浅谈数字光纤直放站
浅谈光纤直放站的功能及优势
浅谈光纤直放站的功能及优势摘要：目由于光纤传输损耗小、频带宽，比较适合于长距离传输。
可用于车站、站台、地下室、隧道、铁路沿线区域等室内、外的800MHz集群信号覆盖。
关键词：光纤；直放站；近端机；远端机；概述光纤直放站主要由施主端双工器、重发端双工器、光模块（多路光模块组成）、上行低噪声放大模块、下行功率放大模块（具有备份功放）、监控单元、电源单元（具有电源备份）组成，其组成框图如下：光纤直放站工作原理框图下行链路工作原理：基带的下行信号输入到BS端通过腔体双工器进行滤波后进入了分路器后送入到各个光模块，多个光模块保证了有较高的光功率输出。
通过光缆传输到远端机，远端机的光模块转换射频输出到功放模块，远端机的功放采用备份的方式，提高了设备的可靠性。
上行链路的工作原理：接收天线接收到空中信号后进入腔体双工器进行滤波后经过低噪声放大进入光模块进行光电转换，通过光缆传输到近端机后，通过近端机的光模块转换成射频后经过合路器到近端机的腔体双工器到达BS端口。
整套设备在电源单元采用备份方式，功放部分也采用备份方式。
近端对远端的监测控制采用FSK方式，同时远端光模块内置锂电池保证设备断电时也能在短时间内对设备进行相应的监测。
近端机的监控单元用于采集设备的相关参数、设备运行状态显示和本地调测，并配置有以太网接口，便于设备纳入远程集中监控。
光纤直放站功能应用由于光纤传输损耗小、频带宽，比较适合于长距离传输。
可用于车站、站台、地下室、隧道、铁路沿线区域等室内、外的800MHz集群信号覆盖。
功能如下：近端机与基站之间采用直接耦合方式，信源纯净；利用光纤传输，传输距离远；光纤链路信号传输采用波分复用方式，节约光纤资源；系统具备光路增益AGC功能，自适应不同光链路损耗工作环境；近端机最大支持1拖8即一台近端机最多带8台远端机；近端机具备电源备份功能，电源故障后实现无瞬变、不间断备份，提高系统可靠性；远端机具备功放模块备份、电源模块备份功能，有效提高系统可靠性及维护灵活性，而且保证备份供电的不间断、无瞬变接入，完全不影响系统工作；可通过便携电脑对近端机或远端机进行增益、告警门限设置及状态查询。
数字光纤直放站原理
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数字光纤直放站概述
武汉虹信通信技术有限责任公司
WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO.,LTD.
数字光纤直放站设备概述
GSM直放站是移动系统接入网中的重要补充设备，起到延伸基站 直放站是移动系统接入网中的重要补充设备， 直放站是移动系统接入网中的重要补充设备 覆盖范围和消除盲区的作用。作为直放站的一种， 覆盖范围和消除盲区的作用。作为直放站的一种，光纤直放站在网络 优化中得到广泛应用。 优化中得到广泛应用。光纤直放站可分为模拟光纤直放站和数字光纤 直放站（也称： 直放站） 直放站（也称：GRRU直放站）两大类。其中 直放站 两大类。其中GRRU直放站作为我 直放站作为我 公司的新产品，在移动通信网络优化中起着越来越重要的作用。 公司的新产品，在移动通信网络优化中起着越来越重要的作用。 GRRU： GRRU：GSM Radio Remote Unit （GSM系统射频拉远单元） GSM系统射频拉远单元 系统射频拉远单元） GRRU直放站由两种类型的设备构成： 直放站由两种类型的设备构成： 直放站由两种类型的设备构成 LIM（Local Interface Module，本地接口模块，以下简称近端） （ ，本地接口模块，以下简称近端） RRH（Remote Radio Head，远端射频头，以下简称远端）。 （ ，远端射频头，以下简称远端）。
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GRRU的优势和特点 的优势和特点
5、信号的分路和合路通过数字的方法实现：下行 、信号的分路和合路通过数字的方法实现： 分路通过数字比特流的复制实现， 分路通过数字比特流的复制实现，上行合路通过数 字和实现，数字分路合路对信号都不会有任何损耗。 字和实现，数字分路合路对信号都不会有任何损耗。 6、上行噪声抑制：对各远端站的上行噪声进行控 、上行噪声抑制： 极大减少各远端站之间上行噪声相互干扰， 制，极大减少各远端站之间上行噪声相互干扰，消 除上行干扰对基站的影响。 除上行干扰对基站的影响。 7、实现信号的分集接收，改善上行信号质量，保 、实现信号的分集接收，改善上行信号质量， 证上下行信号更加平衡。 证上下行信号更加平衡。 8、时延调整功能：消除同扇区不同 、时延调整功能：消除同扇区不同RRH之间重叠 之间重叠 覆盖区域的时延色散干扰。 覆盖区域的时延色散干扰。 9、LIM和RRH之间具有一点对多点的星形连接功 、 和 之间具有一点对多点的星形连接功 之间具有点对点链状的菊花链组网功能。 能,RRH之间具有点对点链状的菊花链组网功能。 之间具有点对点链状的菊花链组网功能
数字光纤直放站原理
数字光纤直放站原理
其信号处理流程如下： 下行：LIM通过耦合器将来自基站主天线的移动通信
下行信号馈送 入双工器，经RF模块，由下变频器 将其下变频到中频信号，然后经A/D变换器变换为 数字中频信号，由数字信号处理单元将其经过数字 信号处理（包括数字下变频、数字滤波）后，按一 定帧格式打包成串行数据，再经光收发器由光纤传 输到RRH。在RRH，经光收发器，由数字信号处 理单元解帧后，进行数字信号处理（包括时延调整、 数字上变频）后，由D/A变换器将其恢复为中频信 号，再经上变频器将其上变频到射频，最后经发射 机、双工器以及天线发射至覆盖区域。
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数字光纤直放站原理
❖ 数字光纤直放站近端机外观图：
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2、反馈监控&设置信息给 近端机；
