第一篇:完善移動通信基站防雷保護的措施
完善移動通信基站防雷保
護的措施
張堅
(安徽省蕪湖市氣象局蕪湖241000)
摘要通過防雷安全檢測工作的實踐經驗,總結了通信基站防雷施工中容易忽略的幾個問題,并根據規范要求提出相應的建議,以便在檢測報告中有針對性地提出整改措施和要求。
關鍵詞移動通信基站防雷問題整改措施
引言
移動通信基站的天線大多安裝在鐵塔等較高地點,相對周圍環境,形成突出的目標,以至雷擊概率增大。國家和信息產業部已經頒發了移動通信基站防雷保護規范。如果在實際施工中不按規范操作,即使有完備的防雷設計方案,也將會導致整個防雷系統質量大大下降,留下安全隱患。通過從事基站檢查積累的經驗,本文分析了防雷施工中容易忽略的方面,以利于在檢測報告中提出正確的整改措施和建議,從而,完善移動通信基站的防雷措施,增強基站的防雷能力。
1接地排設置的正確方法
接地排分為室內接地排和室外接地排。室內接地排主要用于室內設備保護地和直流電源工作接地匯流點;室外接地排主要用于天饋線防雷接地以及微波防雷接地。關于接地排的設置,YD5068-2000作了簡單介紹,從實際檢測的情況看,接地排在安裝中存在的主要問題是兩個引入點的間距不符合規范要求,有的站直接將兩點連在一處,有的站兩點間距遠小于5m。
基站鐵塔避雷針接閃雷擊后,雷擊能量將沿引下線至直擊雷保護地泄放到大地中。如果室內外接地排引入點的間距過小,引下線上的雷擊電流可能來不及完全泄放到大地,其中一部分就會竄進室內接地排引線,造成反擊。在實際檢查中發現由于接地排安裝不正確,導
致B級避雷器或附近設備遭雷擊損壞的情況每年都有不少。2006年蕪湖市有一基站的B級避雷器及其地線在雷擊后呈焦黑狀,說明室內接地排引線上具有相當大的雷擊能量。在實際設計和施工時必須嚴格區分室內、外接地排。
1.1接地排
室內接地排應從非雷電引下線(鐵塔或機房建筑物的四周)或非避雷針引下線的位置引出;室外接地排通常與大樓的防雷引下線相接或直接從地網引出。兩引入點間距應在5m以上,嚴禁室內外接地排通過各種鐵件構成電氣回路。若不符合間距要求,必須重新開挖接地網焊接引入,入地引線接地頭最好采用銅鼻頭與鍍鋅扁鋼滿焊模式,同時要注意處理好銅鼻頭壓接管內進水等腐蝕問題。
1.2室內接地排的設置
可根據需要設置2個室內接地排。如室內只設一個接地排,必須將此接地排設置在交流電引入同一側,以確保此接地點與B級防雷器安裝位置之間的距離小于1m,B級防雷器與接地排連線的截面積應為大于70mm2的多股銅線。
2基站機房的等電位連接
基站空間一般都比較小,滿足安全距離的要求不可能達到。當發生雷擊時,基站內各設備之間存在電位差。在直擊雷與接閃裝置發生閃絡的剎那,電位差會達到相當高的數值,巨大的電位差會使設備損壞。
基站設備損壞主要原因之一就是由于機房內的不帶電金屬導體沒有處于同等電位。在所檢查的基站中,等電位連接大都沒有做徹底。如各金屬導體沒有完全連接成等電位系統;導體和導體之間的連接導線過細;設備和導線的連接點沒有固定好或銹蝕。由于設備沒有做好等電位連接并有效接地,導致電位抬高并通過配電PE線反擊損壞設備的現象每年都會發生。規范明確指出,基站的防雷安全是建立在聯合接地基礎上的等電位連接,并給出了等電位連接的基本原則。在實際連接時還要做到:
2.1基站接地參考點以配電箱旁交流電源B級保護器附近新設接地排為參考點,所有室內設備的保護接地和工作地均以此電位為基準參考點進行等電位連接。
2.2將基站機房內所有機架、走線架、機殼(包括電池金屬架、空調機、光纜接線盒、監控接線盒等類似設備和金屬防盜門)接地線匯集到室內接地排。設備的機殼接地線可采用16mm2銅線;監控模塊盒、光纜進線盒可采用截面積為10mm2銅線作接地線;電池架、綜
合機架以及安裝在綜合機架上供架內設備機殼接地使用的接地排的接地線應為35 mm2銅芯線;空調機機殼、室外配電箱接地線可以采用16 mm2銅芯線。
3基站信號線、電源線等布放
基站機房是一個設備集中、線路密集的場所,交流電源線、直流電源線、接地線、信號線并存。基站各種線路不規范布放,隨意連掛的現象非常普遍。蕪湖市有一個基站曾發生嚴重的雷擊事故,造成多臺交換機、接收機同時損壞。經過現場檢查發現,該站布線混亂,電源線和信號線長長地拖在地上,僅用短棍隔開,時間一長,兩組線就纏繞在一起。在強大的雷擊中,輸電線遭受雷擊,雷電流不僅在電源線上傳輸,同時雷擊感應過電壓將屏蔽層擊穿一個洞,過電壓竄入信號線,將電源線和信號線兩端的設備擊壞。
保持隔離是雷電安全的基本原則之一。為了防止相互干擾,各類線在布放時必須保持安全距離。根據基站走線架的寬度,各種信號線、電源線等之間的布放間隔要滿足規范要求(一般相隔300mm),不能捆扎在一起。注意拆除廢棄的天饋線和傳輸引入線,準備留用的線要做好防雷接地處理,將放置在走線上的零星設備集中安放到綜合機架內,一并作好接地連接。布線應該安全整齊、間隔均勻合理;每條線的兩端應設有明顯標識。以交流電源線與信號線間隔距離最大(分兩側綁扎)為準,按照規范要求,實施 “四線分離”:交流電源線、直流電源線、接地線、信號線分別綁扎。防雷泄流線以遠離弱電、禁忌平行、最短入地為原則布設。
4防雷電波侵入的保護
雷電電磁脈沖的防護采用濾波、屏蔽和接地等技術措施。雖然接地可以分流掉大部分雷電流,也是防雷電波侵入的主要手段,但是完備的防范措施還包括安裝浪涌保護器。在設計安裝基站SPD時,應該注意:
4.1由于基站開關電源設備設計安裝了C級通流能力為40kA的SPD,不少基站總配電箱或總配電柜缺少多級保護中的B級SPD保護,這不符合規范要求。基站雷電防護應為B級防護,按照規范要求以及多級保護、逐級限壓的原則,為了將雷電過電壓限制在設備能夠承受的水平上,宜在低壓系統安裝2-3級SPD進行保護,對于多雷區電源B級保護器要提高一個等級。
4.2雖然規范條款中建議設置專用電力變壓器,但目前郊區型、山區型基站都沒有專用變壓器,沒有采用TN-C-S供電方式,而是采用TT供電方式。由于TT方式在供電發生故障
時仍可帶電工作,它的故障電壓能使普通SPD發生燃燒。為了防止這種情況出現,基站應采用3+1方式的放電管類SPD產品,安裝時注意PE線和N相不能接反。
4.3注意市電引入防雷器的配置容量、內部防雷模塊單元容量、內部防雷模塊的連接組成形式以及B級與C級防雷器之間的配合,主要是泄流殘壓值和耐壓值參數的配合,凡發現參數配置不當,必須重新調整、更換。同時還要做好音頻引入、2M/S引入端口、基站天線、微波天線、尋呼天線和光纜等引入端口的防雷保護措施。
5地網焊接
地網的焊接好壞直接影響到接地的質量和接地阻值的大小。焊接質量不高,容易造成連接松弛,導致接地線和接地極脫離,由于埋在地下,發生雷擊事故時不易找出原因。一個接地系統建成后,如果在短時間內接地阻值發生較大的變化,在排除氣象和土壤變化因素外,可以斷定接地系統的連接出了問題。
接地網扁鐵、接地極角鋼一般采用40×4mm和5×50×50mm-2.5m熱鍍鋅材質。焊接質量在規范中沒有詳細說明。根據經驗,焊接時接地網扁鐵搭接、雙面滿焊焊接長度應不小于10cm;單面滿焊焊接長度不小于20cm;扁鐵與角鋼焊接,四面滿焊焊接長度不小于5cm;焊接要做到平整飽滿,要有足夠的機械強度,無灰渣、咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷,焊接點采取二層瀝青二層麻絲等防腐措施,并將其深埋于自然地面70cm以下。接地銅鼻頭(35mm以上采用管式)、連接螺絲所用的鍍鋅件、墊片、彈簧墊圈要齊全,接地匯接線和接地排連接處要涂凡士林進行保護。
第二篇:移動基站防雷方案
防雷工程 設計方案
工程名稱:移動基站綜合防雷工程
建設單位:湖南移動常分公司
設計單位:湖南普天科比特防雷技術有限公司
設計負責人:
編 號 :
日 期:
一、概述
移動通信基站的主要設備一般分為以下幾個系統:傳輸系統,包括SDH設備,光纜,電纜等等;動力系統,蓄電池,市電等等;動環監控系統;天饋系統; 基站收發信臺BTS(包括收發信機無線接口TRI、收發信機子系統TRS等設備);以及其他輔助設備,如空調,防盜門等等。基地站的配電電壓為26.4v。通常是由主干電力線路經AC/DC變換器得到的。當主干線路發生故障時,備用電池將能在一定時間內向基地站供電。
