GSM-R数字光纤直放站介绍资料2010.6.5

北京首科中系希电信息技术有限公司HumanHumorHardworkingHeroHumanHomeHightechGSM-R数字光纤直放站系统GSM-R数字光纤直放站系统⒈GSM-R光纤直放站应用现状⒉GSM-R数字光纤直放站系统⒊GSM-R数字光纤直放站系统优势⒋GSM-R数字光纤直放站设备⒌GSM-R数字光纤直放站系统网管一、GSM-R光纤直放站应用现状⒈重要性GSM-R是基于GSM平台上开发出来的铁路专用数字式无线通信系统。GSM-R系统为铁路运营提供定制的附加功能如铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等，我国的客运专线和高速铁路建设中，全部采用该网络。为确保对运行列车的指挥调度及时、可靠，系统除设备稳定外网络覆盖的稳定和连续是至关重要的！铁路沿线地形复杂多隧道、沟堑、山体和坡地。这些地形都对GSM-R信号形成阻挡产生大量盲区。如果使用基站对这些区域进行信号补强，会造成极大的投资浪费并会使得线路运行设备频繁进行切换影响通信效果。目前对这些弱场区域的信号一般都采用光纤直放站配合天线或漏缆进行补强，以保证GSM-R网络覆盖的稳定连续。一、GSM-R光纤直放站应用现状⒉工程应用京津、武广、郑西、合宁、合武、广深港、武九、昌九一、GSM-R光纤直放站应用现状⒉应用不足目前铁路GSM-R系统中使用的光纤直放站全部是建立在射频和模拟传输技术之上的模拟光纤直放站设备。上行噪声叠加传输延时不可控直放站覆盖范围一、GSM-R光纤直放站应用现状⒉应用不足上行噪声叠加模拟光纤直放站由于其射频信号是直接调制在光信号中进行传输的，对光信号的放大同时也将环境噪声进行了放大，光器件本身也有自身噪声引入，因此模拟光纤直放站的使用会使链路上行噪声累积叠加。直放站接入基站会給基站引入噪声会引起基站灵敏度严重下降，基站覆盖距离缩短。模拟直放站都是通过调低Gup的办法规避直放站对基站的影响，但会造成不同程度的上下行不平衡。一般情况下使用模拟光纤直放站时，接两台远端比一台远端时的噪声要多3dB，三台则多5dB。一、GSM-R光纤直放站应用现状⒉应用不足传输延时不可控GSM-R系统在设计时考虑到了时间色散的问题，并利用均衡技术来克服时间色散。系统的均衡器能够处理15μs的信号延时，对于超过15μs（时间窗）的延迟反射信号，均衡器将无法处理，被认为是同频干扰信号。在重叠区域内通信的移动终端将由于同频干扰而使通话质量下降，甚至导致掉话。15μs约为4bit数据的传输时间，相当于无线信号在空间传播形成4.4Km的路径差或光信号在光纤传播中形成3km长度差。在使用模拟光纤直放站工作时由于信号空间反射或光纤传输距离过远都有可能造成同一信号到达基站的时延差超出时间窗。一、GSM-R光纤直放站应用现状⒉应用不足系统传输延时在光纤传播中形成3km长度差在空间传播形成4.4km的路径差一、GSM-R光纤直放站应用现状⒉应用不足直放站覆盖范围射频信号随着光信号的衰减而衰减，近端机和远端机之间光缆距离不同造成近、远端机之间射频通路的损耗不同，造成远端机输出功率以及覆盖范围不同。二、GSM-R数字光纤直放站系统GSM-R数字光纤直放站是在传统模拟光纤直放站的基础上，采用先进的数字信号处理技术，实现多载波GSM-R信号的远距离光传输和大容量、大动态范围的信号覆盖。近端机远端机网管⒈简述⒉构成近端机远端机二、GSM-R数字光纤直放站系统近端机在GSM-R基站侧将射频口的信号数字化处理，通过光纤传送到远端，利用远端数字单元还原、射频单元再生、放大，实现GSM-R基站信号拉远覆盖。基站DRU图2-1数字光纤直放站系统框图基站天线耦合器DRUDRUDRUDRUDRUDAU网管中心GSM-R⒊系统连接关系三、GSM-R数字光纤直放站系统优势⒈GSM-R模拟光纤直放站不足上行噪声叠加传输延时不可控直放站覆盖范围⒉GSM-R数字光纤直放站优势上行噪声抑制传输延时调整直放站覆盖范围大、传输距离远系统组网灵活三、GSM-R数字光纤直放站系统优势上行噪声抑制使用GSM-R数字光纤直放站，无论接入多少台DRU，直放站系统向基站引入的噪声始终为-131dBm，独立基站的自身底噪一般为－118dBm。