CN101345593A - 集中监控的覆盖系统网络及其多系统接入器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集中监控的覆盖系统网络，用于完成移动通信信号的覆盖，并提供集中式监控的功能，包括：近端节点，与基站电性连接，在基站与远端节点之间传输信号；至少一个远端节点，与该近端节点电性连接，完成信号的覆盖；若干多系统接入器，为每个节点独立配备并与各相应节点电性连接；每个多系统接入器采集其自身及与之连接的节点和/或天馈系统的监控信息，将该监控信息经该节点传输至与该近端节点电性连接的多系统接入器。此外，本发明还公开了其多系统接入器的具体结构。本发明实现了对覆盖系统网络的集中监控，一方面大大节省施工、管理、材料、组织等成本，另一方面节省网络资源且更便于管理，克服了现有技术中的诸多不足。

Description

集中监控的覆盖系统网络及其多系统接入器

【技术领域】

本发明涉及移动通信覆盖系统的监控组网技术，尤其涉及一种集中监控的覆盖系统网络及其多系统接入器。

【技术背景】

目前在大型室内(如机场、会展中心、地铁等)覆盖中，普遍采用多系统接入平台进行覆盖，多系统接入平台(POI，Points Of Interface)是一种无源设备，是大型网络覆盖工程的中心设备之一，通过将多种业务的系统信号合路，并将合路后的信号引入天馈分布覆盖系统，达到充分利用资源，节省投资的目的，又称多系统接入器、频段综合单元等等，其名称并不约束其公知的功能。

图1中示出一种应用于地铁隧道中的覆盖原理图，在相邻的两个地铁站1和2中设置两个基站信号源1a和1b通过多系统接入平台(器)2a和2b进行覆盖，受功率限制和传输距离的影响，每个基站信号源1a和1b仅有500米的传播距离D1和D2，当隧道R长度大于1000米时，将出现中间段的盲区B1d，出现掉话的现象，实际应用中，信号的强弱视基站信号源1a和1b的信号在传播过程中的衰减程度而定。通信系统的频率越高，则覆盖距离越短。

业内解决此一问题的常见方式是在隧道R中增加直放站/射频拉远系统，通过近端设备/基带单元引出基站的信号，经光纤、同轴电缆等传输媒介与多个置于隧道沿线中的远端设备/射频拉远单元相连接，从而实现远距离多点分布覆盖。

多个覆盖节点置于纵长的隧道R中，给监控维护带来了新的问题，考虑到维护的便利性，申请人作为业内领先者广为应用图2所示的技术方案，并已逐渐形成业内标准。

图2中，存在一个直放站覆盖系统，直放站的近端节点11与远端节点21，31之间可采用星形拓扑或者菊花链拓扑，每个节点11，21，31均与一多系统接入器12，22，32电性连接，多系统接入器12，22，32与节点11，21，31之间仅存在射频合路与分路的电性关系。因此，设置两个监控中心M1和M2，直放站的多个节点11，21，31，无论近端11和远端21，31，均以星形拓扑的方式与监控中心M1电性连接，由监控中心M1与直放站节点11，21，31之间采用默认的协议进行监控信息的交互，实现监控的目的。同理，多个多系统接入器12，22，32也以星形拓扑与监控中心M2电性连接，由监控中心M2进行集中监控。监控中心M1与M2均置于主机房H中，通过操作维护中心OMC1和OMC2(OMC，Operating Maintenance Center，如计算机)与监控中心1或2进行连接后，便可实现人机交互的功能。

实际应用中，也有小部分工程实例不对多系统接入器12，22，32进行监控，这样便牺牲了覆盖系统网络的安全代价，不受行内欢迎。因此，图2的这种实施方式无疑已成为目前移动通信覆盖系统网络的典型。

目前这种典型的覆盖系统网络中存在如下几方面的缺陷：

1、对于同一个网络，需要铺设两套线缆，相当于建设两个完全一样的网络拓扑，这样必然会造成人工、物料、管理、组织等成本的倍增，也会由于部分设备的重复投入(如配备两个监控中心、光收发单元、串口转换设备等)而增加昂贵的成本；

2、部分设备的重复投入，如配备两个监控中心，还进一步占用机房体积，影响有限的物理空间的合理利用；

3、部分设备的重复投入，如配备两个监控中心、当采用光纤作为传输媒介时所配备的光收发单元、当采用串口连接时的串口转换设备等等，均会增加施工的复杂程度，连接结点多，则故障的几率也相应提高，不便于维护；