3、远端机中频盘不同于近 端机中频盘之处在于： 远端机中频盘没有时钟 信号输入接口，因为远 端机的时钟信号通过近 端机由光纤传输得到。
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数字光纤直放站原理
❖ 远端机——功放：
说明：
1、下行信号放大；
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数字光纤直放站原理
❖ 激光器：
▪ 1310nm发，1490nm收 ▪ 1490nm发，1310nm收 激光器现在我公司使用的有：WTD、Eoptolink和华工科技。
GSMCDMA光纤直放站剖析
GSM/CDMA纤直放站光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上，无线直放站通过接收空间传播的无线信号进行放大，从而扩大基站的覆盖范围。
光纤直放站是通过光纤进行传输，采用光信号接收器和转换器连接偏远的区域。
1.光纤直放站的特点(1)工作稳定，覆盖效果好光纤直放站通过光纤传输信号，不受地理环境、天气变化或施主基站覆盖范围调整的影响，因此工作稳定，覆盖效果好。
(2)设计和施工更为灵活根据无线直放站的工作原理，无线直放站需把施主天线安装在可以接收到GSM 信号的地方，而且接收信号强度不能小于- 80dBm所以无线直放站一般只能安装在基站覆盖范围的边缘，并向顺着基站覆盖的方向延伸覆盖。
同时，为了防止直放站自激，还需保证施主天线和覆盖天线有足够的隔离度。
因此，无线直放站的安装位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天线进行覆盖，覆盖范围较小。
光纤直放站在设计时无需考虑安装地点能否接收到信号；不需考虑收发隔离问题，选址方便；覆盖天线可根据需要采用全向或定向天线。
另外射频信号能够在很小的传送损失的情况下被传送到远达20公里的远处, 光缆很细,容易铺设。
因此，设计和施工的灵活性大。
(3)避免了同频干扰，可全向覆盖, 干扰少光纤直放站是为了扩大移动电话基地站的覆盖范围，把CDM/移动电话信号变成光纤后，从基地站到远程地区，可使干扰及插入损失减小到最小。
⑷适用于GSM宽带信道选择型、CDM宽带信道选择型；(5)单级传输距离长达50Km以上，扩大覆盖范围;(6)可提高增益而不会自激，有利于加大下行信号发射功率；(7)信号传输不受地理条件限制特别适合边远城镇或地形复杂的山区。
2.光纤直放站的传输方式光纤直放站的最大特点是通过光纤进行信号传输，光纤传输可以单独敷设，也可以利用现有的传输网络。
其主要有三种应用方式：(1) 普通双光纤方式这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况。
(2) 波分复用方式如光纤中的1.3卩m波长窗口已经被其他信号占用时，可以通过波分复用器将直放站信号复用到1.55卩m波长的窗口上，实现直放站信号与其他信号同纤传输。
数字光纤直放站和RRU的比较
数字光纤直放站和RRU的比较第二代移动通信系统基站设备的典型设计方案是将接收天线、发射天线安装在室外，将射频收发信机安装在室内，射频收发信机与接收天线、发射天线间用低损耗的射频电缆连接。
这就是所谓射频拉远技术。
第三代移动通信系统结合射频拉远技术，诞生了新型信号传输设备RRU，通过光纤传输基带信号。
同样，数字光纤直放站也可通过光纤传送基带信号，两者既有区别，又有联系。
一、RRU工作原理及应用射频拉远单元RRU（Remote Radio Unit）带来了一种新型的分布式网络覆盖模式，它将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房内，基带部分集中处理，采用光纤将基站中的射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的站点上，从而节省了常规解决方案所需要的大量机房；同时通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远，可实现容量与覆盖之间的转化。
RRU的工作原理是：基带信号下行经变频、滤波，经过射频滤波、经线性功率放大器后通过发送滤波传至天馈。
上行将收到的移动终端上行信号进滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等。
RRU同基站接口的连接接口有两种：CPRI（Common Public Radio Interface 通用公共射频接口）及OBASI（Open Base Station Architecture Initiative 开放式基站架构）。
其中，CPRI组织成员包括：爱立信、华为、NEC、北电、西门子。
OBSAI组织成员包括：诺基亚、中兴、LGE、三星、Hyundai。
信号覆盖方式上，RRU可通过同频不同扰码方式，从NodeB引出。
也可通过同频不同扰码方式，从RNC引出。
这两种覆盖方式都是常规的方式，除此之外，对于3扇区，但配有多余信道板以及多余基带处理设备的基站可以利用基带池共享技术，将多余的基带处理设备设为第4小区，二、数字光纤直放站原理及应用数字光纤直放站不同于以往的模拟光纤直放站，它将RF信号经变频处理变为中频数字信号，再通过光纤拉远进行传输。
数字光纤直放站在铁路通信中的应用
数字光纤直放站在铁路通信中的应用高建平（北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）摘要：介绍数字光纤直放站系统的构成、应用特点，比对数字光纤直放站与分布式基站的应用差别；重点阐述目前直放站在铁路应用中产生的问题，通过分析数字直放站设备特性及覆盖方式，提出在特定场景调整直放站设置参数降低由于时延问题对铁路通信影响的解决方案，为数字直放站高速场景的参数设置、GSM-R 系统的应用安全提供理论依据。
