CN104144432A - 一种gsm-r微功率光纤分布式装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种GSM-R微功率光纤分布式装置，包括GSM-R基站、近端设备、扩展设备和远端设备，其中，GSM-R基站通过耦合器与近端设备连接，近端设备包括中频变频单元，中频变频单元上开有若干光口，每个光口连接若干扩展单元，每个扩展单元包括若干串联的扩展设备，每个扩展设备分别连接有若干个远端设备，近端设备将射频信号转换成光电信号后经过扩展设备传输到远端设备。本发明同时基站不单独覆盖信号，全部使用光纤分布式远端设备覆盖，使基站可采用多个布局合理的光纤分布式远端设备来完成整个区域的覆盖，又不至于相互干扰，很好的解决枢纽地区的信号覆盖，以及未铺设漏缆隧道天线方式信号覆盖（隧道内未铺设漏缆）。

Description

一种GSM-R微功率光纤分布式装置

技术领域

    本发明涉及通信系统领域，具体是一种GSM-R微功率光纤分布式装置。

背景技术

随着我国客运专线和城际铁路的逐步开通，大城市和车站形成铁路枢纽。GSM-R网络由孤立线路单系统运行方式（京津城际、京沪高铁、大秦线、石太客运、武广高铁等），逐渐转变为多条线路多个GSM-R系统联合运行方式（如广州枢纽、广珠城际铁路、武汉汉口枢纽、合肥枢纽等）。铁路枢纽设计线路越来越多，且在铁路枢纽地区宏基站密集的区，宏基站间相互干扰，影响通信质量，严重时可能影响车站安全。并且，原有无线列调系统未考虑全路覆盖要求，两车站区间内若新增设备，电缆未预留，无法提供新增设备的供电问题。若重新布置电缆，工程成本非常大。

发明内容

本发明为了解决现有铁路枢纽GSM-R系统联合运行系统中基站间相互干扰严重的问题，提供了一种GSM-R微功率光纤分布式装置，基站的覆盖区域采用多个布局合理的光纤分布式远端设备来完成整个区域的覆盖，又不至于相互干扰，很好的解决枢纽地区的信号覆盖，并且可以给远端设备进行远程供电。

本发明包括GSM-R基站、近端设备、扩展设备和远端设备，其中，GSM-R基站通过耦合器与近端设备连接，近端设备包括中频变频单元，中频变频单元上开有若干光口，每个光口连接若干扩展单元，每个扩展单元包括若干串联的扩展设备，每个扩展设备分别连接有对应的远端设备，近端设备将射频信号转换成光电信号后经过扩展设备传输到远端设备，若远端设备无需远供馈电时，近端设备也通过直接光纤直接与多台远端设备连接。

进一步改进，所述的扩展设备包括远程供电单元和主馈电单元，所述的远端设备包括从馈电单元，扩展设备中的远程供电单元通过主馈电单元向远端设备中的从馈电单元供电。

进一步改进，所述的近端设备连接有操作维护中心。

进一步改进，所述的中频变频单元包括双工器、上行变频器、下行变频器和中频板， GSM-R基站通过耦合器与双工器相连，双工器分别通过上行变频器、下行变频器与中频板相连，中频板上开有若干光口。

进一步改进，所述的扩展设备和远端设备之间通过光电综合缆连接。

进一步改进，近端设备与远端设备之间的连接方式为星型、菊花链型、环型、交织型或混合型。

进一步改进，所述的远端机采用漏缆或天线进行信号覆盖，远端设备采用多路输入供电方式，任意一路输入供电故障后，不影响远端设备正常工作。

进一步改进，所述的远端机主路信号功率比从路信号高6±1db，差值软件可设置。

进一步改进，所述的近端机和远端机内各模块均具有冗余备份。

    本发明有益效果在于：

1、采用GSM-R微功率光分布式装置组成微小区或定型小区，来减小小区覆盖半径或覆盖区域，同时基站仅作为信源，不单独覆盖信号，全部使用光纤分布式远端设备覆盖，这样基站的覆盖区域可以采用多个布局合理的光纤分布式远端设备来完成整个区域的覆盖，又不至于相互干扰，很好的解决枢纽地区的信号覆盖。