4、从电性的角度考虑，由于两套拓扑均采用星形连接，监控中心1和2分别直接访问与之相连接的各个直放站节点和多系统接入器，为了建立星形拓扑中的中心节点如监控中心2与其它节点如各多系统接入器之间的连接，必须为每个多系统接入器设置一个独立的网络地址，由此，对于综合的大型项目，无疑会造成网络资源的浪费，且容易造成管理人员的逻辑混乱。

【发明内容】

鉴于上述的不足，本发明的主要目的在于提供一种集中监控的覆盖系统网络，在为移动通信覆盖系统提供全面的集中监控功能的同时，能克服上述成本、体积、维护及电气上的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种多系统接入器，供实现所述的集中监控的覆盖系统网络。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种集中监控的覆盖系统网络，用于完成移动通信信号的覆盖，并提供集中式监控的功能，包括：

近端节点，与基站电性连接，在基站与远端节点之间传输信号；

至少一个远端节点，与该近端节点电性连接，完成信号的覆盖；

若干多系统接入器，为每个节点独立配备并与各相应节点电性连接；

每个多系统接入器采集其自身及与之连接的节点和/或天馈系统的监控信息，将该监控信息经该节点传输至与该近端节点电性连接的多系统接入器。

所述远端节点与近端节点之间为星形拓扑或菊花链拓扑结构。

至少一个所述的多系统接入器设有兼容TCP/IP协议的接口单元，供与互联网或计算机电性连接进行人机交互。

各多系统接入器之间加载并遵守相同的通信协议。

近端节点和远端节点之间采用光纤视通时，本发明节省成本的效果尤为明显。

所述近端节点为直放站近端机，远端节点则为直放站远端机。或者所述近端节点为基带单元，远端节点则为射频拉远单元。

每个多系统接入器和与其连接的节点之间存在用于传输监控信息的第一链路和用于传输射频信号的第二链路。

本发明所采用的多系统接入器，包括：

射频合分路单元，将与之连接的所述节点的至少一个频段的射频信号进行合路馈入天馈系统，或者逆向进行；

监控信息采集单元，采集所述节点的各频段的射频信号和/或天馈系统的射频信号转换为数字信号；

监控信息获取单元，采集多系统接入器自身的监控信息；

监控信息处理单元，从监控信息采集单元处理后的数字信号中提取监控信息后，与本多系统接入器自身的监控信息叠加成为监控信息包经与之连接的节点进行与其它多系统接入器之间的通信。

所述监控信息包中包含一预设或自动获取的具有唯一特征的网络地址，以便在覆盖系统网络中各多系统接入器之间通过识别该网络地址进行通信。

所述监控信息采集单元包括节点端采集单元和天馈端采集单元，分别用于采集与其连接的节点和天馈系统的射频信号并转换为数字信号。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1、通过这样的架构，整个网络中加载并遵守同一通信协议，网管工作人员可以在任意一个多系统接入器中，尤其是在与近端节点的多系统接入器中通过网络地址进行集中管理，而可获得任意节点的监控信息，达到集中监控的目的，网管人员获取监控信息不必受机房中心的限制，但考虑到集中管理的必要和实际的网络布设的地理布置关系，可以将与近端节点连接的多系统接入器作为中心节点，直接对其进行集中监控，甚至可以通过互联网进行监控，显然更便于维护；

2、只需构建一套网络拓扑，使用一套线缆，即可同时实现对各节点和各多系统接入器进行集中的监控信息管理，在使用光纤作为传输媒介的网络中，尤其能节省光纤、转换设备等人工、材料成本；此外，这样的网络拓扑在管理上取得的优点也将节省管理和维护成本；

3、简化后的网络拓扑所精简的监控中心，也将解决现有技术中对机房空间体积占用较多的问题，无疑也将进一步相应节省成本；

4、首次综合了覆盖系统网络中的监控通路和射频通路，各节点和各多系统接入器的监控信息均通过节点间的射频通路进行传输。对于任意一个覆盖工程而言，射频通路是必然存在的，利用已有的射频通路作为监控信息的传输介质，会节约大量资源和成本，在一个工程中，数十公里的长度，对于每米数百元的光纤或者电缆，只这一项增加的造价将达到千万之巨。

【附图说明】

图1为现有技术中一种应用于地铁隧道中的覆盖系统原理示意图；

图2为现有技术中普遍使用的一种覆盖系统网络的拓扑结构示意图；

图3为本发明集中监控的覆盖系统网络采用星形拓扑时的示意图；

图4为本发明的多系统接入器的结构原理示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

如图3所示的最佳实施例中，本发明集中监控的覆盖系统网络，包括一个直放站近端节点60和若干个直放站远端节点61，62，63，64，近端节点60与远端节点61，62，63，64之间以星形拓扑组网，近端节点60与一个多系统接入器40相连接，该多系统接入器40将作为主设备使用，每一个远端节点61，62，63，64也各与一个多系统接入器41，42，43，44相连接，这类多系统接入器41，42，43，44则作为从设备使用。