关键词：高速铁路；数字光纤直放站；传输时延；现场可编程门阵列中图分类号：U285 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2022)07-0054-04Application of Digital Optical Fiber Repeaters inRailway CommunicationGao Jianping(CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd., Beijing 100070, China)Abstract: This paper introduces the composition and application characteristics of the digital optical fiber repeater system, compares the application differences between the digital optical fiber repeaters and the distributed base stations, and emphasizes the problems arising from the application of such repeaters in railways. Based on the characteristics and coverage modes of such repeaters, a solution is proposed to reduce the influence of time delay on railway communication by adjusting the setting parameters of the repeaters in a specific scenario. This paper provides a theoretical basis for setting the parameters of these repeaters in high-speed scenarios and for the security of the application of GSM-R system.Keywords: high-speed railway; digital optical fiber repeater; transmission delay; Field Programmable Gates Array(FPGA)DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2022.07.011收稿日期：2021-05-20；修回日期：2022-04-07基金项目：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司科研项目（2300-K2220006）作者简介： 高建平（1974—），男，工程师，本科，主要研究方向：铁路通信，邮箱：*********************.cn 。
数字光纤直放站使用
数字光纤直放站系统原理
覆盖端原理
工作原理：在覆盖端，BRIC对光电转换后得到的CPRI数据 帧进行解包处理，然后发送给FPGA进行数字信号处理，再 输出给DAC，DAC将数字信号转换为中频模拟信号输出 。 经过上变频为射频信号进入功放，最后经双工器以及天线 发射至覆盖区域。 来自移动终端的上行信号经远端机，通过上述远端机的下 行逆过程，将上行串行数据信号通过光纤回送接入端，将 上行射频信号馈送给基站，完成信号的覆盖。
具备载波调度功能----通过对每载波话务量统计，对话务 量比较大地方增加载波数。
数字光纤直放站技术特点
支持数字预失真功放---数字预失真（DPD）功放是目前国际先进 的功放设计技术，利用此技术可以大大降低功耗，提高功放效率 （可由目前的约10%提高到20%以上），改善线性（可由目前的30～-36dBC提升到-50～-60dBC）。
数字光纤直放站技术特点
数字板技术特点
数字光纤直放站技术特点
高速大动态ADC和DAC---信号采样的最终目标是要能够准确地确定原 信号并且不会给ADC带来过大的噪声。根据采样定理，对于频率带限 信号，当采样频率大于等于两倍的信号带宽 fS = 2 fH ，原信号将被 采样值完全地确定。
ADC和DAC的大动态范围保证了在输入功率变动范围大的情况下仍能 够正常工作。
支持环形光路和旁路保护，光口之间无主次之分。 支持光纤时延自动调整，最大时延调整大于100us。
具有话务量统计功能，支持基于话务量或定时的自动载频 调度与切换功能。
具有上行噪声抑制功能。
射频和光信号分开，光信号传输距离长短与射频指标没有 直接关系。
数字光纤直放站
数字光纤直放站系统原理 数字光纤直放站系统组成 数字光纤直放站技术特点 数字光纤直放站应用和组网方式 数字光纤直放站主要射频指标
GSM数字光纤直放站射频测试简介
F±100kHz (896.9MHz、897.1MHz) F±200kHz(896.8MHz、897.2MHz) F±400kHz(896.6 MHz、897.4 MHz) F±600kHz(897.4 MHz、897.6 MHz) 工作带内： 882.5 MHz-891 MHz； 891 MHz-895.2 MHz； 898.8 MHz-903 MHz； 903 MHz-911.5 MHz；
注：隔离器的作用是保护信号源，避免 DUT 产生自激损坏仪表；衰减器的作 用是保护频谱仪，避免输入频谱的信号功率过大。
2：每载频带外增益
f_offset≤ 指标要求： 400 KHz < 600 KHz：≤50dB
f_offset≤
600 KHz < 1MHz：≤40dB
f_offset≤
1MHz < 5 MHz：≤35dB
1：工作频段 指标要求及标准： 上行： 885～909/1710～1785MHz；下行： 930～954/1805～1880MHz 测试连接图：
