光纤直放站培训资料

培训讲义光纤直放站培训讲义北京首科中系希电信息技术有限公司客户服务中心光纤直放站培训讲义概述主要技术指标设备组成与工作原理产品测试主要元件名词解释附录光纤直放站培训讲义概述·简介·系统组成及工作方式·具体信号传输过程·主要特点·主要技术指标·系统图概述简介—简介光纤直放站常用于山区及无线电波难以到达的地区，它将车站电台的载频信号耦合到近端机，转换成光信号通过光缆传送到远端机，远端机把光信号转换成射频信号后直接放大送到漏缆或天线，也可以同时将漏缆或天线接收到的机车台信号直接放大后通过光转换送到近端机，传送给车站，从而保证列车在隧道及其它无线信号无法覆盖的位置实现正常的列车无线通信。概述简介GJST-I同异频光纤直放站（450MHz光纤直放站）是我公司开发的新产品.该产品吸取了国内外先进技术，选用进口优质器件，采用模块化设计，可靠性高，系统组合功能强，根据用户要求灵活配置。是最适合应用于铁路系统线状覆盖和多区域覆盖的铁路通信用辅助设备，它耦合车站台信号后通过光纤连接远端机进行信号传输，远端机将光信号接收和转换后以无线电波方式覆盖铁路沿线的弱场区间。概述系统组成和工作方式—系统组成和工作方式系统组成：网管设备、近端机、远端机以及连接光缆。工作方式：定向耦合器将车站台信号耦合到直放站，同时把直放站输出的上行信号耦合到车站台，近端机与远端机通过光纤连接，一台近端机可以带多台远端机，采用星型连接方式。概述具体信号传输过程—具体信号传输过程定向耦合器从车站信号（下行）中耦合一部分信号（0dBm左右）给近端、机，通过双工器送到光模块，转换为光信号通过光纤传送到远端机。远端机将接收到的光信号通过光模块还原为射频信号，并进行放大，通过天线把下行信号覆盖到铁路线上。同时上行移动台信号通过远端天线输入到远端机，把移动台信号放大，然后送到光模块，转换为光信号通过光纤传送到近端机，近端机的光模块将其还原为射频信号经耦合器耦合到车站台，从而实现一个通信环路。概述主要特点—主要特点1、采用进口电源模块，双电源冗余热备份，可外接蓄电池，满足恶劣环境下工作2、一台近端可以挂接多个远端实现长距离线状覆盖3、通过LCD液晶及轻触键轻松设置远近端各种参数状态，不用计算机也可以进行设备维护4、完善的远程网络管理，可通过无线（GSM网络）、有线（ISDN、四线、程控电话）等方式进行组网5、高可靠设计，各项指标均达到或超过铁标要求概述系统图—系统图概述主要技术指标—主要技术指标—通用技术指标1、工作方式:双向射频线性放大2、输入输出阻抗:50Ω3、驻波系数:1.54、供电方式:AC220V20%/-30%5、最大功耗:不大于80W6、可靠性：MTBF15000小时7、抗震强度:各向0.3g(4—5HZ)8、体积：远端机620*460*260立方毫米；近端机360*150*360立方毫米9、环境温度：-30—+55℃10、环境湿度：93%（40℃）概述主要技术指标—主要技术指标—光纤直放站技术指标1、频率范围：下行：467—469MHZ；457-459MHZ上行：457—459MHZ2、中心频率：下行：468MHZ458MHZ上行：458MHZ3、门限开启电平:下行－301dBmW上行-851dBmW4、标称输入电平:下行-231dBmW上行-751dBmW5、标称输出:下行+371dBmW上行-151dBmW概述主要技术指标6、标称增益:下行60dB上行60dB7、AGC起控电平:下行-231dBmW上行-751dBmW8、AGC控制范围:不小于30dB9、三阶互调衰减:不小于30dB10、频率响应:带内波动不大于3dB11、带外抑制:中心频率3MHz外抑制不小于40dB12、可调衰减：1-30dB连续可调13、下行光输出1310nm输出功率≤3dBm上行光输出1550nm输出功率≤3dBm收光功率告警-15dBm发光功率告警0dBm光纤直放站培训讲义设备组成及工作原理·远端机·近端机·单元电路工作原理下行放大单元上行放大单元设备组成及工作原理远端机—远端机整个远端机主要由458M下行前置、468M下行前置、458M上行前置、功放、检测控制单元、双工器、射频开关、耦合器、电源、蓄电池等部分组成。