源单元

室外型设备由于直接暴露于室外环境中，电源供给环境较为恶劣，主要是雷电、电压波动、浪涌及温度对它影响较大。

数字光纤直放站采用防雷板+大冗余开关电源方式确保了电源单元的安全和稳定。

数字光纤直放站内的电源模块为交流开关电源，内置PFC功能模块，可以适应宽的工作电压输入范围。

第三章系统安装

三.1安装流程

安装直放站的一般工作流程如图3-1所示。

图3-1直放站的一般安装流程

三.2工程准备

三.2.1用户配合

为了便于设备的正常运行和维护，需要用户方技术人员积极配合我公司通讯工程技术人员，了解安装、结构、布线、调试步骤等，以便于日后的维护工作。

三.2.2现场勘察

在安装之前，安装人员应和局方该工程负责人联系，了解安装站点是否具备装机条件。

具体包括：

安装场所、铁塔或高杆、周围环境（温、湿度）、电源等。

如果有条件，应和局方相关人员前去现场实地勘察。

三.2.3安装工具

安装要用到的工具：

电动冲击钻、铁榔头、滑轮、绳子、安全带、安全帽、梯子、螺丝刀、钢锯、刀子、钳子、扳手、罗盘、卷尺、镊子、电烙铁等。

三.3安装条件

三.3.1基本安装条件

数字光纤直放站主机设计为室内工作，工作电压220V/AC，安装前应具备下列基本条件：

1．220V直流电源可用。

2．附近应有接地排。

3．适合的墙壁空间可用。

4．光纤接口。

数字光纤直放站从机设计要求为室外工作，工作温度为-40℃～55℃，湿度为≤95%，基本可以适应我国绝大多数地区的室外自然环境。

安装前应具备下列基本条件：

1．220V交流电源可用。

2．附近应有接地排。

3．应有合适的建筑物、铁塔或高杆，适合架设转发天线。

三.3.2建议环境要求

1．优选室内凉爽、干燥、通风的墙壁安装，室内有防火设施，无腐蚀性气体和烟雾，屋顶无渗漏，电磁干扰场强≤140dBμv/m（0.01MHz～110000MHz）。

2．其次选室外背阴、通风墙壁，避免阳光直射和雨水浇淋。

3．再次可选择一般墙壁、铁塔、高杆。

4．安装高度应便于射频电缆走线、散热、安全和维护。

5．应提供一组独立、稳定的150VAC～290VAC（标称220V/50Hz）的交流电源。

不得与其他大功率的电信设备、电器共用。

6．安装的建筑物、铁塔、高杆应有避雷装置，应有足够的强度和稳定度。

7．天线桅杆或屋顶应安装好抱杆以便于安装天线。

抱杆直径根据不同天线要求从50mm到105mm不等。

同时应配备爬梯以方便天线安装。

所有金属部分应可靠接地并有防雷保护。

三.4设备检查

三.4.1清点货箱

开箱应根据送货单，双方共同清点查验货物，查点货物总件数是否与送货单相符。

查看包装箱外观是否完好。

如出现错货、缺货、或外包装严重损坏，则应停止开箱，并立即查明原因，向有关部门汇报。

三.4.2开箱验货

若货物完好，即可开箱。

开箱过程中要注意轻拿轻放，以免损伤物件。

开箱后，根据装箱单，核对装箱单和箱内实际货物是否相符、装箱单和开箱验货报告中的验货清单是否相符。

如出现错货、缺货、或外包装严重损坏，应查明原因，向有关部门汇报。

验货完毕，必须填写开箱验货报告，双方需在开箱验货报告上签字确认，货物随即移交给局方保管，开箱验货报告双方各持一份，工程督导应在7天内将“验货结论”及时反馈给供货方归档。