因此使用数字光纤直放站时，系统不需要下调Gup以减少上行积累噪声对基站的干扰，系统上下行链路平衡不受任何影响。模拟光纤直放站的噪声由射频噪声和光放大、光传输噪声两部分组成。数字光纤直放站整个光传输部分为数字化传输，信号的再生和放大过程均不产生光传输噪声，对于射频噪声，数字光纤直放站利用过采样技术与自适应滤波器单独对各射频拉远单元的上行噪声进行控制。三、GSM-R数字光纤直放站系统优势传输时延调整GSM-R系统中模拟光纤直放站的使用，通常会因为两路信号传输路径不同而引起大于15μs的时延，造成同频干扰，引起通话质量下降甚至掉话。数字光纤直放站能将RF信号变为中频数字信号再组帧；同时，实时测量各拉远单元与光近端设备之间的时延，可以实现精确的时延调整功能，保证不同光远端机信号的时延一致。因此，数字光纤直放站可以避免时延色散干扰，保证覆盖效果。数字直放站的时延调整功能，在带状网络布置时是非常重要和有效消除色散延时干扰的功能。三、GSM-R数字光纤直放站系统优势直放站覆盖范围、传输距离在数字光纤直放站系统中射频信号不随光信号的衰减而衰减，并且在长距离和多路分路传输系统中保持动态范围不变。系统采用数字传输，有效信号在传输中可以多次再生以保证信号传输质量，增加传输距离。系统中有效信号经传输再生后，进入设备射频单元进行发大输出，各远端设备的无线覆盖距离不随传输距离而改变。三、GSM-R数字光纤直放站系统优势系统组网灵活由于数字GSM-R数字光纤直放站系统的传输为全数字化的，所以系统中近端机和远端机的组网连接异常灵活。星型连接链型连接环形连接混合连接三、GSM-R数字光纤直放站系统优势系统组网灵活星型连接一台近端机通过多条光纤连接多个远端机BTSDAUDRUDRUDRU三、GSM-R数字光纤直放站系统优势系统组网灵活链型连接一台近端机通过一条光纤连接多个远端机BTSDAUDRUDRUDRU三、GSM-R数字光纤直放站系统优势系统组网灵活环形连接网络具有网络自愈能力，在一段光纤出现故障时可以进行链路倒换BTSDAUDRUDRUDRU三、GSM-R数字光纤直放站系统优势系统组网灵活混合连接BTSDAUDRUDRUDRUDAUDRUDRUDRUDRUDRUDRUDAUDRUDRUDRU四、GSM-R数字光纤直放站设备⒈近端机设备⒉远端机设备⒊设备主要指标四、GSM-R数字光纤直放站设备⒈近端机设备射频单元、数字中频单元、光传输单元监控单元、供电系统四、GSM-R数字光纤直放站设备⒈近端机设备射频单元双工器、滤波器、变频单元双工器实现收、发（上行、下行）信号的分离。变频单元上行变频单元和下行变频单元下行变频单元主要是实现将基站过来的射频信号变为数字中频模块中ADC能够接收采样的中频信号。上行变频器是将数字中频模块DAC输出模拟中频信号变为基站接收的上行射频信号。四、GSM-R数字光纤直放站设备⒈近端机设备数字中频单元ADC、DAC、DDC、DUC、CPRICPRI：由爱立信、华为、NEC、北电和西门子五个厂家联合发起制定，用于无线通讯基站中基带到射频之间的通用接口协议。ADC：将模拟中频信号通过高速采样变为数字信号；DAC：将DUC信号转变为模拟中频信号；DDC：将ADC采样的数字中频信号转换到基带并形成I/Q数据；DUC：将基带I/Q数据由基带频率转换到数字中频；CPRI：传送GSM-R基带数据；四、GSM-R数字光纤直放站设备⒈近端机设备光传输单元数字光模块将CPRI输出的高速串行信号通过光模块进行传输到对端监控单元完成对近端机设备的本地监控和远程监控四、GSM-R数字光纤直放站设备⒉远端设备光传输单元、数字中频单元、射频单元监控单元、供电系统四、GSM-R数字光纤直放站设备⒉远端设备远端机设备中的光传输单元、数字中频单元、监控单元、供电系统与近端机中对应单元的功能相似。