CN103281599B - 基于cpri帧的wdm-pon移固综合接入系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，涉及PON接入领域，该移固综合接入系统包括移固综合接入OLT、ODN和若干移固综合接入ONU，移固综合接入OLT通过ODN与若干移固综合接入ONU相连，移固综合接入OLT包括局端中继组帧模块、N个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，N为正整数，且8≤N≤64，局端中继组帧模块通过N个局端WDM-PON光模块与耦合器相连，每个移固综合接入ONU包括远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，耦合器通过ODN与每个远端WDM-PON光模块相连。本发明能同时传送移动业务和固网业务，实现运营商移动无线信号的深度覆盖，节省接入网络的主干光纤资源。
Description
技术领域
本发明涉及PON(Passive Optical Network，无源光网络)接入领域，特别是涉及一种基于CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口)帧的WDM-PON(Wavelength DivisionMultiplexing Passive Optical Network，波分复用无源光网络)移固综合接入系统。
背景技术
PON接入网络作为光纤通信网络中的一个重要部分，具有广阔的应用前景。现有的EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)、GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络)系统，只能承载固网的信号，无法传送移动业务。现有的WDM-PON中，每个ONU(Optical Network Unit，光网络单元)使用一对上下行波长，承载的业务比较单一，要么只能承载固网的信号，要么只能承载数字方式的无线移动信号。目前一般通过C-RAN增加天线，来传送移动业务，C-RAN是一种具备集中(Centralized)、协作(Cooperative)、云化(Cloud)、绿色(Clean)特征的先进的无线接入网络架构。但是C-RAN只能承载类似于CPRI帧的数字方式的无线移动信号。由于光纤资源有限，在实际应用中，经常难以找到可用的光纤线缆。
随着通信业务的不断发展，人们对移动业务和固网业务融合传输的需求越来越明显，但是，传统的室内移动业务普遍存在深度覆盖不足等缺陷，现有的光接入系统无法满足同时传送移动业务和固网业务的市场需求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，能够将运营商的移动业务和固网业务同时予以接入，既满足C-RAN技术高带宽、定时信息要求严格的需求，又满足固网业务的传输要求，将移动接入和固网接入合二为一，简化了接入网络的结构，能够同时传送移动业务和固网业务，实现运营商移动无线信号的深度覆盖，节省接入网络的主干光纤资源。
本发明提供的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，包括移固综合接入OLT、ODN和若干移固综合接入ONU，移固综合接入OLT通过ODN与若干移固综合接入ONU相连，移固综合接入OLT包括局端中继组帧模块、N个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，N为正整数，且8≤N≤64，局端中继组帧模块通过N个并行的局端WDM-PON光模块与耦合器相连，每个移固综合接入ONU包括远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，移固综合接入OLT中的耦合器通过ODN与每个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连，局端中继组帧模块包括N个局端中继接口、N个第一局端GE接口和N个第一局端混合接口，每个局端WDM-PON光模块包括1个第二局端混合接口，耦合器包括一个耦合公共端口和N个耦合分流端口；每个远端WDM-PON光模块包括1个第一远端混合接口，远端组帧模块包括1个第二远端混合接口、1个第一远端中频接口和1个第一远端千兆以太网GE接口；
下行方向：移固综合接入OLT中的局端中继组帧模块接收N份用于移动业务的下行局端CPRI信号和N份用于固网业务的下行局端GE信号，将每一份下行局端CPRI信号与每一份下行局端GE信号重新封装到一个复合帧中，形成N个复合帧，复合帧的速率≥CPRI信号的速率，局端中继组帧模块通过第一局端混合接口将N个复合帧分别发往N个并行的局端WDM-PON光模块的第二局端混合接口；N个并行的局端WDM-PON光模块将N个复合帧调制成波长不同的N个下行光信号，通过N根光纤将波长不同的N个下行光信号发送到耦合器的N个耦合分流端口；耦合器将波长不同的N个下行光信号耦合到耦合公共端口输出到ODN；ODN将波长不同的N个下行光信号分别发送到N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块；每个远端WDM-PON光模块对接收到的下行光信号进行光电变换，形成下行远端混合信号，下行远端混合信号为封装有CPRI信号和GE信号的复合帧，通过第一远端混合接口将复合帧发送到远端组帧模块的第二远端混合接口；远端组帧模块对接收到的复合帧进行解析，得到用于移动业务的下行远端CPRI信号和用于固网业务的下行远端GE信号；
