GSM-R无线系统组成及原理.ppt

2019年11月23日,1,GSM-R无线系统组成及原理,主讲：黄富强Tel州通信段二零一一年十一月,2019年11月23日,2,内容提纲,一、GSM-R系统组成原理二、BTS基站、MU、RU、漏缆监控原理及故障处理,2019年11月23日,3,GSM在我国铁路运输系统中的应用,1、提供调度通信及语音通信2、向列车发送调度命令信息3、向列车提供CSD数据（时速300KM/H以上的C3列控信息）4、特殊的通信业务：组呼业务（299、210常用）、广播业务、智能网业务。,2019年11月23日,4,GSM在我国铁路运输系统中的应用,调度通信业务：,2019年11月23日,5,向机车传送调度命令信息,2019年11月23日,6,传送C3数据业务,2019年11月23日,7,特殊业务,1、229组呼:是指相邻三小区的呼叫，也就是受该三小区服务的用户都被呼起。210组呼：是指受本小区服务用户都被呼起。2、智能网业务：是指短号呼叫、车次号呼叫、记车号呼叫等。,2019年11月23日,8,一、GSM-R系统组成原理,1、要实现GSM-R功能在沿线就必须安装很多的基站，安装了基站还必须成环，再组成系统。2、下面以武广线为例介绍GSM-R的组网模式。,2019年11月23日,9,GSM-R总体介绍,GSM-R通信系统是基于GSM技术的铁路专用数字移动通信系统。我国GSM-R上行使用885MHZ-889MHZ，下行使用930MHZ-934MHZ。我国GSM-R一般采用单网或单网交织覆盖的组网方式。,2019年11月23日,10,交织覆盖的组网方式,传输环的方式武广线,2019年11月23日,11,交织覆盖的组网方式,基站2M环的组网方式,2019年11月23日,12,交织覆盖的组网方式,交织覆盖的场强分布,2019年11月23日,13,交织覆盖的组成（郴州乐昌区间）,2019年11月23日,14,交织覆盖的组网方式（以武广线为例）,1、武广线沿线基站分为奇数基站和偶数基站。由沿线左右两侧的32芯光缆分别组成奇数环和偶数环。上图中耒阳西郴州西WG2001-WG2021基站组成的传输奇数环。广左的5、6纤和广右的5、6纤组成环，广左的7、8纤和广右的7、8纤分别作为备用。2、奇数环和偶数环中的35个基站组成基站2M环。上图是WG2212、WG2214和韶关站3个基站构成的偶数环。3、根据基站2M环图我们只要找到2M头在0NS2000和BTS240的对应位置，就能很快的判断处理Abis和bprot的基站环告警。,2019年11月23日,15,GSM-R系统组成,基站子系统由下面三个子系统组成1、基站子系统（BSS）2、网络子系统（NSS）3、操作和维护子系统（OSS）,2019年11月23日,16,GSM-R系统的网络结构,OSS管理子系统,NSS网络交换子系统,BTS,BSS基站子系统,公众交换电话网络(PSTN)ISDN，PSDN,MS,Um(无线接口),OMN接口(X。25),BSS,HLR-AUC,信令系统No。7SS7,OMC-S,OMC-R,BSC,EIR,TRAU,GMSCVLR,A-接口,Abis接口,MSCVLR,GCR,2019年11月23日,17,GSM-R系统,GSM-R移动网络由三个子系统组成，其基本结构如上图。移动台是接入GSM-R网络的用户设备，包括移动终端（ME）和终端设备（TE），或通过终端适配器与ME连接的TE。移动台除了具有通过无线接口（Um）接入到GSM-R系统的一般处理功能外，还为移动用户提供了人机接口。,2019年11月23日,18,基站子系统（BSS）,基站收发信机（BTS）基站控制器（BSC）编译码和速率适配单元（TRAU）,2019年11月23日,19,基站子系统使用的频率,2019年11月23日,20,基站子系统的频率频点对应表,GSM-R中999和1019这两个频点作为保护间隔，没采用,2019年11月23日,21,基站子系统（BSS）,BTS主要负责与一定覆盖区域内的移动台（MS）进行通信，并对空中接口进行管理。BSC用来管理BTS与MSC之间的信息流。BTS与BSC之间通过Abis接口通信。BSS中编码速率适配单元（TRAU），它实现了GSM-R编码速率向标准的PSTN或ISDN速率的转换。TRAU与BSC通过Ater接口连接。