GSM及CDMA光纤 直放站快速建站及排障 手册03V10中级.docx
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GSM及CDMA光纤 直放站快速建站及排障 手册03V10中级.docx
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GSM及CDMA光纤直放站快速建站及排障手册03V10中级
GSM及CDMA光纤直放站
快速建站及排障手册
文档归属部门
工程部
文档层次
工程部中级培训资料
版本
V1.0
首次编写整理时间
2010-03-03
首次编写整理参与人员
禅毅超
参与修订人员
末次修订时间
参考文献
公司工程部工程规范
本文阅读人员应掌握知识
频谱仪(5011即可)及驻波仪的使用、GPS及指南针的使用、光功率计的使用、GSM及CDMA测试手机的使用、直放站基本原理、移动通信基础、ET软件使用及手调终端使用、直放站基础设施建设
福建邮科通信技术有限公司
目录
一、内部工作原理简述及工程常用整机指标3
1.1内部工作原理简述3
1.2工程常用整机指标4
二、建站配件及基础设施的选用6
2.1建站常规配件6
2.2常规基础设施6
三、快速建站流程8
3.1建站基本要求9
3.2设备配置设计9
3.3基础设施设计9
3.4完成勘查设计报告10
3.5勘测流程图10
3.6站址选择10
3.7基础建设及相关配套铁件(如平台等)的加工及安装。
11
四、设备安装12
4.1设备安装流程图12
4.2A端安装13
4.3B端安装14
五.系统调测16
5.1调测原则16
5.2调测流程图17
5.3调测内容17
5.4A端调试18
5.5B端调试18
5.6返回A端调测上行底噪18
5.7用AT5011仪表测试CDMA信号电平:
19
5.8完成安装竣工报告19
六、快速排障流程20
七、设备内部模块的检测23
7.1双工器23
7.2低噪放23
7.3光模块23
7.4功放23
八、常见故障现象和维护24
8.1、覆盖区无直放站信号,即覆盖区场强与建站之前相同,信号盲区或弱区。
24
8.2、覆盖区信号变弱24
8.3、直放站覆盖区域信号正常但不能通话24
8.4、直放站覆盖区域掉话、断续、单通等24
8.5、对基站的干扰,覆盖区的干扰,切换24
九、光纤直放站问题思考25
9.1现场勘查25
9.2开站及调试25
9.3故障排查和分析26
9.4其他问题26
一、内部工作原理简述及工程常用整机指标
1.1内部工作原理简述
光纤直放站由四部分组成:
近端设备(A端)、远端设备(B端)、中继光链路和天馈系统。
A端机通过直接耦合方式(或无线接收方式)取到基站的下行信号(GSM:
930-954MHz;CDMA:
870MHz-880MHz)送至A端主机,在光端机内进行电/光转换后经光纤传到远端;B端收到的光信号在光端机中进行光/电转换,还原成下行信号(GSM:
930-954MHz;CDMA:
870MHz-880MHz),再经内部功放放大,由天馈系统发射至各移动台。
在远端覆盖区的移动台的上行信号(GSM:
885-909MHz;CDMA:
870MHz-880MHz)逆向送到基站,这样就完成了基站与移动台的信号联系,建立通话。
由于受光在光纤中传输特性的影响,光纤直放站的传输距离一般不大于20公里。
1.2工程常用整机指标
CDMA光纤直放站技术指标
测试项目
指标要求
前向
反向
频率范围
870-880MHz
825-835MHz
最大输出功率
33/37/40/43dBm
-15dBm
自动电平控制(ALC)
输入增加10dB
输出功率变化小于2dB
输出功率变化小于2dB
频率误差
≤0.05ppm
≤0.05ppm
