CN103532842B - 配电网络的高可靠性lte传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，包括：DTU、接入路由器、第一CPE、第二CPE；所述接入路由器包括第一上行以太网接口、第二上行以太网接口、下行以太网接口；所述第一CPE与所述第一上行以太网接口相连接，所述第二CPE与所述第二上行以太网接口相连接，所述DTU与所述下行以太网接口相连接；所述接入路由器用于配置到两条隧道的所有路由，并进行隧道的连通性检测，根据连通性检测的结果自动启用或禁用到相应隧道的路由。本发明的一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，采用双CPE冗余部署来消除CPE的单点故障，提升了整个LTE传输系统的可靠性。

Description

配电网络的高可靠性LTE传输系统
技术领域
本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种配电网络的高可靠性LTE传输系统。
背景技术
智能电网引入LTE（Long Term Evolution，长期演进）无线传输技术提供中低压配电网中监控设备与管理网络的通信问题。网络具有点多面广、环境各异的特点，还需要满足可靠性、实时性、安全性、经济性和带宽的要求。
在传统的LTE传输系统中，如图1所示，DTU（Data Transfer Unit，数据传输单元）连接CPE（Customer Premise Equipment，用户侧设备）的以太网口，通过CPE的无线接口接入到LTE基站，再依次通过回传网络、EPC(Evolved Packet Core Network，演进的分组核心网)、骨干路由器、分组数据网络将数据发送到服务器，从而实现远端DTU与骨干网络中服务器的通信。
然而，CPE作为无线接入设备受产业链制约，其可靠性难以达到电信级要求，是LTE传输系统可靠性的薄弱环节，CPE一旦故障将导致DTU脱管。
为解决上述问题，业界提出CPE配置双SIM（Subscriber Identity Module，客户识别模块）卡并同时接入到一个或多个无线网络中的做法，如图2所示。但是，通过CPE双SIM卡虽然对CPE无线链路的可靠性有局部提升，但仍然无法解决CPE公共电路故障时所导致的网络中断的问题。
发明内容
基于此，本发明提供一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，能够解决CPE故障时所导致的网络中断的问题，提升整个LTE传输系统的可靠性。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，包括：DTU、接入路由器、第一CPE、第二CPE；所述接入路由器包括第一上行以太网接口、第二上行以太网接口、下行以太网接口；所述第一CPE与所述第一上行以太网接口相连接，所述第二CPE与所述第二上行以太网接口相连接，所述DTU与所述下行以太网接口相连接；
所述接入路由器用于配置到两条隧道的所有路由，并进行隧道的连通性检测，根据连通性检测的结果自动启用或禁用到相应隧道的路由；所述两条隧道分别承载在预先建立的所述接入路由器与骨干路由器间之间的两条物理通信链路上，所述两条物理通信链路包括物理通信链路一：接入路由器-第一CPE-LTE基站-回传网络-EPC-骨干路由器、物理通信链路二：接入路由器-第二CPE-LTE基站-回传网络-EPC-骨干路由器。
由以上方案可以看出，本发明的一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，针对传统CPE可靠性达不到电信级要求、故障时容易导致网络中断的问题，采用双CPE冗余部署来消除CPE的单点故障，在接入路由器与骨干路由器间之间建立两条物理通信链路，接入路由器配置到两条隧道的所有路由，并进行隧道的连通性检测，然后根据连通性检测的结果自动启用或禁用到相应隧道的路由，这样一来无论是哪条隧道出现了故障仍可保证业务数据的正常传输，从而提升了整个LTE传输系统的可靠性。