测试步骤： 900MHz： 上行：
1、 将仪器和设备按照图进行连接； 2、 在设备上依次设置 885MHz、890 MHz、897MHz、909MHz 信道号； 3、 从信号源上依次加入 885MHz、890 MHz、897MHz、909MHz 信号，观察 频谱仪上是否有信号输出。 下行： 1、 将仪器和设备按照图进行连接； 2、 在设备上依次设置 930MHz、938MHz 、946MHz、954MHz 信道号； 3、 从信号源上依次加入 930MHz、938MHz、946MHz 、954MHz 信号，观察 频谱仪上是否有信号输出。
平 Loutmax； 4、 增益调节范围ΔG=Loutmax-Loutmin（dB）；
数字光纤直放站技术交流(先创)
33 30
33 30
0
870 10W设备3载波的波形情况
880
B（MHz）
0
870 10W设备6载波的波形情况
880
B（MHz）
10
设备原理和功能特点
A、B型设备的差异：
1、A型设备满足1-3载波设计指标，B型设备满足4-6载波设计 指标；
2、一般情况相同输出功率使用，B型设备功放的回退要大于A 型设备； 3、A、B型设备除载波外的指标要求一样，同功率B型设备功放 管一般要大于A型设备；
32
应用场景与设计重点
3、在调整各设备的上行增益时,一般要将各设备到上一级的噪声调
成一致——利于调试和上下行平衡;
4、直放站近端机的输入功率不能太大，一般最大不要超过0dBm——
利于设备使用寿命;
5、设备的增益要设置合适，以免由于EV-DO载波或1X载波处于饱和 状态或输出不足;
33
覆盖案例分析
35
覆盖案例分析
从图上可看出，由于丰润城区段基站间距较小，切换 频繁，仅此段16Km就有21个基站，由于切换较多，易引起 切换不及时、掉话等各种质差问题。
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覆盖案例分析
4# 3# 2#
6# 1#
5#
9# 10# 12# 11# 2小区
13# 14#
15#
8#
7#
BTS-CELL
L
现采用专网覆盖方式，采用二个小区（各12载频宏蜂 窝）为信源，用数字光纤直放站（15台远端）对此进行覆 盖；1#—4#为一小区，5#—15号为二小区，通过网络参数 调整优化，减少切换掉话，。
主天线
分集天线
主天线
分集天线
双工器
数字光纤直放站
西瑞克斯（北京） 西瑞克斯（北京）通信设备有限公司
二、整机结构及部件介绍
一体化功放模块
• •
一体化功放模块内部分为低噪放和下行功放两部分，下行线性功放主要对下行信号进行线性功率放大， 因其输出功率大，为了利于散热，采用卧式安装。 一体化功放模块主要包含四个射频接口、两个个电源接头（分别为9V和27V），一个本地RS232接口， 四个安装定位孔。
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二、整机结构及部件介绍
一体化功放模块
• •
一体化功放模块内部分为低噪放和下行功放两部分，下行线性功放主要对下行信号进行线性功率放大， 因其输出功率大，为了利于散热，采用卧式安装。 一体化功放模块主要包含四个射频接口、两个个电源接头（分别为9V和27V），一个本地RS232接口， 四个安装定位孔。 四个射频接口说明： 四个射频接口说明： PA-IN：一体化模块功放RF输入； PA-OUT：一体化模块功放RF输出； LNA-IN：一体化模块低噪放RF输入； LNA-OUT：一体化模块低噪放RF输出； RS232外部接口说明： 外部接口说明： 外部接口说明 RS232外部接口主要用于整机监控板与 一体化模块相连，完成整机监控板对一体 化模块状态的查询监控功能
散热风扇
变频器模块 MODEN模块
监控板模块 双功器
电源模块
光模块
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二、整机结构及部件介绍
近端机装配示意图
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二、整机结构及部件介绍
近端机装配示意图
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二、整机结构及部件介绍
二、整机结构及部件介绍
数字光纤直放站介绍
三：数字光纤直放站产品牡点 7、支持分集接收：
考虑覆盖的链路平衡问题，上行具有接收分集功 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。
Z-Stone Technology
三：数字光纤直放站产品牡点 8、监管方便： 全部模块均采用RS485控制，可通过监控软件远 程对各模块进行独立操作，查询、设置各模块的工作 状态，可以有效降低操作维护的人力成本。 在基带模块预留HDLC标准接口，用于实现上、 下变频器，I/Q变频器、接收电路、发射电路和天线 接口的监控。 具有准确的自动告警功能，实时监测系统各模块 工作状态。
Z-Stone Technology
四：数字光纤直放站应用介绍 1、新建或迁站时解决机房选址困难（替代基站用） 城市中小区居民整体以高学历、高收入人群为主， 一 方面对通信质量要求较高；另一方面健康意识也高， 对电磁波产生普遍的抵触心理，基站选点也存在 一定难 度。 数字光纤直放站体积小、安装简便，而且兼有基站 的覆盖效果，是基站搬迁和新建基站难的最佳解决方案。
Z-Stone Technology
三：数字光纤直放站产品牡点 9、其它特点：
远端设备体积小、重量轻、造型美观，给安装、 维护带来诸多便利。 整机功耗较低，后备电源配置简单投资小。
Z-Stone Technology
主要内容
一：数字光纤直放站产生背景 二：数字光纤直放站产品介绍 三：数字光纤直放站产品特点 四：数字光纤直放站应用介绍 五：数字/模拟光纤直放站比较 六：数字光纤直放站技术指标
近端
BTS
远端 链形组网示意图
远端
远端