三.5直放站主机箱安装

数字光纤直放站近端机采用靠墙安装的方式；

设备底端距地面的高度一般为1.2米左右。

墙壁安装步骤如下：

1．根据安装板的四个小孔位置在墙壁上的合适位置作四个定位点，用M14的冲击钻头钻四个小孔。

2．将安装板用四个膨胀螺钉固定在墙上。

3．把数字光纤直放站箱体固定在安装板上。

三.6天馈线安装

数字光纤直放站远端机与一套转发天线连接到转发口。

数字光纤直放站的天馈系统安装与基站的要求非常近似，以下仅对不同之处作说明，详细情况可参看基站天馈系统安装要求。

三.6.1转发天线及馈线的安装

转发天线及连接的馈线的安装如图3.61所示。

A：

转发天线B：

天线接头C：

天线馈线D，E：

（射频）避雷器接头

图3.61转发天线及馈线的连接示意图

数字光纤直放站远端机转发天线常用平板天线（45°，60°，90°，120°）。

三.6.2天馈线安装注意事项

1．天馈系统的安装要求有经验的专业人员来完成。

2．不能在电力线附近安装天线，这可能危及生命安全。

3．所有外露的接头一定要用自粘防水胶带和电气绝缘胶带密封牢靠。

三.7接地及电源的连接

三.7.1设备接地

数字光纤直放站必须良好接地，直放站主机箱壁上设有接地螺栓（图1-3），使用2mm2或更粗的铜导线就近接地。

接地线应尽可能短。

1．铁杆安装时，设备接地线一般直接连在铁杆（铁塔）上。

铁杆接地电阻阻值要求R≤10Ω，接地连接件要加防腐处理。

2．墙壁安装时，设备接地线和综合接地排连接。

接地排阻值要求≤5Ω，接地连接件要加防腐处理。

三.7.2连接电源

对于没有备用电源要求的无线直放站可直接把220V/50Hz的交流电从电源口接线座引入，电源引入线选用2mm2导线，长度小于30m。

对于有备用电源要求的情况，电源必须先引入UPS，然后从UPS引入无线直放站电源口接线座。

注意根据设计UPS一般选用商用产品，必须置于室内。

三.8数字光纤直放站系统的安装示意图

三.8.1数字光纤直放站远端机安装示意图：

图3.81光纤直放站远端机安装示意图

三.8.2数字光纤直放站近端机安装

数字光纤直放站主站一般安装在机房内，采用壁挂方式安装。

三.8.3光纤连接描述：

数字光纤直放站的近端机和远端机之间通过光纤进行连接，因此在连接过程中光纤跳线类型的选择是非常重要的，不匹配的光纤跳线的相互连接会造成不同程度的光信号损失，造成开站的失败。

