CN102412907A - 多制式网络融合的数字光纤拉远系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属数字光纤拉远系统领域，尤其涉及一种多制式网络融合的数字光纤拉远系统，包括近端机及远端机；近端机包括
GSM
、
WCDMA
双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；
GSM
、
WCDMA
双工器、光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口分别接多模信号处理模块的传输端口；远端机包括
GSM
功放模块、
WCDMA
功放模块、
GSM
、
WCDMA
双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；
GSM
及
WCDMA
双工器的传输端口分别经
GSM
及
WCDMA
功放模块与多模信号处理模块的传输端口相接；本发明设备成本低，能耗小，组网方便，维护升级便捷，可实现三种网络的共址覆盖。
Description
技术领域
本发明属数字光纤拉远系统领域，尤其涉及一种多制式网络融合的数字光纤拉远系统，可实现用单根光纤完成多制式信号GSM，WCDMA和无线局域网（WLAN）的拉远覆盖。
背景技术
目前各大运营商都在加大3G网络的建设。同时，由于用户对带宽和应用的进一步需求，作为对3G网络的有益补充，各大运营商也在加大对于无线局域网（WLAN）的投入。许多地区2G、3G、WLAN三网共存，各大运营商都将面临如何解决未来多制式网络的共址覆盖问题。
直放站作为一种主要的网络优化设备，被广泛采用。而且随着技术发展和网络质量要求的提高，高性能的数字直放站也逐步取代原来的模拟直放站。但现阶段，2G，3G和WLAN的网络优化设备都是独立系统。这就造成了在进行多制式共址覆盖和网络优化时，各种独立设备成本昂贵，能耗较高，体积庞大。在选址，安装维护等方面都很困难，浪费了大量资源。如果采用一套数字系统能同时解决三个网络的优化问题，而且共用一根光纤，可以避免上述的问题，将有非常好的应用前景。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种设备成本低，能耗小，组网方便，维护升级便捷，可实现三种网络共址覆盖的多制式网络融合的数字光纤拉远系统。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于，包括近端机及远端机；所述近端机包括GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；所述GSM双工器、WCDMA双工器、光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口分别接多模信号处理模块的传输端口；近端机耦合基站或其它信源GSM及WCDMA射频信号，分别进入GSM双工器和WCDMA双工器，然后接入多模信号处理模块进行处理，同时多模信号处理模块通过千兆以太网收发模块接入以太网数字信号，将上述数据传至光纤收发模块，通过一根光纤发送至远端机；所述远端机包括GSM功放模块、WCDMA功放模块、GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；所述GSM双工器及WCDMA双工器的传输端口分别经GSM功放模块及WCDMA功放模块与多模信号处理模块的传输端口相接；所述光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口与多模信号处理模块的传输端口相接；由远端机光纤收发模块接收的近端机数据，进入远端机多模信号处理模块进行处理，解包分解为GSM、WCDMA及千兆以太网数据；所述GSM和WCDMA数据先进行上变频处理并依次再经GSM功放模块与WCDMA功放模块放大后，转变为射频信号，由GSM双工器及WCDMA双工器进入天线；同时所述千兆以太网数据进入以太网交换模块，再经以太网收发模块输出。
作为一种优选方案，本发明所述多模信号处理模块包括GSM移频模块、WCDMA移频模块、FPGA处理模块、数模处理模块及监控模块；所述GSM移频模块及WCDMA移频模块的端口经数模处理模块与FPGA处理模块的端口相接；所述监控模块的端口接FPGA处理模块的端口。
本发明数模处理模块包括DAC1模块、双通道ADC模块及DAC2模块。
作为另一种优选方案，本发明所述GSM移频模块包括上变频混频器及下变频混频器。
进一步地，本发明所述WCDMA移频模块包括上变频混频器及下变频混频器。
更进一步地，本发明所述光纤数据通信模块包括打包模块、解包模块及串并转换模块。
另外，本发明所述近端机及远端机的组网结构为菊花链、星型或环型拓扑型。
其次，本发明所述FPGA处理模块包括GSM信号处理模块、WCDMA信号处理模块、千兆以太网数据处理模块、光纤数据通信模块及单片机接口模块。