上行方向：每个移固综合接入ONU中的远端组帧模块接收用于移动业务的上行远端CPRI信号和用于固网业务的上行远端GE信号，将上行远端CPRI信号与上行远端GE信号封装到一个复合帧中，形成复合帧，通过第二远端混合接口将复合帧发送到远端WDM-PON光模块的第一远端混合接口；每个远端WDM-PON光模块对复合帧进行电光变换，形成ODN指定波长的上行光信号，并将上行光信号发送到ODN，每个远端WDM-PON光模块发送的上行光信号的波长各不相同；ODN将N个远端WDM-PON光模块发来的波长不同的上行光信号，通过一根光纤发送到移固综合接入OLT中的耦合器的耦合公共端口；耦合器通过N个耦合分流端口，将波长不同的N个上行光信号发送到N个并行的局端WDM-PON光模块；N个并行的局端WDM-PON光模块对接收到的上行光信号进行光电变换，形成N路上行局端混合信号，通过N个第二局端混合接口将N路上行局端混合信号发送到局端中继组帧模块的第一局端混合接口；局端中继组帧模块对N路上行局端混合信号进行解析，得到N路上行局端CPRI信号和N路上行局端GE信号，通过N个第一局端GE接口输出N路上行局端GE信号，通过N个局端中继接口输出N路上行局端CPRI信号。
在上述技术方案的基础上，所述耦合器的每个耦合分流端口与每一个局端WDM-PON光模块之间传输一对波长不同的上下行光信号，耦合器的耦合公共端口与ODN之间传输N对波长不同的上下行光信号，各耦合分流端口的上下行光信号的波长间隔为同一个常数。
在上述技术方案的基础上，所述局端中继组帧模块中包括交叉子模块，交叉子模块，用于：重新排列N份下行局端CPRI信号对应的端口位置，实现将任意一份下行局端CPRI信号调度到任意一个移固综合接入ONU中去。
在上述技术方案的基础上，所述ODN为路由型ODN，路由型ODN包括波长路由型的周期性阵列波导光栅AWG、馈线光纤和N个分支光纤，周期性AWG包括一个路由公共端口和N个路由分流端口，周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口相连，周期性AWG的N个路由分流端口分别通过N个分支光纤与N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连；
下行方向：周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤接收到耦合器发来的N个波长不同的下行光信号，周期性AWG具有波分复用/解复用功能，对N个波长不同的下行光信号进行波长选择，分别从N个路由分流端口输出到N个分支光纤，分别发送到N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块；
上行方向：周期性AWG的N个路由分流端口通过N个分支光纤分别接收N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块发来的各路由分流端口指定波长的上行光信号，从路由公共端口输出到馈线光纤，发送到耦合器的耦合公共端口。
在上述技术方案的基础上，所述周期性AWG的每个路由分流端口通过N个分支光纤与每一个远端WDM-PON光模块之间传输一对波长不同的上下行光信号，周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口之间传输N对波长不同的上下行光信号，各路由分流端口的上下行光信号的波长间隔为同一个常数。
在上述技术方案的基础上，所述ODN为常规功率分配型ODN，常规功率分配型ODN包括功率分配型光分路器OPS、馈线光纤和N个分支光纤，功率分配型OPS通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口相连，功率分配型OPS通过N个分支光纤分别与N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连，常规功率分配型ODN对应的远端WDM-PON光模块包括可调滤波器，通过可调滤波器对下行光信号进行波长选择，只保留指定波长的下行光信号，滤除其它N-1个下行光信号；根据保留的下行光信号的波长或二次调制信息，选择对应的上行光信号的波长。
在上述技术方案的基础上，所述下行局端CPRI信号、下行远端CPRI信号、上行远端CPRI信号、上行局端CPRI信号均包括移动业务流，移动业务流采用CPRI帧的结构，CPRI帧的速率为614.4Mbps*J，J为2、4、5、6、8或者10。
在上述技术方案的基础上，所述J＝4时，CPRI帧的速率为2.4576Gbps。
在上述技术方案的基础上，所述复合帧是CPRI帧的改进，每个复合帧包括16个字，每个字包含K个字节，K为2、4、5、6、8或者10，复合帧的帧结构具有周期性，一个周期为1/(3.84MHz)。
在上述技术方案的基础上，所述K＝4时，经过8比特到10比特8B/10B编码后，复合帧的传输速率为2.4576Gbps。
在上述技术方案的基础上，所述复合帧的传输速率与CPRI帧的传输速率具有相同的粒度，复合帧的速率≥CPRI信号的速率，J≤K。
在上述技术方案的基础上，所述每个复合帧的16个字中的第1个字为控制字，第2～16个字为数据字，其中，第2～L个字用于承载移动业务数据，第(L+1)～16个字用于承载固网业务数据，L为正整数，且3≤L≤15。
在上述技术方案的基础上，所述移动业务数据由多种制式的数据组成，其中一种制式为典型的移动业务数据复用方式，L＝12时，第2～3个字承载全球移动通信系统GSM制式的数据，第4～8个字承载时分-同步码分多址存取TD_SCDMA制式的数据，第9～12个字承载分时长期演进TD_LTE制式的数据。
在上述技术方案的基础上，所述复合帧的字节的传输顺序：先逐个传送复合帧的控制字，再逐个传送复合帧的数据字。