增益
55dB
55dB
增益调节范围
31dB
31dB
增益调节步长
1dB
1dB
增益调节误差
ATT=10dB,误差≤1dB;
ATT=20dB,误差≤1dB;
ATT=30dB,误差≤1.5dB
ATT=10dB,误差≤1dB;
ATT=20dB,误差≤1dB;
ATT=30dB,误差≤1.5dB
带内波动
≤3dB(峰峰值)
≤3dB(峰峰值)
噪声系数
--
≤5
电压驻波比
≤1.4(BS端口)
1.4(MS端口)
时延
5
5
波形质量
0.96
0.96
杂散发射
每载频带外
Δf≥750kHz:
-45dBc/30kHz
Δf≥900kHz:
-42dBc/30kHz
Δf≥1.98MHz:
-60dBc/30kHz
Δf≥1.98MHz:
-54dBc/30kHz
工作频带内
-15dBm/100kHz
-48dBm/100kHz
工作频带外(偏离工作频带2.5MHz之外)
9kHz-150kHz:
-36dBm/1kHz
150kHz-30MHz:
-36dBm/10kHz
30MHz-1GHz:
-36dBm/100kHz(不包含885MHz-915MHz和930MHz-960MHz频段)
1GHz-12.75GHz:
-30dBm/1MHz(不包含1.8GHz-1.92GHz和3.4GHz-3.53GHz频段)
806MHz-821MHz:
-67dBm/100kHz
885MHz-915MHz:
-67dBm/100kHz
930MHz-960MHz:
-47dBm/100kHz
1.71GHz-1.92GHz:
-47dBm/100kHz
3.4GHz-3.53GHz:
-47dBm/100kHz
发射频带外1.0MHz过度带
-22dBm/100KHz
互调衰减
工作频带内
-15dBm/30kHz
-15dBm/30kHz
工作频带外(偏离工作频带1MHz之外)
9kHz-1GHz(含1GHz):
-36dBm/100kHz
1GHz-12.75GHz:
-36dBm/1MHz
GSM光纤直放站技术指标
链路
指标项目
值
备注
前
向
链
路
工作频带
890MHz~915MHz
G网
工作带宽
依据实际工作需要设定
输入电平范围
-20dBm~0dBm
增益
30dB~80dB
1dB步进
带内平坦度
≤3dB(峰峰值)
电压驻波比VSWR
1.4:
1
最大输出功率(HPA)
40dBm
时延
<5µs
反
向
链
路
工作频带
935MHz~960MHz
G网
工作带宽
依据实际工作需要设定
增益
30dB~80dB
1dB步进
带内平坦度
≤3dB(峰峰值)
电压驻波比VSWR
1.4:
1
噪声系数
≤5dB
时延
<5µs
杂散发射(带外)
每载频带外
≤-45dBc/30kHz@750kHz(下行)
≤-60dBc/30kHz@1.98MHz(下行)
806MHz~821MHz
≤-67dBm/100kHz(下行)
885MHz~915MHz
≤-67dBm/100kHz(下行)
930MHz~960MHz
≤-47dBm/100kHz(下行)
1.71GHz~1.92GHz
≤-47dBm/100kHz(下行)
3.4GHz~3.53GHz
≤-47dBm/100kHz(下行)
互调衰减
带内
≤-15dBm/30kHz
带外9kHz~1GHz
≤-36dBm/30kHz
带外1GHz~12.75GHz
≤-30dBm/30kHz
二、建站配件及基础设施的选用
2.1建站常规配件
配件类别
配件名称
说明
天线
对数周期天线、八木天线、小板状天线、抛物面天线、板状天线、大板状天线、角形天线、背射天线,全向鞭状天线等
发射天线按覆盖区需求可灵活选用。
馈线
1/2波纹电缆、7/8波纹电缆、10D电缆、