,2019年11月23日,22,BSS基站子系统结构,2019年11月23日,23,基站收发信机（BTS）,BTS主要负责与一定覆盖区域内的移动台（MS）进行通信，并对空中接口进行管理。BTS由天线、耦合系统、收发信机（TRX）及基站公共功能（BCF）组成。可以把它看成一个复杂的无线调制解调器。,2019年11月23日,24,基站收发信机（BTS）,耦合系统是天线与每个小区的收发信机之间的接口。BCF通过Abis接口与BSC相连，它的功能是将语音和用户数据信道合成以后发送给BSC和将信令信道合成以后发送给BSC。此外，BCF还具有以下功能：Abis接口管理，时隙分配，外部警报等。,2019年11月23日,25,基站收发信机（BTS）,TRX是BTS中最主要的设备。一台TRX管理着一个TDMA帧，也就是说管理8个物理信道。TRX的功能有：进行编码、加密、调制，然后将射频信号馈送给天线；将信号解密、均衡、然后解调；移动呼叫检测；上行链路信道测量；定时提前量的测量；跳频。,2019年11月23日,26,BTS的物理信道,2019年11月23日,27,BTS结构和功能,发射耦合器,接收耦合器,天线,耦合系统,BCF(基站公共功能),TRX(收发信机),Abis接口,-编码，加密，调制，然后将射频信号馈送给天线-将信号解密，均衡，然后解调-移动呼叫检测-上行链路信道测量-定时提前量-跳频,-将语音和用户数据信道合成以后送给BSC-将信令信道合成以后送给BSC,双工器,-天线与每个小区的收发信机之间的接口,BTS,2019年11月23日,28,基站控制器（BSC）,主要包括：1、一个处理单元2、一个交换矩阵单元和中继控制单元（PCM和X.25）。,2019年11月23日,29,BSC结构和功能,2019年11月23日,30,基站控制器（BSC）,BSC通过处理单元和X.25控制器从运营管理与维护（O&M）中心下载新的软件版本。反过来，在周期性询问或传送时，BSC将所有关于O&M的数据缓冲并转送到O&M中心。BSC一边与移动交换中心（MSC）连接，另一边与BTS连接。,2019年11月23日,31,编译码和速率适配单元（TRAU）,TRAU由编译码器，控制器和外部PCM接口组成。它通过Ater接口与BSC相连，通过A接口与MSC相连。从传输成本角度考虑，编码/速率适配单元（TRAU)放置在MSC更具优势，这里我们还是按放置BSS考虑的。,2019年11月23日,32,速率适配单元(TRAU)结构及功能,2019年11月23日,33,编译码和速率适配单元（TRAU）,TRAU能够将13kbit/s话音（或数据）复用成两路传输，即转换成标准的64kbit/s数据。在BTS中，13kbit/s话音（或数据）通过插入附加同步数据补偿，使插入数据后的速率变为16kbit/s。TRAU将13kbit/s语音转化成64kbit/s的T1律PCM时隙或者E1A律PCM时隙。接下来，TRAU将用户数据流路由到一种适合的设备上，这种设备是指具有互连互通功能的接收方调制解调器。,2019年11月23日,34,编译码和速率适配单元（TRAU）,值得注意的是，TRAU在Ater接口上，有四个业务信道是在64kbit/sPCM电路上复用，一个T1中继线携带多达92个用户和控制信道，一个E1中继线携带多达120个用户和控制信道。,2019年11月23日,35,网络子系统（NSS）,交换网络子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。网络和交换子系统由MSC、服务器和数据库组成，由B-H标准接口链接。,2019年11月23日,36,网络子系统（NSS）,基本的NSS由六个功能实体组成，分别是：移动交换中心（MSC），归属位置寄存器（HLR），拜访位置寄存器（VLR），设备识别寄存器（EIR）和互连功能单元（IWF）。另外，NSS中还可以有实现语音组呼和语音广播的实体（GCR），用于短消息业务的短消息服务中心（SMS-SC）和统计服务器，这些功能实体可以根据具体的需要进行选择。,2019年11月23日,37,NSS结构,2019年11月23日,38,NSS结构,1、B接口B接口位于MSC与VLR之间。VLR存储移动用户在非归属MSC区漫游的数据，MSC要想知道某一移动台在自己管辖的区域内当前的位置可以随时向VLR查询。如果用户在漫游的MSC中需要激活一项新的业务或更改用户数据时，该MSC通过VLR告知用户的HLR做具体的数据资料变化。