射频单元中除了变频单元、双工器、滤波器之外还增加了下行高功率放大器（HPA）和上行低噪声放大器（LNA）。HPA：GSM-R下行射频信号进行放大实现对覆盖区的大范围覆盖；LNA：对上行GSM-R信号进行低噪声放大提高系统的接收灵敏度；四、GSM-R数字光纤直放站设备⒊设备主要指标序号检验项目标准与要求1工作频段前向（下行）：930MHz-934MHz反向（上行）：885MHz-889MHz2载波数不低于8载波3标称最大输出功率30W4自动电平控制（ALC）范围当输入信号电平提高小于10dB(含10dB)时，输出功率应保持在最大输出功率的±2dB之内；当输入信号电平提高超过10dB时，输出功率应保持在最大输出功率的±2dB之内或关闭输出。5最大增益最大增益不大于50dB，或者厂家标称值6增益调节范围0~30dB7增益调节步长及步长误差增益调节步长：1dB。在0-20dB范围内总误差≤土ldB；在大于20dB范围内总误差≤土1.5dB。四、GSM-R数字光纤直放站设备⒊设备主要指标8带内波动带内波动≤3dB（峰峰值）9噪声系数上行：≤5dB，（最大增益时）10输入电压驻波比≤1.411传输时延≤15us12时延调整范围0~100us13时延校正步长及校正精度步长：16.7ns校正精度：≤±3us（可以自动和手动)14频率误差及矢量幅度误差平均频率误差：-45Hz≤ΔF≤+45Hz矢量幅度误差EVM：≤6％（均方根）15带外抑制≥400kHz≥600kHz≥1MHz≥5MHz≤50dB≤40dB≤35dB≤25dB四、GSM-R数字光纤直放站设备⒊设备主要指标16杂散发射每载频带内f0±100kHz≤0.5dBc/30kHzf0±200kHz≤-30dBc/30kHz或-36dBm/3kHzf0±400kHz≤-60dBc/30kHz或-36dBm/3kHzf0±600kHz≤-36dBm/30kHz工作频带内FL-2.5MHz～F0-6MHz≤-36dBm/100kHzF0-6MHz～F0-1.8MHz≤-36dBm/30kHzF0+1.8MHz～F0+6MHz≤-36dBm/30kHzF0+6MHz～FH+2.5MHz≤-36dBm/100kHz工作频带外（偏离工作频带边缘2.5MHz之外）9kHz-1GHz带内≤-36dBm1GHz-12.75GHz带内≤-30dBm17互调衰减指标≤-36dBm或≤-45dBc/30kHz四、GSM-R数字光纤直放站设备⒊设备主要指标18上行噪声功率（噪声抑制开启）≤-85dBm（RBW：200kHz）19光波长下行：1550nm上行：1310nm20光输出功率-5±2dBm21光接收灵敏度-28±2dBm21最大射频输入(非损坏)≤10dBm四、GSM-R数字光纤直放站设备⒊设备主要指标工作场所近端机远端机工作温度低温－10℃（A类）－25℃（B类）－25℃（A类）－40℃（B类）高温55℃55℃（A类）70℃（B类）相对湿度95％（40℃）95％（40℃）振动10Hz～30Hz，0.38mm30Hz～55Hz，0.19mm10Hz～30Hz，0.75mm30Hz～55Hz，0.25mm振动方向正常工作方向正常工作方向冲击6g，18ms6g，18ms海拔高度适用于3000m以下注1：A类指标是设备的通用标准，B类指标是设备用于特定环境条件下的标准。注2：在高原、高寒、高温等恶劣环境下使用时，使用本标准的各方可参照本表另行规定。四、GSM-R数字光纤直放站设备序号检验项目标准与要求1光连接器类型FC/PC2射频连接器类型N-female3电源功耗近端机：不大于100W远端机：不大于300W4电源要求支持-48VDC或220VAC电源输入5电源输入波动范围要求直流供电电源为－48V，波动范围：－36V～－57V。交流供电电源为220V50Hz，波动范围：220V±