在一般的直放站的工程应用中，有两种类型的连接终端，一种称为FC/PC，另一种称之为FC/APC。

他们之间的区别在于光头的类型不一致，PC类型的光头连接端面是平的，而APC类型的光头连接端面呈斜8度倾斜。

在工程上更简单的区分方法是观测连接头保护胶套的颜色，绿色的即为APC,黑色为PC。

APC/FC和PC/FC连接头相互连接会造成光传输十几到二十几dB以上的损耗，因此工程中不同颜色光头的相互连接是绝对禁止的。

这两种接头之间的转换只有通过光纤跳线才能实现。

第四章系统调测

四.1数字光纤直放站系统的一般调测步骤

数字光纤直放站系统的一般调测流程如图4-1所示。

图4-1调测流程图

四.2调测工具及仪表

调测用到的工具有：

安全带、扳手、罗盘、螺丝刀、钳子、安全帽等。

调测用到的仪表：

频谱分析仪、信号发生器、驻波比测试仪（sitemaster）、30dB耦合器、测试手机、万用表、各种N型转换头、射频测试软电缆等。

四.3测量天馈系统的驻波比

测得转发天馈系统的驻波比曲线的最大值若小于1.5，则满足要求，否则，检查各接头的连接情况，直至达到要求。

四.4测量交流输入电压

用万用表测交流输入电压，测量值应在150VAC～390VAC之间。

四.5测量光路衰耗

用光功率计测量光路的衰耗值，光路衰耗值应在12dB范围内。

近端机和远端机的光强在测试纪录中均能查到，可作为参考。

正常情况下光发送端的输出光功率为-3～-8dBm，链路的损耗应小于12dB，因此在另外一端的设备光接收端测试的光功率应大于－20dBm。

四.6参数调试

四.6.1参数设置

见第五章《系统操作》。

四.6.2注意事项

数字光纤直放站自带功率检测功能，无需频谱仪等仪器测试。

下行输出功率是实际检测到的，输入功率是计算值。

上行输出功率由于很小且是突发信号，一般检测不到，查询到的功率值可能是一个不确定的值。

四.7下行输出功率测试

下行输出功率的测试连接如图4.71所示，其测试步骤如下：

1．断开设备和转发馈线的连接。

2．连接30dB的定向耦合器，耦合端口接频谱分析仪，耦合器输入端接设备转发口，耦合器输出端接转发馈线。

3．将设备的下行增益设置最大，频谱分析仪设置为信道功率模式：

中心频率设置为BTS的发射频点，SPAN：

20MHz，RBW：

3.84MHz，VBW：

AUTO。

4．若显示的读数为P（dBm），则下行输出功率为（P+30）dBm。

5．下行输出功率应小于+40dBm。

图4.71下行输出功率测试连接图

四.8呼叫测试

1．一般通话测试

（1）在数字光纤直放站的主覆盖区域的不同位置，用测试手机进行通话呼叫，检查通话情况。

（2）每个位置进行5次以上通话。

2．双向越区切换测试

（1）在数字光纤直放站和相邻基站交界区进行呼叫，检查双向越区切换状况。

（2）进行5次以上呼叫测试。

第五章系统操作

摘要

本章详细介绍了数字光纤直放站在现场的便携式PC本控操作，并对操作中应注意的事项给出说明，指导用户正确操作系统。

五.1上电

设备安装完成后，可以进行上电。

但在上电之前应作以下检查：

交流供电：

近端机电压范围在165V~265V，远端机电压范围150V~300V；

所有电缆连接不要有松动。

若一切正常，可打开直放站的电源开关。

这时，直放站进入启动过程。

约一分钟后，直放站进入工作状态。

五.2便携式PC机本控操作

五.2.1适用范围

本控软件是数字光纤直放站监控系统，通过该软件能够通过数字光纤直放站近端机串口对该套数字光纤直放站进行监控，并且可以通过近端机访问任何一台远端机，为工程维护提供了极大方便。

如果电脑和近端机相连，可以直接对近端机进行操作；如果电脑和近端机相连并选择对远端机进行操作，设备将通过光纤进行通讯以完成软件要求的操作。

五.2.2操作系统特性

本控软件提供对本地与远程数字光纤直放站安装时的调试和监控功能，运行于PCWindowsXP/Windows98/Windows2000窗口操作系统，利用主机提供的串行端口（COM口可选）直接与数字光纤直放站通讯。

本控软件具有参数配置、参数查询、告警收集等功能。

参数配置主要包括数字光纤直放站编号配置、远端通信方式配置、工作方式配置、监管中心电话配置、初始工作参数配置、功率校正参数配置等。

参数查询不仅可以对设置过的配置信息进行现场采集，而且能够对数字光纤直放站动态工作参数进行实时采集。

参数查询有助于对数字光纤直放站进行现场监测和故障诊断。

告警收集功能提供了对数字光纤直放站告警信息进行主动或被动收集。

本控软件为可视用户界面，人机界面友好，操作简单，稳定可靠。

五.2.3基本操作

首先正确连接设备和电脑，适用设备所配备的串口线缆连接PC串口和设备RS232调试口，确认PC串口可用，而且没有被其他软件所占用。

其次安装

文件，以便系统支持运行本地监控软件。

五.2.3.1界面介绍

在WINDOWS界面上双击本控软件的快捷图标，启动本控软件，出现本控软件的用户界面。

本控软件的用户界面首先需要打开串口（缺省COM1,9600），并对站点编号、设备编号（主机默认编号为00）、通讯方式（串口使用本地）进行相应设置，如图5.21所示。

图5.22

通过该界面，用户可以查询和设置网管参数，包括设备厂商、类别、型号、站点编号、设备编号、监控号码等信息和安装该设备的有关信息。

根据施工方案连接设备，并根据网络拓扑图设置连接方式，具体操作为选择工程管理->网络拓扑结构，如图5.22、5.23所示：

图5.22工程管理

图5.23网络拓扑结构图

选择采样参数界面，进入下面参数界面：

图5.24网管参数配置界面

通过采样参数界面，用户可以随时监测设备运行状态，包括链路锁定，同步状态，功放温度值，下行输入功率电平，下行输出功率电平，下行输出驻波比，下行实际增益，上行输出功率电平，上行理论增益，光收发功率等；

选择设置参数界面，进入下面设置参数界面：

图5.25数字光纤直放站远端机射频参数设置界面图

通过控制参数界面，用户可以查询和修改设置参数以改变设备运行状态，包括开关设备射频信号，设置选择信道使能开关以及信道编号，修改上下行衰减，修改驻波、温度、下行输入欠/过功率门限，上、下行输出欠功率门限以及上下行衰减值等。

选择告警参数界面，进入下面参数界面：

图5.26数字光纤告警参数设置界面

各项告警使能后面的使能开关如果选择“使能”，表示使用该项告警，如果选择“取消”，表示禁止该项告警，每一项告警都可以使能或者取消，可以根据具体需求调整