直放站有一个N型的接头，一个光纤接口，分别接天线和光缆。有一个AL16-J3Z电源接头，接220v电源，12V蓄电池分内置和外置两种。设备组成及工作原理远端机—远端机原理图光模块468M下行前置458M下行前置耦合器功放射频开关双工器458M上行前置检测控制板检测电台射频开关设备组成及工作原理远端机—远端机工作原理从近端机传输过来的车站信号经过光模块转化为电信号，通过耦合器分别进入458M下行前置和468M下行前置，当信号电平大于门限电平时，直放站开启功放和射频开关，经过放大的车站信号通过双工器输出，最后采用天线或者是漏缆向区间覆盖；从机车发射的上行信号由天线接收后，通过射频开关进入458M上行前置，经过放大后的机车信号进入光模块进行光电转化，再通过光纤传输到近端机，近端机将光信号转化为电信号后，再传回车站电台。检测信号由检测电台发出，通过检测控制板分别到耦合器和458M上行前置端，检测控制板收集各模块返回的放大器状态信息，将检测结果进行打包处理，并通过光模块将数据传回近端机，由近端机接收并转发给车站电台或者直接上传网管中心。设备组成及工作原理近端机—近端机—近端机原理图（一带一）耦合器光模块64K接口板近端机控制板车站信号入/机车信号出光纤64K接口设备组成及工作原理近端机—工作原理（一带一近端机）从车站传输过来下行信号通过耦合器进入光模块，光模块将电信号转化为光信号，通过连接光纤传输到远端机进行放大。近端机控制板收集光模块传输的远端机检测信息，并将数据传给64k接口板，转化为64k数据上报网管中心。设备组成及工作原理近端机—近端机原理图（一带多）耦合器光模块64K接口板近端机控制板车站信号入/机车信号出光纤64K接口功分器功合器光模块光模块光纤光纤设备组成及工作原理近端机—工作原理（一带多近端机）一带多近端机工作原理与一带一近端机工作原理相同，所不同的是一带多近端机在射频端将车站信号分为N路，然后分别送入相应的光模块，再由光模块传输到远端机；从远端机传输回来的机车信号由光模块转化后，都进入功合器，然后再传送到车站电台中。一带多近端机的设计方法相对于原来采用光分器进行分路的一带多设计方案来说，传输距离更远，在远端机数量较多时，优势比较明显。设备组成及工作原理单元电路工作原理单元电路工作原理上、下行放大单元组成及基本工作原理AGC（自动增益控制）功能AGC检波滤波功能放大器频率综合器控制部分数字可编程衰减器门限检波备注单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—组成及基本工作原理下行458M放大器由低噪声放大器、射频放大电路、中频放大电路，变频器，射频滤波器、中频滤波器，AGC自动增益控制电路、电调衰减器，频率综合器、控制电路等组成。增益为20dB。射频信号输入经过低噪声放大器的放大，然后进行射频滤波，变频至中频70MHz，然后通过中频放大，滤波，再变频至射频信号，最后再通过射频放大滤波，输出至功放。单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—AGC（自动增益控制）功能正向、反向自动增益控制电路均由AGC检波和AGC控制组成，在单元盒输出端将输出信号分为两路，一路信号送到功率放大器，另一路信号通过耦合器送到本单元盒内的AGC检波部分，AGC检波电路的作用是把耦合高频信号转成直流控制电压即AGC电压。AGC电压随输入高频信号的增大而减小。当中继器的输入信号太强时，通过AGC电压控制AGC自动增益控制电路，增加前置放大单元的衰减量，使单元放大电路的输出不随信号输入的增加而增加。自动增益控制电路主要器件为BAR61。单元电路工作原理下行放大单元—AGC检波下行放大单元的AGC检波功能由MAX4003完成（上行放大单元由MAX8313完成），MAX4003为集成芯片对数放大器，它将检波到的功率转换成线性直流电压输出到双运算放大器AD8532上，AD8532的第一级运算放大器组成反馈放大器，用来放大检波输出的直流电压，经1脚输出到第二级运算放大器的负端（6脚），在第二级运算放大器的正端（5脚）设置一个基准电压，可通过调节基准电压来微调AGC起控点（基准电压由ARM控制，可以通过调试软件设定）。