光纤学习培训资料

光纤直放站培训资料

北京希电公司

目录

一、系统概述 (2)

二、远端机 (4)

2.1 远端机各组成部分 (5)

2.1.1光模块 (5)

2.1.2下行468M前置 (5)

2.1.3下行458M前置 (7)

2.1.4上行458M前置 (8)

2.1.5 检测控制板 (10)

2.1.6电源部分 (12)

2.1.7远端机指标设置 (12)

三、近端机 (16)

3.1近端机各组成部分 (18)

3.1.1光模块 (18)

3.1．2功分器 (18)

3.1.3控制板 (18)

四、网管 (20)

4.1 网管通道 (20)

4.2 网管操作 (21)

五、现场开通 (22)

六、故障处理 (23)

端机转换后传回车站电台。实现车站与隧道内的机车之间的异频半双工通讯。➢技术指标

频率范围：下行： 467—469MHZ

457—459MHZ

上行： 457—459MHZ

中心频率：下行： 468MHZ

458MHZ

上行： 458MHZ

门限开启电平: 下行：－30± 1dBmW

上行：－85± 1dBmW

标称输入电平: 下行：-23±1 dBmW

上行：－75± 1dBmW

标称输出: 下行：+37±1 dBmW

上行：－5± 1dBmW

标称增益: 60± 1 dB

70± 1 dB

AGC起控电平: 下行：-23± 1dBmW

上行：-70± 1dBmW

AGC控制范围: 不小于30 dB

三阶互调衰减: 不小于30 dB

频率响应: 带内波动不大于 3 dB

带外抑制: 中心频率 3 MHz外抑制不小于 40 dB 接收光波长: 1550nm

最小接收光功率:-15dBm

发射光波长: 1310nm

发射光功率:3± 1dBmW

二、远端机

整机方框图

远端机组成:光模块，下行468M前置放大器，下行458M前置放大器，上行458M前置放大器，功放，检测控制板，开关，双工器，检测电台，耦合器等组成。

近端机发出的光信号由光模块还原为射频信号，经过耦合器后进入下行前置和功放进行放大输出,若是同频信号则进入下行458M前置, 然后进入功放,同时两个射频开关都倒换到常开点,射频信号进入双工器的低端,最后输出到天线或者漏缆进行覆盖；若是异频信号则进入下行468M前置, 然后进入功放,同时两个射频开关都维持常开点闭合,射频信号进入双工器的高端,最后输出到天线或者漏缆进行覆盖；上行信号经过双工器低端进入开关，经由常闭点到上行458M前置的入口，经过放大后输出到光模块变为光信号传回近端机；当网管或者近端机发起检测命令时（或者检测板启动定时自检），检测控制板收到检测命令后，控制检测电台发出单载波，顺序检测下行468M通道、下行458M通道、功放、光模块、电源，检测完成后检测控制板将收集到的数据发送到光模块，传回近端机，再由近端机相连的网管远端设备报知网管，完成整个检测上报过程。

2.1 远端机各组成部分

2.1.1光模块

光模块是远端机的光电及电光转换的部件，其供电电压为13.8V，发射光波长为1310nm。

光模块有一个光接头，一个射频入口，一个射频出口，一个通信串口（RS-232标准），3个指示灯（发光告警，收光告警，电源指示）。

光接头-由近端机过来的光纤接此接口

射频出口-车站发出的下行信号由此进入远端机

射频入口-机车发出的上行信号经过放大后由此进入，发送回近端机

通信串口-检测控制板由此控制光模块，检测命令以及检测数据都由此收发。9针口定义：pin1-无连接，pin2-地，pin3-电源，pin4-数据发，pin5-数据收，pin6-无定义，pin7-发光告警数据，pin8-无定义，pin9-收光告警数据；

