移动基站设备与维护 第2版 中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材 教学课件 ppt 作者 魏红 第4章分布系统

1、1,移动基站设备与维护 (第2版),第4章 分布系统,2,4 分布系统,分布系统简介 分布系统常用设备 移动通信分布系统设计基础 移动通信分布系统的维护,3,移动通信分布系统主要用于宏站的补充覆盖，包括用于局部覆盖的室外分布系统和室内分布系统。 进行室内覆盖的原因： 覆盖方面：由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区； 容量方面：建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象； 质量方面：高层建筑顶部极易出现孤岛效应以及无线频率干扰，建筑中部易出现乒乓效应，服务小区信号不稳定，话音质量难以保证，易掉话。 利用室内分布系统可克服建筑屏蔽；填补建筑物内的盲区或弱信号区；解决大型建筑物内信号场强分布不均的问题；解决高层建筑内的孤岛效应和乒乓效应问题；吸纳话务量。,4,4.1 分布系统简介,分布系统常用器件 分布系统有源设备,5,4.1.1分布系统常用器件,天线 无源器件,6,1天线,室内覆盖用天线常用的有壁挂天线、吸顶天线等 根据天线方向图有定向天线、全向天线 使用时由于覆盖

2、空间有限，采用的均为低增益天线,7,2无源器件,功分器 耦合器 双工器与合路器,8,（1）功分器,作用：是将功率信号按一定的比例分配到各分支端口，给不同的覆盖区使用 功分器从结构上分一般分为：微带和腔体两种。 腔体功分器内部是一条直径由粗到细程多个阶梯递减的铜杆构成，从而实现阻抗的变换 微带功分器则是几微带线和几个电阻组成，从而实现阻抗变换 功分器按功率分配的比例分为：等功分器和不等分功分器 如功分比为1：4、1：10、1：30的不等分二功分器 功分器主要技术指标： 分配损耗、 插入损耗、 隔离度、输入/输出驻波比、 功率容限、 频率范围、带内平坦度,9,（2）耦合器,作用：是将信号不均匀地分配到直通端和耦合端 耦合器从耦合度来分类 型号较多如5dB、10dB、15dB、20dB、25dB、30dB、35dB、40dB、45dB 等 3dB耦合器又称为3dB电桥，主要用于多信号合路 从结构上分一般分为：微带和腔体两种 腔体耦合器内部是两条金属杆,组成的一级耦合 微带耦合器内部是两条微带线,组成的一个类似于多级耦合的网络,10,（3）双工器与合路器,双工器工作在通信系统的同一个频段上，两

3、个滤波器的公共端口连接至天线，其中一个滤波器选频工作在上行频段，将来自天线的信号选择进入接收机；另一个滤波器选频工作在下行频段，将来自发射机的信号选择送至天线发射出去 合路器：可以将同一频段或者不同频段上的多个发射信号合成并输出至天线,11,4.1.2分布系统有源设备,直放站是分布系统中使用较多的信源设备 直放站实际上是一个双工放大器，通过放大基站上下行链路的信号来提高链路余量 作用主要有两个方面 使用在网络中需要扩大覆盖范围但不需要增加容量的地区作补充覆盖 应用在建筑物内信号难以穿透的区域作补充覆盖,12,例：宽带型直放站工作时，当直放站接收基站信号或手机信号后，不分离出具体的GSM载波信号，而将其视为宽带射频信号通过低噪放变频及中频宽带滤波器放大器、驱动放大器、功放到一定输出功率，然后通过天馈线发射出去。,13,4.2 分布系统常用设备,直放站概述 直放站设备 室内分布系统的监控,14,4.2.1直放站概述,直放站的分类 直放站工作原理,15,1直放站的分类,直放站按传输方式可分为无线直放站、光纤直放站、移频直放站 按使用场所分可分为室内直放站和室外直放站 按传输带宽方式可分为选频

