CN103391133A

CN103391133A - 可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法

Info

Publication number: CN103391133A
Application number: CN2012101443807A
Authority: CN
Inventors: 张立洁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-11-13

Abstract

可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法涉及直放站组网技术，尤其涉及了一种可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法。本发明目的在于提供一种无需人员现场手动进行恢复、适用于安全性要求较高的领域的可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法。本发明包括近端机和至少一台远端机，其结构要点近端机、远端机通过光纤环形连接；所述近端机通过耦合器与基站连接；所述远端机通过天线与终端连接。

Description

可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法

技术领域：

本发明涉及直放站组网技术，尤其涉及了一种可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法。

背景技术：

随着3G通信技术的不断发展，对于无线网络建设和无线覆盖的需求日益增加，而数字光纤直放站由于相对于模拟产品具有抗干扰能力强，覆盖距离远，以及组网方式灵活，得到了越来越广泛的应用。但是目前直放站组网结构多数采用一近一远的点对点，或者菊花链，星型的拓扑。

对于以上的组网方式，都是采用一条光纤链路来传输上下行数据信息，这就对于链路安全性要求很高。近端机和若干远端机组成链型网络，当远端机之间的光纤断路，则近端机无法把下行数据发送到断路点下级的远端机，而它们的上行数据也无法送至近端机，网络产生断路，需要人员现场手动进行恢复。链型组网无法自愈恢复，无法适用于安全性要求较高的领域。

发明内容：

本发明目的在于提供一种无需人员现场手动进行恢复、适用于安全性要求较高的领域的可环形组网自愈的数字光纤直放站系统及其数据通信方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括近端机和至少一台远端机，其结构要点近端机、远端机通过光纤环形连接；所述近端机通过耦合器与基站连接；所述远端机通过天线与终端连接。

作为一种优选方案，本发明所述远端机中双工器I、低噪放I、变频器I、数字中频处理模块I、光纤收发模块I依次连接；所述光纤收发模块I、数字中频处理模块I、变频器I、功放模块I、双工器I依次连接；

作为另一种优选方案，本发明所述近端机包括双工器II，双工器II、低噪放II、变频器II、数字中频处理模块II、光纤收发模块II依次连接；所述光纤收发模块II、数字中频处理模块II、变频器II、双工器II依次连接；

另外，本发明所述光纤收发模块I包括主端口I和从端口I；所述光纤收发模块II包括主端口II和从端口II；所述主端口II与从端口I连接，主端口I与下级远端机从端口连接，以此类推，最后一级远端机的主端口与从端口II连接；

其次，本发明所述数字中频处理模块I和数字中频处理模块II完成模数/数模转换，光纤通信数据协议处理，数字下变频，上变频，数据的串并/并串处理。

一种可环形组网自愈的数字光纤直放站系统的数据通信方法包括下行链路的数据传输的过程和上行链路的数据传输的过程；

所述下行链路的数据传输的过程包括如下步骤：

1)近端机从基站耦合到下行信号经低噪放放大，变频器经下变频将射频信号转为中频进入数字中频处理模块。然后通过AD采样转为数字信号，进入FPGA进行数字处理，把数据按照通信协议进行打包，再进入SERDES芯片进行并串转换，10B/8B编码，最后通过光模块经主端口依次发送到链路上的远端机。

2)远端机的从端口接收到下行数据后，经SERDES进行10B/8B译码，串并转换后进入FPGA。FPGA按照通行协议进行解包，提取本地IQ数据经数字上变频，进入DAC数模转换，再经过变频器上变频到射频信号，然后经功放单元放大后发射到天线完成射频覆盖。同时将不属于本地的数据结合本地的控制信息重新打包后通过主端口发送更远的远端机。

3)当环网链路中最后一台远端机接收到下行信号后，提取本地IQ数据，并将不属于本地的数据结合本地控制信息重新打包后，传回近端机的从端口进行确认。

所述上行链路的数据传输的过程包括如下步骤：

1)各个远端机把从移动台上行的数据通过低噪放放大，变频器下变频到中频后，再经数字中频模块进行处理后，与光模块上行的数据合成后重新打包，延光纤逐级反向上行到近端机。

2)近端机接收到远端机上行的数据后，把数据进行合路叠加，通过与上述下行的逆过程把数据发送到基站。同时处理数据中相应的控制信息。

本发明有益效果：

本发明实现了直放站系统的灵活的组网方式。近端机的多个光纤收发模块端口可同时实现环形组网，菊花链型组网。并设计了特有的数据通信方法实现环形组网自愈切换。在光纤断路和设备损坏的情况下，仍然能保证直放站系统正常工作。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1是传统的链型网络连接示意图；