Z-Stone Technology
数字光纤直放站在GSM-R网络中的分析与应用
图１ 链 状 连接 方 式一适 用 于铁路 情 况
基站天线
上行 通道 （ 终 端 到 基 站 ） ：终 端 用 户 发 射
图 ２环状 连接 方 式 ～具备 网络 自 愈 功 能 ，适 用 于对 可 靠性
要 求 高的情 况
（ ５）可 以方 便 的 组成 星 型 和链 型 网 一远端机接收射频信号一经过低噪放和射 频下变频到模拟 中频一Ａ Ｄ ｃ 采样为数字 中 以及混合组网等各种方式。 由于采用数字 的传输方式 ，给系统 频信号一通过混频器得到Ｉ ／ Ｏ两路 中频信 号 ，数 字 下 变 频 到基 带 （ Ｄ Ｄ Ｃ）一 ｃ Ｐ Ｒ Ｉ 组网带来便利 ，可根据现场的实际线路 隋 模 块 将Ｉ ／ Ｑ 基 带数 据组 帧一 通 过 Ｓ ｅ ｒ Ｄ ｅ ｓ 芯 片将Ｃ Ｐ Ｒ Ｉ 数据送给光 口模块一光纤传输 到 直 放 站 近 端 机 一 光 模 块 接 收 。并 通 过 Ｓ ｅ ｒ Ｄ ｅ ｓ 芯片恢复并行数据一Ｃ Ｐ Ｒ Ｉ 模 块 解 帧 ，提 取 出基 带 的Ｉ ／ Ｑ 数 据一 数 字 上 变 频 况 ，灵 活组 网 。具 体 组 网方 式 如 图１ 和 图２ 所示。
摘 要 ：本 文根 据铁 路 无 线通信 技 术 的发展 趋 势 ，分 析 了模 拟 光 纤直放 站在 铁 路 Ｇ Ｓ Ｍ— Ｒ系统 设 计和 应 用 中存在 的技 术 问
题 ，着重描 述 了数 字光 纤直放 站 （ Ｇ ＲＩ Ｋ Ｕ ）所具 有 的技 术优 势 ，充分 体 现 出数 字光 纤 直放 站 系统 针 对铁 路 特 别是 高速 铁
（ ６） 采用数字光纤直放站的方案来 延伸基站信号 ，可将小 区覆盖范围扩展 ， 从而达到减少切换次数 ，保证通信质量的
（ Ｄ Ｕ Ｃ），经过混频器得到数字 中频信号 目的。 结语 一Ｄ Ａ ｃ 输 出模拟 中频信号一Ｒ Ｆ 上变频一 综上所 述 ，与传统 的模拟光纤直 放 通过射频耦合 口将射频信号输入基站的天
数字直放站原理及应用
武汉邮电科学研究院 ·烽火科技集团
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数字光纤直放站的特点（二）
• 上行噪声抑制
– 对各个RRH的上行噪声进行控制，极大减少各个RRH之间上行噪声相互干扰
• 时延调整功能
– 实时测量各个RRH与LIM之间的时延 – 自动或手动调整各个RRH与LIM之间的时延，使不同的RRH与LIM之间的时延相等 – 消除同扇区不同RRH之间重叠覆盖区域的时延色散干扰
三、ICS（Interference Cancellation System）直放站原理及应用
➢ ICS技术介绍 ➢ ICS直放站与传统直放站的对比 ➢ ICS技术综合解决方案 ➢ ICS试点工程介绍
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2
一、数字直放站简介
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3
数字直放站的发展
数字直放站原理及应用
武汉虹信通信技术有限责任公司 二零零八年三月
武汉邮电科学研究院 ·烽火科技集团
1
主要内容
一、数字直放站简介
➢ 数字直放站的发展 ➢ 数字直放站的优势
二、数字光纤直放站原理及应用
➢ 数字光纤直放站原理及特点 ➢ 数字光纤直放站的组成结构 ➢ 数字光纤直放站信号处理流程 ➢ 武汉虹信数字光纤直放站主要技术指标 ➢ 武汉虹信数字光纤直放站的产品特点 ➢ 武汉虹信数字光纤直放站的扩展功能 ➢ 数字光纤直放站灵活的组网方式 ➢ 数字光纤直放站的应用
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数字光纤直放站灵活的组网方式（二）
2、菊花链型组网，此种方式特别适用于铁路、地铁、隧道等的覆盖
菊花链型组网
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数字光纤直放站灵活的组网方式（三）
3、环形组网网络，具有网络自愈能力，在一段光纤出现故障时可以进 行链路倒换
数字光纤直放站与传统直放站的比较
数字光纤直放站与传统直放站的比较●数字光纤直放站由两种类型的设备构成，LIM（Local Interface Module，本地接口模块）和RRH（Remote Radio Head，远端射频头）。
●组网方式的区别➢传统光纤直放站受上行噪声叠加和组网方式的限制，只能采用星型组网方式。
动态范围受限：光信号每二等分一次，3dB损耗将引起6dB动态损失，随光信号衰减的增加，动态范围迅速下降对于石太高铁部分长隧道区间，重复敷设光缆，浪费光纤资源。
➢数字光纤直放站抑制噪声叠加，信号可多次再生，支持远端站级联，如下图：远端之间可以采用串联方式，抑制噪声叠加，并且节约光纤资源。
●时延调整➢传统光纤直放站远端之间没有时延调整功能，无法补偿各个远端站之间的时延，无法抑制多径，各个覆盖区之间存在干扰；➢数字光纤直放站可以通过自动或者手动调整时延，消除各个覆盖区之间的干扰✓实时测量各个CRRU近端与CRRU远端之间的时延；✓自动或手动调整各个CRRU近端与CRRU远端之间的时延，使不同的CRRU近端与CRRU远端之间的时延相等；✓消除同扇区不同CRRU远端之间重叠覆盖区域的因时延不同造成的多径干扰。
●光缆长度的影响➢传统光纤直放站传输距离受光缆长度的影响，具体来说远端光接收机的光收信号要求达到光盘灵敏度要求（一般为+3dBm）；➢数字光纤直放站由于传输采用数字处理，光盘灵敏度可以为-6dBm到-9dBm，信号不随光信号的衰减而衰减，在长距离和多路分路传输系统中保持动保持动态范围和服务质量不变，使网络设计更加灵活。
●带内杂散及带内平坦度➢传统光纤直放站采用声表滤波器；➢数字光纤直放站采用数字滤波器，带内杂散抑制效果更好，并且带内平坦度更优于传统模拟直放站。
●数字光纤直放站与传统直放站比较汇总CRRU整机详细指标。