移動通訊基站多位于地勢較高的多雷雨地帶,氣候條件惡劣,夏季通訊機房設備及發射鐵塔遭遇雷擊的概率較高。基站建設的基礎部分多為巖石結構,基本無土層,接地電阻很難保證在1 Ω以下,在此條件下給雷電的泄放帶來很大困難。電源采用架空線上山,基站交流供電線路較長,同線路上用電負載比較復雜,大型用電設備啟動或停止瞬間會產生很大的沖擊電壓干擾,嚴重影響通訊組合電源的使用安全。基站的接地系統在設計時也沒有得到足夠的重視,極易遭受直擊雷、感應雷及電源操作等多種過電壓的侵襲。再者基站重要設備都是微電子設備,由于微電子設備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性,這就使其對各種諸如雷電過電壓、電力系統操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感。如果防護措施不力,隨時可能遭受重大損失。
二、雷電引入途徑分析
移動基站防雷的主要保護對象是在機房中的通信設備,保障這些通信設備的正常運行。雷電損壞設備通常是它在通過帶電或非帶電的導體對地泄放的過程中,由于電荷運動產生的一些物理效應,比如熱效應、磁效應等,改變了在雷電
泄放通道中所涉及設備的基本性能,從而使設備不能正常運行或被損壞。因此我們需要對雷電的入侵途徑進行仔細分析,發掘出雷電可能的入侵途徑,并在雷電流到達設備前改變其對地泄放途徑,保障設備的安全運行。
雷電傳導主要有兩種方式:
一、直接雷擊:即雷云通過地面上某一點直接對地釋放。由于我們國家對建筑物的防雷有嚴格的標準,通常雷電都是通過建筑物的外部防雷系統對地泄放,在曠野中通常通過一些架空電源線或其它一些對地具有良好導電性能的突出媒介進行對地泄放。雷電流直接入侵基站內部設備主要是通過一些與外界相連的媒介傳導入侵,如進出局站的電源線、通信線及鐵塔地網等。
二、感應雷擊:帶電的雷云層由于靜電感應作用,使地面某些范圍內帶上異種電荷,當直擊雷發生以后,云層帶電迅速消失,而地面某些范圍由于散流電阻較大,以致出現局部高壓,從而形成雷電流;或者在由于直擊雷放電過程中,強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發生高壓以致發生閃擊的現象。而磁場感應方式入侵最終也是體現在一些帶電的金屬導體上。
根據物理學尖端放電的原理人類發明了避雷針,它可以將一定場強范圍內的閃電引到自己身上,再通過引下線將雷電流泄放入地,從而使在這個范圍內的建筑不成為雷電對地泄放的途徑,也就避免了被雷擊。而在移動基站中,高高的鐵塔通過鋼筋混凝土與大地緊密相連,由此可以說鐵塔就是一個巨大的“引雷針”,它可以將方圓幾公里內的雷電引到自己身上。從而大大增加了移動基站直接被雷擊的概率,更增加了在鐵塔旁一些纜線、金屬構架產生感應雷電流的概率。因此我們必須對移動基站的鐵塔及其周邊環境進行仔細分析,以確定雷電侵入移動基
站內部的主要途徑。
三、鐵塔引雷分析
通常從移動基站的外部環境構造來看,從雷電引入的角度可以粗略分為帶鐵塔和不帶鐵塔兩種,這兩種情況雖然里面內部構造相同,但遭受雷擊的概率卻大相徑庭。
不帶鐵塔的基站:這類基站主要分布在城市市區或市郊,多為租用普通大樓或民宅,基站天線采用抱桿,這類基站遭受雷擊的概率通常較小。這些基站機房的特點是整個建筑本身在等電位連接、電磁屏蔽、接地電阻方面都能較好的滿足信息產業部的要求,但存在問題是大樓的功能并不是為基站設計,所以比較難找到一個較好的接地參考點來確保機房內電子設備有良好的接地。要保證機房內部有良好的等電位連接系統,通常這類基站的接地系統和大樓的接地網采用的聯合接地系統。這類基站雷電入侵的主要途徑是雷電浪涌通過一些電源系統、信號系統、接地系統等所有進出機房的線纜和管道引入,采取浪涌保護措施。
帶鐵塔的基站:這類基站主要分布在農村、郊區,多為獨立機房旁邊建鐵塔的方式,這類基站多建在地勢開闊的平原地帶、山坡上。通常鐵塔在當地為最高建筑,有非常好的接地,按信息產業部的要求基站接地要求小于5歐姆,一旦在該區域內有雷云,地面上的電荷將通過鐵塔與雷云中的電荷發生中和,鐵塔將成為云中雷電對地泄放的一個主要通道。與鐵塔相連的一些線路、橋架、設備就成為雷電入侵的對象,比如天饋線、走線架、與地網相連的設備等。這類基站被雷電擊中的概率較不帶鐵塔的基站要高得多,因此對有鐵塔的基站防雷就更加的迫切,有必要對這類基站進行進一步分析。
通常按移動基站機房與鐵塔的關系可分為:塔邊屋、屋頂塔、塔下屋三種。下面就這三種基站類型進行相應的防雷接地、等電位連接,起到良好的雷電防護作用。
(一)、屋頂塔
鐵塔與機房獨立型的移動站,如圖一所示。雷電對該類型移動通信基站的危害主要途徑是直擊雷和感應雷兩種。
圖1.鐵塔與機房一體型結構 1.雷電流直接危害
根據我們現場的調查和分析,在移動通信基站的鐵塔建在基站機房上面的情況下,當雷電擊中鐵塔后,雷電流就會沿著鐵塔及同軸饋線的外導體往下瀉放,由于移動通信同軸饋線的外導體與鐵塔是相互連接的,鐵塔上的雷電流直接會分流一部分到同軸饋線的外導體上,并沿同軸饋線的外導體和機房內的走線架直接流入到移動設備上,對移動設備造成雷擊危害。除此以外,還由于同軸饋線的走線架是與鐵塔直接相連,并進入機房,從而將雷電直接引入到機房內,對機房內 的通信設備造成危害。
2.雷電感應對移動通信基站內設備造成的危害
當雷電流在移動通信基站周圍的空中或空中對地放電時,就會在移動通信基站周圍的空中產生交變電磁場,從而使移動設備上產生感應電流和電壓,嚴重者也會對移動設備通信造成危害,但這種危害的概率較少,另一方面若雷電擊中鐵塔并沿著鐵塔和機房的立柱中的鋼筋在下瀉的過程中,也會在周圍產生強大的交變電磁場,從而在移動設備上產生感應雷電流和雷電壓,同樣地感應雷電對通信設備所造成的危害比起直擊雷所造成的危害要少得多。
(二)、鐵塔與機房獨立型
鐵塔與機房獨立型的移動站,如圖二所示。該移動站遭雷電直擊的主要途徑是雷電流通過鐵塔的走線架和同軸饋線的外導體進入機房,對通信設備造成危害。其次是雷電在空中放電時對機房內的通信設備所造成的感應雷的影響,同樣感應雷對通信設備所造成的影響比起直擊雷來說,則概率很少。該類型的移動站與上述的第一種鐵塔與機房一體型的情況相比,則少得多。
圖二鐵塔與機房相互獨立型結構
(三)、鐵塔包圍機房型
鐵塔包圍機房型的移動基站,如圖三所示。
該種類型的移動基站遭直擊雷的途徑與第二類的鐵塔與機房獨立型的移動站相似,主要是雷電通過同軸饋線的外導體和同軸饋線的走線架進入機房,對通信設備造成危害。但該種類型的移動站所遭受到的感應雷則最少,因有四面鐵塔的屏蔽作用。
(四)不帶鐵塔型基站
這類基站往往建在城區,一般使用公共大樓或民用建筑來作為機房。對于公用建筑上,由于我們國家對這類建筑物有嚴格的防雷標準要求,因此這類基站具有接地良好,外部防雷完善,且整個建筑形成一個法拉第籠的特點,所以這類基站遭受直接雷擊的概率較小,受到雷電電磁干擾的影響也較小。雷電入侵這類基站的方式將主要是供電線路、同軸饋線的外導體和同軸饋線的走線架、接地系統進入機房。對這類基站的防護級別,對防雷器的通流能力通常不需要很高,因此對這類基站通常只需選擇一般的B類限壓型和C類限壓型兩級防雷就基本能滿足這類基站要求。而民用建筑與公用建筑的差別主要在國家對這類建筑的要求不是很高,因此建筑物在屏蔽和接地的效果上可能差一些,但
只要將這類基站的接地問題處理好,很多防雷問題也就迎刃而解。
我們把雷電入侵移動基站的主要渠道總結如下:
雷電對移動通信基站的四個引入渠道
第一個入侵渠道——由鐵塔天饋線、接地系統引入的雷害 第二個入侵渠道——由交流配電系統引入的雷害 第三個入侵渠道——由傳輸線路引入的雷害 第四個入侵渠道——由雷電電磁脈沖的雷害
通過對雷電主要入侵途徑的分析,結合移動基站現場綜合環境特點,給我們進行防雷方案設計提供了思路和線索。根據防雷分區、綜合防雷的思想,綜合基站所處的地理環境,在具體位臵選擇相匹配的浪涌保護器,將可以很好解決移動基站的防雷問題。
移動通信基站的雷電過電壓保護,各級防護器件是相輔相成的,互相影響的,此時用以局部防護的過電壓器件不能有效的發揮其防護性能,將影響移動通信基站的整體防護。另外還有一個重要的原則,移動通信基站的雷電過電壓保護設計必須是建立在聯合接地基礎上。因此移動通信基站雷電保護并非是簡單的接地或者單一的雷電過電壓保護器件應用,而是根據移動通信基站所處的具體位臵、環境因素、所在地區的雷暴強度及雷暴日的大小、來確定基站的雷電保護措施和方法。
因此,移動通信基站的雷擊電磁脈沖防護必須綜合考慮,應從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計
二、依據的規范
1.GB50057-94《建筑物防雷設計規范》
2.YDJ26-89《移動基站(站)接地設計暫行技術規范》(綜合樓部分)
3. YD/T 1235.1、2-2002 《移動基站站低壓配電系統用電涌保護器技術要求及測試方法》