在B接口上的信令是非标准化的。,2019年11月23日,39,NSS结构,2、C接口C接口位于GMSC与HLR之间。GMSC通过C接口向HLR查询用户的呼叫或短消息的路由信息。这一接口上的信令使用移动应用部分（MAP）。,2019年11月23日,40,NSS结构,3、D接口D接口位于HLR和VLR之间，用来交换移动台的位置信息和管理用户数据。VLR要告知HLR所辖移动台的位置，同时在位置更新或呼叫建立时还要向HLR提供移动台的漫游号码。HLR要将移动用户定制的所有业务信息告知VLR，以便用户在其他MSC区漫游时也能获得各种已定制电信业务。当移动用户漫游到新的区域时，HLR还要通知前一个VLR注销用户的临时数据信息。,2019年11月23日,41,NSS结构,4、E接口当移动台在通话进行的过程中从一个MSC区移动到另一个MSC区时，要保证切换过程中通信的连续性，就要求两个MSC之间在切换的初始化和结束过程中通过E接口交换数据。当移动台之间进行短消息通信时，必须由MSC与SMS-SC进行交流。这时MSC与SMS-SC之间也通过E接口进行数据交换。在这一接口上的信令使用MAP。,2019年11月23日,42,NSS结构,5、F接口F接口用于MSC和EIR之间交换数据。EIR要先验证移动台的IMEI号的有效性，然后MSC才能根据结果决定是否提供服务。在这一接口上的信令使用MAP。,2019年11月23日,43,NSS结构,6、G接口当移动台从一个VLR区移动到另一个VLR区时，需要进行位置登记，这时两个VLR之间需要进行数据交换。在位置登记的过程中，新的VLR将从旧的VLR中获取移动台的IMSI号和鉴权参数。在这一接口上的信令使用MAP。,2019年11月23日,44,NSS结构,7、H接口H接口位于HLR和AUC之间。移动用户先向HLR发起请求获取加密和鉴权信息，HLR再向AuC请求获取数据，HLR中不保留从AuC来的数据。这一接口上使用的协议是非标准化的。,2019年11月23日,45,NSS结构,8、I接口I接口位于GCR和MSC之间。当有语音组呼或语音广播的需求时，MSC向GCR查询相应的语音组呼和语音广播呼叫参考的数据。这一接口上使用的协议是非标准化的。,2019年11月23日,46,移动交换中心（MSC）,移动交换中心（MSC）是NSS的核心，它包含了MSC区的所有交换功能。MSC考虑了用户的移动性，管理一些特殊的过程，如位置登记和更新，越区切换，它还负责对无线资源进行管理，这些是它与固定网络交换机的主要差别。,2019年11月23日,47,MSC内部结构,2019年11月23日,48,移动交换中心（MSC）,通常把移动用户进行初始注册的MSC称为归属MSC（HMSC），其它的MSC称作拜访MSC（VMSC）。如果GSM-R网络收到的一个呼叫不能查询HLR，这时将此呼叫路由到一个特定的MSC，由此MSC在相应的HLR中进行查询，找到被叫移动台所在的位置。这种具有路由功能的MSC就称作网关MSC（GMSC），它通常还作为固定网络和移动网络之间的一个接入单元，提供业务和功能的接入。,2019年11月23日,49,移动交换中心（MSC）,MSC的核心是交换功能，除此之外，MSC要提供与NO.7信令网、其他固定网络、BSS和一些外部设备的连接。MSC与其他网络互连时可以采用E1中继线，提供31路用户信道，或采用T1中继线，提供24路用户信道。在MSC中为了克服回波干扰，采用回波消除器。回波干扰是指当有用信号的反射信号有一定的时延和足够的强度时，就能产生一种与有用信号相区别的有害干扰。回波消除器用来消除或减少回波对有用信号的干扰。,2019年11月23日,50,归属位置寄存器(HLR),2019年11月23日,51,归属位置寄存器(HLR),归属位置寄存器（HLR）是NSS四个重要的数据库之一，实现对移动用户的管理。一个GSM-R网络中可以有不只一个HLR。HLR中存储的是在网络中永久注册的移动用户的静态数据信息和一些临时动态数据信息。,2019年11月23日,52,认证中心,2019年11月23日,53,认证中心,鉴权中心（AuC）有两个功能：一是对用户的IMSI号进行鉴权；二是为移动台和网络之间在无线路径上的通信进行加密。,2019年11月23日,54,认证中心,一个AuC对应于一个HLR，存储与HLR中数据有关的鉴权算法和加密信息，AuC通过HLR将鉴权和加密的信息传递给VLR。