CN104618205A - 一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，涉及移固融合通信领域，该系统承载在WDM-PON上，包括局端设备、ODN设备、多个转发分配设备以及多个覆盖端设备，转发分配设备可以进行链型级联，根据覆盖场景不同，覆盖端设备分为入户端设备和室分端设备。本发明所涉及的综合系统能通过一次规划施工完成室内固网接入和多模移动信号的覆盖，并且覆盖系统能方便的扩充用户容量，很容易实现户内移动信号的深度覆盖；局端设备的融合使得移动和固网核心网的融合更方便，也能实现一套网管系统同时管理室内室外移动业务以及固网业务，做到可管可控；利用WDM-PON的高带宽优势，真正实现2G、3G、4G多模同时覆盖。

Description

一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统

技术领域

本发明属于移固融合通信领域，特别是涉及一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统。

背景技术

当前各运营商室内固网接入和移动通信覆盖系统都是分别独立建设，造成二次施工，物业协调难度加大；而传统移动通信覆盖系统一直存在着如下问题，1）无线频段越来越高，越来越呈现出室内覆盖深度不足，同时2G、3G、4G多种网络并存，导致部署复杂。2）监控管理难，室外宏基站网络和室内分布网络没有协同管理。3）室内覆盖系统不能提供容量，只能进行信号延伸覆盖，这在数据业务爆炸式增加的今天，已经不能满足用户日益增长的容量需求。

WDM-PON接入网作为光纤通信网络中的一个重要部分，一方面可以通过波分复用节省大量光纤，同时还可以提供CPRI（通用公共无线接口）所需要的大带宽、环网保护、低时延、低抖动、长传输距离。

发明内容

要解决的技术问题：

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，该系统既能承载固网IP业务，又能承载室内覆盖无线业务，它能很好的解决固网接入和移动信号覆盖重复建设的问题，利用一套WDM-PON系统同时传输两种业务，并且支持两种业务的统一监控管理，室内移动信号覆盖系统可以支持多种制式，还能方便的扩充容量，通过入户线缆能轻易的将移动信号入户到用户家中，解决了一些大户型家庭覆盖深度不足的问题。

解决该技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统及方法，包括4个部分，分别为局端设备、光分配网络（ODN）、转发分配设备以及覆盖端设备，局端设备通过光分配网络和转发分配设备相连，转发分配设备可以链型级联，每个转发分配设备可以连接多个覆盖端。其中局端设备涉及到核心交换单元、无线信号基带处理、局端交换、局端业务汇聚分离，以及光波分复用系统，核心交换单元主要和运营商核心网进行连接，将移动核心网和固网核心网分别送到无线信号基带处理单元和局端交换单元，无线基带处理可以认为完成分布式基站的BBU功能，局端交换单元可以认为完成目前PON系统中的OLT功能，局端业务汇聚分离单元将无线和固网业务进行汇聚，并通过光波分复用系统映射到不同波长的光上面，通过光纤传输到ODN，ODN通常为周期性AWG，将光波长进行分离。转发分配设备接收相应波长的光并进行固网业务数据带宽分配和交换，同时还负责移动业务数据的下行广播和上行信号汇聚。覆盖端设备分为两种，一种是入户端，是直接放在用户家中，可以提供固网接入、IPTV、IP电话等固网业务，还提供移动蜂窝信号的家庭覆盖，另一种是室分端，是布放在楼捏的的各个公共位置，可以完成运营商的移动蜂窝信号的室内覆盖。

具体包括以下内容：

一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，包括局端设备、光分配网络ODN、楼内设备；其中楼内设备包括多个转发分配设备和多个覆盖端设备；覆盖端设备包括室分端设备和入户端设备；

局端设备通过光分配网络ODN与转发分配设备相连，转发分配设备链型级联，每个转发分配设备连接多个覆盖端设备；

所述局端设备：为整个系统提供移动信号基带处理能力以及固网交换能力，并将无线业务数据和固网IP业务数据进行汇聚，并通过波分复用单元，将这些数据映射到不同波长的光上面，波长的数量q根据整个WDM-PON的系统而定，分为8、16、32波长，每波长的传输带宽根据PON系统性能而定，但必须满足移动业务和固网业务的总带宽要求；波分复用单元通常包括WDM-PON模块和耦合器；