本发明提供GSM与WCDMA集成覆盖，同时提供一个千兆以太网通路，可以只使用单根光纤就将信源处的GSM、WCDMA及千兆以太网数据拉远到远端进行覆盖，而在远端可配合交换机和无线局域网热点（AP），实现WLAN信号覆盖。本发明设备成本低，能耗小，组网方便，维护升级便捷，可实现三种网络的共址覆盖。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明多制式的数字光纤拉远系统的近端机原理框图。
图2为本发明多制式的数字光纤拉远系统的远端机原理框图。
图3为本发明多模信号处理模块原理框图。
图4为本发明FPGA信号处理模块原理框图。
图5为本发明多制式的数字光纤拉远系统组网拓扑原理框图。
具体实施方式
如图所示，一种单光纤数据传输多制式数字光纤拉远系统，它包括近端机及远端机；所述近端机包括GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；所述GSM双工器、WCDMA双工器、光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口分别接多模信号处理模块的传输端口；近端机耦合基站或其它信源GSM及WCDMA射频信号，分别进入GSM双工器和WCDMA双工器，然后接入多模信号处理模块进行处理，同时多模信号处理模块通过千兆以太网收发模块接入以太网数字信号，将上述数据传至光纤收发模块，通过一根光纤发送至远端机；所述远端机包括GSM功放模块、WCDMA功放模块、GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；所述GSM双工器及WCDMA双工器的传输端口分别经GSM功放模块及WCDMA功放模块与多模信号处理模块的传输端口相接；所述光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口与多模信号处理模块的传输端口相接；由远端机光纤收发模块接收的近端机数据，进入远端机多模信号处理模块进行处理，解包分解为GSM、WCDMA及千兆以太网数据；所述GSM和WCDMA数据先进行上变频处理并依次再经GSM功放模块与WCDMA功放模块放大后，转变为射频信号，由GSM双工器及WCDMA双工器进入天线；同时所述千兆以太网数据进入以太网交换模块，再经以太网收发模块输出。
本发明所述多模信号处理模块包括GSM移频模块、WCDMA移频模块、FPGA处理模块、数模处理模块及监控模块；所述GSM移频模块及WCDMA移频模块的端口经数模处理模块与FPGA处理模块的端口相接；所述监控模块的端口接FPGA处理模块的端口。数模处理模块包括DAC1模块、双通道ADC模块及DAC2模块。
本发明GSM移频模块包括上变频混频器及下变频混频器。
本发明WCDMA移频模块包括上变频混频器及下变频混频器。
本发明所述光纤数据通信模块包括打包模块、解包模块及串并转换模块。
本发明所述近端机及远端机的组网结构为菊花链、星型或环型拓扑型。
本发明所述FPGA处理模块包括GSM信号处理模块、WCDMA信号处理模块、千兆以太网数据处理模块、光纤数据通信模块及单片机接口模块。
参见图1及图2，本发明包含近端机和远端机；近端机包含GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块。
远端机包含GSM功放模块、WCDMA功放模块、GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块。
一、下行链路的基本处理过程。
近端机耦合基站或者其它信源GSM和WCDMA射频信号，分别进入GSM双工器和WCDMA双工器，然后接入多模信号处理模块，将射频信号经变频和模数转换，转变成数字信号进行数字下变频等处理，同时多模信号处理模块通过以太网收发模块接入以太网数字信号，将GSM，WCDMA和以太网数字信号按照本发明的协议进行组合打包后，SERDES（串行和解串模块）把数据转变成串行数据流传给光纤收发模块，通过一根光纤发送给远端机。
远端机光纤收发模块接收到近端机发送过来的串行数据，进入远端机多模信号处理模块进行解串，然后把得到数据进行解包，分解为GSM，WCDMA，千兆以太网数据。GSM和WCDMA数据经过上变频处理，转变为射频信号，经过各自功放放大，经GSM和WCDMA二合一双工器进入天线。同时千兆以太网数据进入以太网交换模块，然后经以太网收发模块输出，与无线局域网覆盖设备（AP）连接。
二、上行链路的基本处理过程。
上行时，远端机接收手机的GSM和WCDMA信号，进入GSM和WCDMA二合一双工器，然后进入多模信号处理模块进行处理，将射频信号经变频和模数转换，转变成数字信号进行数字下变频等处理，同时多模信号处理模块通过以太网收发模块接入以太网数字信号，将GSM、WCDMA和千兆以太网数据按照本发明的协议进行组合，再将组合打包后把数据转变成串行数据流传给光纤收发模块，通过一根光纤发送给近端机。