一旦用户在HLR中进行了登记，AuC就开始产生安全参数。参数三个一组：RAND（随机数）、SRES和Kc（无线接口加密密钥），这三个参数称为“三参数组”。鉴权和加密的信息还会存储在用户移动台的SIM卡里。,2019年11月23日,55,设备识别寄存器(EIR),2019年11月23日,56,设备识别寄存器(EIR),EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。设备识别寄存器（EIR）是NSS中的一个逻辑实体，它包含一个或几个数据库，用来存储移动设备识别号（IMEI）。,2019年11月23日,57,设备识别寄存器(EIR),这些IMEI号被分为三类：白名单、黑名单和灰名单。有效的IMEI号在“白名单”上，异常的IMEI号在“灰名单”上，被禁止使用的IMEI号在“黑名单”上（如被偷窃盗用的IMEI号）。一个IMEI号也有可能不在任何名单上。,2019年11月23日,58,网络互联功能(IWF),2019年11月23日,59,网络互联功能(IWF),Inter-WorkingFunction互连功能（IWF）是与MSC有关的一个功能实体，提供GSM-R网络与其他固定网络的互连。IWF的具体功能决定于互连的业务和网络类型，它能够提供不同网络与GSM-R网络之间的协议转换。,2019年11月23日,60,网络互联功能(IWF),针对移动用户所在的不同网络，IWF又分为归属IWF和拜访IWF，在互连时，IWF还提供速率适配的功能。在GSM-R网络和固定网络的数据终端（DTE）之间，IWF能够提供数据速率和协议的转换。对于V系列的终端，IWF还可以提供调制解调器的选择功能。IWF常与MSC在同一物理设备中实现。,2019年11月23日,61,OSS,操作和维护子系统（OSS）是相对独立的子系统，为GSM-R网络提供管理和维护功能。它的具体功能由操作维护中心（OMC）来完成，其中OMC-R负责管理BSS，OMC-S负责管理NSS。OSS主要提供移动用户管理、移动设备管理、网络操作和控制三类功能。,2019年11月23日,62,二、基站子系统的组成原理及故障处理,1、基站BTS结构及故障处理2、近端机MU、远端机RU结构及故障处理3、漏缆监控原理及故障处理。,2019年11月23日,63,BTS、MU、RU、漏缆的链接示意图,2019年11月23日,64,BTS基站,BTS是网络固定部分与无线部分之间进行通信的中继，移动用户通过空中接口与BTS连接。BTS能够进行语音、数据和短消息的传输，并完成信号处理、无线测量预处理、切换、功率控制等基于无线接口的功能。,2019年11月23日,65,Um,奇偶校验,卷积编码,交织,信道编码,形成突发脉冲,突发脉冲复用,发送传输,HF产生,调制,调制,用户和信令信息,Abis,接收,加密,基站收发设备BTSE,2019年11月23日,66,基站设备的介绍(以诺西为例）,基站设备的组成：基站主设备：载频单元（CU）、双工天线合路器（DUAMCO）、核心控制单元(COBA)等基站配套设备：传输设备、电源设备、天馈线系统、铁塔等附属设备：空调、动力与环境监控系统等,2019年11月23日,67,BTS硬件结构,风扇,主模块,合路器,载波单元,2019年11月23日,68,BTS硬件结构,BS240主机柜,BS240扩展机柜,2019年11月23日,69,基站配置,使用西门子BS240型基站，这种基站每机柜配置多至8个载频(CU)，我们目前的配置为2个载频(CU)，BS240基站的每个CU能提供高达60瓦的最大输出功率，是专为大范围覆盖应用而优化设计的沿线和非主要车站的基站配置成“合成小区”，每个基站配置主工作CU和热备份CU在一些主要车站，根据话务量的大小可以配置更多的CU单元以提供更大的网络容量，例如2+2+2等,2019年11月23日,70,载频单元（CU）的功能,载频单元是模拟和数字信号的处理单元，载频单元一侧与合路器设备连接，另一路与核心模块相连，它由三部分组成：1、功率放大器及收发信单元PATRX2、SIPRO信号处理单元3、电源单元PSU,2019年11月23日,71,SIPRO信号处理单位功能,上、下行信号处理，包括：编码、加密、交织等提供本地时钟D/A和A/D变换跳频功能无线链接及信道控制CC-Link的处理,2019年11月23日,72,CU/GCU单元,2019年11月23日,73,载频模块（CU）,2019年11月23日,74,2019年11月23日,75,载频模块（CU）指示灯,OK：（绿色）闪烁的指示灯表示操作系统正在运行，指示灯在启动中快速闪烁表示CU正在等待与主模块通信SW：（绿色）闪烁的指示灯表示呼叫处理过程是解锁的并正在运行。