ENSON光端机操作使用手册.doc

广州英成电子技术有限公司射频光模块技术说明书广州英成电子技术有限公司2004年10月一、 Enson射频光端机简介英成电子在直放站用光端机的开发、生产方面积累了多年的专业经验，并吸收国外同类产品的优点，不断改进，发展成为性能指标、可靠性和易用性俱佳的产品。为了保证产品的性能和可靠性，英成电子在元器件选购方面严格把关，绝不为了降低销售价格而刻意降低成本。在电路设计方面特别注意与国内常用射频模块之间的匹配性，在模块调试时对国内CDMA和GSM使用频段特别优化，因此在带内平坦度和匹配性方面的指标要高于同类产品。英成为直放站厂家提供了各种不同的解决方案，比如方便的单纤模式、成本较低的双纤模式和专用于室内覆盖的阵列式1x4，1x8光端机。产品特点：1) 光端机的工作状态由单片机实时控制，对光端机的工作状态进行监测和调整。2) 带AGC控制功能，在光衰耗不同的情况下，保证射频增益不变。3) 可选配内置FSK调制器。二、 直放站专用光端机简介英成电子在直放站用光端机的开发、生产方面积累了多年的专业经验，并吸收国外同类产品的优点，不断改进，发展成为性能指标、可靠性和易用性俱佳的产品。为了保证产品的性能和可靠性，英成电子在元器件选购方面严格把关，绝不为了降低销售价格而刻意降低成本。在电路设计方面特别注意与国内常用射频模块之间的匹配性，在模块调试时对国内CDMA和GSM使用频段特别优化，因此在带内平坦度和匹配性方面的指标要高于同类产品。英成为直放站厂家提供了各种不同的解决方案，比如方便的单纤模式、成本较低的双纤模式和专用于室内覆盖的阵列式1x4，1x8光端机。产品特点：4) 光端机的工作状态由单片机实时控制，对光端机的工作状态进行监测和调整。5) 带AGC控制功能，在光衰耗不同的情况下，保证射频增益不变。6) 可选配内置FSK调制器。AGE（自动增益补偿）功能的效用:1) 直放站近端机和远端机之间的光路衰耗约为0-10dB，由此引起的射频增益高低差距超过20dB。带AGE功能的ENSON光模块可以自动补偿010dB光衰耗范围内的射频增益变化，因此配置射频模块时，不必考虑光路损耗的差异。2) 在ENSON光端机的AGE控制范围，可以不用测量具体的接收光功率，忽略由此引起的射频增益变化，简化安装程序。如果是从基站直接耦合信号，由于基站功率和耦合衰减量都是已知并且确定的，从而可以实现光纤直放站整机免调试安装。3) 工程安装完成之后，光路上因材料老化或环境变化引起的衰减量变化，在一定程度内不会影响射频链路，因此提高了系统可靠性，降低了维护成本。三、 在一对多系统中，AGE功能可以自动避免上行噪声叠加。 F30型（双纤）技术参数参数数值单位备注MinTypMax1光波长Optical Wavelength130613101314nm2光输出功率Optical Power Output-303dBm告警：-3dBm3光反射损耗Optical Return Loss-40-42dBm4光输入功率Receiver.Optical Input(Continues)-130dBm告警：-13dBm5射频带宽Frequency Range6002000MHz6射频输入功率RF total input power-30-105dBm7平坦度Response Flatness0.25dB通带内任意30MHz 8底噪声Output Noise Floor-140-135-130dBm/Hz接收光功率：0dBm9互调IMD-70-65-60dBc-3dBm/2tone10射频增益RF Gain-202dB010dB光衰耗11阻抗RF I/O impedance50ohm12驻波比VSWR1:1.21:1.31:1.513时延Delay60ns14电源Power111213DCV15工作电流Consumption Current180mA带FSK,AGC16工作温度Operating Temperature Range-40700C17存储温度Storage Temperature Range-40850C18光纤接头Optical