发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铁路应用基站系统及其组网方法,能够充分利用E1传输链路资源。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种铁路应用基站系统,包括一个基站控制器和多个基站收发信台,其中:
基站控制器,配置有两对E1物理线缆,用于采用两个方向连接到每一个基站收发信台,构成包含基站控制器节点和多个基站收发信台节点的环网,通过该环网控制及提供IP over E1传输;
基站收发信台,均各自配置有两对E1物理线缆,分别用于采用两个方向完成与基站控制器节点相应的连接,通过环网提供IP over E1传输,并为环网中其它基站收发信台节点提供时隙交叉功能。
进一步地,
基站控制器节点和基站收发信台节点用各自配置的两对E1物理线缆中共同的两组E1时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接,形成基站控制器节点和每一个基站收发信台节点之间的两条E1链路,所述E1链路遵循多链路点对点协议;基站收发信台节点为其它基站收发信台节点提供时隙交叉功能,使得其它基站收发信台节点能使用配置的两对E1物理线缆中相对应的其它多组E1时隙。
进一步地,
基站收发信台节点在检测出本节点的设备故障后,在环网中将本节点旁路,而将相邻基站收发信台节点连通;在本节点的设备故障排除后,在环网中恢复本节点的功能。
进一步地,
基站收发信台节点通过设置E1链路握手保活时间和保活失败次数检测E1链路的故障。
进一步地,
基站收发信台节点在检测到E1链路出现故障时,停止该E1链路的点对点传输,通过另一条E1链路继续提供IP over E1传输;或者,在检测到配置的两条E1链路均出现故障时,停止有故障的E1链路的点对点传输;在检测到E1链路的故障排除后,恢复故障排除的E1链路的点对点传输。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于铁路应用基站系统的基站控制器装置,包括依次连接的配置模块、传输模块以及接口设备,其中:
配置模块,用于为接口设备提供E1物理传输配置管理功能,为传输模块提供传输配置管理功能;
传输模块,用于通过传输配置管理功能在接口设备物理层传输的基础上通过环网提供IP over E1传输;
接口设备,用于通过E1物理传输配置管理功能,配置两对E1物理线缆,用于采用两个方向连接到每一个基站收发信台,构成包含基站控制器节点和多个基站收发信台节点的环网,与外部环网连接的两个方向的用于IP over E1传输的接口。
进一步地,
配置模块为所述传输模块提供的E1物理传输传输管理功能,包括多链路点到点协议功能。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于铁路应用基站系统的基站收发信台装置,包括依次连接的配置模块、传输模块以及接口设备,其中:
配置模块,用于为接口设备提供E1物理传输配置管理功能,其中包括E1环网的时隙交叉配置功能;为传输模块提供传输配置管理功能;
传输模块,用于根据传输配置管理功能在接口设备物理层传输的基础上提供IP over E1传输;
接口设备,用于根据E1物理传输配置管理功配置与外部环网连接的两个方向的物理层传输接口,同时根据E1环网的时隙交叉配置功能配置时隙交叉功能。
进一步地,
配置模块为所述传输模块提供的E1物理传输传输管理功能,包括多链路点到点协议功能。
进一步地,该基站收发信台装置还包括电源模块,其中:
电源模块,用于在为配置模块、传输模块以及接口设备提供工作电源的同时,当基站收发信台装置发生故障时,触发接口设备的E1旁路功能起作用。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种铁路应用基站系统的组网方法,包括:
一个基站控制器和多个基站收发信台各自配置两对E1物理线缆,使每一基站收发信台分别采用两个方向连接基站控制器,并为其它基站收发信台配置时隙交叉功能,由基站控制器节点和基站收发信台节点构成环网;
铁路应用基站系统通过该环网提供IP over E1传输。