ODN包括波长路由型的周期性AWG、馈线光纤和N个分支光纤；完成波分复用信号的波长分离，分离出各个波长的光信号；

转发分配设备接收相应波长的光信号完成移动业务和固网业务数据分离，然后将移动业务送往室分端设备进行移动信号覆盖，并负责移动业务数据的下行广播和上行信号汇聚；同时将移固融合业务通过入户端口送入用户室内，完成室内固定宽带业务和移动信号深度覆盖，并负责固网业务数据带宽的分配和交换；

室分端设备进行室内移动信号的覆盖，入户端设备完成用户家中的固定宽带接入和无线信号的深度覆盖。

所述局端设备包括核心交换单元、无线信号基带处理单元、局端交换单元、局端业务汇聚分离单元、光波分复用系统；核心交换单元分别与无线信号基带处理单元、局端交换单元连接，无线信号基带处理单元、局端交换单元分别与局端业务汇聚分离单元连接，局端业务汇聚分离单元与光波分复用系统连接；

核心交换单元与运营商核心网进行连接，将移动核心网和固网核心网分别送到无线信号基带处理单元和局端交换单元，无线基带信号处理单元完成分布式基站的BBU功能，局端交换单元完成目前PON系统中的OLT功能，局端业务汇聚分离单元将无线和固网业务进行汇聚，并通过光波分复用系统映射到不同波长的光上面，通过光纤传输到ODN，ODN为周期性AWG，将光波长进行分离。

所述的转发分配设备包括1级移固业务分离汇聚单元、2级移固业务分离汇聚单元以及移动业务分发汇聚单元、IP交换单元、上联光模块、下联光模块；

下行信号通过上联光模块变为电信号，然后1级移固业务分离汇聚单元将移固业务分离，移动信号通过移动业务分发汇聚单元分发到m个室分端设备上，固网IP数据通过IP交换单元变为n+1路IP端口，在交换单元完成各路IP端口的带宽分配，2级移固业务分离汇聚单元将n+1路IP业务数据分别和移动信号进行汇聚后送入到n个入户端设备以及1路下联光模块上，下联光模块的输出连接到下一级转发分配设备上；

上行信号处理时，2级移固业务分离汇聚单元将来自n个入户端设备以及下联光口的下一级转发分配设备的上行融合信号进行分离，将分离出的n+1路IP数据送入到交换单元变为1路IP数据，而分离出的移动数据则送入到移动业务分发汇聚单元和来自m个室分端设备的移动数据进行汇聚，最后1级移固业务分离汇聚单元将交换单元的1路IP数据和来自移动业务分发汇聚单元的汇聚的上行移动信号再次进行汇聚，汇聚后融合业务通过上联光口送回到局端设备。

4、如权利要求1所述的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：所述入户端设备包括电气或光接口单元、移固业务汇聚分离单元、数字中频处理单元、无线发射接收单元、IP交换单元；

移固业务汇聚分离单元完成来自转发分配设备室分端口的数据分离，分离后的移动信号通过数字中频处理、收发链路处理，完成移动信号的发射和接收，IP交换单元的输出支持固定宽带、IPTV、IP电话类固网业务。

所述室分端设备包括依次连接的电气或光接口单元、组振解帧单元、数字中频处理单元、无线发射接收单元。

整个系统的信号处理过程如下：

下行方向：局端设备接收来自移动核心网和固网核心网的数据，并将两种业务数据进行汇聚，并映射到q路波长的光上，通过光波分复用系统将q路光合成为一路，通过一根光纤传输到ODN，ODN设备将多路光按照波长进行分离，每路分别送入转发分配设备，转发分配设备将移动信号数据分离出来送到m个室分端设备进行室内公共区域的移动信号覆盖；同时将分离出来固网IP数据通过交换变为n+1路，这n+1路重新和移动信号数据进行汇聚，汇聚后n路连接n个入户端设备，完成用户家中的无线有线业务的覆盖和接入，另一路则通过下联光模块连接下一级转发分配设备；