用于发射天线与主机的连接。
馈线头
与馈线匹配
电池
12V/100AH、12V/65AH。
。
。
。
外部电源停止时给设备供电,通常需配备两个相同容量的电池。
其他辅件
胶泥、胶带、防水胶、馈线挂钩、主机安装配件、馈线挂钩、跳线等
2.2常规基础设施
2.2.1基础的组成部分及作用(对站点性能的影响)
挂杆——提高发射高度给发射天线更广阔的视角增大发射距离
——避开接收前方障碍物,提高接收电平
——安装设备
地网——提供可靠的接地保护,通常要求地阻小于5欧姆
操作维护平台——方便工程师安装维护,提供安全保护(如果设备挂高小于2米可以不安装)
平台
挂杆
接地系统——使系统可靠接地
接地系统
地网
2.2.2常采用的挂杆形式:
Ø水泥H杆(最常规做法,水泥杆价格低,站点基础结实可靠,但天线挂高受限制。
)
Ø单节及多节镀锌钢管
Ø简易塔
单节及多节镀锌钢管造价相对简易塔低,安装速度快,天线挂高高,可以提供垂直隔离度。
安全可靠性受配件加工机及施工工艺限制,有所欠缺。
简易塔性能稳定,天线挂高高。
造价高,安装速度慢。
建议站点未来有规划建基站时采用。
三、快速建站流程
在设计一个光纤直放站的覆盖区域时,需要掌握一个基本原则和三个相互制约的要素。
原则:
设法使上行和下行信道的系统余量相等,从而保证上、下行信道的通信距离、话音质量和通信可靠性大体相同。
要素:
①覆盖半径,②话音质量,②通信可靠性
勘测内容:
施主基站名称、经纬度
施主基站的CID、BCCH和TCH
施主扇区的输出功率及其天馈情况
施主基站在覆盖区的信号强度、是否能直视
勘测站点名称、经纬度
勘测站点距施主基站的直线距离或光缆传输距离
勘测站点基本环境、覆盖区域范围
勘测站点电源、接地描述
勘察站点是否在雷区
建议安装方式、估算馈线长度
建议选用天线类型
3.1建站基本要求
3.1.1光纤直放站A、B端之间要具备光路且光路长度要小于20公里
目前主要是由用户方提供一到二根空光纤,极少叠加在其他在用的通信光纤上传输。
用户提供两根空光纤时,一根传输下行信号,另一根传输上行信号,上下行光载波波长可任选(1.31μm,1.55μm);用户只提供一根空光纤时,上下行信号光载波使用波分复用的发式(比如上行用1.31μm,下行只能用1.55μm),A、B端各需一个波分复用器。
当A、B端之间的光纤都已在用时,可以用波分复用的方式与在用的通信载波共同传输,要确认原来传输的载波波长?
传输中途是否下路?
才确定直放机可要的光波长和波分复用器数量。
3.1.2要有可靠稳定的电源
A端电源:
在通信电源中,因为电源正极接地,使正极的电势为零,负极输出的电势为-48V,常称之为-48V电源,而爱立信基站中因电源负极接地,使负极的电势为零,正极输出的电势为+24V,常称之为+24V电源。
B端电源:
交流电分零火线,电源上的L表示火线(Line),它对地电压为220伏;N表示零线(Null),对地电压为0伏;E表示地线(Earth),使用时需要将外壳接地。
在接电时,先用测电笔测一下两根电源线,测电笔里的氖管亮则是火线,不亮的则是零线。
3.2设备配置设计
可根据运营商的传输资源选择单纤或双纤设备,重发天线根据覆盖区域的需求选用全向或定向板状天线,重发馈线一般使用1/2"波纹电缆。
3.3基础设施设计
确定了建站位置后,要给出直放站的基础设施的设计方案。
方案包括:
收发天线抱杆设计,主机安放固定铁架设计,馈线布线设计,电源设计,地线与避雷系统设计等。
山坡上建站一般采用水泥杆立成H状,主设备放在H杆的平台上,平台大小一般为1.4*1.2m,高度视安全而定。
避雷针的高度要保证把天线置于45度锥角保护下,避雷针必须单独与地线相接,地线地阻要求小于5Ω。
主机电源保护地线与地排相接。
暴露在外的地线接头同样要做防水、防锈处理。