RES：（复位、红色）此指示灯表示复位后所有操作和维护子系统处于下载软件的初始化状态。PA：此指示灯表示CU功放的状态。,2019年11月23日,76,核心控制单元（COBA）,2019年11月23日,77,COBA功能,对整个BTS的本地控制产生系统时钟可提供最多8个Abis接口提供T接口连接到LMT处理操作与维护信息,2019年11月23日,78,2019年11月23日,79,核心控制单元（COBA）指示灯,ACT（绿色、模块工作中）闪烁的指示灯表示操作系统正在运行，如果闪烁频率快则表示当前模块为主用，如果闪烁频率慢则表示当前模块为备用，如果COBA被格式化，则此指示灯和RCOBA的指示灯交替闪烁。RCOBA（COBA复位、红色）此指示灯表明处于重启后直至所有操作和维护子系统复位阶段,2019年11月23日,80,核心控制单元（COBA）指示灯,FLOC：（频率锁定、绿色）此指示灯表明时钟处于频率锁定状态，与HMO指示灯一起，表明不同的时钟状态。HMO：（自保模式、红色）此指示灯表明时钟处于自保状态，与FLOC指示灯一起，表明不同的时钟状态。Abis1：(红色)此指示灯显示Abis端口1的状态。Abis2：(红色)此指示灯显示Abis端口1的状态。,2019年11月23日,81,双工合路器（DUAMCO）,2019年11月23日,82,双工天线合路器功能,由两个独立的子模块、双工器、发射和接收滤波器组成。合路器运行在相同的频带，它使发射信号和接收信号通过同一根天线。,2019年11月23日,83,双工合路器（DUAMCO）指示灯,TMA0/1：指示灯灭（AMCO模式）绿色（MUCO模式，直流正常），红灯（MUCO模式，直流不正常）Alarmo/1：(红色)载压驻波比（VSWR）超过域值Reseto/1：(红色)模块在复位过程中Powero/1：(绿色)直流电压正常,2019年11月23日,84,BTS维护,基站故障类型：基站环告警、CU告警、COBA告警。CU告警又分驻波告警、分集接收告警等。下面是一条分集接收告警的故障处理情况。,2019年11月23日,85,BTS维护,下表是网管出示的一个故障报告,2019年11月23日,86,BTS维护,根据网管报告可以看到：diversityreceivebranchfailed(34837)分集接收支路失败当我们看到这条告警是就要分析分集接收与哪些部件有关，与之有关联的部件都要考虑进去，才能一次性解决问题，避免重复处理。下面是与分集接收有关联的部件。,2019年11月23日,87,BTS维护,1、根据左图在处理故障时就应该带上功分器、合路器、CU以及CU至合路器的超柔小跳线2、带上驻波表及工具3、带上接头及胶泥胶带,2019年11月23日,88,BTS维护,故障处理步骤：（严格执行天窗点作业）1、联系网管告知目的，网管锁定CU单元2、测量天馈线是否合格3、根据须要更换合路器、CU、超柔小跳线等。4、网管解锁、测试，判断故障是否排除。,2019年11月23日,89,基站检修流程介绍,主控板主备用切换功能试验1、设备主控板主用侧确认；（与网管共同确认当前主控板主用侧。当前主用侧“ACT”灯和“FLOC”等闪烁。）2、通知网管将主用主控板切换至备用主控板并现场观察3-5分钟。（2.1、当前主用侧仅有“ACT”灯慢闪烁，当前备用侧则有“ACT”快闪和“FLOC”灯常亮；2.2、网管确认已从主用侧倒换到备用侧。）,2019年11月23日,90,主控板主备用切换功能试验,3、进行语音拔打试验；（通话清晰，无断音。网管确认恢复正常。）4、通知网管切换回原主控板并现场观察3-5分钟；（1、当前备用侧仅有“ACT”灯慢闪烁，当前主用侧则有“ACT”快闪和“FLOC”灯常亮；2、网管确认已从备用侧倒换回主用侧。）,2019年11月23日,91,主控板主备用切换功能试验,5、进行语音拔打试验；（通话清晰，无断音。）6、观察设备运行状态,并告知网管准备基站保护环保护试验。（网管确认主备用主控板工作正常。）