4、直放站和宽带直放站 按供电方式分有直流供电、交流220V供电和太阳能供电直放站。,16,2直放站工作原理,无线直放站 光纤直放站 干线放大器 太阳能供电直放站,17,（1）无线直放站,室内无线直放站分选频式和宽带式 无线直放站主要特点 信号的引入采用无线（射频）空间耦合方式； 输出信号频率与输入信号频率相同，透明信道； 转发天线一般采用定向天线； 设备安装简单； 投资少、见效快。 设备安装点所需条件 安装点能接收到空间基本的通话信号； 安装点能满足收发天线的隔离要求。 主要用于填补盲区，扩大覆盖,18,（2）光纤直放站,光纤直放站由中继端机（近端机）和覆盖端机（远端机）组成 中继端机通过直接耦合或通过天线接收基站信号，经放大后转换成光信号，经过光纤传输后送到覆盖端机；同时，覆盖端机的光接收器将光信号转换为射频信号，放大后经室内信号分布系统至用户手机。 光纤直放站的特点,19,设备安装点所需条件 光中继端到覆盖区远端，需一对空闲或已占用但有空闲窗口的光纤，或一条有两个空闲窗口的单模光纤。 适用于填补盲区，如扩大覆盖，特别是接收不到空间无线信号的地区（无法安装无线中继站的地方）。还可用于话

5、务分流，将空闲小区的信号经光纤引到高话务量区域，分流该区域的话务量。,20,光纤直放站的传输方式 普通方式（图4-19） 兼容方式（波分复用）（图4-20） 同纤传输（图4-21） 光纤直放站的应用方式 点对点传输（图4-22） 点对多点线形传输（图4-23） 点对多点星形传输（图4-24）,21,（3）干线放大器,干线放大器主要安装在分布系统干线上以补偿信号的传输损耗，延伸覆盖面积 适用于更大型的建筑物的室内信号覆盖 注意：如果要加入多个干线放大器，则尽量采用并联方式。 如果采用串联方式，则需要精确计算给基站带来的噪声，否则会发生干扰杂音 工作原理 下行信号进入低噪放中双工器DT端后，经双工器分离进入下行功放进行功率放大，经过双工器滤波，最后由MT端口的用户天线（置于室内）进行室内覆盖。 上行信号，经MT端口的用户天线（置于室内）接收后，送至设备中，经双工器分离后进入低噪放模块进行功率放大，经双工器滤波，最后由DT端传回基站，如图4-26所示,22,例：典型的干线放大器的应用 从主楼分离出来的信号用干线放大器放大以后,用天馈分布系统来覆盖副楼,23,（4）太阳能供电直放站,直放站供电

6、类型 220V交流供电 直流供电 太阳能供电,24,3五类线分布系统,五类线分布系统采用五类线代替部分同轴电缆，实现信号在光纤和五类线中的传输。 根据结构不同，五类线分布系统可分为主干光纤+五类线分布系统和纯五类线分布系统。 主干光纤+五类线分布系统在信源端通过主单元将信号转换为光信号，经光纤传输到多个扩展单元，再经五类线传输到多个远端单元，最终通过远端单元还原为射频信号覆盖区域。 纯五类线分布系统中信号全在五类线上传输。,25,五类线中频拉远 一种有源分布系统 信源信号传输至接入点后，将射频信号转成中频信号，分配后在网线上传送到用户需要的地方，再将中频信号转成射频信号接天线辐射出来。 信源信号传输至接入点时，既可用光纤链路（光纤直放站），也可用无线链路 在用户端采用五类线介质，因此将信号变换成中频信号，在远端RU再变换成射频信号。RU可采用远供，输出功率可达23dBm，距离可超过200m，噪声系数小于6dB；采用自适应增益控制可维持输出恒定。扩展单元CU进行信号分配时，可采用类似HUB的结构，多个端口每个都可通过网线连至一个RU。,26,4.2.2直放站设备,京信直放站 三维数字直放

7、站,27,1京信直放站,RA-1000室外光纤系列 RS-2110B-C1/C2型无线选频直放站 M-4000B-C1/C2型干放 GRRU数字射频拉远设备,28,（1）RA-1000室外光纤系列（M13）,RA-1000AW是一种GSM单频段光纤直放站。 系统由直接耦合近端机RA-1000A-LD和远端机RA-1000AW-R组成，如图4-29所示。通过光纤的传输将GSM900MHz基站信号传送到远端机，再经天馈系统发射。 由于光纤传输损耗小、频带宽，比较适合于长距离传输（20km），最大支持10dB的光路损耗，可用于室内建筑、城镇、景区、公路沿线区域的覆盖。,29,特点： 宽带光纤系统，输出功率可选。 系统内置WDM，带有光路AGC功能，10dB光损内保持系统增益稳定不变，安装好基本免调试，方便工程开站。 利用光纤传输，传输距离远。 高功率宽带线性功放，保证GSM信号不失真放大。 大功率机型带有风扇辅助散热，保证系统运行的可靠性。 具备本地监控功能（OMT）方便工程调测。 监控远程传输利用近端机内置GSM Modem采用“数传”和“短信”方式实现。 RA-1000光纤直放站采用不同