交流电源引入通常使用两根有绝缘外皮,线径大于2.5mm的铜线或铝线,前端安装闸刀开关和电度表。
交流电源不具备条件的山头,可以选用太阳能电源,水泥杆运输困难的地方,可另外用镀锌铁管设计设备安装架和天线抱杆。
屋面建站较为方便,收发天线抱杆采用标准外径60mm镀锌钢管,高度大于4m时要用拉线或角撑加以稳固(每加高3m需要加三根拉线),具体的定位与安装一定要与房屋业主协商,征得业主同意。
馈线沿墙角布放,主机靠墙或挂杆放置,电源可用复导线引入,必要的地方加PVC套管保护。
避雷设计可利用房屋已有防雷系统,但要给地网降阻使其达到地阻值8Ω的要求。
工作地同样要求单独入地。
避雷设计:
B端站址一般在山顶,要严格设计避雷与地线系统。
值得注意的是,避雷针是一个导体,比全向天线长,若平行放置在全向天线旁边,就是一个天线的反射阵,使全向天线的辐射场发生了变化(靠避雷针的一侧增益减小,另一测增大),因此,要尽可能的拉开避雷针与天线间的距离且此距离应该是工作波长长度的整数倍。
3.4完成勘查设计报告
3.5勘测流程图
3.6站址选择
3.6.1A端站址选择
在光纤直放站的实际应用中,经常发现同频干扰现象。
如果施主基站与光纤直放站靠得较近,那施主基站信号与光纤直放站信号就可能产生重叠,重叠区中两个同频率的信号场强差值若小于同频干扰保护比(12db)就会产生互相干扰,移动台在这个范围内就无法正常登录网络。
因此,在选择A端站址时,一定要仔细勘测远端的信号情况,选择与远端没有交叉覆盖的基站或不同扇区作为光纤直放站信号源。
近端站址通常选择施主基站机房,使用机房的直流电源(-48v,+24v)供电,机房内的A端接地可用机房的工作地。
3.6.2B端站址选择
远端根据拟覆盖区的地形,一般选择覆盖区中央区域的高点,用全向天线覆盖,考虑到全向天线的垂直面半功率角小于6度,也不能选择相对高度太高的山,否则将在山脚下形成信号阴影区(信号很弱);有些地方选择覆盖区边缘高点,用双定向天线或一根定向天线覆盖。
3.7基础建设及相关配套铁件(如平台等)的加工及安装。
光纤直放站(B端)基础工程示意图
避雷针(3m)
天线抱杆(外径60mm)
脚踏(约每30cm一个)
拉线(每层三根)
12m
可用水泥电杆代替
遮雨棚
1.8m平台(1.2mⅹ1m)
2m立抱杆(下面一根
外径90mm,上面可做70mm)
避雷地线(地阻小于5Ω)
天线抱杆加工如下图所示:
1、外径60mm,长600mm
2、抱箍内径50mm
3、支臂长500mm300mm
300mm
400mm
1100mm00mm
四、设备安装
4.1设备安装流程图
4.2A端安装
4.2.1固定主机
主机可通过打膨胀螺丝或钢钉固定在机房的墙壁上,该位置应选取在走线架和交流插座的附近,以便接频谱仪调试。
注意考虑走线的工整和美观,尽量利用机房的原有线路走线,不得破坏整体的美观,安装完毕后清理材料,保持机房环境卫生。
4.2.2耦合器安装
安装耦合器之前需做好准备工作:
把功分器和主机之间的软馈线连接好,功分器的另两个端口分别引出一根软跳线,准备好工具,然后需要局方人员配合关闭载频或通知机房锁住需要接入的扇区,迅速准确地将耦合器接入机顶,确保无误后,开启载频或解锁。
耦合信号选取的原则是取背向直放站远端机所在方向的那个扇区的信号。
4.2.3-48V电源连接
首先要区分清楚配电机柜上的正、负极端子,一般机房的配电电源都很稳定,输出开关断开时,输出端(负极)对地(正极)约为-53v,有电压但无电流输出。
先接好A端设备的电极接线,再接好配电架上的电极接线(先接螺栓上的正极地,然后把负极接入空气开关),最后合上开关。
用万用表测量A端机内电源极性无误后再开机。
注意:
仔细观察电源柜里的正负极的位置,操作时小心扳手等工具可能造成正负极短路,短路时会冒出极大的火花,破坏力很强。
