光纤直放站在GSM_R系统中的应用.docx

光纤直放站在GSM-R系统中的应用李玲姣（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）摘要：光纤直放站是GSM-R弱场覆盖中的重要组成部分。分析光纤直放站的原理，并从光纤直放站链路预算、时延和典型设计方案方面探讨光纤直放站在GSM-R系统中的应用。关键词：GSM-R 光纤直放站 弱场覆盖Abstract:Optical-fiberrepeaterisanimportantcomponentinweak-fieldcoverageofGSM-Rsystem.Inthispaper,theprincipleofoptical-fiberrepeaterisanalyzed,andit’sapplicationinGSM-Rsystemis discussed in terms of link budget, delay, and typical design of optical-fiberrepeater.Keywords:GSM-R,Optical-fiberrepeater,andWeak-fieldcoverageDOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2010.04.009铁路无线列车调度通信系统的通信质量直接关 系铁路的行车安全。但我国大部分的铁路地处山区及多隧道地区，沿线地形复杂，造成列车无线调度通信系统在这种传播环境中遇到许多弱电场区。为满足弱电场区信号的连续覆盖，解决弱电场区通信问题，现在已采用多种技术方式，如漏泄同轴电缆2链路预算常用的 Okumura-Hata模型的路径损耗中值为：Lb（市区）=69.55+26.16lg(f)-13.82lg(hb)-α(hm)+[44.9-6.55lg(hb)]lg(d)-S(a)＋中继器、光纤直放站、无线直放站等。由于目前光纤资源丰富，光纤直放站可靠性高等特点，铁路弱场覆盖解决方案中广泛采用光纤直放站。1 光纤直放站原理光纤直放方式系统由近端机、光端机、远端机、 天线、漏缆及相关配件组成，其下行信号传输过程为：近端机将基站信号放大，然后送到光端机，转换为光信号通过光纤传送到远端机。远端机把光端机输入的信号进行功率放大，通过天线或漏缆把下行信号覆盖到弱场区。????????????上行信号传输过程为：移动台信号通过远端天线输入到远端机，将移动台信号放大后送到光端机，转换为光信号通过光纤传送到近端机，然后耦合到基站。如图1所示。?2 ?????????2Lb（郊区）=Lb(市区)-2[lg(f/28)]-5.4Lb（开阔区）=Lb(市区)-[lg(f/28)]2-2.39[lg(f)]2+9.17lg(f)-23.17其中GSM-R系统的工作频率f取为930MHz； 机车台天线高度hm取为4m；移动台天线高度校正因子α(hm)取为6.43；建筑物密度修正因子S(a)，市区、郊区S(a)=0.6dB，乡村S(a)=-4.95dB。设直放站最大输出功率为43dBm，发射及接收端馈线及接头损耗共4dB，功分器损耗为3dB，发射天线增益为12dB，设计最小接收电平为-98dBm，阴影衰落为12dB，设计余量为14dB。基站天线高度hb为30m，直放站的覆盖范围为城区0.96km，郊区1.86km，农村2.79km。当采用漏缆覆盖时，根据链路预算，假设漏缆传输损耗为30dB/km，耦合损耗为68dB，宽度因子为7dB，则覆盖距离为1.5km。值得注意的是，在隧道区的弱场覆盖设计过程中，经常会出现直放站加挂漏缆后再通过天线覆盖隧道口之后空间范围的情况。由于信号在漏缆传输铁路通信信号工程技术(RSCE) 2010年8月，第7卷第4期过程中有一定的衰减，会减小隧道口天线的发射功率，从而影响覆盖距离。如同样采用以上参数，当加挂500m漏缆后，在未考虑漏缆耦合损耗的情况下，隧道口天线的覆盖范围为城区0.42km，郊区0.8 km，农村 1.19km。???CUT??? ???MDYBD0ln??? ???3时延分析GSM-R系统设计规定，当基站信号与直放站信号转换或同一小区的两个直放站之间转换，时延差不大于15μs。3.1 基站与直放站均采用全向空间波覆盖基站与直放站均采用全向空间波覆盖时，一般来说，由于发射功率和天线挂高的不同，直放站覆盖范围比基站小，如图2所示，本文假定图中A点处于二者中点，即D1=D2=0.5D。BTS空间波信号到达A点的时延为：Tb=D1×3.333BIS射频信号经光纤直放站、光纤和空间到达A点的时延为：Tr=Dr+Df+D2×3.333其中Df=D×5μs。两路信号到达A点的时延差为：ΔT=Tr-Tb=Dr+Df=1+D×5≤15μs可得D≤2.8km。该方式不利于发挥基站的覆盖能力。D20lnD30ln:eC?4 ???????