450光纤直放技术规范送审稿0521.docx
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450光纤直放技术规范送审稿0521
铁路450MHz光纤直放站
技术规范和测试方法
TechnicalSpecificationandtestingmethodsofEquipment
for450MHzOpticalFiberRepeater
送审稿
(V1.0)
二○○九年三月
目次
前言II
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义1
4系统主要技术要求1
5设备主要技术要求1
6功能性测试8
7操作维护8
附 录A(规范性附录)本规范用词说明10
附 录B(规范性附录)测试设备要求11
前言
本技术规范系中国铁路450MHz列车无线调度通信系统的系列技术规范文件之一,随着业务和技术的发展,还可能继续完善升级。
本技术规范规定了铁路450MHz光纤直放站的系统主要技术要求、设备主要技术要求、测试方法和操作维护功能。
在执行过程中,各单位若发现需要修改和补充之处,请及时将意见及有关资料寄交主编单位中国铁道科学研究院(北京市海淀区西直门外大柳树路2号,100081),并抄送铁道部运输局(北京市复兴路10号,100844),供今后修订时参考。
本技术规范的附录A、附录B是规范性附录。
本技术规范由铁道部运输局组织编制
本技术规范主编单位:
中国铁道科学研究院
本技术规范参编单位:
武汉虹信通信技术有限责任公司、天津七一二通信广播有限公司、南京泰通科技有限公司
本技术规范主要起草人:
徐钧、刘辉、张小明、陈建平、阮一凡
铁路450MHz光纤直放站技术规范和测试方法
范围
本技术规范规定了铁路450MHz光纤直放站的系统主要技术要求、设备主要技术要求、测试方法和操作维护功能。
本技术规范适用于铁路450MHz光纤直放站的工程设计、产品制造、施工安装、设备维护和质量检验。
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本技术规范的引用而成为本技术规范的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本技术规范,然而,鼓励根据本技术规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本技术规范。
GB/T15844.2-1995
移动通信调频无线电话机环境要求和试验方法
GB/T15844.3-1995
移动通信调频无线电话机可靠性要求及试验方法
YD/T1337-2005
900/1800MHz移动通信网直放站技术要求和测试方法
TB/T3073-2003
铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值
TB/T3052-2002
列车无线调度通信系统制式及主要技术条件
TB/T2934-1998
铁路通信术语
铁道部技术规范
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第五部分:
中继传输系统设备
铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定
术语和定义
3.1光纤直放站
是指中继传输链路采用光纤做信号传输的直放站,光纤直放站包括近端机、远端机及配件等。
系统主要技术要求
4.1工作方式
同异频兼容。
4.2中心频率
下行f0=468MHz、458MHz
上行f0=458MHz
4.3 工作带宽
下行467~469MHz、457MHz~459MHz
上行457~459MHz
设备主要技术要求
5.1电源单元要求
1)电源单元配置在机内或外置电源箱内。
2)交流供电时,电源单元应能适应交流220V,50Hz(波动范围:
车站220V±4444V,50Hz±155Hz;区间220V±6666V,50Hz±155Hz)。
应配置蓄电池备用,并具有蓄电池浮充、过充过放保护和交直流自动切换的功能,蓄电池容量应保证掉电后正常工作6小时。
3)由中间站通信电源供电时,电源单元应能适应直流-48V(波动范围:
-40V~-57V)。
4)电源单元具有过压、过流保护等功能。
5)电源单元应具有本地检测和远程监测功能,对输入电压、输出电压和电流进行检测,对蓄电池的电流、电压进行检测。