在上述技术方案的基础上，所述复合帧中每个字节的比特分配遵从IEEE Standard 802.3-2002标准，即最先传输最高有效位MSB：bit 7，最后传输最低有效位LSB：bit0。
在上述技术方案的基础上，所述复合帧的每个字节经过8B/10B编码，形成物理传输序列，该8B/10B编码过程遵从IEEE Standard802.3-2002标准。
在上述技术方案的基础上，所述8B/10B编码后形成10bit密码组“abcdeifghj”，从密码组中的“a”比特开始以串行数据流的方式传输。
在上述技术方案的基础上，所述L＝12时，每个复合帧能承载的最大移动业务数据容量为3.84*K*L*8＝3.84×4×12×8＝1474.56Mbps，能承载的最大固网业务数据容量为3.84*K*(15-L)*8＝3.84×4×(15-12)×32＝368.64Mbps。
在上述技术方案的基础上，所述复合帧的封装过程如下：先分别封装控制字、移动业务数据和固网业务数据，再经过时分复用形成复合帧，最后对复合帧进行8B/10B编码，形成光传输的数据。
在上述技术方案的基础上，所述下行局端GE信号、下行远端GE信号、上行远端GE信号、上行局端GE信号均包括固网业务流，固网业务流具有传统PON接入网络或以太网传输帧所有的业务能力，包括上网业务、基于IP协议的语音电话VOIP语音业务和交互式网络电视IPTV业务。
在上述技术方案的基础上，所述N＝8、16、32、40或者64。
在上述技术方案的基础上，所述N＝16，基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统包括BBU设备、移固综合接入OLT、ODN和移固综合接入ONU，移固综合接入OLT包括局端交换模块、局端中继组帧模块、16个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，局端交换模块包括16个第二局端GE接口和1个以太网上联接口，局端中继组帧模块的16个局端中继接口与BBU设备相连，局端中继组帧模块的16个第一局端GE接口与局端交换模块的16个第二局端GE接口相连，局端交换模块的以太网上联接口与设备背板相连。
在上述技术方案的基础上，所述BBU设备，用于：
下行方向：接收核心网信号，进行基带处理，调制成射频无线信号，再进行下变频、取样和模数变换，得到并输出下行局端CPRI信号；
上行方向：接收上行局端CPRI信号，进行数模变换和上变频，得到射频无线信号，解调后进行基带处理，形成核心网信号输出。
在上述技术方案的基础上，所述局端交换模块，用于：
下行方向：通过以太网上联接口接收背板发来的1～2个10G信号，对2个10G信号进行以太网交换，得到16路局端下行千兆以太网GE信号，通过16个第二局端GE接口输出；
上行方向：通过16个第二局端GE接口接收16路局端上行GE信号，对16路局端上行GE信号进行以太网交换，汇聚成1～2个10G信号，通过以太网上联接口输出到背板。
在上述技术方案的基础上，所述移固综合接入ONU包括远端模拟前端模块、远端交换模块、远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，远端模拟前端模块包括天线和第二远端中频接口，远端交换模块包括第二远端GE接口，远端组帧模块的第一远端中频接口与远端模拟前端模块的第二远端中频接口相连，远端组帧模块的第一远端GE接口与远端交换模块的第二远端GE接口相连。
在上述技术方案的基础上，所述远端模拟前端模块，用于：
下行方向：通过第二远端中频接口接收下行远端CPRI信号，进行数模变换和上变频，得到高频模拟无线信号，并通过天线输出；
上行方向：通过天线接收手机发出的高频模拟无线信号，进行下变频、取样和模数变换，得到上行远端CPRI信号，并通过第二远端中频接口输出。
在上述技术方案的基础上，所述远端交换模块，用于：
下行方向：通过第二远端GE接口接收远端下行GE信号，对远端下行GE信号进行以太网交换，汇聚成1～4个用户快速以太网FE信号或1个用户GE信号输出；
上行方向：接收用户FE信号或用户GE信号，进行以太网交换，得到远端上行GE信号，通过第二远端GE接口输出。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明能够将运营商的移动业务和固网业务同时予以接入，既满足C-RAN技术高带宽、定时信息要求严格的需求，又满足固网业务的传输要求，将移动接入和固网接入合二为一，简化了接入网络的结构，能够同时传送移动业务和固网业务，实现运营商移动无线信号的深度覆盖。
(2)本发明采用波分复用技术，复合帧的传输速率高达2.4576Gbps(Gigabit per second，吉比特每秒)，含有16个光模块的移固综合接入系统的传输容量高达上下行39.3216Gbps，能够节省接入网络的主干光纤资源。
附图说明
图1是本发明实施例中ODN为路由型结构时的移固综合接入系统的结构框图。
图2是本发明实施例中ODN为功率分配型结构时的移固综合接入系统的结构框图。
图3是本发明实施例中复合帧的帧结构示意图。
图4是本发明实施例中复合帧的协议分层结构示意图。