2、扩展设备通过馈电单元给远端设备供电，光电综合缆通过传输光电信号和电力，不需要重新铺设漏缆，不仅解决了设备供电问题，也大大降低了工程成本。

附图说明

图1为GSM-R微功率光纤分布式装置结构示意图。

图2为近端设备结构示意图。

图3为扩展设备结构示意图。

图4为远端设备结构示意图。

图5为星型连接示意图。

图6为链形连接示意图。

图7为环型连接示意图。

图8为交织型连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种如图1所示的GSM-R微功率光纤分布式装置，包括GSM-R基站、近端设备、扩展设备和远端设备。

近端设备如图2所示，其核心为中频变频单元。中频变频单元包括双工器、上行变频器、下行变频器和中频板， GSM-R基站通过耦合器与双工器相连，双工器分别通过上行变频器、下行变频器与中频板相连，中频板上开有若干光口，每个光口可连接若干扩展单元。近端设备将射频信号转换成光电信号后传递给扩展单元，若远端设备无需远供馈电时，近端设备也通过直接光纤直接与多台远端设备连接。近端设备连接有操作维护中心（网管）。

扩展单元包括至少两个串联在一起的扩展设备，扩展设备由中频板、远供电源单元和馈电单元组成，可实现光接口设备的扩展，具有双光路冗余备份功能，每个扩展单元至少带8台远端设备，扩展单元通过光电综合缆与远端设备连接，支持星型、链型、环型、交织型和混合型组网方式。

远端设备由中频变频单元、射频单元、双工器和馈电单元组成，实现远端GSM-R无线射频信号覆盖；远端设备还可实现以太网接口（RJ45）设备的扩展，以太网接口(RJ45)设备可以是WLAN AP（瘦AP）、无线路由器、IP电话等。远端设备供电通过扩展设备远供，支持两路电源冗余备份输入。远端设备采用多路输入供电方式，任意一路输入供电故障后，不影响远端设备正常工作。