武汉虹信数字光纤直放站简介
数字光纤直放站介绍数字光纤直放站是虹信公司适应市场需求研制的新型无线网络优化设备，具有以下特点：➢数字光纤直放站设备无设备噪声叠加，大大将低了噪声影响；➢具有良好的SNR信号质量，光传输影响小，设备具有较高稳定可靠；➢数字传输速率高，容量较大，投资效益高；➢具有时延调整，降低同扇区重叠覆盖难度；➢支持1×4（并）×4（串）组网，可根据需要进行一拖一或一拖多覆盖，组网灵活等特点。
数字光纤直放站应用示意图如图3所示。
其中LIM（Local Interface Module）本地接口模块，为数字光纤站近端，RRH（Remote Radio Head）远端射频模块，为数字光纤站远端。
数字光纤直放站系统主要由直放站设备（Digital Optical Repeater）和操作维护中心（OMC）两部分构成，直放站完成无线信号透明传输的功能，OMC主要完成对直放站等系统设备的监控功能。
直放站和OMC之间的远程监控信道主要利用移动通信网络的短信或数传功能，其他方式如拨号、xDSL、Ethernet等作为备选。
直放站在无OMC连接的情况下可独立运行。
数字光纤直放站采用先进的数字信号处理技术和数字信号光纤传输技术，实现多载波移动通信信号的远距离传输和大容量、大动态范围的信号覆盖。
数字光纤直放站由两种类型的设备构成，LIM（Local Interface Module，本地接口模块，简称近端）和RRH （Remote Radio Head，远端射频头，简称远端）。
数字光纤直放站的组网方式有星型结构、菊花链式结构、环型结构及混合式结构。
数字直放站主要技术指标：图1数字光纤直放站结构图图2数字光纤直放站内部结构图3 LIM近端接口模块结构图4 RRH远端射频头结构数字光纤直放站工作原理：•下行：LIM通过耦合器将来自基站主天线的移动通信下行信号馈送入双工器，经RF模块，由下变频器将其下变频到中频信号，然后经A/D变换器变换为数字中频信号，由数字信号处理单元将其经过数字信号处理后，按一定帧格式打包成串行数据，再经光收发器由光纤传输到RRH。
数字光纤直放站是一种
简介SUNWAVE CDMA 数字光纤直放站是一种 GSM 移动通信信号双向放大设备。
它通过 把射频信号转换到数字信号，然后传输数字化的光信号。
通过数字方式补偿 MHU（Master Hub Unit）和 ROU（Remote Optic Unit）之间的光损耗，更好的提高系统效率。
CDMA 数字 光纤直放站可以为因地形或建筑物造成的信号盲区以及基站信号不能达到良好覆盖的地区 提供高品质的通信服务。
SUNWAVE CDMA数字光纤直放站由近端机（MHU）和远端机（ROU）组成（见图1-1， 1-2），通过数字信号处理功能，根据具体服务的需求，1个近端机（MHU）在下边可连接4 个远端机（ROU），1个远端机（ROU）在下边可再连接1个远端机（ROU），最多连3级， 即4×3共拖12个远端机（ROU）。
这是跟模拟方式相比，在建设网络的经济效率上，还有 网络管理上独具优势。
另外，数字光纤直放站支持多设备组网中各设备间的相互联调功能， 工程实施及工程维护更具方便性。
SUNWAVE CDMA数字光纤直放站适用于大型写字楼、高层酒店、大型商场、体育场 馆、展会场馆、地下建筑、公路/铁路隧道、机场、旅游风景区、乡镇等区域的室内、室外 移动通信信号覆盖。
SUNWAVE CDMA数字光纤直放站具有远程监控和告警功能，在外部交流电断电的情 况下，能持续一小时向监控中心发送告警信号，方便了监控、调整和维护，可为拓展移动通 信的业务覆盖区域提供低成本的解决方案。
SUNWAVE CDMA数字光纤直放站系统采用全模块化结构设计，在实际应用中可以根 据需要进行近端机（MHU）和远端机（ROU）的任意组合，以满足各类工程使用的需要， 为运营商提供高性价比的网络优化覆盖解决方案。
外形尺寸图 1-1 近端单元（MHU）机箱外观图1-2 远端单元（RRU）机箱外观产品特点采用数字中频处理技术，信号质量稳定，传输速率更高，传输容量更大 数字中频处理技术可提供更多的新功能，由于采用中频处理，信号的采样率更高，可实 现高速的数据处理，采用高精度的调制解调变频技术，可保证信号质量的良好稳定性。
数字直放站介绍
数 字 中 频 原 理 介 绍
4.欠采样：以低于原始信号两倍的速率对信号进行采样。 特点：欠采样的结果非常类似于混频功能。 当一个信号被欠采样时，基带或者说是第一Nyquist区域内 就会出现被采样的信号，就好像它们原来就在那里一样。
其频率为：fSignal MOD fSampleRate
因为AD把所有信息都折回到了第一Nyquist区域，所以上述 公式的计算结果必须与采样率的一半作比较，如果比采样 率的一半大，那么要用采样率减去上述计算结果。
2
10 log
6 2
2n2
10 log 10 f s 2B
fs 10 2B
n：A/D转换器位数 fsn 10 log
如果采样速率提高一倍，ADC的SNR将提高3dB。
数字传输与模拟传输的比较
三、目前数字传输的局限性 1.带宽受限：目前只实现了4×3.84MHz（基于WCDMA信号四载波）， 四段带宽可以在需要的频段内任意移动，可以用于其他制 式；对于多频段宽带的应用还不满足市场需求。 2.时延更长：数字传输的时延目前在10us左右，模拟传输加上中频声表 在5us以下（移频除外）。 四、两个新概念 1.HDLC（High-level Data Link Control）：高级数据链路控制。是数 据链路层中使用最广泛的协议之一，用于在网络结点间传送数据，可靠 性高。 2.CPRI（Common Public Radio Interface）：通用公共无线接口。用 于无线基站内部REC和RE单元之间的通信。参与该协议制定的商家有： Ericsson AB、Huawei、NEC、Nortel Networks SA、Siemens AG。
