本實用新型涉及無線移動通信設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種高可靠性冗余環(huán)型組網(wǎng)的GSM-R數(shù)字光纖直放站。

背景技術(shù)：

目前鐵路GSM-R模擬直放站設(shè)備的光纖連接僅星型連接方式，模擬直放站設(shè)備本身僅支持光纖星型連接方式，在實際工程設(shè)計時，隧道內(nèi)鋪設(shè)光纜時有限，光纖資源非常緊張，給無線覆蓋通信設(shè)備設(shè)計帶來較多困難。

數(shù)字光纖直放站可支持多種組網(wǎng)方式，如星型、鏈型、環(huán)型和混合型網(wǎng)。鐵路應(yīng)用時主要采用星型與環(huán)型組網(wǎng)，星型組網(wǎng)時與模擬直放站存在類似的光纖資源問題，環(huán)型組網(wǎng)時整個隧道內(nèi)只需兩個光纖，目前設(shè)備環(huán)型組網(wǎng)時無法實現(xiàn)近端數(shù)字處理板冗余覆蓋方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種高可靠性冗余環(huán)型組網(wǎng)的GSM-R數(shù)字光纖直放站，實現(xiàn)雙模塊環(huán)型冗余組網(wǎng)方式，主用模塊故障后，另一模塊仍能實現(xiàn)環(huán)型組網(wǎng)方式。

本實用新型包括一臺GSM-R數(shù)字光纖直放站近端機與若干臺GSM-R數(shù)字光纖直放站遠(yuǎn)端機組成的環(huán)型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中GSM-R數(shù)字光纖直放站近端機中的兩塊中頻板為主備冗余備份結(jié)構(gòu)，分別為主用板a1和備用板a2，正常工作時，備用板a2中的任意兩個光口通道導(dǎo)通，通道導(dǎo)通后實現(xiàn)CPRI協(xié)議數(shù)據(jù)直接傳輸，主用板a1的一個光口輸出光信號數(shù)據(jù)，經(jīng)過若干的b型數(shù)字處理板串行連接后，到達(dá)主用板a1的另一個光口；主用板a1故障時，主用板a1中的任意兩個光口通道導(dǎo)通，通道導(dǎo)通后實現(xiàn)CPRI協(xié)議數(shù)據(jù)直接傳輸，備用板a2的一個光口輸出光信號數(shù)據(jù)，經(jīng)過若干的b型數(shù)字處理板串行連接后，到達(dá)備用板a2的另一個光口。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的主用板a1和備用板a2的時鐘接口通過時鐘線連接，正常工作時，主用板a1的時鐘信號輸出，為備用板a2提供外部時鐘信號，備用板a2內(nèi)部時鐘信號優(yōu)先選擇外部時鐘，若外部時鐘沒有時，自動切換至內(nèi)部時鐘。

本實用新型有益效果在于：實現(xiàn)數(shù)字光纖直放站近端機的中頻板實現(xiàn)雙模塊環(huán)型冗余組網(wǎng)方式，即主用中頻板的任意光口作為環(huán)型組網(wǎng)的環(huán)頭，備用中頻板的任意光口作為環(huán)型組網(wǎng)的環(huán)尾，兩個中頻板任意各選擇一個光口用光纖連接，實現(xiàn)了雙模塊環(huán)型組網(wǎng)冗余覆蓋模塊；并實現(xiàn)主用模塊故障后，另一模塊仍能實現(xiàn)環(huán)型組網(wǎng)方式。

附圖說明

圖1為本實用新型正常工作時示意圖。

圖2為主用板a1故障時示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步說明。

本實用新型如圖1所示，包括一臺GSM-R數(shù)字光纖直放站近端機與若干臺GSM-R數(shù)字光纖直放站遠(yuǎn)端機組成的環(huán)型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中GSM-R數(shù)字光纖直放站近端機中的兩塊中頻板為主備冗余備份結(jié)構(gòu)，分別為主用板a1和備用板a2。

如圖1所示，正常工作時，備用板a2中的任意兩個光口通道導(dǎo)通，通道導(dǎo)通后實現(xiàn)CPRI協(xié)議數(shù)據(jù)直接傳輸，主用板a1的一個光口輸出光信號數(shù)據(jù)，經(jīng)過若干的b型數(shù)字處理板串行連接后，到達(dá)主用板a1的另一個光口。此時，主用板a1的時鐘信號輸出，為備用板a2提供外部時鐘信號。