对电源单元故障、交流断电、电池欠压等状态告警指示。
6)应设防雷防浪涌装置,符合《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》(铁建设〔2007〕39号文)中的有关规定。
5.2工作环境要求
直放站应满足表1规定的工作环境条件。
表1工作环境要求
工作场所
车站
铁路区间
工作
温度
低温
-10℃(A类)
-25℃(B类)
-25℃(A类)
-40℃(B类)
高温
55℃
55℃(A类)
70℃(B类)
相对湿度
95%(40℃)
95%(40℃)
振动
10Hz~30Hz,0.38mm
30Hz~55Hz,0.19mm
10Hz~30Hz,0.75mm
30Hz~55Hz,0.25mm
振动方向
正常工作方向
正常工作方向
冲击
6g,18ms
6g,18ms
海拔高度
适用于3000m以下
注1:
A类指标是设备的通用标准,B类指标是设备用于特定环境条件下的标准。
注2:
在高原、高寒、高温等恶劣环境下使用时,使用本标准的各方可参照本表另行规定。
5.3安全要求
应符合GB15842-1995中有关设备安全要求的规定。
5.4电磁兼容要求
电磁兼容要求应符合TB/T3073-2003的规定。
5.5结构要求
5.5.1设备结构应做到构件坚固、造型美观;应便于维修、检测。
5.5.2室内设备结构可安装于19英寸机架或壁挂,防护等级达到IP51。
室外设备主机外壳采用铝合金压铸,防护等级达到IP55;电源箱防护等级达到IP53。
5.6可靠性要求
5.6.1设备主要模块(电源单元、功放单元、光模块等)热备份,主备自动切换。
采用主备一体化模块时,应具备模拟主备切换功能。
设备应提供主备光纤接口。
5.6.2可靠性指标定为产品平均无故障间隔时间MTBF和MTBF试验下限值θ1。
5.6.3MTBF≥50000h;MTBF试验下限值θ1值不低于600h。
5.6.4可靠性试验方法应符合GB/T15844.3-1995《移动通信调频无线电话机可靠性要求及试验方法》中的有关规定。
5.7性能指标及测试方法
5.7.1性能指标
光纤直放站主要技术指标见表2
表2光纤直放站主要技术指标
序号
项目
指标要求
备注
1
最大输出功率(dBm)
下行
上行
30/33/37(±2)
-10(±2)
2
自动电平控制(ALC)
直放站工作于最大增益且输出为最大功率条件下,当输入信号电平提高不大于10dB时,输出功率应保持在最大输出功率的±2dB之内。
当输入信号电平提高超过10dB时,输出功率应保持在最大输出功率的±2dB之内或关闭输出。
3
最大增益(dB)
≤90
注1
4
增益调节范围(dB)
≥30
5
增益调节步长
≤1dB
增益调节误差
≤±1.5dB;
6
带内波动(dB)
≤2
峰峰值
7
噪声系数(dB)
≤5
8
输入输出电压驻波比
≤1.4
9
最大允许输入电平
输入电平=0dBm时,直放站无损伤
10
杂散发射
9kHz-1GHz带内≤-36dBm/100kHz;
1GHz-12.75GHz带内≤-30dBm/1MHz。
11
互调(dB)
>36
12
通频带特性
-3dB带宽
>f0±1MHz
-40dB带宽
<f0±3MHz
13
最小静噪门限(dBm)
上行
-90
注2
14
光发射功率(dBm)
≥0
15
光接收功率门限(dBm)
≤-15
16
近端机功耗(W)
≤30
注3
17
远端机功耗(W)
≤120
注1:
具体增益值由厂家确定;最大标称增益误差不超过±2dB。
注2:
静噪门限调节范围不小于20dB,具体值由厂家确定;误差不超过±2dB。
注3:
双光端口设备要求。
5.7.2测试方法
5.7.2.1标称最大输出功率
1)定义
在满足杂散发射及互调衰减的要求下,所能达到的最大功率
2)测试方法
a)按图1所示连接测试系统,其中直放站为一近端机一远端机采用短路光纤连接;
图1最大输出功率测试
b)
c)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
d)设置系统增益为最大增益;
e)调节信号发生器输出电平直至系统的输出功率为最大输出功率,其值应符合表2的要求。
5.7.2.2自动电平控制(ALC)
1)定义
当系统工作于最大增益且输出为最大功率时,增加输入信号电平,系统对输出信号电平的控制能力。
2)测试方法