数字传输与模拟传输的比较噪声或损耗来源模拟传输动态范围的损失数字传输动态范围的损失光分合路器的噪声每二等分路一次光损耗3db将引起6db动态损失动态无损失光传输损耗每1db光衰减将引起2db动态损失动态无损失光连接器损耗每1db光衰减将引起2db动态损失动态无损失光传输噪声每1db光噪声将引起2db动态损失动态无损失rf噪声每1dbrf噪声将引起1db动态损失每1dbrf噪声将引起1db动态损失二数字传输与模拟传输的动态范围损失比较数字传输与模拟传输的比较在一定范围内随光信号衰减的增加数字传输保持动态范围不变而模拟传输的动态范围则随光信号衰减迅速下降
GSM-R宽带光纤直放站浅析
光纤直放站工作方式， 从主机 、 天线、 接地 、 防雷等方面分析 了直放站施工时的注意事项。 关 键 词 ：Ｇ Ｍ — 光 纤 直放 站 ； 作 原 理 ； 工 Ｓ Ｒ； 工 施
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ ．１ Ｎ９ ９１ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：０ ０ ８３ （００ ３— １２ ０ １０ — １６２ １） ２ ０ ３ — ２
３３ 直 放站 系统 工 作 方 式 ．
近 端 机 由射 频 单 元 （ Ｆ 、 端元 （ Ｅ 、 制 单 元 （ Ｕ） Ｒ Ｕ）光 Ｏ Ｕ）控 ＭＣ 、 电源 单 元 （ ＷＲ） 网 管 单元 （ Ｍ 等几 部 分 组 成 ， 体 见 图 １ Ｐ 和 Ｏ Ｕ） 具 。
２ ＧＳ Ｒ光 纤直放 站的优 点 Ｍ—
作 为实 现 无 线信 号覆 盖 的方 式 之 一 ， 放 站 与基 站相 比较 ， 直 主 要体 现 在 以下 几 个 方 面 的优 点 。 ２１ 同等 覆 盖 面积 时 ， 用 直 放 站投 资 较低 ． 使 在 平 原 地 区 室 外 一 个 全 向基 站 可 以有 １ ｍ覆 盖 半 径 ； ０ｋ 一 个 全 向直放 站 可 以有 ４ｋ 覆 盖半 径 ； ｍ 就覆 盖 面积 而 言 ， 直 放 ６个 站 约 相 当 于 一 个 基 站 。 ６个 直 放 站 的 设 备 价 约 为 一 个 基 站 的 ８％。但考虑到机房租用 和装修 、 ０ 交直流电源 、 空调 、 传输系统和 电路 租 金 等 费 用 ， 直 放 站 的费 用 只 相 当于 一 个 基 站 的 ５ ％， ６个 ０ 甚 至 更低 。
科 学 之 友
Ｆｅｄ ｆ ｃ ｎｅ ｍ ｔ ｒ ｒｎ ｉ ｃ ａ ｕ ｉ ｏＳ ｅ Ａ ｅ ｓ
２１年１月 ００ １
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Ｒ ｎｔ ），是采用软件无限电技术 ，将Ｇ Ｍ ｍ口信 ＦＵ ｉ ｓ Ｓ Ｕ 号 数字化 ，通过 光纤传 到远端 ，利 用远端射 频单元再 生 ，放 大 ，实 现基站信 号拉远覆 盖的无 限网络覆盖设
传统 直放站 下行最 大功率 为２ ｗ，Ｇ Ｒ 远端可 以 ０ Ｒ Ｕ
达Ｎ６ ｗ。 Ｏ ３ 以 自动测量出各个远端 的时延值 ，进行分别调 ． 可 整或 自动调整 ，从而保证各个远端 的时延一致 ，防止重求 日益提高。根据 以上分析我们可 以
Ｄ ＡＵ （ 端 ：数 字接 入 控制 单元 ）给 每个 Ｄ 近 ＲＵ
认识到 ：ＧＲ Ｕ 品相对于传统直放 站产 品 ，在铁路 ， Ｒ 产 隧道等 延伸覆 盖上有着 较大 的优势 。我 们应充 分利用
Ｇ Ｒ 产 品的技术和特点 ，从 而不断满足无线 网络覆盖 Ｒ Ｕ 日益提高的业务要求和网络质量需求 。 鞠
刊 ，０９０ ． ２０ ，７
使用 内部Ｄ 服务器的资源记录如下 ： ＮＳ
ＷＷＷ．． ｏ １ Ａ ０ ３ ． ． ａ ｃ ｍ Ｎ １ ．２ １ １
（ 作者单位 ：江苏省泰州兴化市 兴化供电公司 ）
ｗｗｗ．．ｏ １ Ａ ０＿２．． ｂｔ ｍ Ｎ ｌ ３ １２
ＷＷＷ．．ｏ Ｉ Ａ ０３ ． ＿ Ｃｃ ｍ Ｎ １ ．２ １３
＿
ｈｔ ｄ ａ ｃ ｌ ｏ ｔ８ ｔ ｐ ｃ ｅ￣ ｒ ０
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四、综述
通过本文 中的论述可以看出 ，反 向代理方式是一种
ｈｔ ｄ ａ ｃ ｌ ｓｎ ｌ ｈ ｓ ｆ ｔ ｐ ｃ ｅ ｉｇ ｅ ｏ ｔｏ ｆ
＿ ＿
＿
ｈｔ ｄ ａ ｃ ｌｕｓｅｓ ｈｏ ｔ ｈ ａ ｅ ｎ ｔ ｐ ｃｅ ｓ ｅ ｄ ｒｏ
信号 时隙还 是噪声 ，并且对信 号进行放 大 ，对 噪声则 没 有放 大作用 ，因此 数字直放 站可 以极 大 的减 少对基
１ ２ 信 息系统 丁程 ｌ ０２５２ １ ２ １ ． ０
（ 下转 １ ５ ） ３页
ＡＣ Ｄ ＭＩ Ｅ Ｅ Ｒ Ｈ 学术研究 Ａ Ｅ ＣＲ Ｓ Ａ Ｃ
决 网络 弱 区和 盲 区 的 问题 。数 字光 纤 直放 站 作 为一 种 新 型 网络 优 化 设
备 ，市场 应 用前 景 十分 广 阔 。 本 文介 绍 了直放 站 的 定 义 、分 类 ，并 阐 述 了数 字光 纤直放 站 的工 作 原理 、 系统指 标 、优 点 以及 应 用。 关 键 词 ：数 字 光 纤 ；直 放站 ； 网络
ｗｗｖ ， ．ｏ １ ２ １ ８ ０ １ ，ｃ ｅ ｍ ９ ． ６ ． ． ￣
步的保护 时，我们仍然可 以使用双层 防火墙模式 ，结
合反向代理 技术对Ｗｅ服务器提供双层防火墙对 内部数 ｂ
据的更大的保护能力 。
以上 三个 域 名 均 指 向反 向代 理 服 务 器 的Ｉ 地 址 Ｐ
１ ２ １ ８０． ９ ．６ ． １
参 考 文 献
… 郑光 勇， 军， 尹 朱贤友 ＿ 向代理技 术保护Ｗｅ 用反 ｂ服务 器的实现 卟 计算机安全，０００ ２１， ５ ［ＪＥ 洁． 向代理软件 在公共 图书馆 中的应 用Ⅱ ． ２， 筱 ￣ 反 】电脑 知识与
技 术 ，０００ ． ２１． ５
下面设 置反 向代理所需要 的Ｄ 入 口信息 （ ＮＳ 即设置
通 信 信 号 ，０７６：５ ４ ， ２０ （ ４ — ６ ）
［ ２ 成， ４ Ｅ 王富章． 交通通信传输 系统技 术发展 的设备 选择 １ 轨道