图5是本发明实施例中含有16个光模块的移固综合接入系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明实施例提供一种基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，包括移固综合接入OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、ODN(Optical Distribution Network，光分配网)和若干移固综合接入ONU，移固综合接入OLT通过ODN与若干移固综合接入ONU相连，移固综合接入OLT包括局端中继组帧模块、N个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，N为正整数，且8≤N≤64，例如：N＝8、16、32、40或者64，局端中继组帧模块通过N个并行的局端WDM-PON光模块与耦合器相连，每个移固综合接入ONU包括远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，移固综合接入OLT中的耦合器通过ODN与每个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连，局端中继组帧模块包括N个局端中继接口、N个第一局端GE接口和N个第一局端混合接口，每个局端WDM-PON光模块包括1个第二局端混合接口，耦合器包括一个耦合公共端口和N个耦合分流端口(ch1，ch2，……chN)；每个远端WDM-PON光模块包括1个第一远端混合接口，远端组帧模块包括1个第二远端混合接口、1个第一远端中频接口和1个第一远端GE(Gigabit Ethernet，千兆以太网)接口。
下行方向(从移固综合接入OLT至移固综合接入ONU的信号传输方向)：移固综合接入OLT中的局端中继组帧模块接收N份用于移动业务的下行局端CPRI信号和N份用于固网业务的下行局端GE信号，将每一份下行局端CPRI信号与每一份下行局端GE信号重新封装到一个复合帧中，形成N个复合帧，复合帧的速率≥CPRI信号的速率，局端中继组帧模块通过第一局端混合接口将N个复合帧分别发往N个并行的局端WDM-PON光模块的第二局端混合接口；N个并行的局端WDM-PON光模块将N个复合帧调制成波长不同的N个下行光信号，通过N根光纤将波长不同的N个下行光信号发送到耦合器的N个耦合分流端口；耦合器将波长不同的N个下行光信号耦合到耦合公共端口输出到ODN；ODN将波长不同的N个下行光信号分别发送到N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块；每个远端WDM-PON光模块对接收到的下行光信号进行光电变换，形成下行远端混合信号，下行远端混合信号为封装有CPRI信号和GE信号的复合帧，通过第一远端混合接口将复合帧发送到远端组帧模块的第二远端混合接口；远端组帧模块对接收到的复合帧进行解析，得到用于移动业务的下行远端CPRI信号和用于固网业务的下行远端GE信号；
上行方向(从移固综合接入ONU至移固综合接入OLT的信号传输方向)：每个移固综合接入ONU中的远端组帧模块接收用于移动业务的上行远端CPRI信号和用于固网业务的上行远端GE信号，将上行远端CPRI信号与上行远端GE信号封装到一个复合帧中，形成复合帧，通过第二远端混合接口将复合帧发送到远端WDM-PON光模块的第一远端混合接口；每个远端WDM-PON光模块对复合帧进行电光变换，形成ODN指定波长的上行光信号，并将上行光信号发送到ODN，每个远端WDM-PON光模块发送的上行光信号的波长各不相同；ODN将N个远端WDM-PON光模块发来的波长不同的上行光信号，通过一根光纤发送到移固综合接入OLT中的耦合器的耦合公共端口；耦合器通过N个耦合分流端口，将波长不同的N个上行光信号发送到N个并行的局端WDM-PON光模块；N个并行的局端WDM-PON光模块对接收到的上行光信号进行光电变换，形成N路上行局端混合信号，通过N个第二局端混合接口将N路上行局端混合信号发送到局端中继组帧模块的第一局端混合接口；局端中继组帧模块对N路上行局端混合信号进行解析，得到N路上行局端CPRI信号和N路上行局端GE信号，通过N个第一局端GE接口输出N路上行局端GE信号，通过N个局端中继接口输出N路上行局端CPRI信号。
耦合器的每个耦合分流端口与每一个局端WDM-PON光模块之间传输一对波长不同的上下行光信号，耦合器的耦合公共端口与ODN之间传输N对波长不同的上下行光信号，各耦合分流端口的上下行光信号的波长间隔为同一个常数。
为了灵活配置业务，局端中继组帧模块中还可以包括交叉子模块，交叉子模块，用于：重新排列N份下行局端CPRI信号对应的端口位置，这样，即使局端WDM-PON光模块不具有波长可调的特性，也能将任意一份下行局端CPRI信号调度到任意一个移固综合接入ONU中去。
ODN分为路由型ODN和常规功率分配型ODN两种。
参见图1所示，路由型ODN包括波长路由型的周期性AWG(Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅)、馈线光纤和N个分支光纤，周期性AWG包括一个路由公共端口和N个路由分流端口(ch1’，ch2’，……chN’)，周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口相连，周期性AWG的N个路由分流端口分别通过N个分支光纤与N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连。
下行方向：周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤接收到耦合器发来的N个波长不同的下行光信号，周期性AWG具有波分复用/解复用功能，对N个波长不同的下行光信号进行波长选择，分别从N个路由分流端口输出到N个分支光纤，分别发送到N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块。
上行方向：周期性AWG的N个路由分流端口通过N个分支光纤分别接收N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块发来的各路由分流端口指定波长的上行光信号，从路由公共端口输出到馈线光纤，发送到耦合器的耦合公共端口。