指示灯-电源指示灯，上电后显示绿灯，掉电灯灭；收无光，收光正常灯灭，收光告警显示红灯；发无光，发光正常灯灭，发无光显示红灯。

2.1.2下行468M前置

下行468M前置是下行异频信号的预放大单元，供电为13.8V，增益为20dB，控制及数据接口为IIC接口，拨字开关地址为0110（1脚0，2脚1，3脚1，4脚0）。

下行468M前置包括一个低噪声放大器、六个中功率放大器、两个混频器、一个增益调节二极管，一个锁相环、一个压控振荡器、一个温补振荡器、一个数控衰减器、一个增益调节器、二个检波器、二个功分器、二个耦合器、二个IIC 数据通信芯片、两个射频滤波器、一个中频滤波器，一个自动增益控制器（AGC），一个运算放大器，若干电源芯片。

下行异频信号进入放大器后，通过功分器将信号分为两路，一路进入放大器，一路进入下行458M放大器，进入本放大器的信号通过低噪声放大器，自动增益

控制器，滤波器，一个中功率放大器后，变为中频70M信号，经过一级放大器后，进行中频滤波，再经过一级放大器后进入增益调节器，再经过一级放大器后变为400M信号，经过滤波后，进入数控衰减器，再经过一级放大器后输出到功放；设备上电后，锁相环根据检测控制板的控制数据，将温补振荡器和压控振荡器输出频率进行分频，将分频后的相同频率进行比较，并输出控制电压，控制压控振荡器的输出频率，直到两个振荡器的分频频率相等，此时放大器锁定所需要的本振频率，并输出到上下混频器；射频信号通过耦合器耦合一部分进入检波器，变为直流电压，然后进入运算放大器进行放大，一路送到IIC芯片，传回控制板作为RSSI（功率指示电平）供控制和检测使用，另一路进入下一级运放进行比较，比较后输出一个控制电压，通过三极管驱动后，作为AGC的控制电压。

低噪声放大器-降低直放站噪声，同时对信号进行放大。对应位号U4，出口电压3.0V，入口电压0.56V，增益约为20dB。

中功率放大器-主要器件，承担信号放大作用。对应位号U18、U19、U10，出口电压3.4V，增益约为25dB，主通路放大器;对应位号U27，出口电压3.4V，增益约为12dB，主通路放大器；对应位号U7、U12，出口电压3.3V，增益约为19dB，锁相通路放大器,放大本振信号同时隔离上下混频器.

混频器-将射频400M信号变换为中频70M，或者将信号由70M变为400M。对应位号U6，下混频器，将射频信号变为70M，无源混频器；对应位号U15，上混频器，将中频信号变为400M，无源混频器；插损约为5dB。

锁相环-通过编程控制压控振荡器输出所需要的本振信号。对应位号U9，电压为3.3V。

压控振荡器-由锁相环控制输出本振信号。对应位号U8，电压为5V。

温补振荡器-给锁相环提供一个稳定的基准信号。对应位号U11，电压为3.3V，输出频率为10M。

数控衰减器-通过程序可控制衰减量，根据实际情况调节放大器增益。对应位号U17，电压为5V，控制位有5位，分别控制1dB、2dB、4dB、8dB、16dB，通过组合可以最大衰减30dB，步进为1dB，控制管脚为高时，衰减为0，控制管脚为低时，衰减量对应所控制的衰减量。管脚对应定义为：管脚7-1dB衰减，管脚6-2dB 衰减，管脚5-4dB衰减，管脚4-8dB衰减，管脚3-16dB衰减，插入损耗为2dB。增益调节器-可通过手动方式对放大器增益进行微调。对应位号U29，通过调节

电位器U28可改变增益调节器的电压，来对放大器的增益进行连续微调，增益调节器电压为0~5V，0V无衰减，5V衰减最大。

检波器-将射频对数信号变为直流电压，为检测控制提供功率指示电平。对应位号U21、U24，电压为3.3V，输出电压0.3V~1.5V。

功分器-前级将信号分为两路，分别到下行的两个放大器，通过放大器放大；后级将两个放大器的输出信号合为一路输出到功放。对应位号U25、U26，无源器件，插入损耗为3dB。