,2019年11月23日,92,基站检修流程介绍,基站环保护实验1、确认基站E1保护电路在DDF架的位置，并确认上下行；（同基站BPORT口直接相连的DDF架端子号）2、观察BTS主控板及传输机柜面板指示灯。（观察Abis灯和SRV灯。）,2019年11月23日,93,基站环保护实验,3、从DDF架断开上行E1，查看设备面板指示灯，并通知网管确认告警信息。（网管BPORT与现场Abis告警一致(即BPORT0及Abis1告警），不一致，则重新核定台帐。）4、恢复上行E1，查看设备面板指示灯，并通知网管确认告警信息。（BPORT0及Abis1告警消除）,2019年11月23日,94,基站环保护实验,5、从DDF架断开下行E1，查看设备面板指示灯，并通知网管确认告警信息。（网管BPORT与现场Abis告警一致(即BPORT1及Abis2告警），不一致，则重新核定台帐。）6、恢复下行E1，查看设备面板指示灯，并通知网管确认告警信息。（网管确认设备运行状态正常，BPORT1及Abis2告警消除，则可确认基站环保护试验完成。）,2019年11月23日,95,基站检修流程介绍,收发信单元模块保护试验1、通知网管准备做基站收发信单元模块保护试验。2、通知网管锁闭当前BCCH收发信单元模块，并观察各个收发信单元模块工作灯状态；3、语音拨打测试；（与网管确认是占用所选择的收发信单元模块）,2019年11月23日,96,收发信单元模块保护试验,4、通知网管解锁步骤2中锁闭的收发信单元模块中的一个，并观察收发信单元模块工作灯运行状态；（工作灯运行正常）5、通知网管锁闭当前BCCH收发信单元模块；并观察收发信单元模块工作灯运行状态；,2019年11月23日,97,收发信单元模块保护试验,6、语音拨打测试；（与网管共同确认是占用目前仅工作的收发信单元模块。）7、解锁所锁闭的收发信单元模块，并观察收发信单元模块工作灯运行状态；（工作灯运行正常）8、多个模块基站时，重复上面的工作，直至所有单个模块完成试验。,2019年11月23日,98,基站检修流程介绍,天馈线驻波比测试及射频功率测量1、联系网管告知本次作业内容。2、联系网管锁闭0侧收发信单元，连接好驻波表进行测量并记录存储。（驻波表建议选择S331D。）,2019年11月23日,99,天馈线驻波比测试及射频功率测量,3、连接好功率计，告知网管解锁0侧收发信单元，读出并记录好射频功率。（存储“故障定位图”,存储文件名：（如：月份-日期-WG2300-0）4、通知网管锁闭0侧收发信单元，拆除功率计，恢复连接，通知网管测试解锁0侧收发信单元。,2019年11月23日,100,天馈线驻波比测试及射频功率测量,5、根据以上步骤2、3、4点对1侧收发信单元进行测量。（射频功率计建议选择：RFP6010。）6、进行语音拔打测试，双方确认设备正常后本次作业完成。（射频功率单位统一采用dbm）,2019年11月23日,101,COMLAB直放站原理,COMLAB光纤直放站系统主要由近端机、光缆、远端机及泄漏电缆（或天线）组成。每个MU（近端机）通过馈线和耦合器连接到1个基站上，MU用光纤以星型方式连接到RU（远端机）上。每个RU都可连接2个MU，并可采用2根光纤连接主用MU并用1根光纤连接到从用MU。相邻2个RU之间用漏缆连接。每个RU同时对外发射2路信号(分别来自主用MU和从用MU)，主用MU的信号比从用MU信号高6dBm。,2019年11月23日,102,2019年11月23日,103,COMLAB直放站特点,COMLAB公司GSM-R光纤直放站系统方案与一般GSM光纤直放站比较，其系统方案的主要特点包括：采用主用、备用和从属三路光纤链路信号接入方式，实现信号网络冗余设计。多网信号放大功能，实现交织或重叠覆盖组网方式。灵活的频率规划方式，更少的切换区域。高内部硬件冗余备份和热切换设计。全IP化设备远程管理系统。,2019年11月23日,104,MU结构介绍,MU主要由信号处理系统、控制管理系统、电源系统、接口系统四部分组成，主要功能如下：信号处理系统主要完成信号获取、上下行信号处理、信号分配功能。控制管理系统主要完成MU、RU设备控制管理功能。电源系统为MU提供工作电源。接口系统主要完成光电信号互相转换及设备管理接口提供功能。,2019年11月23日,105,RU结构介绍,RU主要由信号处理系统、控制管理系统、电源系统、接口系统四部分组成，主要功能如下：信号处理系统主要完成信号接收及发射、上下行信号处理等功能。控制管理系统主要完成光模块、电模块、功放模块设备倒换管理功能。