图2是本发明远端机和近端机原理框图；

图3是本发明网络连接示意图；

图4是本发明数字中频处理模块原理框图。

具体实施方式：

如图所示，本发明包括近端机和至少一台远端机；近端机、远端机通过光纤环形连接；所述近端机通过耦合器与基站连接；所述远端机通过天线与终端连接。

所述远端机中双工器I、低噪放I、变频器I、数字中频处理模块I、光纤收发模块I依次连接；所述光纤收发模块I、数字中频处理模块I、变频器I、功放模块I、双工器I依次连接；

所述近端机包括双工器II，双工器II、低噪放II、变频器II、数字中频处理模块II、光纤收发模块II依次连接；所述光纤收发模块II、数字中频处理模块II、变频器II、双工器II依次连接；

所述光纤收发模块I包括主端口I和从端口I；所述光纤收发模块II包括主端口II和从端口II；所述主端口II与从端口I连接，主端口I与下级远端机从端口连接，以此类推，最后一级远端机的主端口与从端口II连接；

所述数字中频处理模块I和数字中频处理模块II完成模数/数模转换，光纤通信数据协议处理，数字下变频，上变频，数据的串并/并串处理。

所述下行链路的数据传输的过程包括如下步骤：

所述上行链路的数据传输的过程包括如下步骤：

如图1所示，对于传统的链型网络连接的组网方式，都是采用一条光纤链路来传输上下行数据信息，这就对于链路安全性要求很高。近端机和四台远端机组成的链型网络。远端机2与远端机3之间的光纤断路，则近端机无法把下行数据发送到远端机3和远端机4，而它们的上行数据也无法送至近端机，网络产生断路，需要人员现场手动进行恢复。链型组网无法自愈恢复，无法适用于安全性要求较高的领域。

如图2所示，本发明涉及的数字光纤直放站系统，包含一台近端机，以及至少一台远端机。近端机一般位于机房内靠近基站，由双工器，变频器，数字中频处理模块，至少一对光纤收发模块连接组成。远端机做为覆盖端，由双工器，功放模块，低噪放，变频器，数字中频处理模块，一对光纤收发模块连接组成。

如图3所示，本发明中对于近端机和远端机，一对光模块接口一个做为主端口，另一个做为从端口。近端机的主端口与远端机的从端口用光纤相连，从端机的主端口与下级的远端机的从端口依次相连，最终最后一台远端机的主端口与近端机的从端口相连，组成环形网络。近端机1，2端口，与远端机1，2，3，4组成了环形网络。同时，近端机也可以通过一个光模块接口与多台远端机组成菊花链型的拓扑结构。近端机的3，4端口分别与远端机5，6，7和远端机8，9组成了串接的链型网络。所以，本发明的网络拓扑结构在主层可配置为星型结构，在子层可以灵活的配置成环形结构和菊花链型结构。

如图4所示，本发明所述数字中频处理模块完成模数/数模转换，光纤通信数据协议处理，数字下变频，上变频，数据的串并/并串处理。

如图3所示，在环形组网时，实现自愈倒切换的过程如下：

1.近端机预先建立一个远端机位置登记控制字，从近端机主光口发出，延下行链路依次传递。

2.各个远端机从其从端口接收到位置登记控制字后，登记并记录自己的位置，然后从主光口发送到下一级远端机。

3.最后一台远端机登记并记录自己的位置信息后，把位置登记控制字从其主端口发送给近端机的从端口。近端机根据位置控制字来确认环形链路正常工作。同时近端的从端口不处理其下行的IQ数据，只接收其控制信息。

4.当由于光纤损坏或者设备故障时，造成任意一台远端机无法与下一级远端机通信时，则这个远端机在登记完自己的位置信息后，沿原光纤逆向把位置登记控制字发送回近端机主端口。

5.近端机根据传回来的位置信息控制字确认从哪台远端机产生断路，并依据此位置信息将原环形链路分裂成两条菊花串接链路。其在环形组网时的从端口切换为主端口。

6.正常状态下，远端机采用其从光口的恢复时钟做为系统同步时钟，所以在所有处于断路链路里的远端机在组成新菊花链时需要切换其主从端口，切换成原环网中主端口的恢复时钟做为系统的参考时钟。来保证整个网络的时钟同步。

