无线基站构成及配套设施详解

无线基站构成及配套设施详解无线基站构成及配套设施详解 目目 录录 一 基站总体结构一 基站总体结构 4 二 传输系统 二 传输系统 6 1 什么是传输 6 2 传输的组成 6 3 传输的作用 7 4 传输线的种类 9 5 基站设备如何与传输设备对接 15 三 电源系统三 电源系统 20 1 电源系统的构成 20 2 区分直流配电输出的一次下电和二次下电部分 21 3 如何区分一次下电和二次下电 23 4 基站电源线规则 24 5 线缆接头的种类 25 四 天馈系统四 天馈系统 26 1 天馈系统的组成 26 2 天馈系统的作用 26 3 天线的分类 27 4 电压驻波比概念 28 馈线 跳线类接头 一 馈线 跳线类接头 一 29 1 名称 用途 29 2 接头两端对照 30 馈线 跳线类接头 二 馈线 跳线类接头 二 32 1 名称 用途 32 2 接头两端对照 33 传输类接头传输类接头 34 1 名称 用途 34 2 接头对照 34 熔断和空开 用在电源柜上 起过电保护作用熔断和空开 用在电源柜上 起过电保护作用 36 1 熔断 36 2 空开 36 耦合器 用于接直放站耦合器 用于接直放站 37 OTOT 端子 电源线或保护地线接头端子 电源线或保护地线接头 37 六 直放站介绍六 直放站介绍 37 1 直放站特点 37 2 引用直放站的目的 37 3 直放站的原理以及应用 38 一 基站总体结构一 基站总体结构 基站包括 4 部分 传输系统 电源系统 天馈系统 BTS 设 备 如图 传传输输系系统统 传输系统是通信网的重要组成部分 实现通信网络 上各个网元数据传递 在基站上面讲的传输系统的作用主要是实现 基站 BTS NODBE 与基站控制器 BSC RNC 之间的数据交 换 电电源源系系统统 通信电源是向通信设备提供交直流电的能源 它在 电信网上处于极为重要的位置 人们往往把电源设备的供电比喻为 电信设备运行的 心脏 如果一个基站的供电发生故障 中断供 电将使整基站的瘫痪 影响该站覆盖范围内用户的正常生活和运 作 如果一个长途干线站或电信枢纽局发生供电故障 中断供电则 必将造成严重的经济损失和社会影响 天天馈馈系系统统 天馈系统作为无线通信不可缺少的一部分 其基本 功能是把无线信号转换成无线电波 发射时 把高频电流转换为电 磁波 接收时 把电滋波转换为高频电流 BTSBTS 设备 设备 基站所起的作用主要就是提供了一个空中接口给移 动台 手机 而基站通过有线方式 传输网 传到 BSC BSC 集中到 MSC 负责交换寻址接通的是 MSC 图示为基站照片 二 传输系统 二 传输系统 1 什么是传输 传输网络是电信网络的重要组成部分 它已不是以往简单的电 信支撑网络 已经成为电信运营商实现电信业务的另一个重要业务 网络 2 传输的组成 一般来讲 传输网络由三个层面构成 底层 包括管道段 人 井 手井 线杆 标石等基础设施 还包括局站 机房等空间资源 为光缆等提供承载服务 中间层 包括电缆 光缆 光缆段 电缆 段 纤芯 ODF DDF 交接箱 分线盒 光交接箱 光分歧接 头 接线盒等 它们为上层传输逻辑网络提供承载服务 上层 包 括各类传输网络设备和网络连接 SDH 以及传输网络的逻辑资 源 如 波分复用设备 传输复用设备 交叉设备 中继设备 TM ADM DXC REG 等以及波道 通道 电路等 3 传输的作用 作为电信网的基础网络 提供将各种业务信号从一个地点传送 到另一个地点的功能 这些业务信号目前包括话音信号 电视信号 计算机数据信息等 统称为业务 目前话音信号所占比例较大 随 着三网合一的发展 传输网络越来越倾向传送计算机数据业务 传输网络的作用如下图图所示 在无线网络中传输系统的作用主要是实现基站 BTS NODBE 与基站控制器 BSC RNC 之间的数据交换 如图 如上图基站 BTS NodeB 与基站控制器 BSC RNC 相互 的信息通过传输网络传递 基站 BTS NodeB 与基站控制器 BSC RNC 传输网络是透明的 传输网络只是传递了信息 并 未对信息做任何修改 所以我们在工程中不需要考虑传输网络是否 复杂 传输到底有多少网元 只需要关注是否 BTS NodeB 的 消息是否能传递到基站控制器 BSC RNC 并且基站控制器 BSC