近端机光纤收发模块接收到远端机发送过来的串行数据，进入近端机多模信号处理模块进行解串，然后把得到数据进行解包，分解为GSM、WCDMA及千兆以太网数据。GSM和WCDMA数据经过上变频处理，转变为射频信号，再经过双工器上行给GSM和WCDMA基站。上行的千兆以太网数据通过以太网收发模块接入到无线局域网控制单元（AC）。
本发明上述多模信号处理模块包含GSM移频模块、WCDMA移频模块、数模处理模块（ADC , DAC, FPGA数据处理模块）、监控模块、时钟模块、电源模块。
本发明GSM移频模块包含上变频混频器和下变频混频器。其中下变频混频器,ADC,FPGA数据处理模块组成GSM接收链路。FPGA数据处理模块，DAC，上变频混频器组成GSM发射链路。
本发明WCDMA移频模块包含上变频混频器和下变频混频器。其中下变频混频器,ADC,FPGA数据处理模块组成WCDMA接收链路。FPGA数据处理模块，DAC，上变频混频器组成WCDMA发射链路。
数据处理模块包括GSM信号处理模块、WCDMA信号处理模块、千兆以太网数据处理模块、光纤数据通信模块及单片机接口模块。
信号处理模块包括下行链路和上行链路。其中下行链路包含下变频，抽取滤波。上行链路包含滤波插值，上变频。
信号处理模块包括下行链路和上行链路。其中下行链路包含下变频，抽取滤波。上行链路包含滤波插值，上变频。
千兆以太网数据处理模块包括1000/100/10M自适应的PHY、MAC，和数据交换模块（SWITCH）。
光纤数据通信模块包含打包模块、解包模块和串并转换模块。打包模块，将不同数据率的GSM，WCDMA,千兆以太网数据和监控参量按照本发明协议组合成帧。解包模块将成帧数据按照本发明协议拆解为GSM，WCDMA,千兆以太网数据和监控参量。串并转换模块负责串行和解串数据，并通过光模块进行收发。
单片机接口模块负责与单片机进行通信，收发监控数据。
上述数字光纤拉远系统的组网方式包括一台近端机和至少一台远端机。能够组成菊花链，星型，环型拓扑。近端机与GSM，WCDMA基站或信号源耦合。远端机作为覆盖端。
本发明采用单根光纤完成多制式信号（GSM，WCDMA）和无线局域网（WLAN）的拉远覆盖。
本发明涉及的数字光纤拉远系统至少包含一台近端机和一台远端机，用一根光纤相连。
（1）其中近端机如图1所示，耦合GSM基站和WCDMA基站射频信号，分别进入GSM双工器和WCDMA双工器，然后接入多模信号处理模块进行处理。近端机拥有4路2.5G光口（SFP1~4）。同时通过以太网收发模块接入的4路以太网，其速率最高可达到1G。且每一路以太网数据对应一路光纤数据。如图1，SFP1绑定千兆网口1，SFP2绑定千兆网口2，SFP3绑定千兆网口3，SFP4绑定千兆网口4。
（2）其中远端机如图2所示，包含两个2.5G光收发模块和两个千兆以太网模块。光收发模块接收近端机下行的数据，经多模信号处理模块进行处理。GSM和WCDMA数据经GSM功放模块、WCDMA功放模块和双工器后发射给手机终端。以太网数据则通过远端机千兆以太网口传送给无线局域网覆盖设备（AP）。手机上行信号经过双工器和低噪声放大器（LNA）进入多模信号处理模块进行处理，然后通过光收发模块发送给近端机。同时远端机把近端机下行数据继续向下一级远端机发送，并接受下一级远端机的上行数据。
（3）其中多模信号处理模块如图3所示，包含GSM上下混频模块、WCDMA上下混频模块、双通道ADC 、DAC、FPGA数据处理模块，监控模块、时钟模块及电源模块。
其中GSM接收链路由下变频混频器,ADC,FPGA数据处理模块组成。GSM发射链路由FPGA数据处理模块、DAC1、上变频混频器组成。
接收链路由下变频混频器、ADC及FPGA数据处理模块组成。WCDMA发射链路由FPGA数据处理模块、DAC2、上变频混频器组成WCDMA发射链路。
时钟模块提供ADC、DAC、FPGA及混频器的参考时钟。其中ADC采样率为125M，中心频率频为93.75M。DAC时钟为62.5M,FPGA时钟为125M。
监控模块负责监控设备状态，配置系统参量，话务量检测，接口控制。
负责FPGA程序存储，FLASH2负责ARM程序存储和监控参量存储。
（4）FPGA信号处理模块如图4所示，FPGA数据处理模块包括GSM信号处理模块、WCDMA信号处理模块、千兆以太网数据处理模块、光纤数据通信模块及监控单元。
其中GSM信号处理模块包括DDC和DUC两个部分。其中DDC处理过程为中频信号经ADC采样后数据率为125M，通过半带滤波器滤波并进行两倍抽取,数据率为62.5M。再经过NCO选频下变频到零频，然后经CIC滤波器滤波并进行64倍抽取，数据率为0.9765625M。经FIR滤波器进行滤波后传送给光纤数据通信模块。
模块处理过程为将数据率为0.9765625M的数据经CIC滤波器滤波并进行64倍插值，数据率为62.5M。再经NCO上变频与其他信道数据进行合路后发送给DAC。