ConnecterSC/APC或FC/APC19射频接头RF ConnecterSMA Female四、 F40型（单纤）技术参数参数数值单位备注MinTyp.Max1光波长Optical Wavelength下行Down130013101320nm上行Up154015501560nm2光输出功率Optical Power Output-315dBm告警：-3dBm3光反射损耗Optical Return Loss-40-42-45dBm4光输入功率Receiver.Optical Input(Continues)-130dBm告警：-13dBm5射频带宽Frequency Range6002000MHz6射频输入功率RF total input power-30-105dBm7平坦度Response Flatness0.25dB通带内任意30MHz带宽8底噪声Output Noise Floor-140-135-130dBm/Hz接收光功率：0dBm9互调IMD-70-65-60dBc-3dBm/2tone10射频增益RF Gain-202dB010dB光衰耗11阻抗RF I/O impedance505012驻波比VSWR1:1.21:1.31:1.513时延Delay60ns14电源Supply Voltage111213DCV15工作电流Consumption Current180mA16工作温度Operating Temperature Range-40700C17存储温度Storage Temperature Range-40850C18光纤接头Optical ConnecterSC/APC或FC/APC19射频接头RF ConnecterSMA Female五、 引脚序号 （公头）1*TESTTest or Setup1 and LD Enable2 GND3 +12V12V10%4 RXDRS2325 TXDRS2326 LD MONITOR1mW/1V7 LD ALARMH: Alarm L: Normal8 PD MONITOR1mW/1V9 PD ALARMH: Alarm L: Normal六、 光功率监测电平1、典型的接收光功率监控电平(DB9的第监测电平成正比关系，如图为一条经过原点的直线。不同光模块之间的差异较大，下面分别是接收光功率、1310nm光发射功率、1550光发射功率与监测电平的关系。注意光发射功率监测电平最大值为1.22V，光功率监测电平的离散性较大，不能作为精确测量指标使用。8脚)。光功率mw2、典型的1310nm激光器的发射光功率监控电平(DB9的第6脚)。光功率mw3、典型的1550nm激光器的发射光功率监控电平(DB9的第6脚)。光功率mw七、 技术指标测试方法61、测试条件6.1.1 环境条件1）、常温条件环境温度：+15+35；相对湿度：45%75%；2）、高低温条件环境温度：高温 55 低温 25；相对湿度：45%75%；6.1.2 电源条件开关电源供电，开关频率为50KHz300KHZ，电源纹波为250mvp-p，直流波动为10.5V14V。6.1.3、仪表要求测量用仪表的精度应满足被测设备的测量要求，并至少高一个等级，按有关计量规定进行检验，确保测量用仪表都在有效期内。测试前校准仪表。6.2、电接口部分6.2.1频率范围a） 技术要求：C网（上行825835MHz，下行870880MHz）G网（上行890915MHz，下行935960MHz）b） 测量方法下行链路测试信号源频谱分析仪光衰远端近端图1 下行链路频率范围测试方框图按图1所示连接测试系统；将信号源的工作方式设为扫频方式，电平设置为0dBm（无调制），扫频的范围稍大于我们需要测量的频率范围，如8001000MHz。光路不衰减。通过频谱仪观测信号在8001000MHz的波动小于2dB。上行链路测试信号源频谱分析仪光衰远端近端图2 上行链路频率范围测试方框图按图2所示连接测试系统；将信号源的工作方式设为扫频方式，电平设置为-20dBm（无调制），扫频的范围稍大于我们需要测量的频率范围，如8001000MHz。光路不衰减。