RNC 能传递到 BTS NodeB 1 10 0G GE E P PT TN N 3 39 90 00 0 RNC 网管 T2000 BSC P PT TN N 3 39 90 00 0 4 传输线的种类 对于基站而言通过设备提供的传输线与传输设备提供的传输线 对接 传输设备可以提供两种输出制式 75 欧姆和 120 欧姆 其他 设备根据传输设备选择适当的传输方式 下图为综合配线架 架 子中有 DDF 端子排 传输设备等单元 大部分的基站中的传输单 元应用了综合配线架 对于 75 欧姆传输方式 使用的传输线是同轴电缆 并且传输 是成对出现的 总是一条收 一条发 如图所示为同轴电缆示意图 上图为 L9 接头与传输线连接方法 根据制作原则可以对比一下以下两个传输接头会发现有一个是坏的 对于 120 欧姆传输线 一对传输由一对双绞线组成构成 4 根线 两两一组 见图 注注意意 对对于于不不同同设设备备厂厂商商 1 12 20 0 欧欧姆姆传传输输线线的的色色谱谱不不同同 5 基站设备如何与传输设备对接 对接的最根本原则就是基站的发对应传输的收 基站的收对应 传输的发 从而实现基站与传输设备的通信 传输设备连接对端设备的方式有两种 一种是经 DDF 架连接 绝大多数比较规范的情况中继电缆是经过 DDF 架进行连接的 通过 U 型塞进行联通 见下图 以下为 120 欧姆通过 DDF 架对接 另一种方式是局方没有 DDF 架 由传输设备直接连接对端设 备 下图所示为 75 欧姆传输的对接方式 注意一定要将同轴电缆 线内导体相互连接 同轴电缆线外导体相互连接 因为线内导体传 递信号 线外导体为接地 下图所示为 120 欧姆对接方式 除光网络传输设备外 在基站上微波传输也被广泛的应用 对比光网络传输 微波传输有着网络建设快 不需要铺设光缆 组网灵活 基本不受地形影响 的优点 应用于紧急站点的开通 应急通信 但是其缺点为微波传输传输带宽较低 无法实现大容量 的传输网络 微波传输由微波天线 三部分组成 天线和 固定在室外 安装在室内 三 电源系统三 电源系统 由于基站上所有的设备均需要直流电源 但是机房接人为交流 电源 所以需要将交流电源转换为基站内设备所需要的直流电源 1 电源系统的构成 主要由三部分组成 交直流转换模块 监控模块 直流配电单元 交直流转换模块 将输入的交流电转换为设备需要的直流电 监控模块 实现电源柜内的监控 告警上报 直流配电单元 实现直流电源的输出 2 区分直流配电输出的一次下电和二次下电部分 直流配电输出分为一次下电输出单元和二次下电输出单元 所谓二次下电功能 须从蓄电池放电时的特性谈起 蓄电池在输出 能量时 其两端电压不断下降 当下降到一定值 一般称为终止电 压 的时候 就必须断掉其能量输出回路 否则可能导致蓄电池过 放电 使其寿命缩短甚至报废 这种在终止电压时 使蓄电池断掉 负载防止过放电的动作和措施 叫做低电压保护 二次下电比低电 压保护更进一步 当电池两端电压降到一定值时 一般比终止电压 高 就断掉一部分次要负载 所谓一次下电 只给剩下的主要负载 供电 之后当电压下降到终止电压时 则将主要负载也断掉 所谓 二次下电 实现对蓄电池的保护 这种两级断开负载的动作和措 施即为二次下电 二次下电的好处是在保证蓄电池不过放电的同 时 可以给重要设备提供更长的供电时间 尽量减少通信中断的损 失 如果需要实现系统的二次下电功能 开局时 须将直流输出负 载分成主要和次要负载 接到相应的分路上 二次下电的实现过程 交流市电停电后 由蓄电池给负载供 电 当蓄电池低于用户所设置的一次下电电压值时 监控单元发出 控制信号 控制直流断路器切断一次下电的一组负载 当蓄电池电 压低于用户所设置的二次下电电压时 监控单元再次发出控制信号 控制另一路直流断路器切断二次下电的一组负载 对于基站而言基站的主设备要接在一次下电 传输设备要接在 二次下电开关上 当停电后如果电压过低本站的一次下电将切断 从而保护二次下电上更重要的设备 3 如何区分一次下电和二次下电 一般具有二次下电的开关电源有两个直流继电器 靠近电池输 出保险的为二次下电直流继电器 另一个为一次下电直流继电器 而且绝大多数的电源的一次下电在电源柜输出单元的顶端而且输出 端子较多 4 基站电源线规则 黑色 工作地 GND 0 伏 蓝色 48 伏 黄绿色 PGND 