a)按图1所示连接测试系统;
b)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
c)
d)设置系统增益为最大;
e)调节信号发生器输出的电平直至系统的输出功率为厂商声明的最大输出功率;
f)将信号发生器输出信号电平增加10dB,用频谱仪测量系统输出功率,其值应符合表2的要求。
g)将信号发生器输出信号电平增加超过10dB,用频谱仪测量系统输出功率,应符合表2的要求。
5.7.2,3最大增益
1)定义
直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。
2)测试方法
a)按图1所示连接测试系统;
b)
c)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
d)设置系统增益为最大;
e)调节信号发生器输出的电平直至系统的输出功率为厂商声明的最大输出功率;
f)用频谱仪测量系统输出功率,最大增益为系统输出功率与输入功率的差值,其值应符合表2的要求
5.7.2.4增益调节范围
1)定义
当直放站具有可调增益时其最大增益与最小增益的差值。
2)测试方法
a)按图1所示连接测试系统;
b)
c)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
d)设置系统增益为最大;
e)调节信号发生器输出的电平直至系统的输出功率为厂商声明的最大输出功率;
f)用频谱仪测量系统输出功率,最大增益为系统输出功率与输入功率的差值;
g)设置系统增益为最小;
h)用频谱仪测量系统输出功率,最小增益为系统输出功率与输入功率的差值;
i)增益调节范围为最大增益与最小增益的差值。
其值应符合表2的要求。
5.7.2.5增益调节步长及误差
1)定义
增益调节步长是指直放站最小的增益调节量。
增益调节误差是指实际增益与标称增益调节的差值。
2)测试方法
a)按图1所示连接测试系统;
b)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
c)将信号发生器输出设置为该系统测试工作频率范围内的中心频率;
d)设置系统增益为最大;
e)调节信号发生器输出的电平直至系统的输出功率为厂商声明的最大输出功率;
f)用频谱仪测量系统输出功率;
g)以调节步长降低系统的增益,用频谱仪测量系统下降每一步长时的输出功率并记录,直至系统增益为最小;
h)增益调节误差为设置值与实际测量值的差值,其值应符合表2的要求。
5.7.2.6带内波动
1)定义
直放站在工作频带内最大和最小电平的差值。
2)测试方法
a)按图2所示连接测试系统;
图2带内波动测试
b)将矢量网络分析仪的输出电平设置为
;
c)用矢量网络分析仪测量带内波动;
d)将系统增益调节为最大增益,其值应符合表2的要求。
5.7.2.7噪声系数
1)定义
直放站在工作频带范围内,正常工作时输入信噪比与输出信噪比的差值。
2)测试方法
a)按图3所示连接测试系统;
图3噪声系数测试
b)按图3虚线所示校准噪声测量系统;
c)将系统增益调节为最大增益;
d)用噪声系数测量仪测试系统噪声系数,
e)其值应符合表2的要求。
5.7.2.8输入、输出电压驻波比
1)定义
输入、输出电压驻波比是指直放站输入端(或输出端)输入信号(或输出信号)与反射信号的比值。
2)测试方法
a)按图4所示连接测试系统;
b)调节直放站设备,工作于设定的工作方式;
c)设置矢量网络分析仪的频带为系统测试工作频带,输出电平为
;
图4输入、输出电压驻波比测试
d)设置系统的增益为最小增益;
e)用矢量网络分析仪测量输入、输出电压驻波比,其值应符合表2的要求。
5.7.2.9最大允许输入电平
1定义
最大允许输入电平是指被测直放站能承受而不致引起损伤的输入电平。
2)测量方法
a)测试系统的连接如图1所示;
b)信号发生器频率调到被测直放站的中心频率,电平调到0dBm,持续1min;
c)重复本标准5.7.2.1,5.7.2.2,5.7.2.3的指标项测试,所测数值应在指标范围内。
5.7.2.10杂散发射
1)定义
除去工作载频以及与正常调制相关的边带以外的频率上的辐射。
2)测试方法
a)按图1所示连接测试系统;
b)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
c)
d)设置系统增益为最大;