通过频谱仪观测信号在8001000MHz的波动小于2dB。6.2.2增益a） 技术要求：下行链路增益28dB，上行链路增益23dB。b） 实验方法下行链路增益测试按图1所示连接仪表和被测模块；将信号源的输出电平设置为-20dBm（无调制），频率设置在工作频段的中心频率上。光纤直连方式。在频谱分析仪上观测输出信号的电平值（dBm），其与输入信号的功率差值就为最大增益。上行链路增益测试按图2所示连接仪表和被测模块；将信号源的输出电平设置为-20dBm（无调制），频率设置在工作频段的中心频率上。光纤直连，。在频谱分析仪上观测输出信号的电平值（dBm），其与输入信号的功率差值就为最大增益。6.2.3带内波动a） 技术要求： 1.2dB p-pb） 实验方法矢量网络分析仪AB被测远（近）端被测远（近）端光衰图3 带内波动测试方框图按图3所示连接测试系统；下行链路带内波动测试：近端远端将矢量网络分析仪的输出电平设置为0dBm，扫宽为8001000MHz，按虚线进行校准；调节光衰值为5dB衰减。用矢量网络分析仪测量相应频段的带内波动。上行链路带内波动测试：远端近端将矢量网络分析仪的输出电平设置为-20dBm，扫宽为8001000MHz，按虚线进行校准；调节光衰值为5dB衰减。用矢量网络分析仪测量相应频段的带内波动。6.2.4输出互调产物a） 技术要求： 输出互调-60dBc（近端射频输入为0dBm/ch/2ch，-3dBm光入，输出为-9dBm/ch/2ch）（远端射频输入为-20dBm/ch/2ch，-3dBm光入，输出为-9dBm/ch/2ch）b） 实验方法：信号源1频谱分析仪信号源2合路器光衰远端（近端）近端（远端）图4 互调测试方框图按图4所示连接测试系统；下行链路互调产物测试将信号源1的输出频率设为C网或G网频段范围的中心频率，另一个信号源2设为比之高1.23MHz的载频，将频谱仪的频率范围设为所选C网或G网的频段范围。近端光盘的射频输入调为0dBm/ch/2ch，调节光可变衰减器，使远端光盘的接收光功率为-5dBm，在频谱仪上读出互调产物的峰点电平。上行链路互调产物测试将信号源1的输出频率设为C网或G网频段范围的中心频率，另一个信号源2设为比之高1.23MHz的载频，将频谱仪的频率范围设为所选C网或G网的频段范围。远端光盘的射频输入调为-20dBm/ch/2ch，调节光可变衰减器，使近端光盘的接收光功率为-5dBm，在频谱仪上读出互调产物的峰点电平。6.2.5输入输出电压驻波比a） 技术要求： 输入端1.5； 输出端1.5b） 实验方法按图5所示连接测试系统；下行链路电压驻波比测试设置矢量网络分析仪的频带为模块工作频带，输出电平为0dBm，测试前校准仪器；用矢量网络分析仪测量下行链路的输入、输出电压驻波比，记录指定工作频段内电压驻波比的最大值。上行链路电压驻波比测试设置矢量网络分析仪的频带为模块工作频带，输出电平为-20dBm，测试前校准仪器；用矢量网络分析仪测量上行链路的输入、输出电压驻波比，记录指定工作频段内电压驻波比的最大值。矢量网络分析仪A B近（远）端光盘模块匹配负载图5 驻波比测试方框图6.2.6底部噪声a） 技术要求：60dBb） 实验方法：待测近端（远端）模块网 port1络分析仪 port2射频输入端口射频输出端口待测远端（近端）模块图7 隔离度测试方框图如图7所示连接好测试系统；下行链路隔离度测试网络分析仪的port1端口输出信号电平为0dBm，频率范围为8001000MHz，测S21参数。调节光衰值为5dB衰减，在网络分析仪上读出C网或G网频率范围中最大的信号值，就为射频隔离度。上行链路隔离度测试网络分析仪的port1端口输出信号电平为-20dBm，频率范围为8001000MHz，测S21参数。调节光衰值为5dB衰减，在网络分析仪上读出C网或G网频率范围中最大的信号值，就为射频隔离度。6.2.8增益调节范围a） 技术要求：40dBb） 实验方法：如图1所示连接好测试系统，分别测量近端（上行）和远端（下行）；将信号源设置为模块工作频率范围内的中心频率；先将模块衰减设置为零，记下此时模块输出的功率值P1；再将模块衰减设置为模块的最大衰减，记下此时模块输出的功率值P2；增益调节范围就等于P1P2。