8、的应用方式，近端机组成中的光模块不一样,30,（2）RS-2110B-C1/C2型无线选频直放站,RS-2110B无线直放站设备为GSM900MHz室内选频直放站，用于无线转发，双向放大上、下行链路信号，有效填补覆盖盲区，扩大覆盖范围。 设备主机的工作带宽可根据用户需求选定，有效放大所需基站载频信号，滤除其它无关信号，避免小区干扰，提高话音质量并扩大覆盖范围，用于解决中小范围的室内信号覆盖。 监控 本地监控利用设备上的RS-232接口接至PC机。 远程传输利用内置GSM Modem，采用“数传”或“短信”方式传送监控数据。 集中监控使用设备上的COM通信口与主、从站相连接的总线式连接。,31,（3）M-4000B-C1/C2型干放,M-4000B干放设备为GSM900MHz室内功率直放机 用于补偿室内分布系统主干电缆的信号损耗，双向放大上、下行链路信号，提高话音质量，有效填补盲区，扩大覆盖范围。 适用于地下建筑、隧道、机场等较大区域的室内信号分布。 监控 本地监控利用设备上的RS-232接口接至PC机。 远程传输利用内置GSM Modem，采用“数传”或“短信”方式传送监控数据。 集中

9、监控使用设备上的RS-485口与主、从站相连接的总线式方式。,32,（4）GRRU数字射频拉远设备,GRRU-1022数字射频拉远系统采用数字中频技术的光纤传输 特点： 具有上行底噪关断、时延校准、带分集功能 能克服模拟光纤传输时信号的信噪比恶化的缺点，具有大动态、低噪声的优点 在数字中频的基础上开发多种功能，比如载波关断、切换功能、以太网接口、远程下载以及自愈功能等 针对受距离限制的缺点，提供远距离传输时所需要的大动态、低噪声的能力。,33,工作原理 下行信号通过中继端下变频模块后，射频信号转变成模拟中频信号，在下行数字处理模块进行处理后，模拟中频信号转变成数字信号，通过光纤把数字信号传输到远端，远端数字处理模块把数字信号恢复为模拟中频信号，上变频模块把模拟中频信号转变为射频信号，经过下行功率放大器放大后经双工器从用户天线发射给手机用户 上行（上行分集）信号，经用户天线（分集天线）接收后，送至设备中，经双工器分离后低噪放放大，然后是下变频、数字处理、光纤传输、数字恢复、上变频，最后回到基站。,34,京信GRRU主要产品,RRU双功放输出80W/60W载波选频设备 GRRU3单功放输出60W/30W载波选频设备 DFR-1800(45M)宽带选频设备,35, GRRU设备的安装,安装要求 近端机DAU 安装在基站机房内，机房应通风良好，需选择19英标准机柜、4U以上空间安装或宽敞的垂直墙面挂墙安装，安装位置应方便线缆走线、连接且便于后期维护操作。 为确保系统的可靠性，尽量选择基站机房的后备电池为接入电源。 GRRU远端机DRU 为室外机型，可抱杆或挂墙安装，首选室内通风场所安装，设备安装位置无强电、强磁和强腐蚀性设备的干扰； 无室内安装条件，才选择室外架杆安装或挂墙安装，但应尽量避免阳光直接照射设备 安装位置应方便线缆走线、连接且便于后期维护操作。,36,安装注意事项 设备上电时，严禁DRU的TX/RX1和TX/RX2端口未接天线或负载就加信号； 严禁接入DRU的负载驻波比大于2.5dB； 设备采用直流-48V供电，正、负极一定不能接错； 设备内部电源单元严禁带电操作，以防电击； DRU的室外天线必须有可靠的防雷装置，天线支架必须装有避雷针，天线和馈线必需可靠接地； 严禁插拔光纤模块时光纤头对准人眼； 数字接入控制单元

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