耦合器-将主路信号耦合器为检波器提供射频信号。对应位号U20、U23，无源器件，耦合器损耗9dB，插入损耗0.5dB。

IIC数据通信芯片-检测控制板与放大器之间的控制数据是通过IIC通道传输的，芯片将控制数据转换为IIC通道可以传输的数据格式。对应位号U13，电压5V，锁相环控制数据，数控衰减器衰减量控制通过它来传输；对应位号U14，电压5V，RSSI（功率指示电平），AGC参考电平，锁相环锁定指示（FoLD）通过它来传输。射频滤波器-滤除使用频段外的射频信号。对应位号F1、F2，无源器件，插入损耗2dB。

中频滤波器-滤除使用频段外的中频信号。对应位号F3，无源器件，出入损耗25dB。

自动增益控制器-根据控制电压自动对输入过大的信号进行衰减，保护放大器。对应位号U2，控制电压0~3.7V，高电压无衰减。

运算放大器-将检波器输出的直流电压进行放大比较，从而给检测控制板提供RSSI（功率指示电平），或者提供AGC电压。对应位号U22，电压5V。

电源芯片-为放大器及芯片提供合适的供电电压。对应位号G5，输出8V；对应位号G1，输出5V，对应位号G2、G3、G4，输出电压3.3V。

2.1.3下行458M前置

下行458M前置是下行同频信号的预放大单元，供电为13.8V，增益为20dB，控制及数据接口为IIC接口，拨字开关地址为100（1脚1，2脚0，3脚0，4脚0）。

下行458M前置原理同下行468M前置，只是频率不同，可参照下行468M前置原理。

2.1.4上行458M前置

上行458M前置是上行同频信号的预放大单元，供电为13.8V，增益为70dB，控制及数据接口为IIC接口，拨字开关地址为101（1脚1，2脚0，3脚1，4脚0）。

上行458M前置包括一个低噪声放大器、八个中功率放大器、两个混频器、一个增益调节二极管，一个锁相环、一个压控振荡器、一个温补振荡器、一个数控衰减器、一个增益调节器、二个检波器、二个功分器、二个耦合器、二个IIC 数据通信芯片、两个射频滤波器、一个中频滤波器，一个自动增益控制器（AGC），一个运算放大器，一个射频开关，若干电源芯片。

上行同频信号进入放大器后，进入本放大器的信号通过低噪声放大器，自动增益控制器，滤波器，数控衰减器，一个中功率放大器后，变为中频70M信号，经过一级放大器后，进行中频滤波，再经过一级放大器后进入增益调节器，再经过一级放大器后变为400M信号，经过滤波后，再经过一级放大器后输出到末级放大器，最后输出到光模块；设备上电后，锁相环根据检测控制板的控制数据，将温补振荡器和压控振荡器输出频率进行分频，将分频后的相同频率进行比较，并输出控制电压，控制压控振荡器的输出频率，直到两个振荡器的分频频率相等，此时放大器锁定所需要的本振频率，并输出到上下混频器；射频信号通过耦合器耦合一部分进入检波器，变为直流电压，然后进入运算放大器进行放大，一路送到IIC芯片，传回控制板作为RSSI（功率指示电平）供控制和检测使用，另一路进入下一级运放进行比较，比较后输出一个控制电压，通过三极管驱动后，作为AGC的控制电压。

低噪声放大器-同下行468M前置。对应位号U1。

中功率放大器-同下行468M前置。对应位号U5、U7，出口电压3.4V，增益约为25dB，主通路放大器;对应位号U23，出口电压3.4V，增益约为12dB，主通路放大器；对应位号U11、U22，主通路主备放大器，U17、U24，锁相通路放大器,放