结合图3再举例说明上述环形组网自愈切换过程：

A.如图C中，近端机端口1，2与远端机1，2，3，4组成了环形网络。其中近端机端口1做为主端口，端口2做为从端口。环网正常工作的情况下，下行数据从近端机主端口端口1发出，延光纤依次传递给远端机1，2，3，4。上行数据同时逆向延光纤经远端机4，3，2，1传回近端机的端口1。远端机1，2，3，4的系统同步时钟都为从各自端口1接收前一级数据的恢复时钟。如图C中，远端机4为最后一台远端机，它将位置控制字从其端口2传给近端机端口2。近端机端口2接收到位置控制字后，确认环形网络正常工作。

B.如图中当远端机2，3之间的光纤断路时，远端机2无法把位置控制字下行传给远端机3。则远端机2延原光纤链路把位置控制字传给远端机1。远端机1不做任何处理，直接传给近端机。

C.远端机3，4无法接受到位置控制字，处于网络断路状态。则远端机3，4把他们的两个端口都重置为监听状态，同时把系统的同步时钟切换为端口2的恢复时钟。

D.近端机接收远端机2传回的位置控制字后，确认远端机2，3之间出现断路无法通行。近端机把其端口2切换为主端口，则与远端机4，3组成一个新的菊花链串接网络。

综上所诉，本发明在不增加硬件成本的前提下，实现了直放站系统的灵活的组网方式。近端机的多个光口可同时实现环形组网，菊花链型组网。并设计了特有的数据通信方法实现环形组网自愈切换。在光纤断路和设备损坏的情况下，仍然能保证直放站系统正常工作。

Claims

1.可环形组网自愈的数字光纤直放站系统，包括近端机和至少一台远端机，其特征在于所述近端机、远端机通过光纤环形连接；所述近端机通过耦合器与基站连接；所述远端机通过天线与终端连接。

2.根据权利要求1所述可环形组网自愈的数字光纤直放站系统，其特征在于所述远端机中双工器I、低噪放I、变频器I、数字中频处理模块I、光纤收发模块I依次连接；所述光纤收发模块I、数字中频处理模块I、变频器I、功放模块I、双工器I依次连接。

3.根据权利要求1所述可环形组网自愈的数字光纤直放站系统，其特征在于所述近端机包括双工器II，双工器II、低噪放II、变频器II、数字中频处理模块II、光纤收发模块II依次连接；所述光纤收发模块II、数字中频处理模块II、变频器II、双工器II依次连接。

4.根据权利要求2或3所述可环形组网自愈的数字光纤直放站系统，其特征在于所述光纤收发模块I包括主端口I和从端口I；所述光纤收发模块II包括主端口II和从端口II；所述主端口II与从端口I连接，主端口I与下级远端机从端口连接，以此类推，最后一级远端机的主端口与从端口II连接。

5.根据权利要求4所述可环形组网自愈的数字光纤直放站系统，其特征在于所述数字中频处理模块I和数字中频处理模块II完成模数/数模转换，光纤通信数据协议处理，数字下变频，上变频，数据的串并/并串处理。

6.根据权利要求5所述的可环形组网自愈的数字光纤直放站系统的数据通信方法，其特征在于，包括下行链路的数据传输的过程和上行链路的数据传输的过程；

所述下行链路的数据传输的过程包括如下步骤：

1)近端机从基站耦合到下行信号经低噪放放大，变频器经下变频将射频信号转为中频进入数字中频处理模块；然后通过AD采样转为数字信号，进入FPGA进行数字处理，把数据按照通信协议进行打包，再进入SERDES芯片进行并串转换，10B/8B编码，最后通过光模块经主端口依次发送到链路上的远端机；

2)远端机的从端口接收到下行数据后，经SERDES进行10B/8B译码，串并转换后进入FPGA；FPGA按照通行协议进行解包，提取本地IQ数据经数字上变频，进入DAC数模转换，再经过变频器上变频到射频信号，然后经功放单元放大后发射到天线完成射频覆盖；同时将不属于本地的数据结合本地的控制信息重新打包后通过主端口发送更远的远端机；

3)当环网链路中最后一台远端机接收到下行信号后，提取本地IQ数据，并将不属于本地的数据结合本地控制信息重新打包后，传回近端机的从端口进行确认；

所述上行链路的数据传输的过程包括如下步骤：

1)各个远端机把从移动台上行的数据通过低噪放放大，变频器下变频到中频后，再经数字中频模块进行处理后，与光模块上行的数据合成后重新打包，延光纤逐级反向上行到近端机；

2)近端机接收到远端机上行的数据后，把数据进行合路叠加，通过与上述下行的逆过程把数据发送到基站；同时处理数据中相应的控制信息。