周期性AWG的每个路由分流端口通过N个分支光纤与每一个远端WDM-PON光模块之间传输一对波长不同的上下行光信号，周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口之间传输N对波长不同的上下行光信号，各路由分流端口的上下行光信号的波长间隔为同一个常数。
参见图2所示，常规功率分配型ODN包括功率分配型OPS(Optical Power Splitters，光分路器)、馈线光纤和N个分支光纤，功率分配型OPS通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口相连，功率分配型OPS通过N个分支光纤分别与N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连，常规功率分配型ODN对应的远端WDM-PON光模块包括可调滤波器，通过可调滤波器对下行光信号进行波长选择，只保留指定波长的下行光信号，滤除其它N-1个下行光信号；根据保留的下行光信号的波长或二次调制信息，选择对应的上行光信号的波长。
下行局端CPRI信号、下行远端CPRI信号、上行远端CPRI信号、上行局端CPRI信号均包括移动业务流，移动业务流采用CPRI帧的结构，CPRI帧的速率为614.4Mbps*J，J为2、4、5、6、8或者10，J＝4时，CPRI帧的速率为2.4576Gbps。移动业务流具有带宽大、时延小、TDV(Time Delay Variation，时延变化)小的特点，同时携带定时信息，能够满足BBU(Building Base band Unit，室内基带处理单元)与RRU(Radio Remote Unit，射频拉远单元)之间的C-RAN的传输要求。下行局端GE信号、下行远端GE信号、上行远端GE信号、上行局端GE信号均包括固网业务流，固网业务流具有传统PON接入网络或以太网传输帧所有的业务能力，包括上网业务、VOIP(Voice over Internet Protocol，基于IP协议的语音电话)语音业务和IPTV(Internet Protocol Television，IP电视/交互式网络电视)业务等。
复合帧是CPRI帧的改进，参见图3所示，每个复合帧包括16个字，每个字包含K个字节，K为2、4、5、6、8或者10，复合帧的帧结构具有周期性，一个周期(时间片)为1/(3.84MHz)，K＝4时，经过8B/10B(8比特到10比特)编码后，复合帧的传输速率为2.4576Gbps。复合帧的传输速率与CPRI帧的传输速率具有相同的粒度，复合帧的速率≥CPRI信号的速率，意味着J≤K。每个复合帧的16个字中的第1个字为控制字，第2～16个字为数据字，其中，第2～L个字用于承载移动业务数据，第(L+1)～16个字用于承载固网业务数据，L为正整数，且3≤L≤15。移动业务数据由多种制式的数据组成，例如，其中一种制式为典型的移动业务数据复用方式，以中国移动制式为例：L＝12时，第2～3个字承载GSM(Global System forMobile Communications，全球移动通信系统)制式的数据，第4～8个字承载TD_SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，时分-同步码分多址存取)制式的数据，第9～12个字承载TD_LTE(Time Division Long Term Evolution，分时长期演进)制式的数据。
参见图3所示，一个圆点表示一个字节，箭头表示字节的传输顺序：先逐个传送复合帧的控制字，再逐个传送复合帧的数据字。复合帧中每个字节中的比特分配遵从IEEE Standard 802.3-2002标准，即最先传输MSB(Most Significant Bit，最高有效位)：bit 7，最后传输LSB(Least Significant Bit，最低有效位)：bit0。复合帧的每个字节经过8B/10B编码，形成物理传输序列(编码数据)，该8B/10B编码过程遵从IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)Standard 802.3-2002标准。8B/10B编码后形成10bit密码组“abcdeifghj”，从密码组中的“a”比特开始以串行数据流的方式传输。L＝12时，每个复合帧能承载的最大移动业务数据容量为3.84*K*L*8＝3.84×4×12×8＝1474.56Mbps，能承载的最大固网业务数据容量为3.84*K*(15-L)*8＝3.84×4×(15-12)×32＝368.64Mbps。
参见图4所示，复合帧的封装过程如下：先分别封装控制字、移动业务数据和固网业务数据，再经过时分复用形成复合帧，最后对复合帧进行8B/10B编码，形成光传输的数据。
下面以N＝16为例说明本发明实施例的具体应用场景。
参见图5所示，基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统包括BBU设备、移固综合接入OLT、ODN和移固综合接入ONU，移固综合接入OLT包括局端交换模块、局端中继组帧模块、16个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，局端交换模块包括16个第二局端GE接口和1个以太网上联接口，局端中继组帧模块的16个局端中继接口与BBU设备相连，局端中继组帧模块的16个第一局端GE接口与局端交换模块的16个第二局端GE接口相连，局端交换模块的以太网上联接口与设备背板相连。
BBU设备，用于：