附图说明
图1为传统的智能电网中的LTE无线传输系统示意图；
图2为无线双网冗余方案示意图；
图3为本发明实施例中的双CPE冗余的LTE传输系统示意图；
图4为接入路由器与骨干路由器间的两条GRE隧道示意图；
图5为GRE隧道方案的报文格式示意图；
图6为接入路由器与骨干路由器各自建立到两条GRE隧道的所有路由示意图；
图7为隧道1不通时的IP分组报文转发示意图；
图8为隧道2不通时的IP分组报文转发示意图；
图9为两条隧道都连通时的IP分组报文转发示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。
参见图3所示，一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，包括：DTU、接入路由器、第一CPE、第二CPE；所述接入路由器包括第一上行以太网接口、第二上行以太网接口、下行以太网接口；所述第一CPE与所述第一上行以太网接口相连接，所述第二CPE与所述第二上行以太网接口相连接，所述DTU与所述下行以太网接口相连接；
所述接入路由器用于配置到两条隧道的所有路由，并进行隧道的连通性检测，根据连通性检测的结果自动启用或禁用到相应隧道的路由；需要说明的是，所述两条隧道分别承载在预先建立的所述接入路由器与骨干路由器间之间的两条物理通信链路上，两条物理通信链路包括物理通信链路一、物理通信链路二，分别如下：
物理通信链路一：接入路由器-第一CPE-LTE基站-回传网络-EPC-骨干路由器；
物理通信链路二：接入路由器-第二CPE-LTE基站-回传网络-EPC-骨干路由器。
参见图4所示，接入路由器与骨干路由器之间建立了两条隧道(以下以GRE（generic route encapsulation，通用路由封装）隧道为例，其它隧道类似)。
1）、接入路由器侧，隧道1的绑定物理接口为上行以太网接口1，隧道2的绑定物理接口为上行以太网接口2；
2）、骨干路由器侧，隧道1及隧道2的绑定物理接口相同，为骨干路由器的下行以太网接口3；
3）、封装到隧道1的IP分组报文走物理链路1。IP分组报文进隧道1时需要封装GRE隧道头后重新路由，如图5所示；IP分组出隧道1时解封GRE隧道头后重新路由；
4）、封装到隧道2的IP分组报文走物理链路2。IP分组报文进隧道2时需要封装GRE隧道头后重新路由；IP分组出隧道2时解封GRE隧道头后重新路由。
参见图6所示，接入路由器与骨干路由器分别配置到两条隧道的所有路由，到不同隧道路由配置不同的metric只让一条路由成为优选路由。
1）、接入路由器侧，对于上行方向的所有目的网络分别配置下一跳为隧道1、隧道2的路由。
a）、设置路由1(对应隧道1)的Metric高于路由2（如路由1的metric=100，路由1的metric=60），这样路由1成为优选路由；
b）、对于上行方向的所有目的网络的IP分组，查找到路由1为优先路由，总是封装到隧道1中送到骨干路由器；
2）、骨干路由器侧，对于下行方向的所有目的网络分别配置下一跳为隧道1、隧道2的路由。
a）、设置路由1(对应隧道1)的Metric高于路由2，这样路由1成为优选路由；
b）、对于下行方向的所有目的网络的IP分组，查找到路由1为优先路由，总是封装到隧道1中送到接入路由器。
另外，本发明实施例中的接入路由器与骨干路由器支持隧道的连通性检测，并可以基于各隧道的连通性检测自动启用/禁用到各隧道的路由。
1）、接入路由器侧，支持两条隧道的连通性检测及路由的自动联动。
a）、当隧道1不通时，禁用到隧道1的所有路由；
b）、当隧道2不通时，禁用到隧道2的所有路由；
c）、当隧道1联通时，启用到隧道1的所有路由；
d）、当隧道2联通时，启用到隧道2的所有路由；
e）、路由被禁用时，触发路由选择，确定优选路由。
2）、骨干路由器侧，支持两条隧道的连通性检测及路由的自动联动。
a）、当隧道1不通时，禁用到隧道1的所有路由；
b）、当隧道2不通时，禁用到隧道2的所有路由；
c）、当隧道1联通时，启用到隧道1的所有路由；
d）、当隧道2联通时，启用到隧道2的所有路由；