4.YD5068-98《移動通信基站防雷與接地設計規范》 5.YD5078-98《通信工程電源系統防雷技術規定》 6.YD5098-2001《移動基站(站)雷電過電壓保護設計規范》
三、方案設計原則
一、綜合防雷的思想
移動基站的防雷是一個系統工程,它包括直擊雷防護、等電位連接措施、屏蔽措施、規范的綜合布線、安裝電涌保護器(電源、信號)、完善合理的接地系統六個部分組成。這六部分在一個完善的移動基站防雷系統工程中缺一不可。對移動基站的防雷設計應進行全面規劃、綜合治理、多重保護,將外部防雷措施和內部防雷措施應整體統一考慮,做到安全可靠、技術先進、經濟合理、施工維護方便。綜合防雷的思想在YD5098總則中就有明確規定,如YD5098-1.0.3 通信局(站)雷電過電壓保護工程應建立在聯合接地、均壓等電位分區保護的基礎上。
綜合防雷的思想在移動基站中的主要體現到具體的防雷手段,就是分流、接地、屏蔽、等電位連接和過電壓保護五個方面。其中:
(A)、分流
利用避雷針將雷電流沿引下線或鐵塔安全地流入大地,防止雷電直接擊在基站建筑物和設備上。(B)、屏蔽
移動基站內應采取屏蔽措施的對象主要有兩種:一是所有的帶電金屬導線,包括電力電纜、通信電纜和信號線,應采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽。二是基站內部電子設備,通常采取的措施是在機房建設中利用建筑物鋼筋網和其他金屬材料,使機房形成一個屏蔽籠。以及通信設備的機柜因具有一定的屏蔽效果,用以防止外來電磁波(含雷電的電磁波和靜電感應)干擾基站設備。(C)、非帶電金屬等電位連接
通常等電位連接分帶電與不帶電金屬導體,這里主要指將基站機房內所有非帶電金屬物體,包括電纜屏蔽層、金屬管道、走線架、金屬門窗、設備外殼等金屬構件進行電氣連接,以均衡電位。(D)、帶電設備的過電壓保護
對于與基站設備相連的饋線、信號線、電源線路安裝防雷器進行過電壓保護。(E)、接地
在移動基站中的接地包含兩個方面,一是地網,建立一個接地通暢的地網是移動基站防雷基礎,具體要求是根據YD5078中要求基站接地電阻小于5歐姆;二是、基站內的接地系統,為保護基站通信設備和人身安全,解決環境電磁干擾及靜電危害,需要一個良好的接地系統。一個好的接地系統的關鍵在于建立統一的接地參考點,采用“S型”接地。
二、“防雷分區、逐級泄放”的思想
為了定義雷電電磁脈沖(LEMP)影響程度不同的空間,和選擇帶電導體等電
位連接點的適當位臵,被保護空間必須首先被分成不同的防雷保護區。(見下圖)這點在移動基站的防雷工程中非常重要,等電位連接點的位臵選擇將直接影響到防雷設備在基站防雷效果。根據IEC61312中對雷電保護區的劃分思想,我們通常可以將移動基站防雷進行如下圖分區
根據IEC1312以及YD5098中的相關規定,其中YD5098中1.0.4 通信局(站)雷電過電壓保護設計應根據電磁兼容原理按防雷區劃分,對電涌保護的安裝位臵進行合理規劃,如見圖DJZFL01:
圖:YDJZFL01 移動基站的防雷分區
根據IEC1312以及YD5098中的防雷分區規定,可以將移動基站內空間及設備的防雷分區進行如下劃分:
LPZ0B區:移動基站機房外部都有外部防雷措施,如果存在鐵塔則鐵塔為一個巨大的避雷針,通常我們認為在被鐵塔保護的區域為LPZ0B區,因此進入基站的電源線和通訊線及其它線路應從LPZ0B區進入機房。
LPZ1區:整個機房的外墻對雷電電磁脈沖有一定屏蔽作用,可看作是屏蔽層1;按照IEC1312防雷分區的概念,整個機房內部空間應劃為LPZ1區。
LPZ2區:通常移動基站設備都有機柜,機柜外殼為可看作屏蔽層2,機柜內部空間可劃分為LPZ2區,通常對基站防雷而言我們所保護的對象就是這些機柜內部的通信設備,因此也就沒有必要在往下劃分了;故通常對移動基站內部可以分為LPZ1、LPZ2區。
四、移動基站綜合防雷設計
1、供電線路防雷保護:
雷電即可以通過對輸電線路直接放電,也可以在幾公里之外通過雷電電磁脈沖在輸電線路上感應出雷電流入侵移動基站。因此供電線路成為雷電泄放的主要途徑之一。目前我們國內的供電線路以架空線為主且線路較長,據不完全統計國內移動基站中的雷害近80%與電力線路有關。而且在國際、國內的相關防雷標準中對供電系統的雷電防護描述也是占絕大部分篇幅,因此對供電線路的防雷是整個基站防雷的重心,而對移動基站的電力供電系統進行雷電防護是解決整個移動基站防雷問題的核心。
目前國內移動基站的市電引入情況基本上是先從架空高壓電力線終端引入通信局(站)的10KV或6.6KV高壓電力線,經過配電變壓器輸送到基站。移動基站的防雷也就從配電變壓器開始考慮,這類基站的供電構成按YD5078-98要求:
對于從高壓到配電變壓器這一段供電系統的防雷在YD5098-2001中3.7.1~3.7.4有明確規定,主要的要求是配電變壓器不能與通信設備同在一建筑內,高壓鎧裝線路到配電變壓器應兩端接地,在架空高壓電力線終端桿與鎧裝電纜的接頭處,應采用標稱放電電流大于20KV的交流無間隙氧化鋅避雷器(強雷電避雷器)。配電變壓器高、低壓側避雷器的接地端子、變壓器的外殼、中性線、經及電力電纜的鎧裝層應就近接地。移動基站內供電系統(YD5078-98)規定如圖
二、移動基站內低壓配電系統防雷器選型
如圖中所示在移動基站中主要的供電設備有交流穩壓器、交流配電屏、整流設備、直流控制屏。從YD5078-98無人值守移動基站供電系統圖中可以比較清晰的體現“防雷分區、逐級泄放”的思想,首先市電從LPZ0B區入戶進入LPZ1區交流配電設備前安裝第一級防雷器,在開關電源的整流設備前安裝第二級防雷器,在直流輸出端安裝第三級防雷器。很多事實也證明,移動基站防雷只安裝一級防
雷器是不夠的,必須進行分級保護、分級泄流的防護方案,才能比較好的解決移動基站的防雷問題。
第一級防雷器選用模塊化三相電源防雷箱,安裝在電源的總進線配電屏處,該產品是我公司的專利產品,型號為KBT-BJX40/380/100,標稱通流容量100KA,接線方式為3+1,保護模式為L-PE,N-PE,L-N,并具有專長防水防爆、阻燃、雷電通流量大、漏電流小的特點,同時具有產品劣劣化指示、聲光告警、雷電計數、遠程告警干點輸出等功能,專用于通信基站的電源線路雷電過電壓保護。
第二級防雷器選用模塊化三相電源防雷箱,安裝在開關電源的整流設備配電屏處,型號為KBT-BJX40/380/50標稱通流容量50KA,接線方式為3+1,保護模式為L-PE,N-PE,L-N,并具有防水防爆、阻燃、雷電通流量大、漏電流小的特點,同時具有產品劣劣化指示、聲光告警、雷電計數、遠程告警干點輸出等功能,專用于通信基站的電源線路雷電過電壓保護。
第三級防雷器選用模塊化三相電源防雷箱,安裝在各設備機柜的電源總進線處,型號為KBT-BJX40/220/20,標稱通流容量20KA,保護模式為L-PE,N-PE,L-N,并具有專長防水防爆、阻燃、雷電通流量大、漏電流小的特點,同時具有產品劣劣化指示、聲光告警、雷電計數、遠程告警干點輸出等功能,專用于通信基站的電源線路雷電過電壓保護
2.移動基站信號及天饋線防雷
雷電除了通過供電系統侵襲移動基站內的設備外,還通過接地系統、天饋線、通信線路來影響移動基站的工作。從這些途徑上切斷雷電入侵就非常顯得必要,因為與這些線路相連設備的通信端口以及IC電路板的耐壓水平水平非常的低,而且這些設備對信號的要求都非常的敏感,信號稍微有點衰耗就會影響通信,因
此對這類設備通常不能采用多級防雷設備防護,而只能通過在一個防雷設備內采用多級電路進行精細級保護。
一、PCM 2M線的防雷
移動基站的2M端口設備發生損壞主要有如光端機、BTS的傳輸板、DDF架、及一些傳輸設備。通常雷電通過信號線來入侵移動基站設備的主要有兩種情況:
1、不同設備間發生雷電高電位的耦合和轉移:移動基站遭受雷擊時,如雷電電流通過:1)基站鐵塔直接引下到地;2)通過室外感應的饋線的外部屏蔽層引至地線系統;3)電源線上的直擊或感應雷電流經SPD引下到接地系統,其50%的雷擊電流以電阻方式對地耦合,這時會使基站的地網電位瞬時抬高,此時即使是0.5歐的接地電阻的基站在雷擊電流通過瞬間也會使接地電位瞬間呈現幾十千伏的電壓。使得設備接地與信號芯線之間存在高電壓,信號線上就帶上感應雷電流,與通信線相連的另一端處于正常電位的情況下,如果設備未加裝性能良好的SPD,就會出現了雷電通過通信線將兩端設備的通信端口損壞,嚴重的將導致一些傳輸通信設備被損壞。
2、室外通訊線感應雷電流傳導入戶:一些基站的通信線如2M線存在從室外引入的情況,雷電往往通過電磁感應的方式在戶外通信線中感應出雷電流。
3、基站內的電磁干擾:由于基站走線的情況是地線和電源及信號線全部為平行布放,地線回路上的雷電電流勢必會在相應的電源或信號線上耦合現象。對于2M線而言,直接的后果是在信號線上感應出過電壓,將設備打壞。