电源系统为RU提供工作电源。接口系统主要完成光电信号互相转换及设备管理、环境监控接口提供功能。,2019年11月23日,106,漏缆简介,漏缆是漏泄同轴电缆的简称（LeakyCoaxialCable）通常又简称为泄漏电缆或漏泄电缆，其结构与普通的同轴电缆基本一致，由内导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体三部分组成。电磁波在漏缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波；外界的电磁场也可通过槽孔感应到漏缆内部并传送到接收端。,2019年11月23日,107,网络故障,2、告警现象及分析1）、主、从链路网络故障,主链路网路故障,2019年11月23日,108,网络故障,每台远端机RU的MOXA有两个网口，分别设置了IP通过主、从2个网络连接到MU至OMC，其中任何一路网络中断就会出现主、从链路网络告警。,从链路网路故障,2019年11月23日,109,网络故障,2)、当两路网络都中断便会出现黑色脱管。,与网管OMC失去连接,2019年11月23日,110,网络故障,3、检测方法主、从链路网路告警：1）从网管中心PING主或从IP2）现场观察光模块及交换机指示灯状态3）依次在各网络节点PING设备IP4）遇到PING不通，交换线路或模块判断,2019年11月23日,111,网络故障,设备脱管：1）检查网管能否PING通设备IP2）现场检查设备是否掉电3）观察设备MOXA网口及数据指示灯，检查IP是否正确,2019年11月23日,112,电源系统故障,二、电源故障1、近端机电源1）监控原理MU电源监控由前端模块接收每个电源的+12v，当监测有电压时为正常状态，无电压时为告警状态,2019年11月23日,113,电源系统故障,2）告警现象及分析导致告警原因：电源监控线接触不良或脱落；前端模块故障导致无法监控；电源模块确实故障没有输出。,电源模块告警,2019年11月23日,114,电源系统故障,MU电源为DC48VDC12V，根据型号不同数量也不同。首先用万用表测量电源输出端，看输出是否正常。以确定电源模块好坏,2019年11月23日,115,电源系统故障,2、远端机电源1）监控原理：RU电源监控是由预置功放模块的12V电源回路监控的，当电源模块正常工作时线路闭合，当模块坏时整个回路断开。这时为非冗余告警状态。,2019年11月23日,116,电源系统故障,2）告警现象及分析导致告警原因：电源监控线接触不良或脱落；电源模块确实故障没有输出,2019年11月23日,117,电源系统故障,首先查看电源模块状态灯是否是绿色，测量每个电源的输出是否正常。检查每组电源的监控线是否接好用万用表测量二极管档测量是否联通如听到”嘀”的一声响则证明电源及监控线都正常,2019年11月23日,118,光链接故障,三、光链路故障1、工作原理RU的光模块通过光纤与MU光模块相连，如果光纤光衰较大，或RU或MU光模块坏都会造成告警。,2019年11月23日,119,光链接故障,2、告警现象及分析导致告警原因：光纤接口及接头被污染；光缆或跳纤衰耗过大；近端机或远端机光模块故障,2019年11月23日,120,下行功放PA,四、下行功放PAPA下行功放模块在冗余RU设备中双备份模块，两块模块定时交替工作，一个模块出现故障，告警显示下行功放告警。,2019年11月23日,121,上行低噪放,五、上行低噪放,2019年11月23日,122,上行低噪放,1、检查数据线是否连接良好2、查看状态为红色报警故障状态，此时需更换。,2019年11月23日,123,预置功放,六、预置功放PRA下行预功放模块出现故障，在网管中显示下行预攻防失败，通常为模块故障,2019年11月23日,124,COMLAB光纤直放站现场维护、故障处理介绍,近端机电源模块指示灯状态说明,2019年11月23日,125,指示灯故障与排查,电源模块故障判断当我们通过电源模块指示灯状态观察到电源故障时，我们首先要检测电源模块的输入输出电压，以快速判断故障点。测量仪器：万用表(建议用数字万用表)测量方法：第一步：测量输入电压是否正常用万用表负极接地，在这里我们推荐接在电源模块的DC-端子；用万用表正极接电源模块的DC+端子。此时在万用表应该可以显示出输入电压，如果电源电压显示在-48V-54V范围内，我们就认为它是正常的，我们可以进行第二步操作。