e）、路由被禁用时，触发路由选择，确定优选路由。
3）、接入路由器及骨干路由器上，隧道1不通时，到隧道1的所有路由被禁用，到隧道2的所有路由成为优选路由，如图7所示。
a）、接入路由器侧，对于上行方向的所有目的网络的IP分组报文，查找到路由2为优先路由，总是封装到隧道2中送到骨干路由器；
b）、骨干路由器侧，对于下行方向的所有目的网络的IP分组报文，查找到路由2为优先路由，总是封装到隧道2中送到骨干路由器。
4）、接入路由器及骨干路由器上，隧道2不通时，到隧道2的所有路由被禁用时，到隧道1的所有路由成为优选路由，如图8所示。
a）、接入路由器侧，对于上行方向的所有目的网络的IP分组报文，查找到路由1为优先路由，总是封装到隧道1中送到骨干路由器；
b）、骨干路由器侧，对于下行方向的所有目的网络的IP分组报文，查找到路由1为优先路由，总是封装到隧道1中送到骨干路由器。
5）、接入路由器及骨干路由器上，两个隧道都连通时，到两个隧道的所有路由都启用，到隧道1的所有路由成为优选路由，如图9所示。
a）、接入路由器侧，对于上行方向的所有目的网络的IP分组报文，查找到路由1为优先路由，总是封装到隧道1中送到骨干路由器；
b）、骨干路由器侧，对于下行方向的所有目的网络的IP分组报文，查找到路由1为优先路由，总是封装到隧道1中送到骨干路由器。
需要说明的是，本发明实施例中的接入路由器还可以采用三层交换机等其它设备。该设备只需满足如下要求即可：1）、支持特定的隧道；2）、支持隧道的连通性检测；3）、支持到隧道的路由；4）、支持基于隧道连通性检测结果，自动启用或禁用到隧道的路由。
另外，本发明实施例中的无线网络可以是任何无线制式，例如WiMAX（WorldwideInteroperability for Microwave Access，全球微波互联接入）、Mcwill（Multi-CarrierWireless Information Local Loop，多载波无线信息本地环路）、CDMA（Code DivisionMultiple Access，码分多址）、WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）等。
通过以上方案可以看出，本发明的一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，针对传统CPE可靠性达不到电信级要求、故障时容易导致网络中断的问题，采用双CPE冗余部署来消除CPE的单点故障，在接入路由器与骨干路由器间之间建立两条物理通信链路，接入路由器配置到两条隧道的所有路由，并进行隧道的连通性检测，然后根据连通性检测的结果自动启用或禁用到相应隧道的路由，这样一来无论是哪条隧道出现了故障仍可保证业务数据的正常传输，从而提升了整个LTE传输系统的可靠性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种配电网络的高可靠性LTE传输系统，其特征在于，包括：DTU、接入路由器、第一CPE、第二CPE；所述接入路由器包括第一上行以太网接口、第二上行以太网接口、下行以太网接口；所述第一CPE与所述第一上行以太网接口相连接，所述第二CPE与所述第二上行以太网接口相连接，所述DTU与所述下行以太网接口相连接；
所述接入路由器用于配置到两条隧道的所有路由，并进行隧道的连通性检测，根据连通性检测的结果自动启用或禁用到相应隧道的路由；所述两条隧道分别承载在预先建立的所述接入路由器与骨干路由器间之间的两条物理通信链路上，所述两条物理通信链路包括物理通信链路一：接入路由器-第一CPE-LTE基站-回传网络-EPC-骨干路由器、物理通信链路二：接入路由器-第二CPE-LTE基站-回传网络-EPC-骨干路由器；
其中，所述接入路由器与所述骨干路由器分别配置到两条隧道的所有路由，到不同隧道路由配置不同的metric只让一条路由成为优选路由；所述接入路由器采用三层交换机。
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