大数据在GSM-R光纤直放站维护的运用(卞周进20150905)

大数据在GSM-R光纤直放站维护的运用

一、背景

随着我国高速铁路的建设发展，GSM-R通信技术在列车控制中起到越来越大的作用。考虑到铁路线状结构特点，以及沿线隧道、地堑等特殊地形较多,存在无线覆盖盲区和弱场强，而光纤直放站具备其结构简单、安装方便、成本低的优越性，是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。但同时带来维护困难,高铁天窗点时间较短,对于故障判断及处理有较高要求。

为解决这一难题，我们需要提高直放站设备的智能化程度和安全性能，对直放站设备内各模块工作状态实时监控，通过大量的数据统计分析，自动生成测试报告，提前预判问题所在。 二、直放站系统 2.1系统组成

光纤直放站系统拓扑图

直放站属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线信号收发中转设备。

直放站的基本功能就是把基站的无线信号延伸到基站覆盖不到的弱场区，如：隧道内、弯道、地堑等。是GSM-R系统实现铁路“小

容量、大覆盖”目标的必要手段之一。

系统组成有：信源（基站）、耦合器、近端机、光纤通道、远端机、天馈等部分组成。 2.2直放站设备组成

设备内部结构图

近端机主要由：双工器、光端机、控制板、电源等组成；

远端机主要由：双工器、光端机、控制板、下行功放、上行低噪放、电源等组成。 2.3直放站工作原理

下行链路：通过耦合器耦合基站微小信号经近端机的双工器，通过近端机内的光模块进行电/光转换，通过区间光缆到达远端机的光模块，经过光/电转换，通过下行功放放大，有双工器天馈发射出去。 上行链路：区间的远端机天馈接收到司机呼叫信号，经双工滤波器到达上行低噪放，放大后通过光模块电/光转换，由区间光缆到达近端机的光模块，经光/电转换送至双工器，再由耦合器到达基站。 2.4直放站监控功能

（一）近端机

a、检测下行输入电平； b、检测收、发光电平； （二）远端机

a、检测收、发光电平； b、检测下行输出电平； c、检测天馈驻波；

d、检测电源及动环部分（辅助功能）。 三、直放站工程运用

高速铁路的GSM-R无线系统需要为列控系统提供双向信息传输通道，必须高度重视系统的可靠性，而无线部分是系统可靠性的关键所在，所以直放站的好坏直接影响到无线网络覆盖或C3降级，而C3降级带来直接影响就是列车运营速度降低，甚至停车。

在日常维护管理过程中，我们需要借助一些仪器仪表等测试工具对直放站覆盖区域进行QOS测试。QOS测试一般包括DT测试、CQT测试、边界测试、直放站及天馈常规测试。影响QOS下降的主要原因有： （1）手机接收信号弱掉话 （2）切换设置不合理导致掉话 （3）干扰导致掉话 （4）天馈线原因导致掉话 （5）直放站软硬件故障产生掉话 （6）覆盖区形成乒乓切换产生掉话

如何在现有直放站网管监控平台上通过增加直放站的相关功能，自动测试分析大数据生成测试报告，方便客户及时掌握直放站的运行情况，提前预判影响QOS下降原因。

根据我公司现有的GSM-R直放站一些功能，对直放站设备及网管监控提出以下功能需求： （一） 近端机

（1） 增加近端机的光模块上行输出电平检测功能；

（2） 通过调试软件能直接查询到该近端机的组网拓扑图，下挂几

台远端机，分别在哪个公里标，覆盖方式（天线还是漏缆）。并能够克隆，方便用户更换近端机时，数据直接克隆即可。 （3） 通过近端机能导出各远端机的测试数据记录。例如：光功率、

下行输出功率、驻波等。 （二） 远端机

（1） 增加远端机光模块的上行电平输入和下行电平输出检测功

能；（对于主备从远端机尤为重要，通过此功能可以判断主信号和从信号的功率电平。）

（2） 增加功放模块的输入电平检测，低噪放模块的输入、输出电

平检测。通过此功能，能直接反映此模块的增益是多大。

（三）网管

（1）通过一周或一个月近、远端机的大量数据变化对比分析，及时提示某台设备可能会出现什么问题；例如：某台远端机设备在一周内出现功率下降3dB，而引起功率下降的原因是光路电平的变化，网

管上可以提示客户光路电平下降需要处理光路问题。

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