6.2.9杂散发射a） 技术要求： FSK信号及其谐波泄漏：-60dBm电源（50KHz300KHz）调制抑制：70dBcb） 实验方法：如图1所示连接好测试系统；关闭信号源输出；下行链路杂散发射测试调节光衰值为5dB衰减，用频谱仪测量模块的杂散发射，包括FSK信号及其谐波泄漏和电源调制。上行链路杂散发射测试调节光衰值为5dB衰减，用频谱仪测量模块的杂散发射，包括FSK信号及其谐波泄漏和电源调制。6.3.数据传输测试6.3.1 FSK误码率c） 技术要求：0.001d） 实验方法：近端（远端）远端（近端）PCPC光衰图8 FSK测试方框图如图8所示连接好测试系统，（PC需要两个串口）；在常温下，通过PC机连续发送有规律的数据包，在另一端接收，统计发送数据包和丢失数据包的数量。误码率为丢失数据包与发送数据包的比值。 将模块一端放在常温下，另外一端置于高低温测试室中，测试通过PC机连续发送有规律的数据包，在另一端接收，统计发送数据包和丢失数据包的数量。误码率为丢失数据包与发送数据包的比值。6.3.2.FSK灵敏度a） 技术要求：40dB的动态范围b） 实验方法：如图8所示连接好测试系统；通过调节光衰，使收光功率变化范围为20dB。测试不同收光功率情况下的FSK误码率。其误码率应保持一致。6.4电源适应性a） 技术要求：1） 开关电源供电，开关频率为50KHz300KHZ，电源纹波为250mvp-p，直流波动为10.5V14V。在此供电条件下，模块能正常工作。2） 电源电压超出12V2V时或电源极性接反时，模块将得到保护，不受损坏。b） 实验方法：将电源电压接到+27V持续1秒，然后断开，恢复+12V供电，模块应能正常工作，且各项指标均能满足要求。将+12V极性反接持续1秒，然后断开，恢复+12V供电，模块应能正常工作，且各项指标均能满足要求。6.5、光接口部分6.5.1工作光波长a） 技术条件下行光链路155010nm上行光链路131010nm6.5.2发送光功率a） 技术条件：+3dBm（0.5dBm）b） 实验方法：光功率计近（远）端（发光）图9 发光功率测试方框图按图9连接系统；在光电接口部分，对于近远端模块分别送入一个特定频段内的0dBm(-20dBm)射频信号，待输出功率稳定时，从光功率计上即可读出发送光功率。八、 安装尺寸90mm127mm120.5mm90mm70.5771、F30F502、F4090mm127mm70.577九、 传输数据的建议直放站监控信号直接接到ENSON光端机的TXD端(232口第5脚)即可传输，无需做任何编码。由于数居接收端灵敏度非常高，即使是微弱的射频噪声或者窜扰信号也会被解调成数据信号，由于监控信号处于直放站和基站等强射频信号环境，我们建议用户在发送监控信号数据包之前先发送一定数量的方波作为引导头，这样既有利于接收端建立稳定的接收状态，也便于接收程序区分噪声数据和有用数据。如果是一对多系统，则有必要给近端、远端分别设置地址码。ENSON推荐的无线传输数据帧结构( 中可以去掉)引导头同步码远端机地址近端机地址地址校验数据长度数据数据结束码 校验和引导头（Preamble)以一个前导码开始发送。如果在所收到的预定义个数的字节中发现有前导编码，软件将等待立即收到一个同步码开头的信息。前导也可以用作提供位同步。前导被采样(oversampled)后，根据采样计算收到前导的相位并同步数据采样时钟，同步了的采样时钟使之能采样到每个收到数据位的中间。同步码(Synchronisation code word)同步码（如bits）将提供帧同步，它标识数据开始。地址码(Address code word)远端机应该有唯一的地址（如8-16 bits）以便识别。一个近端机带多个远端机的情况,近端机最好也编一个地址。信息码(Message code words)信息码包含用户的数据，通常码的长度要有所限制。太长的信息包应避免以尽量减少重发。信息结束码(End of message code word)信息结束码是可选的。如果采用的固定长度的编码