大本振信号同时隔离上下混频器，出口电压3.3V，增益约为19dB；对应位号U3，出口电压3.4V，增益约为16dB，主通路放大器；

混频器-将射频400M信号变换为中频70M，或者将信号由70M变为400M。对应位号U4，下混频器，将射频信号变为70M，有源混频器，电压3V（管脚4），增益约为19dB；对应位号U6，上混频器，将中频信号变为400M，无源混频器，插损约为5dB。

锁相环-通过编程控制压控振荡器输出所需要的本振信号。对应位号U14，电压为3.3V。

压控振荡器-由锁相环控制输出本振信号。对应位号U16，电压为5V。

温补振荡器-给锁相环提供一个稳定的基准信号。对应位号U15，电压为3.3V，输出频率为10M。

数控衰减器-通过程序可控制衰减量，根据实际情况调节放大器增益。对应位号U2，电压为5V，控制位有5位，分别控制1dB、2dB、4dB、8dB、16dB，通过组合可以最大衰减30dB，步进为1dB，控制管脚为高时，衰减为0，控制管脚为低时，衰减量对应所控制的衰减量。管脚对应定义为：管脚7-1dB衰减，管脚6-2dB 衰减，管脚5-4dB衰减，管脚4-8dB衰减，管脚3-16dB衰减，插入损耗为2dB。增益调节器-可通过手动方式对放大器增益进行微调。对应位号D2，通过调节电位器U28可改变增益调节器的电压，来对放大器的增益进行连续微调，增益调节器电压为0~5V，0V无衰减，5V衰减最大。

检波器-将射频对数信号变为直流电压，为检测控制提供功率指示电平。对应位号U9、U12，电压为5V，输出电压0.6V~1.5V。

功分器-前级将信号分为两路，分别到下行的两个放大器，通过放大器放大；后级将两个放大器的输出信号合为一路输出到功放。对应位号U21、U20，无源器件，插入损耗为3dB。

耦合器-将主路信号耦合器为检波器提供射频信号。对应位号U8，无源器件，耦合器损耗9dB，插入损耗0.5dB。

IIC数据通信芯片-检测控制板与放大器之间的控制数据是通过IIC通道传输的，芯片将控制数据转换为IIC通道可以传输的数据格式。对应位号U18，电压5V，锁相环控制数据，数控衰减器衰减量控制通过它来传输；对应位号U19，电压5V，

RSSI（功率指示电平），AGC参考电平，锁相环锁定指示（FoLD）通过它来传输。射频滤波器-滤除使用频段外的射频信号。对应位号F1、F3，无源器件，插入损耗2dB。

中频滤波器-滤除使用频段外的中频信号。对应位号F2，无源器件，出入损耗25dB。

自动增益控制器-根据控制电压自动对输入过大的信号进行衰减，保护放大器。对应位号D1，控制电压0~3.7V，高电压无衰减。

运算放大器-将检波器输出的直流电压进行放大比较，从而给检测控制板提供RSSI（功率指示电平），或者提供AGC电压。对应位号U10，电压5V。

电源芯片-为放大器及芯片提供合适的供电电压。对应位号G10，输出8V；对应位号G2、G3、G5、G6、G7、G8、G11、G13、G14、G16，输出5V，不带电源芯片控制；对应位号G1、G9、G15，输出5V，带电源芯片控制；对应位号G4、G12，输出电压3.3V。

射频开关-静噪电平开启和关断时，由检测控制板控制此芯片进行静噪门限的开启和关闭。对应位号U13，电压5V。

以上芯片资料及管脚定义在附录中可以查询。

2.1.5 检测控制板

检测控制板是远端机所有控制及检测的主控板，供电为13.8V，能够完成远端机上下行静噪门限控制、起控电平控制、数控衰减器控制、功放开启控制、射频开关控制、上下行放大器检测、电源检测、光模块检测等功能。具有对PC机的串口，可通过软件对远端机进行参数设置，设置数值保存在flash芯片中；并有自检按键，可通过按键发起对远端机的自检。