保护地 5 线缆接头的种类 对于不同的开关要应用不同的接头 如果要连接熔断包开关则选用 OT 端子 如果要连接空气开关则需要使用冷压端子 四 天馈系统四 天馈系统 1 天馈系统的组成 基站的天馈系统自上而下由 天线 跳线 馈线 跳线组成 如下图所示 2 天馈系统的作用 天线作为无线通信不可缺少的一部分 其基本功能是辐射和接 收无线电波 发射时 把高频电流转换为电磁波 接收时 把电滋 波转换为高频电流 传递给基站 3 天线的分类 天线品种繁多 主要有下列几种分类方式 按用途可分为基地台天线 base station antenna 和移动台天线 mobile portable antennas 按工作频段可划分为 超长波 长波 中波 短波 超短波和微波 按其方向可划分为 全向和定向天线 按极化方式可以分为 双极化和单极化天线 天线的极化方向 双极化天线 两个天线为一个整体 传输两个独立的波 双极 化天线其实相当于两面独立的单极化天线在一起同时工作 原理见 下图 4 电压驻波比概念 天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时 产生的反射波和入 射波在馈线上叠加形成的磁波 其相邻电压的最大值和最小值之比 是电压驻波比 它是检验馈线传输效率的依据 电压驻波比小于 1 5 在工作频点的电压驻波比小于 1 2 电压驻波比过大 将缩短 通信距离 而且反射功率将返回发射机功放部分 容易烧坏功放管 影响通信系统正常工作 五 五 基站上各种常见的接头基站上各种常见的接头 馈线 跳线类接头 一 馈线 跳线类接头 一 1 名称 用途 名名 称称 DIN 弯弓 DIN 直公 不 常用 DIN 直公 常 用 DIN 母 用用 途途 跳线接头 连 接设备单板 馈线和跳线接 头 连接跳线 馈线和跳线接 头 连接跳线 连接 7 8 馈 线 2 接头两端对照 DINDIN 弯公对接一侧弯公对接一侧 DINDIN 弯公跳线一侧弯公跳线一侧 DINDIN 直公对接一侧直公对接一侧 DINDIN 直公跳线一侧直公跳线一侧 DINDIN 直公直公 常用常用 对接一侧对接一侧 DINDIN 直公直公 常用常用 跳线一侧跳线一侧 DINDIN 母对接一侧母对接一侧 DINDIN 母馈线一侧母馈线一侧 馈线 跳线类接头 二 馈线 跳线类接头 二 1 名称 用途 名名称称GPS N 公N 母N 公 用用途途 GPS 跳线使用 接 RG 8U 跳线 转接直放站 不常 用 馈线和跳线接头 连接跳线 2 接头两端对照 GPS NGPS N 公对接一侧公对接一侧 GPS NGPS N 公跳线一侧公跳线一侧 N N 母对接一侧母对接一侧 N N 母跳线一侧母跳线一侧 N N 公对接一侧公对接一侧 N N 公跳线一侧公跳线一侧 传输类接头传输类接头 1 名称 用途 名名称称 BNCL9 BNC 对接头L9 对接头 SMB 用用途途 接 75 欧姆中 继线缆 接 75 欧姆中继 线缆 BNC 头对接L9 头对接 接 75 欧姆中 继线缆 2 接头对照 BNCBNC L9L9 BNCBNC 对接头对接头 L9L9 对接头对接头SMBSMB 熔断和空开 用在电源柜上 起过电保护作用熔断和空开 用在电源柜上 起过电保护作用 1 1 熔断 熔断 2 2 空开 空开 耦合器 用于接直放站耦合器 用于接直放站 OTOT 端子 电源线或保护地线接头端子 电源线或保护地线接头 六 直放站介绍六 直放站介绍 1 直放站特点 占地小 安装方便 调测简单 与基站相比投资小 覆盖场景灵活 2 引用直放站的目的 1 解决在网络覆盖中由于地形 建筑结构等诸多因素导致有些区 域信号覆盖不良或盲区现象 2 解决有些话务调整的区域为了话务分流或吸收更多的话务量的 情况 3 直放站的原理以及应用 光纤直放站的原理主要有光近端机 光纤 光远端机 远端单元 几部分组成 光近端机和光远端机都包括射频单元和光单元 无线信号 从基站耦合出来后 进入光近端 机通过光电转换后电信号转变为光信号 从光近端机输入至光纤 光纤通过光传输网络将光信号传输到光远端机 光远端机把光信号转换为电信号 进入射频单元 然后进行无线信号的 发送 直直放放站站的的应应用用实实例例 下图为选频直放站的应用 在基站中选择自己需要的频率 然后覆盖需 要覆盖的目标区域 光光