4.2.4光纤连接
光纤连接主要是将直放站和光缆连接起来,在安装的过程中要注意如下事项:
1、将光纤跳线两端的保护帽盖紧,然后从护套管中穿过。
护套管的内径要比光纤跳线的头部大4mm以上以方便穿过,穿管时应注意不要用力拉拽光纤以免保护帽脱落,损伤纤芯。
2、在走线时注意将穿进护套管的光纤跳线沿光纤配线架和直放站间布置,光纤不能受力,应注意在绑扎时不要太过用力,以避免护套管变形后挤压光纤;拐弯半径应不小于40mm;如光纤长度较长,将多余光纤盘成“O”形,注意弯曲半径不小于40mm。
3、插入光纤到配线架和直放站。
拿掉光纤跳线两端的保护帽以及配线架和直放站光口的保护帽,用蘸有无水乙醇的干净脱脂棉球轻轻擦拭光纤端面,过几分钟待乙醇挥发完后将光纤跳线的连接器分别插入配线架和直放站的光连接器,然后拧动光纤跳线连接器的外锁定圈直至感到有阻力即可。
注意连接器插入时要将对准对位销,用力要轻缓,拧紧时不能像连接电缆时那样用力,感到有阻力即可。
4、由于用户提供的光纤端口可能与直放机安放的位置有一段距离,可用法兰盘续接一根5m(10m,20m)长的尾纤后再插入光端机。
所有裸露在外的尾纤都要加上软护套管,走线要工整,并要贴上使用标签,方便日后维护。
尾纤接头一定要保持无尘清洁,尾纤的弯曲半径不得小于40mm。
4.3B端安装
4.3.1固定主机
FY-GOCSMB远端机为全户外型,随机配有安装板、固定件等安装配件,可以安放在水泥杆H杆搭建的平台上,也可用抱箍固定在水泥杆上,加装防雨棚可以更好地防止设备折旧,屋面站则可以选择少雨的墙角靠放,并用膨胀螺丝加固,主机安放位置还要考虑尽量减少与重发馈线长度,避免主机到重发天线的衰耗。
注意不要把下行功放的散热片朝南,防止阳光曝晒。
4.3.2天馈系统连接
直放站要与天馈系统连接,转发天线通过馈线连接到转发口。
1、转发天线主要有两种:
全向天线与定向天线。
全向天线为圆柱形,一般为垂直安装即可。
定向天线则有方位角与下倾角。
天线安装于抱杆之上,正向放置,漏水孔向下,使用罗盘来确定天线水平面法线方向,根据规划要求,调整天线水平面法线方向正对覆盖区域,根据覆盖区远近调节俯仰角,考虑到天线垂直面半功率角约16度,通常将天线的辐射中轴线对准覆盖区最远距离的3/4处,而不是最远处。
2、天线接头一般为N形阴头,若有其他接头类型,则要安装转接器,跳线侧选用N形阳头。
按照合适的力矩,连接天线和跳线的接头,确保接头无侧向受力。
用自粘防水胶带和电气绝缘胶带密封接头。
3、视设计要求,馈线一般选用1/2″馈线,最小弯曲半径大于100mm。
馈线每隔1m使用扎带扣固定在爬梯上。
视电缆长度可选择1~3处用接地卡接地,接地处要用自粘防水胶带和电气绝缘胶带密封。
设L为馈线长度,馈线接地处要求如下:
(1)L>30m三处接地(上,中,下)
(2)10m<L<30m两处接地(上,下)
(3)L<10m一处接地(下)
注意:
接拆天馈线时要关闭直放站,以免驻波比太大损坏功放。
4.3.3电源系统连接
1、交流电源引入要在前端加装电度表和空气开关,电源引入线选用2mm2导线,长度小于30m,使用插排与主机插头相连接,做好防水措施。
接电前确认交流开关和蓄电池开关是否都处于断开状态。
2、FY-GOCSMB远端机使用24V蓄电池供电,根据蓄电池的实际个数串并联,使得输入主机电压为24V(实际测量值为26V左右),接蓄电池时注意正负极不能短路,可使用绝缘胶布包好正负极两根电线后逐个接入主机接线柱。
接好后使用万用表确认正负极接线无误后方可开机。
应当使用绝缘或防水胶布包好蓄电池的接线柱,可以有效防止接线柱氧化或意外短路。
电池线进铁皮箱前要做好滴水弯,防止雨水流入铁皮箱。
对于使用DC-48V电源的远端机,电源引入的方法与近端机类似。