e)信号发生器输出的电平设置为
,使系统输出功率达到最大值;
f)用频谱分析仪测量,在不同的偏移频率上,读杂散发射的功率电平,其值应符合表2的要求。
5.7.2.11互调
1)定义
当工作频带内的两个信号输入直放站后,由于系统的非线性而在其输出端口产生的两个或多个与输入信号有特定关系的产物。
2)测试方法
a)按图6所示连接测试系统;
b)图6互调衰减测试
c)将信号发生器输出频率设置为:
下行468MHz、458MHz,上行458MHz;
d)设置系统增益为最大;
e)调节CW信号发生器1的输出电平,直至系统达到最大输出功率值;
f)将CW信号发生器2的频率设置为比该系统工作频带范围内的中心指配频率高50kHz,输出电平设置为与CW信号发生器1的输出电平相同,并且打开;
g)用频谱分析仪测量互调产物,其值应符合表2的要求。
5.7.2.12通频带特性
1)定义
通频带特性是指被测直放站对工作频带外信号的抑制能力。
2)测量方法
a)测试系统的连接如图1所示;
b)被测直放站增益调到最大增益;
c)信号发生器的频率调到被测直放站的中心频率,调节信号发生器输出的电平直至系统的输出功率为最大输出功率;
d)频谱分析仪,扫描宽度、分辨率带宽调到适当,保证测试方便。
校准功率衰减器及连接电缆总损耗值作为偏置修正输入到频谱分析仪内,将标记移到信号峰点;
e)保持信号发生器输出电平不变,从中心频率向外同步改变信号发生器频率和频谱分析仪中心频率,用标记读取并记录频谱分析仪输出功率≤峰值功率3dB时的频率值f1和f2,f1和f2之间的带宽应满足表2中通频带带宽的要求;
f)用标记读取并记录频谱分析仪输出功率≤峰值功率40dB时的频率值f3和f4,f3和f4之间的带宽应满足表2中通频带带宽的要求。
5.7.2.13静噪门限
1)定义
使直放站设备静噪开启的输入信号电平。
2)测量方法
a)测试系统的连接如图1所示;
b)信号发生器频率调到被测直放站上行中心频率,电平调低到直放站没有信号输出;
c)信号发生器输出电平从-93dBm开始以1dB步进增加,直至频谱仪显示有有用信号输出;
d)信号发生器输出减去连接电缆1的损耗即为上行静噪门限值,其值应符合表2的要求;
e)调节设备静噪门限值,以最小静噪门限为起始点,步进5dB,重复步骤c,其调节范围应符合表2的要求。
5.7.2.14光发射功率
1)定义
直放站光接口所发射的功率。
2)测量方法
a)测试系统的连接如图7所示;
b)从光功率计上读出系统的发光功率。
图7光发射功率测试
5.7.2.15光接收功率门限
1)定义
在保证射频信号符合本技术规范的条件下,直放站光接口能接收的最小光功率。
2)测量方法
a)测试系统的连接如图8所示;
b)被测直放站的增益调到最大增益;
c)信号发生器频率调到被测直放站下行(上行)中心频率,电平调到能使下行(上行)输出功率达到最大;
d)调节光可变衰减器直至直放站无法输出到额定功率,直放站的光发射功率减去光可变衰减器的读数即为光接收功率门限。
图8光接收功率门限测试
注:
以上图中直放站为一近端一远端,采用光纤短路连接。
功能性测试
功能性测试是对直放站工作方式进行的检测。
同频方式测试
a)按图1所示连接测试系统;
b)
c)将信号发生器的频率设置为该制式工作频带范围内的中心指配频率458MHz;
d)设置系统下行增益为最大;
e)调节信号发生器的输出电平,从频谱分析仪中观察系统输出功率,应能达到下行标称最大输出功率。
f)
g)将信号发生器的频率设置为该制式工作频带范围内的中心指配频率458MHz;
h)设置系统上行增益为最大;
i)调节信号发生器的输出电平,从频谱分析仪中观察系统输出功率,应能达到下行标称最大输出功率。
异频方式测试
a)按图9所示连接测试系统;
图9功能测试(异频)
b)同时测试上、下行链路;
c)将信号发生器1的频率设置为该制式工作频带范围内的中心指配频率468MHz;
d)将信号发生器2的频率设置为该制式工作频带范围内的中心指配频率458MHz;
e)设置系统上、下行增益为最大;
f)调节信号发生器1和信号发生器2的输出电平
g),从频谱分析仪1和频谱分析仪2中观察系统的输出功率,异频双工方式下应能同时达到上、下行标称最大输出功率。
a)
b)
c)
操作维护
7.1本机告警
直放站本机应具有电源、光路故障、功放故障告警指示。
7.2本地参数查询、设置
包括功放开关、增益、静噪门限。
7.3本地维护管理