下行方向：接收核心网信号，进行基带处理，调制成射频无线信号，再进行下变频、取样和模数变换，得到并输出下行局端CPRI信号；
上行方向：接收上行局端CPRI信号，进行数模变换和上变频，得到射频无线信号，解调后进行基带处理，形成核心网信号输出。
局端交换模块，用于：
下行方向：通过以太网上联接口接收背板发来的1～2个10G信号，对2个10G信号进行以太网交换，得到16路局端下行GE(GigabitEthernet，千兆以太网，1Gbps)信号，通过16个第二局端GE接口输出；
上行方向：通过16个第二局端GE接口接收16路局端上行GE信号，对16路局端上行GE信号进行以太网交换，汇聚成1～2个10G信号，通过以太网上联接口输出到背板。
移固综合接入ONU包括远端模拟前端模块、远端交换模块、远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，远端模拟前端模块包括天线和第二远端中频接口，远端交换模块包括第二远端GE接口，远端组帧模块的第一远端中频接口与远端模拟前端模块的第二远端中频接口相连，远端组帧模块的第一远端GE接口与远端交换模块的第二远端GE接口相连。
远端模拟前端模块，用于：
下行方向：通过第二远端中频接口接收下行远端CPRI信号，进行数模变换和上变频，得到高频模拟无线信号，并通过天线输出；
上行方向：通过天线接收手机发出的高频模拟无线信号，进行下变频、取样和模数变换，得到上行远端CPRI信号，并通过第二远端中频接口输出。
远端交换模块，用于：
下行方向：通过第二远端GE接口接收远端下行GE信号，对远端下行GE信号进行以太网交换，汇聚成1～4个用户FE(Fast Ethernet，快速以太网)信号或1个用户GE信号输出；
上行方向：接收用户FE信号或用户GE信号，进行以太网交换，得到远端上行GE信号，通过第二远端GE接口输出。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (27)
1.一种基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，包括移固综合接入OLT、ODN和若干移固综合接入ONU，移固综合接入OLT通过ODN与若干移固综合接入ONU相连，其特征在于：移固综合接入OLT包括局端中继组帧模块、N个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，N为正整数，且8≤N≤64，局端中继组帧模块通过N个并行的局端WDM-PON光模块与耦合器相连，每个移固综合接入ONU包括远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，移固综合接入OLT中的耦合器通过ODN与每个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连，局端中继组帧模块包括N个局端中继接口、N个第一局端GE接口和N个第一局端混合接口，每个局端WDM-PON光模块包括1个第二局端混合接口，耦合器包括一个耦合公共端口和N个耦合分流端口；每个远端WDM-PON光模块包括1个第一远端混合接口，远端组帧模块包括1个第二远端混合接口、1个第一远端中频接口和1个第一远端千兆以太网GE接口；
下行方向：移固综合接入OLT中的局端中继组帧模块接收N份用于移动业务的下行局端CPRI信号和N份用于固网业务的下行局端GE信号，将每一份下行局端CPRI信号与每一份下行局端GE信号重新封装到一个复合帧中，形成N个复合帧，复合帧的速率≥CPRI信号的速率，局端中继组帧模块通过第一局端混合接口将N个复合帧分别发往N个并行的局端WDM-PON光模块的第二局端混合接口；N个并行的局端WDM-PON光模块将N个复合帧调制成波长不同的N个下行光信号，通过N根光纤将波长不同的N个下行光信号发送到耦合器的N个耦合分流端口；耦合器将波长不同的N个下行光信号耦合到耦合公共端口输出到ODN；ODN将波长不同的N个下行光信号分别发送到N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块；每个远端WDM-PON光模块对接收到的下行光信号进行光电变换，形成下行远端混合信号，下行远端混合信号为封装有CPRI信号和GE信号的复合帧，通过第一远端混合接口将复合帧发送到远端组帧模块的第二远端混合接口；远端组帧模块对接收到的复合帧进行解析，得到用于移动业务的下行远端CPRI信号和用于固网业务的下行远端GE信号；
上行方向：每个移固综合接入ONU中的远端组帧模块接收用于移动业务的上行远端CPRI信号和用于固网业务的上行远端GE信号，将上行远端CPRI信号与上行远端GE信号封装到一个复合帧中，形成复合帧，通过第二远端混合接口将复合帧发送到远端WDM-PON光模块的第一远端混合接口；每个远端WDM-PON光模块对复合帧进行电光变换，形成ODN指定波长的上行光信号，并将上行光信号发送到ODN，每个远端WDM-PON光模块发送的上行光信号的波长各不相同；ODN将N个远端WDM-PON光模块发来的波长不同的上行光信号，通过一根光纤发送到移固综合接入OLT中的耦合器的耦合公共端口；耦合器通过N个耦合分流端口，将波长不同的N个上行光信号发送到N个并行的局端WDM-PON光模块；N个并行的局端WDM-PON光模块对接收到的上行光信号进行光电变换，形成N路上行局端混合信号，通过N个第二局端混合接口将N路上行局端混合信号发送到局端中继组帧模块的第一局端混合接口；局端中继组帧模块对N路上行局端混合信号进行解析，得到N路上行局端CPRI信号和N路上行局端GE信号，通过N个第一局端GE接口输出N路上行局端GE信号，通过N个局端中继接口输出N路上行局端CPRI信号。