进一步地,基站控制器和多个基站收发信台各自配置两对E1物理线缆,使每一基站收发信台分别采用两个方向连接所述基站控制器,并为其它基站收发信台配置时隙交叉功能,具体包括:
基站控制器节点和基站收发信台节点用各自配置的两对E1物理线缆中共同的两组E1时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接,形成基站控制器节点和每一个基站收发信台节点之间的两条E1链路,所述E1链路遵循多链路点到点协议;基站收发信台节点为其它基站收发信台节点提供时隙交叉功能,使得其它基站收发信台节点能使用配置的两对E1物理线缆中相对应的其它多组E1时隙。
进一步地,该方法还包括:
基站收发信台节点在检测出本节点的设备故障后,在环网中将本节点旁路,而将相邻的基站收发信台节点连通,继续提供IP over E1传输。
进一步地,该方法还包括:
基站收发信台节点在本节点的设备故障排除后,在环网中恢复本节点的功能。
进一步地,在IP over E1传输过程中还包括:
基站收发信台节点通过设置E1链路握手保活时间和保活失败次数检测到一条E1链路出现故障时,停止出故障的E1链路的点对点传输,通过另一条E1链路继续进行IP over E1传输;或者,在检测到配置的两条E1链路均出现故障时,停止出故障的E1链路的点对点传输,环网中其它基站收发信台节点通过另一条E1链路继续提供IP over E1传输。
进一步地,该方法还包括:
基站收发信台节点在检测到所述E1链路的故障排除后,恢复故障排除的所述E1链路的点对点传输。
本发明与现有技术相比较,将E1环形组网应用于GSM-R基站系统,替换现有的双向线路备份倒换的工作模式,能够充分利用E1传输资源;采用以两条PPP捆绑为ML-PPP的工作方式避免了线路倒换时环网中各节点设备的复杂时隙交叉倒换处理;以数据链路层的PPP快速保活检测为主代替以往的E1物理链路层检测,不仅解决了E1物理链路故障检测仅能检测设备最近的一段E1传输不能检测整个Abis口传输的问题,而且还使得传输故障检测时间大大缩减;并且,在E1物理传输故障恢复后,无须任何环网倒换处理环网中各节点设备即可恢复原有传输。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。以下例举的实施例仅仅用于说明和解释本发明,而不构成对本发明技术方案的限制。
如图1所示,是本发明提供的GSM-R基站系统实施例,包括基站控制器(BSC,Base Station Controller)和多个基站收发信台(BTS,Base TransceiverStation),其中,BSC与多个BTS之间通过E1链路组成环网:
BSC,配置有两对E1,用于采用两个方向连接BTS节点,通过环网提供基于PPP协议上的IP over E1传输;
BTS,各自配置有两对E1,用于采用两个方向连接相邻节点,并为环网中其它BTS节点提供时隙交叉功能;通过配置的两对E1提供基于PPP协议上的IP over E1传输。
根据GSM-R网络的特点,每对E1为2Mbps带宽,其中共含有32个E1时隙,每个时隙提供2.048M/32=62.5Kbps带宽。GSM-R基站系统使用E1链路中的30个E1时隙,其它E1时隙留作线路时钟及干结点环境监控告警使用。譬如图2中共有5个BTS节点与BSC节点构成E1环网的GSM-R基站系统,故将每个节点配置的每对E1链路分为5组,每组可配置6个不同的E1时隙。
BSC、BTS用各自配置的两对E1物理线缆中共同的2组E1时隙(每组6个E1时隙)进行BSC与BTS之间的顺时针方向和逆时针方向的相互连接。BTS为其它BTS节点完成时隙交叉功能,使得其它BTS节点能使用配置的两对E1物理线缆中相对应的多组E1时隙。
譬如图2中所示,在物理链路层,BSC配置两对E1物理线缆,分别连接相邻的两个节点BTS 1和BTS 5,BTS 1配置两对E1物理线缆,分别连接相邻的两个节点BSC和BTS 2。在数据链路层,BSC和BTS 1各自配置的2组E1时隙E01和E11(每组6个时隙)用于二者之间两个方向相互连接的链路,BTS 1用配置的两对E1物理线缆中共同的四组E1时隙E02~E05为其它四个BTS节点BTS 2~BTS 5完成时隙交叉功能。其它BTS节点E1链路的配置与BTS 1类似。亦即E1环网中的每一个BTS站点(节点)都拥有两条每条6个E1时隙的链路,为GSM-R基站系统站点提供768Kbps的Abis口带宽。