如果此时电源电压超过这个范围，我们需要首先检测电源系统供电，直到输入电压正常了为至。,2019年11月23日,126,指示灯故障与排查,第二步：测量输出电压第一步操作中，我们已经确认了输入电压是正常。在这里我们需要测试输出电压是否正常。用万用表的正极负极分别接在电源模块DC12+和DC12端子，观察此时在万用表上显示的数值是否为+12V，如果此时数值不是+12V，我们就可以判断电源模块已经损坏，需要更换新的电源模块。如果此时数值为+12V，但设备还是无法加电，说明主板有过载，需要返厂做进一步的检测。,2019年11月23日,127,近端机状态与故障排除,由于远端机一般位于隧道内，用于维护的时间很短，我们一般采用整机更换的方法，为此我们首先要判断是远端机设备的问题还是电源系统，光传输系统，射频系统问题。为此我们分为以下三部分来测试分析和排查故障：电源系统检测光传输系统检测射频系统检测,2019年11月23日,128,远端机-电源系统检测,电源系统检测测试仪器：万用表（建议使用数字万用表）现象分析：采用双电源模块+备用电池的方案，通过网管就可以快速发现故障所在点，网管上通常会有二种告警。（1）电源模块告警，远端机内部有一个电源模块已经损坏，需要更换整个远端机。（2）市电告警，此时需要检查电源供电系统。,2019年11月23日,129,远端机-光传输系统检测,光传输系统检测测试仪器：功率源，功率计现象分析：上采用2块主光模块+1块从光模块的方案，网管上通常会有几种告警（1）主链路告警此信息表示主光链路有1路断开。（2）主备链路同时告警主光链路2路均断开，从光链路在工作。（3）从链路告警从链路断开测试方法：测试近端机和远端机的光发和光收，光强度应该控制在1-5dBm之间，如果光发正常，光收小于1dBm，此时认为光衰过大，需要测试光传输通道，否则光模块坏，如果近端机光模块坏，可以更换模块，如果远端机光模块坏，需要做整机更换。,2019年11月23日,130,远端机-射频系统检测,射频系统检测测试仪器：频谱分析仪现象分析：采用双功率放大器的方案，如果有一个功放坏，网管会有相应的告警信息，此时更换远端机即可。如果功放工作正常，电平强度不够，需要检测远端机射频端口电平，如果有输出，需要检查馈缆驻波比判断故障点；如果无输出，更换远端机。,2019年11月23日,131,远端机更换流程图,2019年11月23日,132,漏缆检测及故障处理,漏缆的衰耗大小意味着无线信号的传播质量，也就是铁道部为什么每月都要进行线路无线场强测量的目的。网管监控漏缆的原理每一台RU都会输出一个-15dbm的检测信号，这-15dbm的信号经射频电缆、接头器件、漏缆等传送到下一个RU，假如说接受到的信号为-45dbm，那么说明该段漏缆损耗了30db。,2019年11月23日,133,漏缆检测及故障处理,下面是网管监控漏缆的一个界面,2019年11月23日,134,漏缆监测及故障处理,1、我们以上图来分析漏缆的监测原理，从图上可以清楚的看到漏缆接受电平为-36dbm,那么说明该段漏缆的传输衰耗为36-15=21db。也就是说从-15dbm的信号从K2065+879传送至K2066+407后接收到的电平为-34.7dbm，2066.407-2065879=528米。也就是说漏缆信号经过528米的传输衰减了21db。2、该段漏缆衰减21db是否属于正常呢？是否衰减过大呢？这个问题要经过仔细的计算才能得出结论。3、那怎样来计算呢?所以我们首先就要了解各种射频电缆、漏缆、接头、器件等部件的正常衰耗，这样才能算出该段漏缆的正常衰耗。4、下面我们给出各种器件的正常衰耗值。,2019年11月23日,135,漏缆监测及故障处理,各种漏缆及器件的标准衰耗值1、漏缆百米衰耗大概2.3dB2、1/2馈线百米衰耗大概6.9dB3、7/8馈线百米衰耗大概3.5dB,4、13/8馈线百米衰耗大概2.4dB5、功分器正向衰减3dB6、耦合器大概损耗1dB，7、每个接头一般损耗0.1dB,2019年11月23日,136,漏缆监测及故障处理,知道了各器件的衰耗后，还要知道现场实际敷设的情况。下面是该段漏缆的实际敷设情况。,2019年11月23日,137,漏缆监测及故障处理,掌握了部件的正常衰耗和现场实际敷设情况我们就可以来计算该段漏缆的理论衰耗值了。0.52823=12.14（528米漏缆）（53+37）3.5=3