其中WCDMA信号处理模块也包括DDC和DUC两个部分。其中DDC处理过程为中频信号经ADC采样后数据率为125M，通过半带滤波器滤波并进行两倍抽取,数据率为62.5M。经过NCO选频下变频到零频，经CIC滤波器滤波并进行4倍抽取,数据率为15.625M。经CIC补偿滤波器滤波后并进行两倍抽取，数据率为7.8125M。经FIR滤波器进行滤波后传送给光纤数据通信模块。
模块处理过程为将数据率为7.8125M的数据经CIC补偿滤波器滤波并进行2倍插值，数据率为15.625M。再经CIC滤波器进行四倍插值到数据率为62.5M。然后经NCO上变频与其他信道数据进行合路后发送给DAC。
其中以太网数据处理模块实现以太网PHY层，MAC层，数据交换功能。
光纤数据通信模块实现把多载波的GSM数据，WCDMA数据，和千兆以太网数据按照本发明的协议进行打包和解包，并控制SERDES进行数据串行和解串，通过光收发模块进行传输。
（5）本发明的系统拓扑如图5所示，近端机与远端机可组成链型拓扑，星型拓扑，环型拓扑。图中，近端机耦合GSM基站，WCDMA基站信号和千兆网口与WLAN控制端（AC）连接。近端机四个光纤接口1,2,3,4可以与远端机1~9组成星型拓扑。其中，近端机光纤接口1与远端机1,2组成链型拓扑。近端机光纤接口2与远端机3,4组成链型拓扑。近端机光纤接口3,4与远端机5,6,7,8,9组成了环型拓扑。
并且远端机1,3,4的千兆以太网接口与WLAN覆盖端（AP）连接，就进行WLAN信号覆盖。
由以上说明可见本发明的组网方式非常灵活，可针对不同的应用场所进行灵活的配置。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于，包括近端机及远端机；
所述近端机包括GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；所述GSM双工器、WCDMA双工器、光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口分别接多模信号处理模块的传输端口；
近端机耦合基站或其它信源GSM及WCDMA射频信号，分别进入GSM双工器和WCDMA双工器，然后接入多模信号处理模块进行处理，同时多模信号处理模块通过千兆以太网收发模块接入以太网数字信号，将上述数据传至光纤收发模块，通过一根光纤发送至远端机；
所述远端机包括GSM功放模块、WCDMA功放模块、GSM双工器、WCDMA双工器、多模信号处理模块、光纤收发模块及千兆以太网收发模块；所述GSM双工器及WCDMA双工器的传输端口分别经GSM功放模块及WCDMA功放模块与多模信号处理模块的传输端口相接；所述光纤收发模块及千兆以太网收发模块的传输端口与多模信号处理模块的传输端口相接；
由远端机光纤收发模块接收的近端机数据，进入远端机多模信号处理模块进行处理，解包为GSM、WCDMA及千兆以太网数据；所述GSM和WCDMA数据先进行上变频处理并依次再经GSM功放模块与WCDMA功放模块放大后，转变为射频信号，由GSM双工器及WCDMA双工器进入天线；同时所述千兆以太网数据进入以太网交换模块，再经以太网收发模块输出。
2.根据权利要求1所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：所述多模信号处理模块包括GSM移频模块、WCDMA移频模块、FPGA处理模块、数模处理模块及监控模块；所述GSM移频模块及WCDMA移频模块的端口经数模处理模块与FPGA处理模块的端口相接；所述监控模块的端口接FPGA处理模块的端口。
3.根据权利要求2所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：数模处理模块包括DAC1模块、双通道ADC模块及DAC2模块。
4.根据权利要求3所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：GSM移频模块包括上变频混频器及下变频混频器。
5.根据权利要求4所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：WCDMA移频模块包括上变频混频器及下变频混频器。
6.根据权利要求5所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：所述光纤数据通信模块包括打包模块、解包模块及串并转换模块。
7.根据权利要求1～6之任一所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：所述近端机及远端机的组网结构为菊花链、星型或环型拓扑型。
8.根据权利要求2～6之任一所述的多制式网络融合的数字光纤拉远系统，其特征在于：所述FPGA处理模块包括GSM信号处理模块、WCDMA信号处理模块、千兆以太网数据处理模块、光纤数据通信模块及单片机接口模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120411 |