隧道轨道覆盖产品设计及应用

2022-09-11

隧道轨道信号覆盖根据隧道轨道的长度不同, 信源不同, 需要选取不同的解决方案和产品。本文重点论述适用DAS产品 (光纤直放站) 结合漏缆及天馈系统的解决方案设计及应用, 分析隧道轨道覆盖面临的问题, 考虑在产品设计上增加功能和辅助项来解决各个问题, 最终给出综合的产品设计方案, 并且指导其工程应用。

一、DAS产品概述

光纤直放站其特点是近端直接耦合基站信号, 通过光纤传输信号到远端, 远端做透明放大后由天馈系统发射做覆盖。伴随着其支持多频段多制式接入, 以及整套的解决方案需求, 现在以DAS (Distribution Antenna System) 命名。DAS系统支持宽带传输 (支持700MHz-2.6GHz频段) , 多制式融合, 以及SISO/MIMO灵活应用。

二、DAS产品设计

针对隧道轨道覆盖的重点和难点分析, 提出解决方案和落实到产品上的设计方案。

(1) 隧道轨道空间狭小, 设备安装空间受限, 针对这点, DAS产品的设计要考虑体积小, 尤其是设备安装的深度, 因为可能会影响到隧道轨道内行车安全。其次, 需要考虑设备的现场维护和操作的便捷性。产品设计尽量压缩体积, 深度方案确保不超过300mm。考虑现场维护的困难, 产品设计要确保稳定性, 使用可靠性高的器件[1]。

(2) 隧道轨道的现场操作维修基本上无可行性。

a.模块化设计。模块化设计便于升级和更换, 操作简便, 灵活搭配。例如如果在网的设备需要升级新的频段或者是增加运营商, 只需要对在网设备增加相对应的射频接入单元和远端的放大单元即可, 其余原产品均无需做任何变动。如果需要更换, 也只是将有问题的单个模块拆下来直接更换上新的单元即可, 安装非常方便, 仅需4个螺钉即可。

b.诊断和自动修复功能。DAS设计考虑通过Web远程连接到设备, 在安装好设备后, 在网页上操作开站。在后期产品使用过程中, 该系统会做实时监测, 在遇到常见的一些故障, 例如输出功率降低, 反射功率大等问题, 通过一步步的自我诊断, 能通过软件修复的就可以直接自动修复, 修复不了的才需要去做模块更换。

(3) 隧道环境湿热, 隧道环境通风较差。个别隧道有可能会定期做喷水清洗。隧道里列车经过时给墙面和设备很大的压力, 要求设备能承受强大冲击力和水压。

a.设备颜色选取黑色也是与隧道轨道环境相协调, 机箱材质要求抗压抗风防水冲击, 避免掉漆等[2]。

b.设备的标签不能采用纸质或者粘贴方式, 以防时间久掉落。必须采用螺钉固定方式, 选用金属铭牌, 铭牌上用钢印, 可以防止水冲, 风沙和灰尘。

c.设备要达到IP65的防护等级, 防水防尘, 经过淋水实验和气密性检查。同时设备还需要满足高低温变化和长期可靠性验证。

d.因为隧道内要清洗, 如果使用风扇, 清洗水冲风扇出现故障的几率比较高, 又考虑到维护难度, 所以不使用风扇, 采用高效率的功放, 加高加厚散热尺尺寸, 保证良好散热。

(4) 模块化导致线缆连接较多, 各种规格的线缆需明确使用位置。

a.线缆和接头做标记, 需要相连接的射频接头和线缆接口使用相同的颜色做标记, 已表明相同颜色的是要相连接的。

b.路由检测功能, 自动检测射频线路的插损, 从而判断接线是否有异常。路由检测功能通过Web来操作, 在界面上选择与设备实际对应的射频口, 即可查看该端口输入信号的路由, 信号流向到哪台远端以及该路由前端的插损有多大。从而可以判断出接线是否正常, 插损是否在正常范围内。

(5) 考虑到现场维护的困难性, 设备增加电源备份和光路备份, 以及功放链路备份等功能, 已被临时故障时自动切换到备份使用[3]。