BTS在本节点发生故障时,通过E1旁路功能来旁路本节点,使得环网中其它BTS节点与BSC正常连接,继续提供IP over E1传输。譬如图2中的BTS 1在本节点发生断电故障或其它故障时,通过触发旁路功能来旁路本节点BTS 1,使得BTS 2~BTS 5能不受节点BTS 1的影响而继续保持与BSC的连接。当故障排除后,恢复本节点功能并为其它站点提供时隙交叉功能,即恢复环网。
BSC及BTS为了满足GSM-R基站系统铁路快速检测链路中断的要求,缩短数据链路层故障检测时间,各自设置PPP链路握手保活时间为60ms,保活失败次数为3次,使得数据链路层故障检测及切换的时间在200ms内完成。当检测到单向物理链路发生故障时,基站系统仅有一条PPP链路正常工作,带宽减少,故障排除后即可自动恢复双向PPP链路带宽。
如图2所示,是本发明的GSM-R基站系统中BSC与多个BTS通过E1传输线缆组成的E1环网网络结构,该网络包括GSM-R基站系统的一个BSC和BTS 1~BTS 5,其中:
BTS 1,通过E01和E11的两条链路与BSC相连,同时分别为节点BTS2~BTS 5相应地提供E02~E05时隙交叉功能;
在BTS 1检测到本节点设备故障时,通过E1旁路功能来旁路本节点。
BTS 2,通过E02和E12的两条链路与BSC相连,同时分别为节点BTS1、BTS 3~BTS 5相应地提供E11、E03~E05时隙交叉功能;
BTS 3,通过E03和E13两条链路与BSC相连,同时分别为节点BTS 1、BTS 2、BTS 4、BTS 5相应地提供E11、E12、E04、E05时隙交叉功能;
BTS 4,通过E04和E14的两条链路与BSC相连,同时分别为节点BTS1~BTS 3、BTS 5相应地提供E11~E13、E05时隙交叉功能;
BTS 5,通过E05和E15两条链路与BSC相连,同时分别为BTS 1~BTS4相应地提供E11~E14时隙交叉功能;
BSC,用于通过E1环网作为Abis口传输与各个BTS连接。
在其它实施例中E01~E05、E11~E15可以根据对应的BTS所需带宽情况配置成不等的时隙,进一步地,可以为E01~E05、E11~E15配置更多的时隙,甚至分别配置成整对或更多的E1物理链路以取得更大的Abis带宽。
由于图2所示的E1环网中各BTS节点都配置有E1旁路功能,在BTS节点断电或发生运行故障时能够提供E1旁路功能,使得单个BTS节点故障不会影响环网内其它BTS站点的传输。
图1所示的BSC进一步包括依次连接的BSC配置模块、BSC传输模块以及BSC接口设备,还包括BSC电源模块,其中:
BSC配置模块,用于为BSC接口设备提供E1物理传输配置管理功能,为BSC传输模块提供传输配置管理功能;
BSC传输模块,用于通过传输配置管理功能,基于BSC接口设备物理层的传输为其它模块提供IP over E1传输;
BSC配置模块为BSC传输模块配置的IP over E1的传输管理功能,包括点到点协议(PPP,Point-to-Point Protocol)功能,该PPP包括链路控制协议(LCP,Link Control Protocol)和网络控制协议(NCP,Network ControlProtocol),还必须支持由多个物理链路组合成一个逻辑链路的多链路PPP(ML-PPP)。
BSC接口设备,用于通过E1物理传输配置管理功能配置与外部环网连接的两个方向的物理层传输接口;
BSC电源模块,用于为BSC的其它模块和装置提供工作电源。
图1所示的BTS进一步包括BTS配置模块、BTS传输模块、BTS接口设备以及BTS电源模块,其中:
BTS配置模块,用于为BTS接口设备提供E1物理传输配置管理功能,其中包括E1环网的时隙交叉配置功能;为BTS传输模块提供传输配置管理功能。
BTS传输模块,用于根据传输配置管理功能在BTS接口设备物理层的传输基础上为其它模块提供IP over E1传输,还包括数据链路层的的ML-PPP传输管理功能;