铁 道 通 信 信 号 ， ０ （） ４ ５ ２ ７９： － ６ ０ ５
四、小 结
随着现 阶段无线通信系统的发展 ，对通信产品的可
【 作者 单 位 ：天津 智 导科 技 有 限公 司 ）
［】 ２李论 平 ． 无线列调 弱场 区补强 方案 及其 应 用Ｕ ． 通信 信 ］ 铁道
号 ，０６１） ５ ３ ２０ （１： — ６ ３
ＢＳ １ Ｔ 的Ｅ 传输 网，传输Ｇ Ｒ Ｒ Ｕ的监控数据 ，提高监控及
时性 和稳定性 ，也有利于将来Ｇ Ｒ 设备 的远程软件升 Ｒ ｕ 级等功能。
［Ｊ ３李笑竹． 地铁 换乘站 的无线覆 盖及 互联互 通解决 方案 叫． 道 铁
＜＜０ Ｉ ＯＭ Ｔ ＮＴＣＮ ＬＧ 信 化 设 Ｎ Ｒ ＡＩ ＥＨ ＯＯＹ 息 建 Ｆ Ｏ
浅谈数 字光纤 直放站
◆ 徐振 宇
摘 要 ：在 无 线 通 信 领 域 ，通 信 网络 的 覆 盖 区域 内不 可 避 免 会 存 在信号弱 区和盲 区，直放站 可以有效地延伸通信基站的覆盖 范围，解
内部Ｄ ，仅仅是 ｓｕｄ 内部使用 ，Ｉ ＮＳ ｑ ｉ在 外部 网络 用户不 可见 ）。有两种方法可以设置 内部Ｄ ，使用 内部Ｄ ＮＳ ＮＳ
服务器来解析或者使用／ ｃ ｏｔ ｅ ／ ｓ 文件来实现。 ｔｈ ｓ
［】 ３ 王叔 野 ， 刚． 于反 向代 理技 术的 Ｗ ｅ 火墙 Ｌ 李 基 ｂ防 Ｉ 件 导 ］软
／ ｓ／ ｃ ｌ ｑ ｉ／ｂ ｎ ｓ ｕ ｄ ｕ ｒｌ ａ／ ｕ ｄｓ ｉ／ｑ ｉ ｏ ｓ
１ ．２．． ３ １２ｗⅥｒ ＿．ｏ Ｏ 、 ｂ ｔ ｍ Ｖ １ ．２ １３ｗｗｗ．．ｏ ０３ ． － ｅｃ ｍ
反 向代理 内部网络 多台ｗｅ服务器 ｂ
ｔ ｈｔ ｄ ａ ｃ ｌｈ ｓ ｉ ｕ ｌ ｔ ｃ ｅ ｏ ｔｖ ｒ ａ ｐ
备。ＧＲ Ｕ Ｒ 是将在３ Ｇ中广泛应用 的Ｒ Ｕ Ｒ 技术成功应用到
ＧＳ Ｍ系统 中的产 品 ，为 网络覆盖工程 及优化提供 了有
效 的解 决 手 段 。
首先 ，数字射 频拉远体 统采用 载波选频 方式 ，只 对信 源小 区所使用 的载频进行 放大 ，非 工作频点全 部 滤 除 ，减少 达到基站 的上行 噪声 电平 ；其次 ，数 字射 频拉 远系统 采用时 隙噪声 自动检测功 能 ，可 以判 断是
一
、
直 放站概 述
站 的干扰 ，又 同时保证 上下行链 路平衡 ，从 而保证 了 网络质量 。
直放站是 指在无 线通信传 输过程 中起 到信号增 强
的一种无线 电发射中转设备 。直放站 的基本功能就是一 个射频信号功率增强器 。直放站在下行链路中，对施主 天线现有 的覆盖 区域 中拾取信号 ，通过带通滤波器对带
按照传输方式划分 ，可以分为 同频直放站 ，移频直 放站和光纤直放站 。其 中，由于光纤直放站使用光信号 传输 ，不易受外界干扰 ，传输质量高 ，系统工作稳定 ，
因此在工程 中被广泛使用。光纤直放站又可 以分为模拟
直放站 （ 传统型 ）和数字直放站 （ 射频拉远型 ） 两种 。
二 、数 字直 放站原 理及特 点
信息系统工程 Ｉ ０２ ． １ ５ １５ ０ ２ ．２ ３
（ 远端 ：数字射频拉远单元 ）发送一定格式的测试帧 ， Ｄ Ｕ根据 回复 的帧信号确定 每个ＤＲ Ａ Ｕ的时延值 。Ｄ ＡＵ
通过加大ＤＲ 内部数字处理板信号发送时延 ，就可 以 Ｕ１ 把两个Ｄ Ｕ之间的时隙调成一致。 Ｒ ４可 以通过近端实现对 各个远端进行远程升级 ，提 ．
参考文献
如果使 用／ｔ ｈ ｓ 文件来实现 内部Ｄ ｅ ／ｏｔ ｃ ｓ ＮＳ（ 编译 时应
使用ｄｓｂｅｉ ｅｎｌ ｎ选项 ），编辑／ ｃ ｏｔ ｉ ｌ ｎ ｒａ ｄ ｓ ａ ｔ ｅ ／ ｓ 文件添加 ｔｈ ｓ
如下条 目：
１ ． ２ １ １ ｗｗｗ． ．ｏ３ ０ ３ ａｃ ｌ ３
（ 接１２ ） 上 页 １
三 、与传统的模 拟光纤直放 站相 比 ， ＧＲ Ｕ 有 以下优势 ： Ｒ 还
１组网灵活，可以有星型组网和链型组 网方式 ． Ｇ Ｒ Ｒ Ｕ由于光纤中传输 的是数字信 号 ，因此其链型
通外的信号进行极好地隔离 ，经滤波器的信号经功率放
大后再次发射到待覆盖区域 。在上行链路 中，覆盖 区域 内的移动台手机信号以同样 的工作方式 由上行放大链路
数 字 射 频 拉 远 系 统 Ｇ Ｒ （ Ｍ ｉｉ ｌ ｅ ｔ Ｒ Ｕ ＧＳ Ｄ ｇｔ ｍｏｅ ａＲ
大地降低的工程成本。同时 ，由于基带信号数字化传输
后 ，基本不会 因距离的增加而衰减 ，因此信号传输距离 也大大增加 ，相对来说降低 的基站的使用数量要求 ，在 另一个方面降低了信号覆盖的成本。 ２输出功率更大 。单远端可达６ Ｗ以 卜 ． ０
组 网与传统直放站组 网方式是不同的 ，数字信号不 随光
信号的衰减而衰减 ，因此它的远端设备可 以将下行 的数
处理后发射到相应基站 ，从而达到基站与手机的信号传
递。
字信号接 收后继续 向下一级的远端进行传输 ，而不需要 像传统直放站一样考虑光信 号及其 中的射频信号的强度
是否足够的问题 。因此Ｇ Ｒ 在组 网时相对传 统直放站 Ｒ Ｕ 要方便得 多 ，特别是在链型组网方式上 ，即不用考虑接 收光信号的大小 ，也不用考虑光耦合器的跳接分配以及 光纤 的数量是否足够 ，对于铁路 即有线路的改造来说 ， 只需原来备有一根光纤就可 以满足产品的工程需求 ，大
［ 】白 伟 军 光 纤 直 放 站 的 设 计 和 施 工 ［ ］ 铁 道 通 信 信 １ Ｊ．
号 ，０７４：７ ４ ２０ （ ４ — ８ ）
高了升级维护的便利性 和快速性。
Ｄ Ｕ直接耦合基站信号 ，与Ｂ Ｓ Ａ Ｔ 安装在一起 ，Ｄ Ｕ Ｒ
通过光纤与Ｄ 相连 ，通过 Ｃ Ｒ 协议传 输数据 。通过 Ａｕ Ｐ Ｉ
＿
＿ ＿
—
—
对外提供Ｗｅ 发布时使用 的有效 的防火墙技术 ，使用它 ｂ
能够保护内网中Ｗｅ 主机 ，当需要对 内部网络提供更进 ｂ
一
设置反 响代理需要 的域名解析 ：
ｗｗｗ．．ｏ １ ２ １ ８０． ａｃ ｍ ９ ．６ ． １ ｗｗｗ．．ｏ ９ ． ６ ． ． ｂｃ ｍ １ ２ １ ８０ １