本发明具有如下功能：

①上行底噪抑制

设备支持上行底噪抑制，满足以下功能要求：

a)单独对每个远端设备的上行链路进行控制，减小各远端设备之间上行噪声相互干扰，消除上行对基站的噪声干扰；

b)设备采用载波选频方式，只对信源小区所使用的载频进行放大，滤除非工作频点，减少到达基站的上行噪声电平；

c)支持时隙自动关断功能，对于处在空闲状态下的时隙进行关断，进一步降低上行噪声。

②自动时延调整

设备支持自动时延调整，满足以下功能要求：

a)实时测量各远端设备与近端设备之间的时延，应支持手动或自动的方式进行调节,应将任意两台之间的时延调成一致，有效防止各远端覆盖的同频干扰。

b)通过调整时延消除远端单之间重叠覆盖之间的时延色散问题。

③多种冗余组网方式

近端机与远端机设备之间支持星形、链形、环型、交织型和混合型等冗余组网方式。

④光旁路功能

远端设备应具备光旁路功能，当某一台远端设备掉电或光发告警时，进行自动切换至光旁路，其后面串联的远端机设备可以正常接收到光纤信号。

⑤采用CPRI标准传输接口和数字光端机技术

a)射频信号不随光信号的衰减而衰减，在长距离和多分路传输过程中保持动态范围不变；

b)支持对数字传输时延的计算和校正；

c)支持菊花链传输方式和信号多次再生；

d)数字光端机应具备高稳定性和高可靠性，减少维护成本。

⑥光环路功能

当采用环型组网方式时，中间某一远端设备出现光路中断时，该环上其他各个远端设备应仍能通过环路两端与近端站连接的节点正常工作。 

⑦自动载波跟踪

当基站改变载波频率时，近端设备自动跟踪载波变化。

 ⑧高速透传通道

具有以太网透传通道（以太网传输速率≥10Mbps）透传通道。

⑨网管功能

<1>本地监控功能

本地监控功能应满足以下要求： 

i) 提供本地监测接口； 

ii) 具备状态显示功能，实时显示设备和主要模块的工作状态、电源状态和设备告警状态。 

iii) 具备对参数进行查询和设置、告警查询和软件下载等功能。 

 <2>远程维护功能应满足以下要求： 

i) 支持以太网方式将监控数据接入监控中心； 

ii) 具备对参数进行查询和设置、告警查询和软件远程下载和升级。 

    ⑩单网交织覆盖功能 

    具有相邻小区信号的冗余覆盖，采用主、从交织覆盖技术。如图8所示，两个基站小区信号从根部交叉覆盖，为了防止频繁切换，远端主信号比从信号高6dB，当主备路的基站信号宕机后，从路自动提高6dB,保证继续覆盖，当一台远端宕机，左右两边的远端可以根部覆盖，不会影响无线信号正常通信。

本发明技术指标如下：

（1）标称线性输出功率：上行 -10dBm；下行30dBm、27dBm、25dBm或20dBm；

（2）最大增益：≤60dB；

（3）带内波动：≤2.0dB；

（4）输入/输出电压驻波比：≤1.4；

（5）传输时延：单机≤15us，系统时延：≤25us；

（6）互调：≤-60dBc（2载频，最大输出功率时）；

（7）矢量幅度误差（EVM）：EVM(RMS)：≤6%（均方根）；

（8）频率误差：＜±45Hz；

（9）噪声系数：≤4.0。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种GSM-R微功率光纤分布式装置，其特征在于：包括GSM-R基站、近端设备、扩展设备和远端设备，其中，GSM-R基站通过耦合器与近端设备连接，近端设备包括中频变频单元，中频变频单元上开有若干光口，每个光口连接若干扩展单元，每个扩展单元包括若干串联的扩展设备，每个扩展设备分别连接有若干个远端设备，近端设备将射频信号转换成光电信号后经过扩展设备传输到远端设备。

2.根据权利要求1所述的GSM-R微功率光纤分布式装置，其特征在于：所述的扩展设备包括远程供电单元和主馈电单元，所述的远端设备包括从馈电单元，扩展设备中的远程供电单元通过主馈电单元向远端设备中的从馈电单元供电。

3.根据权利要求1或2所述的GSM-R微功率光纤分布式装置，其特征在于：所述的近端设备连接有操作维护中心。

4.根据权利要求1或2所述的GSM-R微功率光纤分布式装置，其特征在于：所述的中频变频单元包括双工器、上行变频器、下行变频器和中频板， GSM-R基站通过耦合器与双工器相连，双工器分别通过上行变频器、下行变频器与中频板相连，中频板上开有若干光口。

5.根据权利要求1或2所述的GSM-R微功率光纤分布式装置，其特征在于：所述的扩展设备和远端设备之间通过光电综合缆连接。

6.根据权利要求1或2所述的GSM-R微功率光纤分布式装置，其特征在于：近端设备与远端设备之间的连接方式为星型、链型、环型、交织型或混合型。

7.根据权利要求1或2所述的高可靠性的铁路GSM-R数字光纤直放站，其特征在于：所述的远端机采用漏缆或天线进行信号覆盖，远端设备采用多路输入供电方式。

8.根据权利要求1或2所述的高可靠性的铁路GSM-R数字光纤直放站，其特征在于：所述的远端机主路信号功率比从路信号高6±1db，差值软件可设置。

9.根据权利要求1或2所述的高可靠性的铁路GSM-R数字光纤直放站，其特征在于：所述的近端机和远端机内各模块均具有冗余备份。