请结合图3和图4，每个多系统接入器40，41，42，43，44和与之相连接的节点60，61，62，63，64之间均存在第一和第二链路81，82，第一链路81用于传输监控信息，第二链路82用于传输射频信号。由此，每个多系统接入器40，41，42，43，44由第二链路82采集与之连接的节点60，61，62，63，64的监控信息后，与自身的监控信息进行叠加成本站点的监控信息包。

如图4所示，多系统接入器40，41，42，43，44包括射频单元47和监控单元48：

射频单元47用于在信号下行时将与之连接的节点60，61，62，63，64的多个频段的信号进行合路，或者有时仅仅是单个频段的信号，将这些下行的信号转而馈入相应的天馈系统(图中未示出)完成信号的覆盖，而在上行时，则将从天馈系统进入的上行信号进行分路成多个频段的信号以便经节点完成信号上行的过程。

监控单元48包括监控信息采集单元(481和483)、监控信息获取单元482和监控信息处理单元484。

监控信息采集单元(481和483)由两部分组成，一部分为节点端采集单元481，其耦合输入至射频单元47的多个频段的射频下行信号，从中采集与本多系统接入器40，41，42，43，44相连接的节点60，61，62，63，64的监控信息，并将其转换为数字信号输出至监控信息处理单元484；另一部分为天馈端采集单元483，其同理耦合输入至射频单元47的天馈系统的上行信号，从中采集该天馈系统的监控信息，并转换成数字信息输入至监控信息处理单元484。

所述监控信息获取单元482主要用于获取本多系统接入器40，41，42，43，44的监控信息并输出至所述监控信息处理单元484。

监控信息处理单元484用于对节点端采集单元481、天馈端采集单元483以及监控信息获取单元482获得的节点设备、天馈系统及本多系统接入器的监控信息进行合成叠加，按照本覆盖系统网络中默认的通信协议约定的格式，形成监控信息包。

对于作为从设备的多系统接入器41，42，43，44而言，其采集自身及与之连接的节点61，62，63，64、天馈系统的监控信息后，将形成的监控信息包经所述第一链路81传输回相应的从设备远端节点61，62，63，64。在该从设备远端节点61，62，63，64内部，将所述第一链路81的监控信息包按照本覆盖系统网络中默认的通信协议的要求，将该监控信息包解帧后与从第二链路82获得的上行信号进行合成，形成具有一定帧格式的数据包，沿该星形拓扑上溯传输至近端节点60中。

对于作为主设备的多系统接入器40而言，与其连接的近端节点设备60中按照所述默认的通信协议采集来自各个从设备61，62，63，64的监控信息后，由该多系统接入器40采集该近端节点60自身的监控信息和来自各个远端节点61，62，63，64的监控信息，以及采集该多系统接入器40自身的监控信息，形成集中监控的监控信息池。

由于多系统接入器40，41，42，43，44设有兼容TCP/IP协议的接口单元485，因而，通过一台操作维护终端OMT或普通计算机OMC与之建立连接，或通过互联网Internet进行连接，即可通过诸如软件之类的人机交互平台实现对整个覆盖系统网络的监控信息的人机交互功能。

为了完成监控信息在整个覆盖系统网络中的顺利采集和传输，各个多系统接入器40，41，42，43，44、多系统接入器40，41，42，43，44与节点60，61，62，63，64、节点60，61，62，63，64与节点60，61，62，63，64之间均至少遵守同一个通信协议，而对于每一个多系统接入器40，41，42，43，44而言，均在内部指定一个受该通信协议认可的网络地址，该网络地址可人工设置也可由作为主设备的多系统接入器40采用诸如动态主机分配协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)进行自动分配。对于网络外部而言，只需为作为主设备的多系统接入器40分配一个网络地址，如TCP/IP的IP地址，通过对该IP地址进行访问，在整个覆盖系统网络内部，由各多系统接入器40，41，42，43，44之间使用内部认可的网络地址进行通信，即可完成整个网络的信息收集和交互工作。显然，相对于现有技术中每个多系统接入器必须指定一个外部认可的IP地址的情况，明显节约了网络资源。

在本发明未图示的另一实施例中，近端节点60与各远端节点61，62，63，64之间采用菊花链拓扑结构组网，对于监控信息的采集原理则与前一实施例相同，通过使用同一通信协议，由每个多系统接入器40，41，42，43，44采集自身、当前节点及当前天馈系统的监控信息形成数据包后，经当前节点传输至前趋向于近端节点60的前一节点，层层上溯最终传输至与近端节点60相连接的多系统接入器40中，完成监控信息的采集。与前一实施例不同之处仅在于网络拓扑和一些本领域内普通技术人员可以轻易得出的细节处理上，因而不行赘述。