在YD5098-2001 3.4中對2M線路的雷電防護措施有明確規定:3.4.1 出入通信局(站)光纜或電纜,應在進線室將金屬鎧裝外護層做接地處理,另外光纜應將纜內的金屬構件,在終端處接地;3.4.2 進入通信局(站)的PCM電纜芯線應在終端處加裝SPD,空線對必須就近接地。
通信系統由于受到工作電平、接口速率、和傳輸性能(插入損耗)、線路阻抗等指標的約束,不能象供電系統一樣分幾級防雷,因此PCM 2M線防雷應在通信線路與設備的接口即LPZ1-LPZ2區處使用一級與之通信接口、工作電平、速率相匹配、線路阻抗匹配的精細級防雷器,同時通信線應就近接地。在中國移動的基站的傳輸線的速率小于2Mb/S,線路阻抗有75和120歐姆兩種,工作電平通常小于12V。其中阻抗為75歐姆的2M線的接口類型主要有BNC,L9,C4等類型,如在NOKIA的基站中的傳輸接口就大量使用BNC接口;阻抗為120歐姆的2M線接口類型主要有RJ45、9針或15針的通信串口等,如愛立信的RBS2000型基站就大量使用15針的串口。
移動基站天饋系統防雷措施
通常移動基站中天饋線的布放是沿著鐵塔爬梯布放,然后通過走線架進入機房內部,存在與鐵塔防雷引下線平行布放的問題,因此非常容易受到在雷電流同通過鐵塔引下線泄放的過程中產生的雷電電磁場的干擾。根據YD5098-2001.3中對天饋線的防雷措施主要有:
1、對天饋線的防雷從工程上講就是三點接地,鐵塔上架設的波導饋線、同軸電纜金屬外護層應分別在上、下端、及進入機房入口處就近接地,當饋線及同軸電纜長度大于60m時,其屏蔽層宜在塔的中間部位增加一個接地連接點,室外走線架始末兩端均應作接地連接。
2、城市內孤立的高大建筑物或建在郊區及山區,地處中雷區以上的無線通信局(站),當饋線采用同軸電纜時,應在同軸電纜引進機房入口處安裝標稱放電電流不小于5KA的同軸SPD,同軸SPD接地端子的接地引線應從天饋線入口處外側的接地線、避雷帶或地網引接。
因此要對天饋線防雷器進行選型。
3、天饋線防雷器的選擇問題:移動基站通常使用帶饋電和不帶饋電的兩種系統,饋線傳送速率為850M-960M,傳輸速率非常的高。因此選用天饋線防雷器時主要考慮的防雷器的插入損壞、回波損耗VSWR等。YD5098 5.4.1 要求:同軸型SPD插入損耗應小于等于0.2dB,駐波比小于等于1.2,同軸型SPD最大輸入功率能滿足發射機最輸出功率的要求,安裝與接地方便,具有不同的接頭,同軸型SPD與同軸電纜接口應具備防水功能。同軸型SPD的標稱放電電流應大于等于5KA。
具體配臵如下:
1.在天饋線路上安裝KBT-T2000A天饋線路防雷器,數量共20只,通流容量10KA,插入損耗應小于等于0.2dB,駐波比小于等于1.2,3. 移動基站的監控系統防雷措施
近年來,中國移動基站普遍采用了智能監控系統,據統計監控系統設備目前已經成為移動基站中設備被雷電損壞頻度最多的設備,也是被損壞最嚴重的系統。統計被雷電損壞與監控系統有關設備中比較多的有:空調的控制板(通常通過RS232端口與監控相連)、一些數據采集器的RS422或485端口、協議轉換器、監控設備的傳輸板等。為什么很多基站在供電系統防雷比較完善的情況下其監控系統還是被損壞呢?雷電對基站的監控系統的入侵途徑與入侵PCM 2M線的方式一樣也就不再說明,損壞的主要原因在于監控系統自身的特點,從對眾多監控系
統被雷電損壞的基站情況來看,可以總結出以下幾個因素:
1、設備電源沒有防雷措施,且耐壓水平低,根據IEC61000-4-5直流-48V的通信設備的耐壓水平不會高于500V;
2、控設備的RS485、RS422或RS232通信端口都沒有相應的防雷措施,且通信端口本身的耐壓水平非常低,通常RS485、RS422或RS232通信端口的耐壓水平不超過100V;
3、監控系統被雷擊的基站的開關電源普遍沒有安裝直流防雷器;
4、監控系統存在大量的數據采集線路,這些線路的布放不規范,往往是捆在一起,且很多數據采集線不是屏蔽線纜;
5、監控設備接地參考點不統一,且接地線不規范。可以說監控系統紛繁復雜的布線為雷電流入侵提供了更多的渠道,與本身羸弱的防護能力形成巨大的反差,因此、監控系統更需要全面的防雷。
因此、對移動基站監控系統的主要雷電防護措施有:
1、對監控數據采集線的布放進行合理規劃,所有數據采集線路應使用屏蔽線,且其屏蔽層應接地,盡可能的降低雷電電磁脈沖在數據采集線路上感應出的雷電流;
2、接地方面:在監控主設備下設一個小的監控設備接地參考點作為所有監控設備的接地,并用超過16mm2的接地線與基站總等電位排進行連接。目的用來降低各監控設備間因接地產生的電位差,3、在監控設備端安裝-48V的電源防雷器,釋放從地線或電源線引入的雷電流;
4、5、在開關電源直流輸出端安裝相應的直流防雷器,如電源防雷圖中所示,在一些損壞頻度較高的設備與監控設備間的通信端口安裝相適用的信
號線防雷器,6、對于監控系統的數據采集線路以及控制線都是信號線,因此在選擇防雷器時要考慮信號線防雷器的接口類型、工作電壓、傳輸速率、線路阻抗與系統設備相匹配。下面我們主要推薦一些已經在中國移動省市基站主流監控設備及開關電源中使用過的防雷器如:艾默生、中興、亞信、亞奧等監控設備廠家;以及在開關電源的監控系統中使用過的信號線防雷器,如艾默生、中恒、動力環等;在這些設備中主要使用到的信號線防雷器被實踐和時間證明是非常有效的,而且不會有任何主設備產生任何影響。
具體配臵如下:
1. 在攝像機前安裝KBT-V/3監控多功能防雷器,通流容量10KA,對攝像機的電源線路、信號線路及控制線路進行防雷保護,共3只。2. 在監控主機前端的信號線路前端安裝KBT-V40A視頻信號防雷器,共3只
3. 在在監控主機前端的控制線路前端安裝KBT-C485控制信號防雷器,共1只
4. 在數據采集線路上安裝KBT-C10A控制信號防雷器,共2只
4.等電位處理
在機房四周設臵一均壓環,作為各防雷器及通信設備的接地線匯聚排,并與室外接地裝臵可靠連接。均壓環材料為30*3紫銅排,長度為40米。
4.移動基站的外部防雷接地工程
移動基站的接地應采用聯合接地,對有鐵塔的基站應將鐵塔地網與機房地網相焊接,機房總接地排的接地線與地網連接時應避開鐵塔及避雷針的專用引下線,兩者間距離要求大于5米,以免鐵塔和避雷針上的雷電流沿總地線引入線流入機房內。對一些租用大樓或民用建筑的基站,根據國家標準GB50057-94《建筑物防雷設計規范》的相關要求,對于建筑物的接地一般都采用其鋼筋混凝土基礎作為地網,建筑物其鋼筋混凝土基礎埋地較深,大樓的接地電阻基本上能滿足要求,因此可以使用大樓的主鋼筋作為防雷接地系統。
1、根據YD5068-98《移動通信基站防雷與接地設計規范》的要求,通常移動基站的接地電阻要求小于5歐姆。如果山區基站接地電阻難以滿足要求,可以通過使用降阻材料來降阻,如果還是不能滿足要求則應將整個基站通過防雷器做好等電位連接。
2、在移動基站外部進線孔處設立接地排,并與基站地網相連。將所有進入基站的纜線的接地與之相連,如天饋線接地、鐵塔走線架的接地、光纜加強芯的接地、供電線屏蔽管道的接地等。
3、YD5098-2001中規定出入通信局(站的電力電纜(線)、通信纜線應采用金屬護套電纜或敷設在金屬管內,且應埋地引入,纜線埋地深度應不小于0.7m。特別對于進入通信局(站)的低壓電力電纜宜全程埋地引入,其電纜埋地長度不宜小于15m等。這些工程措施都具有一定的雷電防護作用。
4、接地引線材料選擇金屬接地體應采用熱鍍鋅材料,在各個焊接點由于已破壞
了原來的熱鍍鋅層,因此一定要做防腐蝕處理。垂直接地體長度為1.5~2.5m,垂直接地體間隔為其自身長度的1.5~2倍。接地體上端距地面不小于0.7m,且應在凍土層之下。具體要求如下: 垂直接地體:
可采用直徑為50mm壁厚3.5mm的鋼管 或50mm*50mm*5mm的角鋼 水平接地體和接地引入線: 可采用40mm*4mm 或50mm*5mm的扁鋼。
附地網設計過程:
基站周圍的土質較差,土壤以風化石為主,土壤電阻在1000Ω〃m。原地的接地電阻為15歐姆,要求將整個接地接地的接地電阻降到4歐姆以下,現在其進行設計。
在基站下側的山坡上新建一個地網,長42米,寬28米,面積為1176平方米。地網布臵成網格狀,網絡大小為7米*7米,水平接體采用50*5熱鍍鋅扁鋼,共450米,垂直接地體采用50*50*5*熱鍍鋅角鋼,共35根,該接地網的接地電阻值計算如下:
地網長42米,寬28米,土壤電阻率為1000,按以下公式計算其電阻值。
R1?0.5?S?14.58 ?
