高可靠性冗余环型组网的GSM‑R数字光纤直放站的制作方法

本实用新型涉及无线移动通信设备领域，具体是一种高可靠性冗余环型组网的GSM-R数字光纤直放站。

背景技术：

目前铁路GSM-R模拟直放站设备的光纤连接仅星型连接方式，模拟直放站设备本身仅支持光纤星型连接方式，在实际工程设计时，隧道内铺设光缆时有限，光纤资源非常紧张，给无线覆盖通信设备设计带来较多困难。

数字光纤直放站可支持多种组网方式，如星型、链型、环型和混合型网。铁路应用时主要采用星型与环型组网，星型组网时与模拟直放站存在类似的光纤资源问题，环型组网时整个隧道内只需两个光纤，目前设备环型组网时无法实现近端数字处理板冗余覆盖方式。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种高可靠性冗余环型组网的GSM-R数字光纤直放站，实现双模块环型冗余组网方式，主用模块故障后，另一模块仍能实现环型组网方式。

本实用新型包括一台GSM-R数字光纤直放站近端机与若干台GSM-R数字光纤直放站远端机组成的环型组网结构，其中GSM-R数字光纤直放站近端机中的两块中频板为主备冗余备份结构，分别为主用板a1和备用板a2，正常工作时，备用板a2中的任意两个光口通道导通，通道导通后实现CPRI协议数据直接传输，主用板a1的一个光口输出光信号数据，经过若干的b型数字处理板串行连接后，到达主用板a1的另一个光口；主用板a1故障时，主用板a1中的任意两个光口通道导通，通道导通后实现CPRI协议数据直接传输，备用板a2的一个光口输出光信号数据，经过若干的b型数字处理板串行连接后，到达备用板a2的另一个光口。

进一步改进，所述的主用板a1和备用板a2的时钟接口通过时钟线连接，正常工作时，主用板a1的时钟信号输出，为备用板a2提供外部时钟信号，备用板a2内部时钟信号优先选择外部时钟，若外部时钟没有时，自动切换至内部时钟。

本实用新型有益效果在于：实现数字光纤直放站近端机的中频板实现双模块环型冗余组网方式，即主用中频板的任意光口作为环型组网的环头，备用中频板的任意光口作为环型组网的环尾，两个中频板任意各选择一个光口用光纤连接，实现了双模块环型组网冗余覆盖模块；并实现主用模块故障后，另一模块仍能实现环型组网方式。

附图说明

图1为本实用新型正常工作时示意图。

图2为主用板a1故障时示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型如图1所示，包括一台GSM-R数字光纤直放站近端机与若干台GSM-R数字光纤直放站远端机组成的环型组网结构，其中GSM-R数字光纤直放站近端机中的两块中频板为主备冗余备份结构，分别为主用板a1和备用板a2。

如图1所示，正常工作时，备用板a2中的任意两个光口通道导通，通道导通后实现CPRI协议数据直接传输，主用板a1的一个光口输出光信号数据，经过若干的b型数字处理板串行连接后，到达主用板a1的另一个光口。此时，主用板a1的时钟信号输出，为备用板a2提供外部时钟信号。

如图2所示，主用板a1故障时，主用板a1中的任意两个光口通道导通，通道导通后实现CPRI协议数据直接传输，备用板a2的一个光口输出光信号数据，经过若干的b型数字处理板串行连接后，到达备用板a2的另一个光口。此时，若主用板a1时钟信号输出正常，则所有数字处理板都任然参考主用板a1的时钟信号，确保系统的稳定性和可靠性。若主用板a1时钟信号输出异常，比如主用板a1断电，此时备用板a2不仅处于工作模式还要将所有的设备都采用备用板a2的内部时钟为系统时钟信号，系统时钟仍能保持一致。

若备用板a2处于工作模式，尽管主用板a1的恢复正常后，仍不切换至主用板a1工作，除非人工确认手动切换至主用板a1工作，才正常恢复系统正常工作模式。

本实用新型功能要求如下：

①多种冗余组网方式

近端设备与多台远端设备之间支持星形、链形、环型、交织型和混合型等冗余组网方式。

②采用数字光模块技术

a)射频信号不随光信号的衰减而衰减，在长距离和多分路传输过程中保持动态范围不变；

b)支持对数字传输时延的计算和校正；

c)数字光端机应具备高稳定性和高可靠性，减少维护成本。

③具有冗余分集接收功能

考虑覆盖的链路平衡问题，上行具有冗余接收分集功能，接收分集功能可以获得额外的分集增益，从而平衡系统上、下行链路信号，有效提高了上行信号的抗衰落性。

④高速透传通道

具有多路以太网透传通道（以太网传输速率≥10Mbps）透传通道。

⑤远程升级

支持远程下载和远程升级功能

⑥模块冗余备份

电源模块、光模块、监控单元、中频板等关键部件的冗余备份，并具备自动切换功能。

电源模块热备份：单路电源故障时，冗余的电源模块相互间应自动无缝切换，系统工作状态保持正常。

光模块冗余备份：单路光模块故障时，冗余的光模块间相互间自动切换，切换造成的GSM-R业务中断时间应小于800ms。

监控单元冗余备份：主、备监控单元之间通过CAN或RS485通信，主监控单元故障后，自动切换至备监控单元工作，若主监控单元正常后，自动切换至主监控单元工作，切换时主、备监控单元能够直观判断切换状态；切换造成的GSM-R业务中断时间应小于1000ms。

中频板冗余备份：单个中频板出现故障时，应自动切换至另一中频板，切换造成的GSM-R业务中断时间应小于1000ms。

技术指标：

（1）标称线性输出功率：上行 -10±1dBm，下行 43±1dBm（20W）；

（2）最大增益：上、下行 50±1dB；

（3）带内波动：≤2.0dB；

（4）输入/输出电压驻波比：≤1.4；

（5）传输时延：单机≤18us，系统时延：≤25us；

（6）互调：①发射功率＞43dBm，≤-36dBc（2载频，最大输出功率时）；

②发射功率≤43dBm，≤-45dBc（2载频，最大输出功率时）；

③发射功率＜17dBm，≤-60dBc（2载频，最大输出功率时）；

（7）矢量幅度误差（EVM）：EVM(RMS)：≤6%（均方根）；

（8）频率误差：＜±45Hz；

（9）噪声系数：单机NF≤5；

（10）功耗：

近端机功耗≤100W；

远端机功耗≤300W。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。