电源为13.8V，内部4次变压，分别为8V，5V，3.3V,1.8V。

检测控制板具有IIC接口、检测电台接口、检测电台射频接口、电源检测接口、编程接口、编程开关、PC设置接口、检测按键接口。

IIC接口-各放大器的主要控制接口，可以控制放大器的锁相数据，读取锁相指

示，控制放大器的起控、静噪门限、增益等，读取放大器的RSSI（功率电平指示），控制放大器的主备切换，读取功放的主备通路情况，驻波故障等。

控制检测电台接口-控制检测电台发起检测射频信号。对应位号XS6，包含电台的5V电源和一个符合RS232标准接口。接口定义：10脚-5V，9脚-地，8脚-串口发，7脚-串口收。

检测电台射频接口-切换检测电台射频信号的收发方向。对应位号P1、P2、P3，P2为检测电台入口，P1为下行前置检测入口，P3为上行前置检测入口。

电源检测接口-电源各项检测接口。对应位号XS12，接口定义：1脚-门禁检测，2脚-电源模块1检测，3脚-地，4脚-电源模块2检测，5脚-地，6脚-交直流检测，7脚-地，8脚-无定义，9脚-地，10脚-电池欠压检测，11脚-地，12脚-地。

编程接口-CPU下载程序接口。见检测控制板结构丝印。

编程开关-选择是否能够进行程序下载。ON（“-”）表示不能够下载，OFF（“o”）表示能够下载。见结构丝印。

PC设置接口-PC机设置远端机参数接口。见结构丝印，接口定义：2脚-串口发，3脚-串口收，5脚-地。

检测按键接口-按下可对远端机进行自检。

检测过程：

1、检测控制板收到网管或者近端机检测命令，检测板定时检测启动。

2、控制检测电台发出468M信号，检测下行468M前置是否正常，同时收集数据；控制检测电台发出458M信号，检测下行458M前置是否正常，同时收集数据；控制检测控制板上的D8切换到上行458M检测接口（默认是下行检测口），再发出458M信号，检测上行458M前置是否正常；在检测下行同时检测功放是否正常，读取功放主备切换、驻波、输出过功率，功放过温等数据；读取电源是否故障、电源模块1是否故障，电源模块2是否故障，蓄电池是否欠压；读取光模块收发光是否正常；最后将收集的数据打包通过光模块上报到网管中心。

2.1.6电源部分

电源由电源滤波器、电源模块1、电源模块2、电源管理板组成。

电源滤波器-滤除各种电源干扰，保护电源安全。

电源模块1、2-主备电源模块。输入AC220V，输出DC13.8V,平时两个模块正常工作,在有电源故障情况下,另外一个模块给整个远端机供电，蓄电池在交流电源停电时提供备用电源，持续供电时间超过6小时。

电源管理板-提供切换电源功能，蓄电池过充过放保护。

2.1.7远端机指标设置

1 软件开启

如图:选择所使用的串口,点击打开串口.

2 远端机ID号设置

点击主界面”配置”选项卡,弹出如下界面.

在远端机设备ID号内填写远端机ID号,并点击配置；设备编号内填写远端机设备编号，并点击配置。

3 远端机指标设置

在主界面上选择”设置”选项卡,则弹出上述界面,选择”光纤直放站”,需要调整设备指标时,选取相应的单元,并选取相应的指标(门限、衰减、起控)，在输入框内输入所需要的数值，点击设置按钮，写入远端机flash。

提示：此数据为出厂设置值，除非特殊情况，否则不允许随便修改，可能会影响到远端机的正常工作。

4 远端机检测控制板显示灯定义

V6：下行468锁相指示灯

V7：下行468开门标志

V8:主路功放开指示灯

V9:备路功放开指示灯

V10:下行458锁相指示灯

V11: 下行458开门标志

V12:

V13:

V14: 上行458锁相指示灯

V15: 上行458开门标志

V16: 检测数据收发指示灯

V17: 工作指示灯

V18:工作指示灯

V19:工作指示灯

V20:开关门任务工作指示灯

➢远端机接口定义

图中-从左向右分别为，光纤入口、蓄电池负极接口、蓄电池正极接口、交流电源入口、射频接口。

三、近端机

近端机由近端光模块、功分器、近端机控制板、液晶及按键组成。近端机分为主机和从机，主机在带小于6台远端机时使用，在大于6台远端机时需要配置从机，12台之内配置一台从机，18台之内配置两台从机，因此一台近端机主机最多可配置两台从机，最多带18台远端机。近端机可通过液晶及按键自检和检测远端机。

近端机主机方框图

近端机从机方框图

技术指标

主机：

频率范围：下行： 467—469MHZ 467—469MHZ

上行： 457—459MHZ 中心频率：下行： 468MHZ

458MHZ

上行： 458MHZ

接收光波长: 1310nm

最小接收光功率: -15dBm

发射光波长: 1550nm

发射光功率: 大于0dBmW

供电电压： AC220V或者DC-48V

从机：

频率范围：下行： 467—469MHZ 467—469MHZ

上行： 457—459MHZ 中心频率：下行： 468MHZ

458MHZ

上行： 458MHZ

接收光波长: 1310nm

最小接收光功率: -15dBm

发射光波长: 1550nm

发射光功率: 大于0dBmW

供电电压： DC 12V

3.1近端机各组成部分

3.1.1光模块

光模块是远端机的光电及电光转换的部件，其供电电压为13.8V。

光模块有两个光接头，一个射频入口，一个射频出口，一个通信串口（RS-232标准），4个指示灯（发光告警，主收光告警，从收光告警，电源指示）。

光接头-由近端机过来的光纤接此接口

射频出口-车站发出的下行信号由此进入远端机

射频入口-机车发出的上行信号经过放大后由此进入，发送回近端机

通信串口-检测控制板由此控制光模块，检测命令以及检测数据都由此收发。9针口定义：pin1-无连接，pin2-地，pin3-电源，pin4-数据发，pin5-数据收，pin6-无定义，pin7-发光告警数据，pin8-无定义，pin9-收光告警数据；

指示灯-电源指示灯，上电后显示绿灯，掉电灯灭；收无光，收光正常灯灭，收光告警显示红灯；发无光，发光正常灯灭，发无光显示红灯。

3.1．2功分器

将射频信号分为3路，分别到2个从机。

3.1.3控制板

控制板主要控制各光模块及读取光模块数据。

控制板有编程接口、LCD（液晶）接口、按键接口、电源接口、电源检测接口组成。

编程接口-程序下载接口。对应位号XS10。

LCD接口-液晶显示接口。对应位号XS6。

按键接口-液晶操作按键接口。对应位号XS7。

电源检测接口-电源检测数据口。对应位号XS9。

电源接口-电源入口。对应位号XS8，供电电压13.8V。

液晶操作方法：

按近端机面板上的“确定”按键进入近端机液晶菜单，按上下键选取需要的功能。在菜单内选取“近端机自检”，并按“确认”，显示近端机自检中，检测结果会显示在液晶上，按上下键观看检测结果；在菜单内选取“远端机检测”，并按确认键，进入下一个菜单，输入要检测的远端机编号（如01号），按“上”键轮换数字，按”下”键改变输入是个位还是十位,选取完毕后按”确认”键,等待结果,检测完毕后结果显示在液晶上.

在菜单内选取“读取设备编号”，按“确认”，查询当前近端机设备编号；选取“设置设备编号”，按“确认”，进入编号设置界面，按照上述方法设置需要的近端机编号；选取“读取设备ID号”，按确认，显示“设备ID号 H： XX”，再次按“确认”，显示“设备ID号 M： XX”，再次按“确认”，显示“设备ID号 L：XX”，每次会读取两位数字，将其按照 H、M、L连接起来，则是当前近端机ID 号。