新地網與老地網并聯后的接地電阻計算如下:
R?111?R1RY?7.4?
經計算:R1=7.4歐姆.,不能滿足4歐姆的要求,需使作其它材料使地網接地電阻值降低,2.由于土壤電阻率很高,僅用角鋼和扁鋼難以使地網電阻滿足不小于4歐姆的要求,因此使用降阻劑,使地網的電阻值達到設計要求。
在水平接地體上包裹降阻劑,用量為15kg/m,總長度450米,共需降阻劑6750kg 1)使用降阻劑后的新建地網的接地電阻計算如下:
R1?0.5?S??14.58?0.7?10.2 ?
2)新地網與老地網并聯后的接地電阻計算如下:
R?111?R1RY?6.07?
經計算:R1=7.4歐姆.,不能滿足4歐姆的要求,需使作其它材料使地網接地電阻值降低,3)繼續使高效用接地模塊來降低整個地網的接地電阻,型號為KBT-DF,數量為26塊,間距為7米。
單塊接地模塊的接地電阻計算如下:
R?0.068?a?b?152?
10塊高效接地模塊的聯合接地電阻計算如下:
R2? R152??17.9? n?10?0.85
使用10塊高效接地模塊、6750公斤降阻劑、450米扁鋼、角鋼與原地的聯合接地電阻計算如下:
R?11??4.5?
111111????R1R2R31510.217.9還是不能滿足不大于4歐姆的設計要求。需繼續采用其它的方法進一步降低地網的接地電阻。
4.為使地網的接地電阻降低到設計要求,本方案采取增設電解離子接地極的方法進一步降低接地電阻,電解離子接地極的型號為KBT-LJD,數量6支 單根離子接地極的接地電阻計算如下: R4??8l10008?3(ln?1)k?(ln?1)?0.2?40.2? 2?Ld2?3.14?30.2經計算.R2=40.2歐姆
6根離子接地極并聯后的接地電阻計算如下;R4?R40.2??7.9? n?6?0.855.新地網與原有地網聯接地的接地電阻計算如下
R?11111???R1R2R3R4?11111???1510.217.97.9?2.9?
合格
經計算,新建地網需使用450米熱鍍鋅扁鋼,35根1.5米根的熱鍍鋅角鋼,6750公斤降阻劑,10塊接地模塊,6根電解離子接地極,接地電阻可達到2.9歐姆,能滿足不大于4歐姆的要求。
如由于運輸困難,降阻劑難以施工,可不使用降阻劑,在其它材料用量相同的情況下,新建地網的接地電阻值為3.1歐姆,也可滿足設計要求。
R?11111???R1R2R3R4?11111???1514.617.97.9?3.1?但由于季節的變化,土壤中的水份會發生很大的變化,干旱季節由于土壤中的水分減少,導致土壤電阻率大大升高,從面使整個接地裝臵的接地電阻增加。而降阻劑能有效保持土壤中的水份,從而使整個接地裝臵的接地電阻保護穩定,不會隨季節的改變而發生大的變化,因此建議本工程使用降阻劑。
三、地網施工方案
1.人工接地體在土壤中的埋設深度不應小于0.5m。水平接地體應挖溝埋設,溝的尺寸為上寬上0.6米,下寬松0.4米,高0.6米的梯形。
2.地網的網格為7米*7米,在水平網格的交叉處放臵垂直接地體。3.在水平接地體上包裹降阻劑,用量為15公斤/米。
4.電解離子接地極采用鉆孔的方法敷設,用熱熔焊的方法與水平接地體連接。5.接地模塊與水平接地極采用焊接地方法連接。6.新建地網與原地網連接點不少于兩處。
KBT-LJD離子接地體施工方法如下:
1、鉆孔
在選好的施工場地鉆出Φ155mm×3155mm垂直地面的孔洞。
2、配填充劑
(1)在容積大小150升的容器內放入50kg淡水(井口、自來水均可);(2)加入填充劑A,攪拌至全部溶解;(3)加入填充劑B,攪拌至全部溶解;(4)加入填充劑C,攪拌至糊狀。
3、植入接地棒
(1)拆開接地棒兩端密封膠帶
(2)將四分之一配臵好的的填充劑填入孔洞底部;(3)將接地棒植入孔洞中,棒頂與地平面平齊;(4)接好引出線;(5)將其余填充劑填在接地棒周圍,填至距棒頂端100mm時止;(6)蓋上防護帽,測量接地電阻;
(7)用土填蓋防護帽周圍,帽頂高出地面100mm。
4、注意事項
(1)鉆孔直徑不宜大于155mm,以免填充劑填充不足;
(2)蓋防護帽時注意棒上的通氣孔不得被泥土或填充劑堵塞,帽上通氣孔在回填土之上,不得堵塞。
(3)當一根接地棒達不到地阻要求時,可用兩根或幾根并聯使用,棒與棒之間的間隔不宜小于5m;(4)引出線采用50mm多股銅線,引出線與棒體實行壓接,接點防腐處理。(5)多極離子接地極的母線采用BV50mm2銅線實行火泥熔接連接。
服務與承諾
1、本公司保證所提供的產品符合國家有關防雷產品的法規和標準。
2.本公司防雷工程中所使用的產品實行一年內免費更換,五年內免費維修,終身維護。
3.我公司承包的防雷工程中所使用的產品,保修期的起始日期為產品安裝之日。4.保修期內對符合保修條件的產品,不收取備件費和工時費;對不符合保修條件的產品,收取備件費,免收工時費。
5.凡本公司施工的防雷工程,保證防雷系統及被保護系統的安全有效運行,如防雷系統出現故障,自接到通知之時起,省外48小時派員趕到現場處理,省內24小時派員趕到現場處理,市內4小時派員趕到現場處理。
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湖南普天科比特防雷技術有限公司
某移動基站綜合防雷工程預算表
序號*********26名 稱三相電源防雷箱三相電源防雷箱單相電源防雷器控制信號防雷器天饋線路防雷器監控多功能防雷器視頻線路防雷器小計安裝維護費等電位連接處理熱鍍鋅角鋼熱鍍鋅扁鋼高效接地模塊降阻劑電解離子接地極地網施工電解離子接地極施工型 號KBT-BJX40/380/100單位數量單價臺臺組只只臺只1***42001650總價******90備注站用總電源開關電源進線處柜內各設備電源通信管理器KBT-BJX40/380/50KBT-BJX40/220/20KBT-C10AKBT-T2000AKBT-V/3KBT-V40A5404801200400天饋線路室外攝像頭網絡視頻服務器設備總價15%處50*50*5*150050*5KBT-DFKBT-JZKBT-LJD根米塊噸支米支35平方30*3紫銅排16平方10平方6平方米米米米米***50620401020*********00*********9378電源防器接地電源防雷器接電源信號防雷器接地地網施工各機柜接地處理***多股裸銅線均壓環電纜線電纜線電纜線合計稅金檢測費總計6%(普通發票)***2
第三篇:移動通信基站故障淺談
移動通信基站故障淺談
移動通信系統中的基站主要負責與無線有關的各種功能,為MS(移動臺)提供接入系統的UM接口,直接和MS通過無線相連接,系統中基站發生故障對整個移動網的影響是很大的。引起基站故障的原因很多,但大多可歸為以下四類,本文結合本人的實際工作對基站故障歸納分析如下:
一,因傳輸問題引起的故障
移動通信雖屬于無線通信,但其實際為無線與有線的結合體。移動業務交換中心(MSC)與基站控制器(BSC)之間的A接口以及基站控制器(BSC)與基站收發信臺(BTS)之間的ABIS接口其物理連接均為采用標準的2.048MB/S的PCM數字傳輸來實現。另外基站的各部件的穩定工作離不開穩定的時鐘信號,而基站的時鐘信號是從PCM傳輸中提取的,愛立信的基站不提供外部時鐘輸入的端口,這些基站設備是基于采用傳統的PDH組網方試而設計的。
目前傳輸設備正從PDH向SDH逐步過度,而按照SDH的傳輸體制,由于指針調整的原因,其傳送時鐘是通過線路碼傳輸,由分插復用器(ADM)專門的時鐘端口輸出。如果采用從SDH的隨路碼流中提取時鐘的方法,將會帶來諸如失步,滑碼,死站的問題。如新橋站原采用愛立信RBS200設備,傳輸采用SDH系統,此站自開通以來一直不穩定,后經愛立信工程師到現場檢查發現為基站同步不好,建議采用PDH傳輸系統,或基站采用RBS2000設備,(RBS2000對同步要求較RBS200低),后用RBS2000設備替換原RBS200設備,基站工作正常至今。
日常維護中經常有基站所有或部分載頻不穩定,時而退服時而工作的現象,BSC側對CF測試結果為BTS COMMUNICATION NOT POSSIBLE 或CF LOAD FAILED。此類故障大都為傳輸不穩定有誤碼,滑碼而引起的。當傳輸誤碼積累到一定時,BSC無法對基站進行控制,數據裝載,此時可在本地模式下通過OMT對IDB數據從新裝載,復位后可恢復正常。
二,因基站軟件問題引起的故障
基站系統中的軟件是指揮和管理基站各部件有序,正常工作的。若基站IDB數據與基站情況不匹配,則基站一定無法正常工作。如在對北碼頭基站進行傳輸壓縮(兩條壓縮為一條)后發現A,B小區工作正常而C小區工作不正常,說明BSC無法與C小區進行通信,于是懷疑與之想鄰的B小區的軟件設置有誤,經查看發現B小區的傳輸方式被誤設為STANDALONE(單獨方式),一條傳輸時ABC各扇區的傳輸方式應分別設為CASCADE,CASCADE,STANDALONE,將B的傳輸方式改為CASCADE后基站恢復正常。