BTS接口设备,用于E1物理传输配置管理功配置与外部环网连接的物理层传输接口,同时为环网中其它节点提供时隙交叉功能;
BTS电源模块,用于为BTS的其它模块和装置提供工作电源,当本BTS节点发生故障或断电时,触发BTS接口设备的E1旁路功能起作用,将故障节点旁路,避免节点故障引起环网故障。
BTS接口设备通过保活时间和保活次数检测出本BTS节点的其中一条E1链路故障后发出告警,停止提供该E1链路的传输,通过单方向E1链路提供IP over E1传输。待发现该E1链路故障排除后,恢复该E1链路的传输,重新通过两个方向的E1链路提供IP over E1传输。
本发明还提供针对上述GSM-R基站系统组网方法实施例,其流程如图3所示,包括以下步骤:
310:基站系统的一个BSC节点和多个BTS节点各自配置两对E1物理线缆,使得每一BTS节点均采用两个方向的E1链路连接到BSC节点,并为其它BTS节点配置时隙交叉功能,构成E1环网;
BSC节点和BTS点用各自配置的两对E1物理线缆中共同的两组E1时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接,形成BSC节点和每一个BTS节点之间的两条E1链路,该E1链路遵循多链路点对点协议(ML-PPP);BTS节点为其它BTS节点提供时隙交叉功能,使得其它BTS节点能使用配置的两对E1物理线缆中相对应的多组E1时隙。
320:基站系统各节点通过配置的两条E1链路进行IP over E1传输。
除了IP over E1传输外,基站系统在进行无线配置后提供无线网络服务。
本发明的上述方法实施例还包括如图4所示的下列步骤:
3310:当环网中的BTS节点检测出本节点的设备故障后进行节点旁路操作,保证相邻节点连通,继续进行IP over E1传输;
BTS节点检测出设备故障譬如为断电故障,或为其它使得节点设备的时隙交叉功能不能正常运行的故障。
3320:BTS节点在其设备故障排除后,执行恢复节点操作,使得该BTS节点重新接入环网恢复工作。
本发明的上述方法实施例还包括如图5所示的下列步骤:
3410:环网中的BTS节点检测出其中一条E1链路故障后,停止提供该E1链路上的PPP传输,通过单向E1链路提供IP over E1传输;
本实施例中优选地采用飞思卡尔半导体公司的MPC8360处理器,设置PPP链路保活时间为60ms,保活次数设置为3次,使得数据链路层发现链路故障并切换链路的时间在200ms内完成。
需要指出的是,本发明在其它施例中可采用更高性能的处理器,甚至可以做到100ms内完成链路故障检测处理。但无论如何优化,所述检测时间都会大于Abis口E1传输时延乘以保活次数。
3420:BTS节点发现E1链路故障排除后,恢复该E1链路的传输,继续采用两条E1链路进行IP over E1传输。
在单向物理链路发生故障时,基站系统仅有一条PPP链路正常工作,虽然带宽减少,但仍保证IP over E1传输。单向链路故障排除后即可恢复双向PPP链路带宽。
以图2为例,GSM-R基站系统正常工作后,假如BTS 4检测到与BTS 5之间的E1传输发生故障,则BTS 1~BTS 4分别只剩下配置在E01~E04时隙上的PPP链路状态有效,BTS 5只剩下配置在E15上的PPP链路状态有效,也就是说此时BTS 1~BTS 5的ML-PPP链路中均只有一条PPP链路的可用,即ML-PPP链路仍然有效,但Abis带宽减少了一半,而该过程中没有中断且不需任何倒换操作。
待BTS 4与BTS 5之间的E1传输故障恢复后,环网的各节点ML-PPP绑定的双向PPP链路均为可用,在该过程在没有任何倒换及链路切换的情况下环网中各节点的Abis口传输可使用带宽恢复。
当某节点如BTS 3两侧的E1传输均发生故障时,BTS 3的传输完全中断,环网中其它各站点ML-PPP链路可用Abis口带宽减半,待该传输故障恢复后,无须像传统环网技术中进行繁琐的环网倒换,E1环网中各节点的传输即可恢复。
如上述过程所述,本发明的GSM-R基站系统E1环网方法可以快速检测传输故障,故障发生时处理及故障恢复后处理简单有效,具有优良的及时性以及高可靠性。