2.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述耦合器的每个耦合分流端口与每一个局端WDM-PON光模块之间传输一对波长不同的上下行光信号，耦合器的耦合公共端口与ODN之间传输N对波长不同的上下行光信号，各耦合分流端口的上下行光信号的波长间隔为同一个常数。
3.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述局端中继组帧模块中包括交叉子模块，交叉子模块，用于：重新排列N份下行局端CPRI信号对应的端口位置，实现将任意一份下行局端CPRI信号调度到任意一个移固综合接入ONU中去。
4.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述ODN为路由型ODN，路由型ODN包括波长路由型的周期性阵列波导光栅AWG、馈线光纤和N个分支光纤，周期性AWG包括一个路由公共端口和N个路由分流端口，周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口相连，周期性AWG的N个路由分流端口分别通过N个分支光纤与N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连；
下行方向：周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤接收到耦合器发来的N个波长不同的下行光信号，周期性AWG具有波分复用/解复用功能，对N个波长不同的下行光信号进行波长选择，分别从N个路由分流端口输出到N个分支光纤，分别发送到N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块；
上行方向：周期性AWG的N个路由分流端口通过N个分支光纤分别接收N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块发来的各路由分流端口指定波长的上行光信号，从路由公共端口输出到馈线光纤，发送到耦合器的耦合公共端口。
5.如权利要求4所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述周期性AWG的每个路由分流端口通过N个分支光纤与每一个远端WDM-PON光模块之间传输一对波长不同的上下行光信号，周期性AWG的路由公共端口通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口之间传输N对波长不同的上下行光信号，各路由分流端口的上下行光信号的波长间隔为同一个常数。
6.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述ODN为常规功率分配型ODN，常规功率分配型ODN包括功率分配型光分路器OPS、馈线光纤和N个分支光纤，功率分配型OPS通过馈线光纤与耦合器的耦合公共端口相连，功率分配型OPS通过N个分支光纤分别与N个移固综合接入ONU中的远端WDM-PON光模块相连，常规功率分配型ODN对应的远端WDM-PON光模块包括可调滤波器，通过可调滤波器对下行光信号进行波长选择，只保留指定波长的下行光信号，滤除其它N-1个下行光信号；根据保留的下行光信号的波长或二次调制信息，选择对应的上行光信号的波长。
7.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述下行局端CPRI信号、下行远端CPRI信号、上行远端CPRI信号、上行局端CPRI信号均包括移动业务流，移动业务流采用CPRI帧的结构，CPRI帧的速率为614.4Mbps*J，J为2、4、5、6、8或者10。
8.如权利要求7所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述J＝4时，CPRI帧的速率为2.4576Gbps。
9.如权利要求7所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述复合帧是CPRI帧的改进，每个复合帧包括16个字，每个字包含K个字节，K为2、4、5、6、8或者10，复合帧的帧结构具有周期性，一个周期为1/(3.84MHz)。
10.如权利要求9所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述K＝4时，经过8比特到10比特8B/10B编码后，复合帧的传输速率为2.4576Gbps。
11.如权利要求9所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述复合帧的传输速率与CPRI帧的传输速率具有相同的粒度，复合帧的速率≥CPRI信号的速率，J≤K。
12.如权利要求11所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述每个复合帧的16个字中的第1个字为控制字，第2～16个字为数据字，其中，第2～L个字用于承载移动业务数据，第(L+1)～16个字用于承载固网业务数据，L为正整数，且3≤L≤15。
13.如权利要求12所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述移动业务数据由多种制式的数据组成，其中一种制式为典型的移动业务数据复用方式，L＝12时，第2～3个字承载全球移动通信系统GSM制式的数据，第4～8个字承载时分-同步码分多址存取TD_SCDMA制式的数据，第9～12个字承载分时长期演进TD_LTE制式的数据。
14.如权利要求11所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述复合帧的字节的传输顺序：先逐个传送复合帧的控制字，再逐个传送复合帧的数据字。