三,因基站硬件引起的故障
此類故障較常見,現象也較明顯,一般有故障的硬件其紅色FOULT燈會點亮,但有時不能被表面假象所迷惑。
例如唐閘基站B扇區一載頻(TRU)退服,到站后發現此載頻的紅色FOULT燈和TX NOT ENABLE 燈都亮,于是判斷為TRU硬件損壞,更換后故障現象依舊,此時更換TRU就犯了“頭痛醫頭,腳痛醫腳”的錯誤,TRU退服可能為其本身硬件故障也可能為與之相連的其他硬件或連線的故障。用OMT軟件診斷后提示為CU到TRU間的連線故障,檢查發現連線松動,重新連接后故障消失。對此類故障建議先用OMT軟件進行故障定位,根據OMT的建議替換單元進行操作,而不能只看表面。
四,因各種干擾引起的故障
移動通信系統中的干擾也會影響基站的正常工作,有同頻干擾,鄰頻干擾,互調干擾等。現在陸地蜂窩移動通信系統采用同頻復用技術來提高頻率利用率,增加系統容量,但同時也引入了各種干擾。
日常維護中新建站以及擴容站新加載頻的頻點選取不合理基站將無法正常工作,對此類故障應與網優配合,綜合考慮各種因素,選取合理頻點,消除以上干擾。
對移動通信系統中基站的各類故障應認真分析,找到其真正原因,才能以最快的速度排除故障,提高網絡質量。
第四篇:通信基站綜合防雷方案
移動通信基站綜合防雷
一、施工方案
企業標準《基站防雷與接地設計規范》中4.3條規定通信機房及通信基站應采用系統的綜合防雷措施,包括直擊雷的防護、聯合接地、等電位連接、電磁屏蔽、雷電分流和雷電過電壓保護等措施。
因此通信機房及通信基站的綜合防雷電受到了高度的重視,為了最大限度的抑制雷電危害,結合中國通信企業標準QB-W-011-2007《基站防雷與接地技術規范》及信息產業部頒發的YD/T 5098?2005《通信局(站)防雷接地工程設計規范》,并遵照《河北基站防雷與接地整治技術要求》的指導意見,我公司對邯鄲所屬通信機房的雷電防護提出了以下整改方案:
1、外部雷電的防護措施
1)接閃器:鐵塔可以作為機房最好的接閃裝置,鐵塔頂端要加裝限流接閃器(避雷針),天線應在接閃器保護半徑之內。現有基站情況基本符合規范要求,方案預算中故沒有考慮。
2)引下線:鐵塔接閃器應通過引下線與聯合地網做良好的連接,采用40mmx4mm的熱鍍鋅扁鋼將避雷針引下線接至鐵塔遠離機房側與鐵塔地網相連接。以盡可能的減小雷電流泄放對機房造成的損害。
為保證良好的電氣連通,扁鋼與扁鋼(包括角鋼)搭接長度為扁鋼寬度的2倍,焊接時要做到三面焊接,焊接要實,不得虛焊。焊接部位扁鋼應作三層防腐處理,具體操作方式為先涂瀝青,然后繞一層麻布,再涂一層瀝青。
3)接地地網:YD5098-2005中6.1.1條規定基站使用聯合接地,通信基站地網應由機房地網、鐵塔地網組成,或由機房地網、鐵塔地網和變壓器地網組成。當電力變壓器設置在機房內時,可共用機房地網;當鐵塔建于機房屋頂時,鐵塔地網與機房地網合為一個地網。
a.鐵塔地網:
鐵塔地網應采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,將鐵塔四個塔角地基內的金屬構件焊接連通,鐵塔地網的網格尺寸不應大于3m×3m,鐵塔位于機房旁邊時,應采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,在地下將鐵塔地網與機房外環形接地體焊接連通。鐵塔地網與機房地網之間可每隔3-5米相互焊接連通一次。且連接點不應少于兩點。
b.變壓器地網:
當電力變壓器設置在距機房地網邊緣30m以內時,變壓器地網與機房地網或鐵塔地網之間,應每隔3~5m相互焊接連通一次(至少有兩處連通),以相互組成一個周邊封閉的地網。如變壓器距機房地網邊緣30m以外時單獨敷設變壓器地網
c.機房地網:
機房地網由機房基礎接地體(含地樁)和外圍環形接地體組成。環形接地體應沿機房建筑物散水點外敷設,并與機房基礎接地體橫豎梁內兩根以上主鋼筋焊接連通。機房基礎接地體有地樁時,應將地樁主鋼筋與環形接地體焊接連通。
d.實施方案:
在機房周圍敷設新的人工輔助地網,采用熱鍍鋅角鋼和扁鋼作為接地體,通過電焊焊接的方式實現連接。同時將新建地網與原基礎地網做連接處理,實現聯合地網。
Ⅰ:破除地面;
了解地下情況,選擇開挖線路。信息和施工必須準確、迅速。避免影響工作。
Ⅱ:開挖溝槽;
溝槽開挖深度為70厘米,寬為40厘米,地網整體成閉合環形。Ⅲ:敷設接地體和接地引出線;
地網分別引至電源機房、通信機房。并與等電位匯流排可靠連接。敷設垂直接地體時應避開地下管線,其間距不小于接地體長度的2倍,在施工空間充足的地方可以放寬,其接地效果成正比。敷設水平接地體時應與相關管線保持安全距離,計算方法依據《建筑物防雷設計規范》中公式確定。敷設接地引出線時應做好防機械損傷的措施。并盡量實現隱蔽、美觀的原則。
Ⅳ:焊接與固定;
焊接方式采用電焊或熱熔焊接,焊接過程中應保證用電安全、防火防燙傷等的安全措施。固定應可靠堅固。
Ⅴ:防腐處理;
對每個焊點進行可靠細致的防腐處理。Ⅵ:掩埋接地體和溝槽;
掩埋接地體時應保證掩埋的土壤堅實,采用夯實的方法保證接地體與土壤的良好接觸。并保證雨季時地面不下陷。
Ⅶ:地網檢測和接地電阻測量;
對整個工程施工工藝進行檢測和測量。并記錄地網接地電阻值,與設計目標比較后作出判斷。合格后進行第八個步驟的工作。不合格則要進行整改。
Ⅷ:地面恢復;
恢復地面優于施工前,保證現場垃圾的清理和衛生。保證地面恢復的美觀。
Ⅸ:撤離施工現場。
與負責人共同驗收并告知施工概況,得到認可后方可撤離現場,并保證撤離后的現場不影響建設方工作。
在土壤電阻率較高的地區,宜敷設多根輻射型水平接地體(簡稱輻射型接地體,下同)。在碎石多巖地區其外型也可根據地形設置。環形接地體每邊長一般為10~20m。輻射型接地體的長度宜20~30m,其走向為聯合地網向外輻射方向,它也可在鐵塔地網上敷設,在輻射型接地體終端附加垂直接地體。
對于通信機房無論是考慮防雷地還是工作地,在機房的周圍都應該做一個獨立地網,然后于鐵塔地網,變壓器地網連接,實現共地。如圖:
2、電源系統的雷電防護措施
由于電力線大多架空鋪設,受雷擊或感應的機會相當大,電源系統發生的雷擊事故也較多,除此之外,很多基站供電系統屬于TT系統,電網電壓波動大。因此電源系統防雷及過壓保護是首要解決的問題。
1)高壓部分的防護:國家對高壓系統的防雷保護有專門的規定,歸屬電力部門負責。應加裝10KV 高壓氧化鋅避雷器,變壓器接地地阻值達到規范要求。
2)電源引入部分的防護:電力線應選用具有鎧裝層的電力電纜或護套電纜穿鋼管埋地引入機房,電纜金屬鎧裝層和鋼管應在兩端就近可靠接地。電纜長度不宜小于50m,深度70㎝。當變壓器或電力線路終端桿離機房較近時,可將電纜環繞機房或空曠區域迂回埋設。電力電纜與架空電力線連接處三根相線應加裝氧化鋅避雷器。如下圖:
實例圖片
3)室內電源部分的防護:國家標準明文規定要求在低壓電力線進入交流屏前安裝可靠的防雷器件,由于雷擊的強度與設備耐壓水平懸殊,并涉及具體需防護雷電的級別和能量的配合。IEC經過實踐證明只有分級保護才能達到要求。根據設備的不同位置和耐壓水平,可將保護級別分為三級或更多。
a.第一級防雷保護在基站電源總進線開關處對地并聯電源防雷器,QB-W-011-2007中6.8.4條規定浪涌保護器選用參考YD5098-2005的規定,根據YD5098-2005中9.2.4條規定為防止變壓器高壓側某一相堆變壓器外殼短路,導致用戶側相線對地產生持續高電力差,建議采用“3+1”模式
防雷裝置。即3個保護器分別有三根相線對中線安裝,在加上一個NPE保護器,連接中線和地線。這樣可以進行相-相、相-中、相-地、中-地的全面保護。YD5098-2005中9.3款規定郊區和山區基站應選擇最大通流量 100KA以上的限壓型電源一級防雷器,并具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護、過流保護、保險跳閘、遙信等功能。直接用25mm2銅纜垂直接地至均壓環,達到最大感應雷 防護標準。
防雷箱接地線直接接在防 雷專用接地排上,接地線采用 35平方BVR銅纜,連接處采用 銅鼻子壓接,壓接銅鼻子使用 規格相符的液壓鉛,或沾錫處 理。如圖一、三:
圖一:電源一級防雷箱
b.第二級防雷保護安裝基站開關電源處,YD5098-2005中9.3款規定所有基站交流二級防雷應選擇最大通流量在40KA以上的限壓型防雷器。通過開關電源可靠接地,同時具有遙控監測觸點和損壞指示示窗。插拔模塊組合可以進行不斷電的更換操作,標準DIN導軌安裝。