当中继器的输入电平小于AGC起控点时，检波输出的直流电平较小，经第一级运算放大器放大后仍小于基准电压，此时第二级运算放大器的输出（7脚）通过三极管8050约为3.7Ｖ，则AGC电压也为3.7V。当中继器的输入电平大于AGC起控点时，检波输出的直流电平经第一级运算放大器放大后大于基准电压，第二级运算放大器输出电压下降，V1输出小于3.7V，AGC起控。单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—滤波功能滤波有两部分完成，即：射频滤波（中心频率458/468MHz，带宽4M），中频滤波（中心频率70MHz，带宽2M）。射频滤波器作用：滤除带外输入信号、本振信号及其他信号产生的杂散，及频率。中频滤波器作用：2M带宽的主要选择滤波器，是整个设备的主要部件之一。单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—放大器主要采用进口系列的中功率放大器SGA系列放大器，低噪声放大器采用高可靠性、极低噪声的ATF54143，来组成整个放大电路单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—频率综合器频率综合器主要由压控振荡器，锁相环，环路滤波器，参考高稳振荡器以及缓冲放大器组成。锁相环收到CPU的控制数据，通过环路滤波器输出一个控制电压，控制压控振荡器输出所需要的本振频率，再通过分频比较压控振荡器与参考高稳振荡器的输出频率，最终输出一个稳定的本振频率，经由缓冲放大器放大后送入混频器进行变频。单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—控制部分采用先进的IIC控制方式进行控制，由CPU输出的控制信号通过IIC专用芯片输出到放大单元或者功放单元，对其AGC，检波读取，门限开关电平等进行控制。—数字可编程衰减器选用数字可编程衰减器MAATS0002，可以通过调试软件进行设定，衰减量范围1—30dB，衰减步进为1dB。单元电路工作原理下行放大单元—下行放大单元—门限检波门限检波部分的原理和AGC检波相似，同样采用MAX4003（上行用MAX8313）对数检波器。检波输出的电压送给CPU，单片机将采集到的电压值与事先存储的标准值进行比较，如果大于标准值，就控制功放单元的电源模块分别给放大模块上电，打开射频通路。—备注注：458M下行前置和468M下行前置单元除了滤波器不一样以外，其余电路完全一样。光纤直放站培训讲义产品测试方法·测试仪器仪表·下行通道测试·上行通道测试产品测试方法测试仪器仪表—RF信号源室内：C50综合测试仪，FLUKE6060B等；室外：便携式中继器综合测试仪（希电）等；—RF信号接收装置室内：C50综合测试仪，ESVP场强计等；室外：便携式中继器综合测试仪（希电），ESVP场强计等；—专用测试线缆一套含30db大功率衰减器，各类转接头。产品测试方法下行通道测试—下行通道测试:—测试仪器仪表与设备的连接示意图:近端机远端机信号源衰减器场强计光纤射频电缆射频电缆射频电缆产品测试方法下行通道测试—增益测试：将信号源输出频率调到468MHz，输出电平调到-25dBm。信号接收器读数应为35dBm。将信号源输出频率调到458MHz，输出电平调到-25dBm。信号接收器读数应为35dBm。—门限电平测试：将信号源输出电平调到-35dBm，以1dB进程增加信号，至门限灯亮，此时直放站正向有输出信号，该点是门限开启点。产品测试方法下行通道测试—AGC特性测试:将信号源输出调整到-28dBm，逐步将信号源输出电平提高，观察信号接收器数值当读值不随输入变化而变化时，输入的电平点即AGC起控点，继续增加输出电平值，至大于AGC起控点30dB，此时信号接收器电平数值在此范围内的波动不超过3dB。产品测试方法上行