如圖2所示，主用板a1故障時，主用板a1中的任意兩個光口通道導(dǎo)通，通道導(dǎo)通后實現(xiàn)CPRI協(xié)議數(shù)據(jù)直接傳輸，備用板a2的一個光口輸出光信號數(shù)據(jù)，經(jīng)過若干的b型數(shù)字處理板串行連接后，到達(dá)備用板a2的另一個光口。此時，若主用板a1時鐘信號輸出正常，則所有數(shù)字處理板都任然參考主用板a1的時鐘信號，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。若主用板a1時鐘信號輸出異常，比如主用板a1斷電，此時備用板a2不僅處于工作模式還要將所有的設(shè)備都采用備用板a2的內(nèi)部時鐘為系統(tǒng)時鐘信號，系統(tǒng)時鐘仍能保持一致。

若備用板a2處于工作模式，盡管主用板a1的恢復(fù)正常后，仍不切換至主用板a1工作，除非人工確認(rèn)手動切換至主用板a1工作，才正?；謴?fù)系統(tǒng)正常工作模式。

本實用新型功能要求如下：

①多種冗余組網(wǎng)方式

近端設(shè)備與多臺遠(yuǎn)端設(shè)備之間支持星形、鏈形、環(huán)型、交織型和混合型等冗余組網(wǎng)方式。

②采用數(shù)字光模塊技術(shù)

a)射頻信號不隨光信號的衰減而衰減，在長距離和多分路傳輸過程中保持動態(tài)范圍不變；

b)支持對數(shù)字傳輸時延的計算和校正；

c)數(shù)字光端機應(yīng)具備高穩(wěn)定性和高可靠性，減少維護(hù)成本。

③具有冗余分集接收功能

考慮覆蓋的鏈路平衡問題，上行具有冗余接收分集功能，接收分集功能可以獲得額外的分集增益，從而平衡系統(tǒng)上、下行鏈路信號，有效提高了上行信號的抗衰落性。

④高速透傳通道

具有多路以太網(wǎng)透傳通道（以太網(wǎng)傳輸速率≥10Mbps）透傳通道。

⑤遠(yuǎn)程升級

支持遠(yuǎn)程下載和遠(yuǎn)程升級功能

⑥模塊冗余備份

電源模塊、光模塊、監(jiān)控單元、中頻板等關(guān)鍵部件的冗余備份，并具備自動切換功能。

電源模塊熱備份：單路電源故障時，冗余的電源模塊相互間應(yīng)自動無縫切換，系統(tǒng)工作狀態(tài)保持正常。

光模塊冗余備份：單路光模塊故障時，冗余的光模塊間相互間自動切換，切換造成的GSM-R業(yè)務(wù)中斷時間應(yīng)小于800ms。

監(jiān)控單元冗余備份：主、備監(jiān)控單元之間通過CAN或RS485通信，主監(jiān)控單元故障后，自動切換至備監(jiān)控單元工作，若主監(jiān)控單元正常后，自動切換至主監(jiān)控單元工作，切換時主、備監(jiān)控單元能夠直觀判斷切換狀態(tài)；切換造成的GSM-R業(yè)務(wù)中斷時間應(yīng)小于1000ms。

中頻板冗余備份：單個中頻板出現(xiàn)故障時，應(yīng)自動切換至另一中頻板，切換造成的GSM-R業(yè)務(wù)中斷時間應(yīng)小于1000ms。

技術(shù)指標(biāo)：

（1）標(biāo)稱線性輸出功率：上行 -10±1dBm，下行 43±1dBm（20W）；

（2）最大增益：上、下行 50±1dB；

（3）帶內(nèi)波動：≤2.0dB；

（4）輸入/輸出電壓駐波比：≤1.4；

（5）傳輸時延：單機≤18us，系統(tǒng)時延：≤25us；

（6）互調(diào)：①發(fā)射功率＞43dBm，≤-36dBc（2載頻，最大輸出功率時）；

②發(fā)射功率≤43dBm，≤-45dBc（2載頻，最大輸出功率時）；

③發(fā)射功率＜17dBm，≤-60dBc（2載頻，最大輸出功率時）；

（7）矢量幅度誤差（EVM）：EVM(RMS)：≤6%（均方根）；

（8）頻率誤差：＜±45Hz；

（9）噪聲系數(shù)：單機NF≤5；

（10）功耗：

近端機功耗≤100W；

遠(yuǎn)端機功耗≤300W。

本實用新型具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。