同時YD5098-2005中9.2.2條規定基站內的第一級和第二級浪涌保護器的安裝點達到不小于5米的技術要求距離,在基站不具備線路施工條件時,需安裝專用退耦器,配合防雷器工作,協調兩級防雷器的能量分配。
YD5098-2005中9.3.4.4條規定直流電源部分在直流電源輸出側安裝直流防雷器,作為電源系統浪涌過電壓防護的第三級,抑制前級較高的殘壓隊后端弱電設備的干擾。通過直流配電屏接地,或者直接安裝在基站設備和傳輸設備的電源輸入端。主要保護通信主設備、綜合傳輸設備的直流供電,不受因雷電電磁場在電源傳輸線路發生電磁感應所產生的過電壓,并實現L-PE、N-PE的等電位連接。如圖二:
圖二:直流電源防雷
圖三:防雷器專用接地排
3、天饋線部分的雷電防護措施
國家規范和行業標準中規定,基站天線必須在接閃器的保護范圍之內,由于通信基站的工作環境比較惡劣,基本都是無人值守基站,根據基站設備的實際情況,選擇饋線避雷器,安裝在走線架上、主饋線與下跳線之間的7/16DIN介面處,可靠接地。良好的接地是保證防雷器工作的基礎。
QB-W-011-2007中6.3.1條規定必須做好三點接地,即饋線上部(饋線頂端與天線介面處)、下部(饋線在鐵塔下部折彎前離塔處)和經走線架進機房入口處都要用截面積不小于10mm2的多股銅線可靠接地。室外走線架始末兩端均應接地。對于超過60米長的饋線要在鐵塔中部增加一個接地點。
同時為便于饋線及其它同軸電纜金屬外護層在機房入口處妥善接地,宜在機房入口處設置饋線接地排,饋線接地排應采用截面積80mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,并采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼就近與機房地網作可靠連接。
室外走線架始末兩端均應作接地。在機房饋線口處的接地應單獨引接地線至地網,不能與饋線接地排相連,也不能與饋線接地排合用接地線。
機房入口處的饋線接地線應接至饋線接地排,饋線接地線的走向應由天線朝機房方向。對于水平敷設距離較長的饋線和其它同軸電纜金屬外護層應在水平拐角處就近接地。
饋線接地排也可以設置在饋線口的室內側,但必須確保饋線接地排與包括走線架在內的其它金屬體和墻體絕緣,饋線接地排與地網的連接方式不變。如圖:
饋線室外接地排
跳線處一點接地
4、光纜部分的雷電防護措施
光纖由于其傳輸信號的特殊性,最好埋地進入機房長度不小于30-50米,但目前基本是架空到基站,且線路較長,其加強筋很容易傳導雷電過電壓。
對于光纖的加強筋加設獨立地排和連接線,獨立地排與機殼采取絕緣處理,將地線引到饋線地排上,接地線采用35mm2BVR多股銅纜。綜合柜的地排采用35mm2BVR多股銅纜接到接地匯集線上。
機房設有環形等電位排時,可直接將地線接到銅排上,采用 35mm2BVR多股銅纜。如圖:
光纖加強筋接地
5、基站內等電位連接
現有通信機房的等電位連接方式為星型S型結構,見圖,依據最新的前沿技術分析得知,這種結構是不利于地電位反擊情況下的防護措施。因此等電位連接網絡需要整改,由星型結構轉變成網型結構,見圖
圖1星型網型接地方式對比圖
整改方案:
在通信機房的配線架上通過掛鉤敷設環形結構的等電位連接帶。通過BVR銅纜作為等電位連接導體與機房內的所有設備(通信、光端機、列頭柜、監控、電源柜等)進行可靠連接。并對等電位連接網絡實現兩點可靠
接地。
1)選定等電位連接帶的敷設位置
原則是所有設備的工作地、保護地應以最短的距離連接到等電位連接帶上,所有連接導體必須敷設科學合理、美觀整齊。
2)敷設等電位連接帶主體
在配線架上通過掛鉤敷設等電位連接帶。通過絕緣端子實現等電位連接帶主體的獨立性。
3)等電位連接帶主體接地
通過等截面的接地引入線與等電位連接主體相連,實現其接地。接地需滿足對稱兩點接地的要求。并保證連接點的接觸電阻小于0.003歐姆。
4)實現設備與等電位連接排的連接
第一步對設備的保護地線或工作地線實施跨接,保證正常運行。第二步拆除原有保護地線或工作地線。第三步把前期做好的等電位連接導體安裝、固定到設備和等電位連接排間。第四步拆除跨接線。第五步整理線路并貼線路指示標簽。
按上述步驟完成所有設備的等電位連接。并保證設備的可靠接地。并保證標簽的正確性和線路美觀性。
5)測試連接點的接地電阻
通過等電位測試儀,測量各節點的電氣連接情況。保證接觸電阻小于0.003歐姆。
6、空調室外機的防護
據 QB-W-011-2007 《中國通信企業標準 》之規定,空調室外機電源線應采用三相五線電力電纜或把空調外機外殼與機房外部的環形接地體做電氣聯接。嚴禁將室外機外殼與避雷帶、雷電引下線、塔體或室外接地排相連。因此室外機機殼的接地通過40x4mm的熱鍍鋅扁鋼與機房地網就近連接實現,焊接處扁鋼應作好防腐處理,布線應美觀、牢固。
7、機房內辦公系統和其他系統的防護(可選項)
綜合通信機房作為通信辦公樓的唯一機房,機房內不但包括通信設備,還設置了許多的辦公集成網絡,通信計費系統等。進出機房的電源線、信號線相對較多,為了考慮整體防護的安全性,應對其他系統給與相應的雷電防護。
●對綜合辦公網絡柜的交換機等供電進行防護,選用ZYMS-20電源精細保護防雷插座。
●對于進出機房的網絡信號線應對24口、16口交換機進行防護采用防雷器型號為ZYMSS RJ45F-E100/5-24。
8、綜合布線
隱患:由于沒有科學的布線,電源線在雷電發生時容易感應過電壓損壞后端的設備,也叫二次雷擊。
建議對機房內的線路進行合理的規劃和整改。整改措施:
交流電源線、直流電源線、射頻線、地線、通信電纜、控制線等應分開敷設,嚴禁互相交叉、纏繞或捆扎在同一線束內;同時,所有的接地線纜應避免與電源線、光纜等其他線纜近距離并排敷設。接地線沿墻敷設時應穿PVC管。如圖:
綜合布線示意圖
第五篇:移動通信基站基礎知識
移動通信基站基礎知識
移動通信基站的建設是我國移動通信運營商投資的重要部分,移動通信基站的建設一般都是圍繞覆蓋面、通話質量、投資效益、建設難易、維護方便等要素進行。隨著移動通信網絡業務向數據化、分組化方向發展,移動通信基站的發展趨勢也必然是寬帶化、大覆蓋面建設及IP化。本講座主要介紹移動通信基站基礎知識、GSM基站簡介、GSM基站的優化、GSM基站的維護及移動通信基站對健康的影響。。
GSM數字移動通信發展非常迅速,從早期規劃的大區制,到后來的小區制,直到現在的微蜂窩、微微蜂窩,相對應的天線從早期架設在屋面鐵塔上,到后來天線降到屋面上,直到現在要把天線設置在屋面下的外墻側面上。所有的這些變化都說明,對GSM基站站點的優化在不同階段要有不同的思路,只有不斷更新思想,才能建設和優化好GSM無線網絡的通信質量。
在GSM建設初期,建設基站的主要目的是為了擴大無線覆蓋面,盡可能力移動用戶提供較為滿意的連續覆蓋,所以基站數量相對較少,無線網絡也相對簡單。
隨著GSM移動電話用戶數量的飛速增長,GSM基站只有不斷地進行擴容與新建,才能滿足用戶的需求。隨著無線網絡的不斷擴大,網絡資源配置不合理現象日益突出,因此,在GSM基站進入快速發展階段。應重視對基站的優化。
下面以福州市區GSM基站為例,從3個方面闡述影響移動通信質量的原因,并提出采取優化的方法。
一、預測模型的影響及其優化
1.預測模型的影響
根據所使用的頻率不同,通常有兩種不同數學模型預測GSM基站無線覆蓋范圍。
(1)Okumura電波傳播衰減計算模式
GSM900MHz主要采用CCIR推薦的Okumura電波傳播衰減計算模式。該模式是以準平坦地形大城市區的中值場強或路徑損耗作為參考,對其他傳播環境和地形條件等因素分別以校正因子的形式進行修正。
(2)Cost-231-Walfish-Ikegami電波傳播衰減計算模式
GSM 1800 MHz主要采用歐洲電信科學技術研究聯合推薦的“Cost-2-Walfish-Ikegami”電波傳播衰減計算模式。該模式的特點是:從對眾多城市的電波實測中得出的一種小區域覆蓋范圍內的電波損耗模式。
不管是用哪一種模式來預測無線覆蓋范圍,只是基于理論和測試結果統計的近似計算。由于實際地理環境千差萬別,很難用一種數學模型來精確地描述,特別是城區街道中各種密集的、下規則的建筑物反射、繞射及阻擋,給數學模型預測帶來很大困難。因此。有一定精度的預測雖可起到指導網絡基站選點及布點的初步設什,但是通過數學模型預測與實際信號場強值總是存在差別。2.采取的優化方法
(1)福州市區GSM基站電波傳播的環境福州市區內的地理環境是:
有山(于山、烏山等)、有湖(西湖公園、左海公園等)、有江(閩江等),還有參差不齊的高校大廈。福州市區現有GSM 900 MHz基站198個,GSM 1800 MHz基站也有70個左右(截至1999年底)。這些基站遍布在全市各主要商業區、住宅小區、行政辦公大樓、學校以及郵電局(樓)等場所,基站與基站之間最小間距己小于300m。因此,電波傳播環境是錯綜復雜的。