15.如权利要求11所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述复合帧中每个字节的比特分配遵从IEEEStandard 802.3-2002标准，即最先传输最高有效位MSB：bit 7，最后传输最低有效位LSB：bit0。
16.如权利要求14所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述复合帧的每个字节经过8B/10B编码，形成物理传输序列，该8B/10B编码过程遵从IEEE Standard802.3-2002标准。
17.如权利要求16所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述8B/10B编码后形成10bit密码组“abcdeifghj”，从密码组中的“a”比特开始以串行数据流的方式传输。
18.如权利要求12所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述L＝12时，每个复合帧能承载的最大移动业务数据容量为3.84*K*L*8＝3.84×4×12×8＝1474.56Mbps，能承载的最大固网业务数据容量为3.84*K*(15-L)*8＝3.84×4×(15-12)×32＝368.64Mbps。
19.如权利要求11所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述复合帧的封装过程如下：先分别封装控制字、移动业务数据和固网业务数据，再经过时分复用形成复合帧，最后对复合帧进行8B/10B编码，形成光传输的数据。
20.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述下行局端GE信号、下行远端GE信号、上行远端GE信号、上行局端GE信号均包括固网业务流，固网业务流具有传统PON接入网络或以太网传输帧所有的业务能力，包括上网业务、基于IP协议的语音电话VOIP语音业务和交互式网络电视IPTV业务。
21.如权利要求1所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述N＝8、16、32、40或者64。
22.如权利要求21所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述N＝16，基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统包括BBU设备、移固综合接入OLT、ODN和移固综合接入ONU，移固综合接入OLT包括局端交换模块、局端中继组帧模块、16个并行的局端WDM-PON光模块和耦合器，局端交换模块包括16个第二局端GE接口和1个以太网上联接口，局端中继组帧模块的16个局端中继接口与BBU设备相连，局端中继组帧模块的16个第一局端GE接口与局端交换模块的16个第二局端GE接口相连，局端交换模块的以太网上联接口与设备背板相连。
23.如权利要求22所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述BBU设备，用于：
下行方向：接收核心网信号，进行基带处理，调制成射频无线信号，再进行下变频、取样和模数变换，得到并输出下行局端CPRI信号；
上行方向：接收上行局端CPRI信号，进行数模变换和上变频，得到射频无线信号，解调后进行基带处理，形成核心网信号输出。
24.如权利要求22所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述局端交换模块，用于：
下行方向：通过以太网上联接口接收背板发来的1～2个10G信号，对2个10G信号进行以太网交换，得到16路局端下行千兆以太网GE信号，通过16个第二局端GE接口输出；
上行方向：通过16个第二局端GE接口接收16路局端上行GE信号，对16路局端上行GE信号进行以太网交换，汇聚成1～2个10G信号，通过以太网上联接口输出到背板。
25.如权利要求22所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述移固综合接入ONU包括远端模拟前端模块、远端交换模块、远端组帧模块和远端WDM-PON光模块，远端模拟前端模块包括天线和第二远端中频接口，远端交换模块包括第二远端GE接口，远端组帧模块的第一远端中频接口与远端模拟前端模块的第二远端中频接口相连，远端组帧模块的第一远端GE接口与远端交换模块的第二远端GE接口相连。
26.如权利要求25所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述远端模拟前端模块，用于：
下行方向：通过第二远端中频接口接收下行远端CPRI信号，进行数模变换和上变频，得到高频模拟无线信号，并通过天线输出；
上行方向：通过天线接收手机发出的高频模拟无线信号，进行下变频、取样和模数变换，得到上行远端CPRI信号，并通过第二远端中频接口输出。
27.如权利要求25所述的基于CPRI帧的WDM-PON移固综合接入系统，其特征在于：所述远端交换模块，用于：
下行方向：通过第二远端GE接口接收远端下行GE信号，对远端下行GE信号进行以太网交换，汇聚成1～4个用户快速以太网FE信号或1个用户GE信号输出；
上行方向：接收用户FE信号或用户GE信号，进行以太网交换，得到远端上行GE信号，通过第二远端GE接口输出。
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