因此，本发明集中监控的覆盖系统网络适应于与上述两个实施例相同或相类似的网络中，本领域内普通技术人员在通读本发明后便可知晓其它可替换方式。

同理，本发明的网络拓扑还可以进一步扩展，在与一个远端节点61，62，63，64连接的多系统接入器41，42，43，44中，可进一步接入下一级的近端节点，由近端节点扩展远端节点，每个节点同样配备多系统接入器，由此形成树型、星形与菊花链混合型等混合网络拓扑，监控信息的采集仍可层层上溯至根节点，形成集中监控关系。

本发明所指的近端节点60和远端节点61，62，63，64，通指一切用于作为中继用于完成基站信号的进一步覆盖的中间设备，除了本发明中所指的直放站近端设备和直放站远端设备之外，还可采用射频拉远系统中的基带单元作为近端节点60，使用其射频拉远单元作为远端节点61，62，63，64等。本领域内普通技术人员应当知晓此一等同替换。

由于覆盖系统网络内部已经建立了互联关系，而每一个多系统接入器40，41，42，43，44均兼容TCP/IP通信协议和约定的内部协议，因而，网管人员可在任意节点上接入其相应的多系统接入器40，41，42，43，44对全站监控信息进行管理，并不受机房的概念的局限。

本发明的覆盖系统网络的各个分散站点，也即一个节点、天馈系统与一个多系统接入平台组成的整套设备之间，直接利用了各节点的光纤进行监控信息的传输，而不用射频电缆，理由在于：如果站内采用射频电缆传输监控信号呢，技术上需要进行调制解调，之所以不采用，是因为站内设备间距很近，空间距离一般都在一米以内，大多情况下，是挨在一起摆放的，增加调制解调电路，一是提高了技术难度，二是增加了成本，采用一根额外的电缆连接简单易行。

综上，本发明实现了对覆盖系统网络的集中监控，一方面大大节省施工、管理、材料、组织等成本，另一方面节省网络资源且更便于管理，克服了现有技术中的诸多不足。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种集中监控的覆盖系统网络，用于完成移动通信信号的覆盖，并提供集中式监控的功能，其特征在于，包括：

近端节点，与基站电性连接，在基站与远端节点之间传输信号；

至少一个远端节点，与该近端节点电性连接，完成信号的覆盖；

若干多系统接入器，为每个节点独立配备并与各相应节点电性连接；

每个多系统接入器采集其自身及与之连接的节点和/或天馈系统的监控信息，将该监控信息经该节点传输至与该近端节点电性连接的多系统接入器。

2、根据权利要求1所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：所述远端节点与近端节点之间为星形拓扑或菊花链拓扑结构。

3、根据权利要求2所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：至少一个所述的多系统接入器设有兼容TCP/IP协议的接口单元，供与互联网或计算机电性连接进行人机交互。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：各多系统接入器之间、多系统接入器与节点之间、节点与节点之间加载并遵守相同的通信协议。

5、根据权利要求4所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：近端节点和远端节点之间采用光纤视通。

6、根据权利要求4所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：所述近端节点为直放站近端机，远端节点则为直放站远端机。

7、根据权利要求4所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：所述近端节点为基带单元，远端节点则为射频拉远单元。

8、根据权利要求4所述的集中监控的覆盖系统网络，其特征在于：每个多系统接入器和与其连接的节点之间存在用于传输监控信息的第一链路和用于传输射频信号的第二链路。

9、一种应用于权利要求1至8中任意一项所述的覆盖系统网络中的多系统接入器，其特征在于，包括：

射频合分路单元，将与之连接的所述节点的至少一个频段的射频信号进行合路馈入天馈系统，或者逆向进行；

监控信息采集单元，采集所述节点的各频段的射频信号和/或天馈系统的射频信号转换为数字信号；

监控信息获取单元，采集多系统接入器自身的监控信息；

监控信息处理单元，从监控信息采集单元处理后的数字信号中提取监控信息后，与本多系统接入器自身的监控信息叠加成为监控信息包经与之连接的节点进行与其它多系统接入器之间的通信。

10、根据权利要求9所述的多系统接入器，其特征在于：所述监控信息包中包含一预设或自动获取的具有唯一特征的网络地址，以便在覆盖系统网络中各多系统接入器之间通过识别该网络地址进行通信。

11、根据权利要求9或10所述的多系统接入器，其特征在于：所述监控信息采集单元包括节点端采集单元和天馈端采集单元，分别用于采集与其连接的节点和天馈系统的射频信号并转换为数字信号。

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