包括电源故障、电池故障、下行驻波比告警、功放故障。
7.4远程参数查询
包括系统配置、射频输出功率、增益、、静噪门限、操作及故障记录。
7.5远程故障告警
包括门禁告警、电源故障告警、功放故障告警、功放过温告警、光路故障告警、驻波比告警等。
7.6数据传输接口
应为电源及环境监测等外部设备提供数据传输的接口,数据格式和协议应符合相关规定。
7.7环境监测(可选项)
可监测温度、湿度、烟雾、水浸、非法入侵等。
附录:
(规范性附录)
本规范用词说明
执行本规范条文时,对于要求严格程度的用词说明如下,以便在执行中区别对待。
(1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
(2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
(3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用“宜”;
反面词采用“不宜”。
表示允许有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
(规范性附录)
测试设备要求
B.1信号发生器
——频率范围:
400MHz~1000MHz;
——频率准确度:
±0.01ppm;
——输出范围:
-120dBm~10dBm或关闭;
——输出电平精度:
±1dB;
——波形质量:
≥0.990。
B.2CW信号发生器
——频率准确度:
±0.01ppm;
——频率分辨率:
1kHz;
——输出范围:
-50dBm~-10dBm或关闭;
——输出准确度:
在上述输出范围或频率上为±1.0dB;
——幅度分辨率:
0.1dB。
B.3频谱分析仪
——频率准确度:
±0.2ppm;
——显示的动态范围:
70dB;
——显示对数标度保真度:
±1dB;
——从10MHz至12.75GHz信号的幅度测量范围:
● 以分辨率带宽30kHz测量的功率:
-90dBm~+20dBm;
● 积分1.23MHz信道功率:
-70dBm~+40dBm;
● 背景噪声:
-140dBm/Hz;
——相对平坦性:
频率范围为10MHz~2.6GHz时为±1.5dB;
——分辨带宽滤波器:
同步调谐或高斯(至少3个极点),其3dB选择带宽为1MHz,300kHz,
100kHz和30kHz;
——检波后的视频滤波器:
从100Hz至少到1MHz以十进步长可选;
——检波方式:
可选峰值或取样;
——RF输入阻抗:
标称50Ω。
——时域扫描时间:
从50μS~100ms可选;
——延迟的扫描触发:
从5μS~40ms可选;
——外部扫描触发;
——进行时域测量的足够带宽。
B.4平均功率计
——频率范围:
10MHz~1GHz;
-—功率范围:
-70dBm(100pW)~+40dBm(10W)。
——绝对和相对功率准确度:
±0.2dB(5%);
——功率测量分辨率:
0.1dB或0.01dB之间可选;
——传感器驻波比(VSWR):
1.15:
1。
B.5矢量网络分析仪
——频率范围:
300kHz至9GHz;
——动态范围:
143dB;
——频率分辨率:
1Hz
——输出功率:
-85至+10dBm
——迹线噪声:
<0.005dBrms(10kHz中频带宽)
——测量速度(35kHz中频带宽):
249μs/测试点
——快速扫描速度:
35μs/测试点
——输出接口:
N型(50Ω)
B.6噪声系数测量仪
——频率范围:
10MHz~3GHz;
——噪声系数测量范围:
0dB~30dB,不确定度±<0.05dB。
——测量速度:
<50ms
B.7光功率计
——校准波长:
1310nm、1550nm;
——测试范围:
-65~+10dBm(测试波长为1550nm时);
——分辨率:
0.01dB;
——不确定度:
±5%(±0.2dB);
B.8光可变衰减器
——光波长范围:
1200至1650nm
——光衰减范围:
0至70dB,±0.3dB
B.9双工器
——频率范围:
457~459MHz&467~469MHz;
——插入损耗:
<2dB;
——带内波动:
<0.5dB;
——驻波比:
<1.2;
——功率容量:
≥50W;
——收发隔离:
≥60dB;
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