(2)優化的方法
根據福州市區的地理環境和基站分布情況,要得到真實的電波場強覆蓋情況,需借助于場強測試儀進行現場實測(路惻)。優化時主要分高話務量密集區和中低話務量區兩種情況進行:
①高話務量密集區的場強測試和優化
所謂高話務量密集區是指福州市的五四路、東街口、五一廣場等區域。這些區域每平方公里的愛爾蘭數一般在120以上(即120Erl/km2);場強值設置應下低于-65dB,以保證在高話務量區內的所有GSM手機都處在強場強覆蓋狀況。
借助場強測試儀進行現場測試(包括室內、室外覆蓋),重點了解并記錄各基站覆蓋區、重疊區、弱場強值區(小于-65 dB。尤其是小于-75 dB)分布情況。然后對這個區域內的場強值調整及優化。
a.弱場強值區的調整及優化
主要是室內區域的調整及優化,因為電波穿過各種墻體進入室內約有15 dB一20dB的衰減值,因此需加強室內區域的場強值。
對建好且已投入使用的高樓大廈、賓館(一般是三級以上)等如果在技術上可采取室內分布系統的,應優先考慮建設室內覆蓋點:如果在技術上不能采取室內分布系統的(有些物業管理部門不同意施工),則應考慮建設微蜂窩站點;對于在建或擬建的建筑物(尤其是高檔大廈)應積極與業主聯系,爭取在建設階段就布好室內分布系統。
根據實際情況,對室內覆蓋站可獨立增加頻點建站,也可利用原有室外站頻點建站(通過天線分路器共享室外、室內載頻);可建成定向無線分布式的室內覆蓋,也可建成全向式天線分布式的室內覆蓋。
以上是改善繁華地段弱場強值區的有效方法,解決得好一方面可以解決高層建筑干擾問題,另一方面可提高接通率,吸收話務量。
目前在福州市區的省政府新大樓、省郵電管理局、省移動公司大廈、福州電信樞紐大樓、大利嘉城、雙子星大樓等基站均采用室內覆蓋,在郵電公寓等基站建設了微蜂窩站。
b.場強重疊區的調整及優化
場強重疊區主要是相鄰多基站無線電波重疊覆蓋區域。由于多基站的多扇區對某一特定區域進行無線電波重疊覆蓋,必然使進入該特定區域的移動手機出現頻繁切換。掉活率上升。因此,必須減少這類區域的重疊覆蓋區域的面積。
對場強重疊區的優化可考慮采用增大下傾角的方法或換成電調下傾角的天線,使覆蓋重疊區減小,并減少干擾。
通過調低周圍相關基站的天線掛高、發射功率或使用更低增益(如 8dB)的無線等方法,也可改善場強重疊覆蓋帶卒的負面影響.減少掉話率。
目前在福州市的五四路、東街口、五一廣場、三叉街等地段上的基站就應降低天線高度或使用更低增益天線或調低基站輸出功率。
②中低話務量區的場強測試和優化
所謂中低活務量區是指除了高話務量區外的其它區域,一般指福州市的二環路以外(行政區域劃分的三、四級及以下的區域)。該區域場強值最低可放寬到-90 dB~100 dB。借助場強測試儀進行現場測試(包括室內、室外覆蓋),重點了解并記錄各基站覆蓋區、重疊區、弱場強值區(小于-90 dB,尤其是小于-100 dB)分布情況。然后對這個區域內的場強值調整及優化。
由于這類區域場強重疊區并不像密集區域場強重疊區那樣影響移動用戶(掉話率),因此應把優化的重點放在改善弱場強值區,最簡單、最直接的方法就是增設室外基站,加大場強值,改善覆蓋。
總之,因預測不準確,對GSM基站進行調整優化,主要是通過增設室內站、微蜂窩站、室外站,調整基站無線參數以及發射功率等方法,改善無線電波的傳播及覆蓋,使區域內的無線覆蓋更接近數學模式電波傳播模型,為用戶提供良好的通話質量。
二、環境變化及其優化
1.環境變化
GSM發展非常迅速,基站遍布城市各個角落與街道,另一方面城市的規劃與建設不斷地更新和發展,一座座高樓大廈拔地而起。這樣,早先建設的基站在某扇區或多個扇區就有可能被后來建設的高樓所阻擋,基站電波傳播環境急劇惡化,因此必須對基站進行優化,使基站的資源配置始終處于最優狀態,產生出最大經濟效益。
2.采取的優化方法
(1)基站天線調整
最有效且簡單的辦法是對基站天線進行調整,即把被阻擋的扇區天線移到該樓其它位置,避開阻擋建筑物,這種方法適用于無線及饋線調整相對比較容易的基站。例如.福州市電信樞紐GSM基站建設于1995年,當時該基站第一扇區(朝北面)沒有阻擋物,但是在1998年城市規劃中,位于該基站第一扇區的正前方新建了一座科技大廈,與樞紐大樓相隔不到15 m,完全阻擋了樞紐站第一扇區的無線覆蓋,該扇區話務量直線下降。為了使該扇區的資源能得到有效利用,優化時,對該扇區的兩副收發/分集接收天線作了及時調整,移到靠西面的北側,避開阻擋建筑物。
(2)搬遷基站或扇區
當天線及饋線調整較為困難且基站因阻擋,實際利用率大大降低時,可采用兩種優化方法。優化方法之一,搬遷基站。當然采取這種方法,在人員、時間、資金等方面要付出代價,應慎重考慮,盡量少采用。優化方法之二,去掉被阻擋的扇區,在周圍適當的區域內另設站點。
城市中的重要基站往往處于城市的中心,而隨著城市現代化建設步伐的下斷加快,舊城改造、城市重新規劃在所難免,基站所處的周圍環境也處于不斷更新和改變中。基站周圍的無線電波環境也隨之改變。因此對城市內基站進行優化應適應城市環境的改變。使無線電波處于較佳覆蓋,資源配置處于較合理狀態。
值得一提的是上述調整是動態的而不是靜態的。
三.網絡擴建及其優化
1.網絡建設的發展
在網絡建設初期,往往把基站各相關的參數設置在有利于擴大基站覆蓋面的位置上。隨著GSM用戶增多,網絡下斷擴建,基站越建越多,GSM無線網絡不斷向小蜂窩--微蜂窩結構發展,原先的基站參數(如基站的輸出功率、無線高度、無線增益、無線傾角等)設置已不適應現在無線網絡的發展需要,必須進行調整。
由這個因素引起的基站優化工作量最大,涉及面也最廣,而且也是最迫切需要解決的問題,因為這直接關系到整個無線網絡能否順利擴容、增加無線網絡容量、滿足用戶對GSM移動通信的需求等問題。2.采取的優化方法
--這種因素引起的基站優化可從兩個層面進行:
(1)對設在市內高層建筑上基站的優化
毫無疑問,這類基站(一般是指天線離地掛高在30m以上)在GSM建設初期起到了重要的作用,在基站數不斷增加的情況下,這類基站正面作用越來越小、反面作用越來越突出,它阻礙基站的進一步發展(建設、擴容),特別是給頻率復用造成困難。--在對福州市內早期建設在高層建筑物上的一些基姑進行優化時。可采取以下方法:
①如果無線能降高的,就采取降低天線高度的辦法,便于在其周圍建設新基站,提高頻率復用率。例如,目前福州市內的郵電公寓基站由原先天線掛在14層屋面的50mn鐵塔上,降到現今14層屋面上(還是太高,優化時應調整到8層外側墻上)。
②如果無線不能降高或降高很困難的基站,有兩種辦法:
a.對這些高層站使用的頻率重新分配(規劃),使之與大部分市內低層基站使用的頻率不重復,形成福州市內高層建筑物群覆蓋和低層建筑物群覆蓋兩個層面,例如福州市郵政大廈、江濱等基站可調整為高層覆蓋區。
b.由于市內高層站也不能設置太多,那樣會浪費寶貴的頻率資源,因此對一些多余的基站(特別是市中心、繁華地段的高層基站)則應拆除,像福州市閩江飯店基站就應拆除。
(2)對設在低層建筑物上基站的優化
對這類基站(一般指10層以下民用住宅樓,天線離地掛高在15m~30m之間),如果是基站無線覆蓋半徑要求控制在500m左右時,這樣的無線離地掛高是比較合適的。隨著基站小區的不斷分裂,小區半徑間隔越來越小(已達到300m,甚至更小), 這時就要對天線進行調整。
由于對這類基站進行優化,主要是把基站無線覆蓋小區半徑控制在一個更小的范圍內,因此,通常采用調整無線傾角的辦法來加以控制。一方面,調整天線下傾角方法簡單、施工方便、周期短,且又能使天線在干擾方向上的增益減小:另一方面無線下傾后,提高了本覆蓋區內的信號強度,既改善了本覆蓋區的場強,又增加了抗同頻干擾的能力,因此能有效地對服務區進行控制。
當通過調整天線傾角無法達到預期的目的時,就要通過更換小增益天線、調整基站的發射功率,或者降低天線的離地高度等方法來控制小區信號強度。--在實際工程中對天線下傾角調整不是越大越好,這是因為隨著天線下傾角的增大,水平方向傳播特性圖將變成扁平。一般下傾角超過10°,水平方向圖就會出現失真。因而天線下傾角在0°~10°之間選擇較為合理。
另外,有些廠家在設計天線時,把主瓣與旁瓣交界處的場強值設地成0 dB,且天線內部本身又沒有設置下傾角度,為了抑制該0dB場強值落在最想覆蓋的基站小區內(造成近距離覆蓋效果不好),因而無線下傾角至少也要下傾1°~2°。如果運營商選擇這類天線,則天線下傾角建議在1°~10°之間選擇為宜。
當然,影響GSM基站通信質量的因素是非常復雜的,如智能跳頻技術運用的好壞、配套傳輸和電源質量穩定的情況、工程施工質量的好壞等因素都會直接影響到基站通信質量,限于文章的篇幅。這里不再一一論述。