注意:
为了人身安全,给设备连接220VAC交流电时,请先断开外部接触器,严禁在雷雨天气进行作业。
对不明物体是否带电均按照有电处理。
4.3.4地线连接
直放站必须良好接地,直放站主机箱壁上设有接地螺栓,在近端机的后背有两个接地螺栓,在远端机的下方有一个接地螺钉,均要求使用2.5mm2或更粗的铜导线就近接地。
接地线应尽可能短。
1.铁杆安装时,设备接地线一般直接连在铁杆(铁塔)上。
铁杆接地电阻阻值要求R≤10Ω,接地连接件要加防腐处理。
2.墙壁安装时,设备接地线和综合接地排连接。
接地排阻值要求≤5Ω,接地连接件要加防腐处理。
避雷针接地由基础设施施工单位完成,主机电源保护地用线径大于6mm2的铜线与预留的接地端子连接,注意不能与避雷地线在地面以上并接。
4.3.5光纤连接
把多余的光缆盘好,尾纤的接线盒放入主机的遮雨板下方,用扎带固定好,然后把尾纤放入护套管中,从水密口伸入进直放站内部与直放站内表面平齐,固定牢固,使用两盘FC/APC尾纤和法兰盘续接,APC一头(即绿色的头子)接进光端机。
绑扎过程中注意事项与A端相同。
五.系统调测
5.1调测原则
原则:
上下行增益平衡不影响基站接收灵敏度
调试时需要注意以下一些基本参数指标:
下行接收信号电平:
(0~-10dBm)
反映近端机直接耦合基站接收下行信号的强度,过小会影响远端的输出功率,过大则会导致近端下行适配模块饱和,影响信号质量。
上行输出噪声电平:
(-120dBm)
反映直放站的上行放大能力,需严格按照-120dBm的指标调试。
过小会影响直放站的上线能力,但过大则将影响基站的各项指标,导致干扰基站。
调制噪声电平:
(-50~-60dBm)
指远端机上行链路在进入光发射机时由放大器产生的噪声电平。
调制信号电平:
(-15~-20dBm)
指主单元的下行输出,即接口单元的下行输入。
发射光功率:
(0~+4dBm)
只作为信号载体,不随调制信号变化。
接收光功率:
(0~-8dBm)
接收光功率的强弱直接影响解调信号电平。
输出信号电平:
(33~43dBm)
根据覆盖区的实际情况调节输出功率,保证下行工作不处于饱和状态。
5.2调测流程图
5.3调测内容
5.3.1调测工具及仪表
调测用到的工具:
安全带、扳手、罗盘、螺丝刀、钳子、安全帽等。
调测用到的仪表:
频谱分析仪、信号发生器、驻波比测试仪(sitemaster)、30dB耦合器、测试手机、万用表、各种N型转换头、便携光功率计、射频测试软电缆等。
5.3.2天馈调整
光纤直放站由于不存在自激问题,天线调整只需按照设计图纸要求的覆盖方位和下倾角调试即可。
5.3.3测量输入电压
用万用表测输入电压,交流输入时测量值应在180VAC~260VAC之间;直流输入时测量值应在-40~-57V。
5.3.4光路测量
光路检测是整个调试过程中很重要的一个步骤,如果光路不通、光路衰减太大,将使调试工作将无法进行。
光路衰减测量有两种方法:
第一种方法:
用光时域反射仪测量,该仪器可以直接测量光纤长度、光路损耗等。
第二种方法:
用光功率计测量。
方法是:
首先测试远端机的光功率输出值P1,在光路的另外一端测试光功率值P2,这样光路的损耗为:
P=P1-P2。
用以上任一种方法测量波长分别为1310nm、1550nm时的光路损耗,记录数值。
一般情况下光路损耗为在波长1310nm时,衰减0.35dB/km,最大不超过0.5dB/km;波长1550nm时,0.2dB/km,最大不超过0.4dB/km。
根据光路的大致距离可以估算光路的衰减,如果偏差太大,说明光纤通路有问题,宜另选一光纤通路。
5.4A端调试
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