上行方向：转发分配设备将所连接的m个室分端设备的无线业务数据以及n个入户端设备的无线有线融合业务数据以及来自下联端口的无线有线融合业务进行汇聚，并通过ODN传到局端设备，局端设备将两种业务分离，分别送给移动核心网和固网核心网。

本发明与现有技术相比所具有的优点、特点或积极效果：

（1）本发明能将固网业务数据和移动信号室内覆盖业务数据同时承载在一套系统中，降低了施工成本和周期，一次规划施工解决移动和固网的业务覆盖。

（2）本发明的室内无线信号综合覆盖系统既能完成楼内公共区域的信号覆盖，又能完成用户家中的室内深度覆盖。

（3）本发明的综合覆盖系统在局端设备集成了无线信号基带处理单元（BBU），可以通过扩展基带单元，方便的提升室内移动信号的容量。

（4）本发明的局端设备融合了无线信号基带处理单元和固网OLT的交换单元，可以支持未来固网核心网和移动核心网的融合。

（5）本发明利用WDM-PON的高带宽优势，可以支持2G、3G、4G移动信号的多模覆盖。

（6）本发明可以真正将移动信号室内覆盖系统和室外宏基站统一监控管理，提升了移动运营商的室内覆盖系统的建设质量。

附图说明

图1是本发明实施例中一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统的总体功能结构框图；

图2是本发明实施例中转发分配设备的内部功能框图；

图3是本发明实施例中入户端设备的内部功能框图；

图4是本发明实施例中室分端设备的内部功能框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施对本发明做进一步的详细描述。

本发明提供一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，如附图1所示：包括局端设备、光分配网络（ODN）、楼内设备，其中楼内设备包括多个转发分配设备和多个覆盖端设备，而覆盖端设备又可以分为室分端设备和入户端设备两种类型，室分端可以进行室内公共区域的移动信号覆盖，而入户端可以完成用户家中的固定宽带接入和无线信号的深度覆盖。

局端设备，为整个系统提供移动信号基带处理能力以及固网交换能力，并能将无线业务数据和固网IP业务数据进行汇聚，并通过波分复用单元，将这些数据映射到不同波长的光上面，波长的数量q根据整个WDM-PON的系统而定，可以为8、16、32波长等，每波长的传输带宽也是根据PON系统性能而定，但必须满足移动业务和固网业务的总带宽要求。波分复用单元通常为WDM-PON模块和耦合器组合。

ODN通常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。主要完成波分复用信号的波长分离，分离出各个波长的光信号。

转发分配设备按照附图1所示，可以进行链型串联连接，该设备主要完成移动业务和固网业务数据分离，然后将移动业务送往室分端设备进行移动信号覆盖，同时将移固融合业务通过入户端口送入用户室内，完成室内固定宽带业务和移动信号深度覆盖。

根据附图1所示，一个转发分配设备可以连接n个室分端设备，n可以根据实际需求自己定义，连接接口可以为电气或光纤接口。

根据附图1所示，转发分配设备可以通过光纤连接另一个转发分配设备，通常转发分配设备负责一层楼的室内端设备和入户端设备信号分发和汇聚。

整个系统的信号处理步骤如下：

下行方向：局端设备接收来自移动核心网和固网核心网的数据，并将两种业务数据进行汇聚，并映射到q路波长的光上，通过波分复用设备将q路光合成为一路，通过一根光纤传输到ODN，ODN设备将多路光按照波长进行分离，每路分别送入转发分配设备，转发分配设备将移动信号数据分离出来送到m个室分端设备进行室内公共区域的移动信号覆盖；同时将分离出来固网IP数据通过交换变为n+1路，这n+1路重新和移动信号数据进行汇聚，汇聚后n路连接n个入户端设备，完成用户家中的无线有线业务的覆盖和接入，另一路则通过下联光模块连接下一级转发分配设备。

上行方向：转发分配设备将所连接的m个室分端设备的无线业务数据以及n个入户端设备的无线有线融合业务数据以及来自下联端口的无线有线融合业务进行汇聚，并通过ODN传到局端设备，局端设备将两种业务分离，分别送给移动核心网和固网核心网。

如附图1所示，局端设备包括核心交换单元、无线信号基带处理单元、局端交换、局端业务汇聚以及光波分复用系统。核心交换单元分离出固网和移动核心网数据，无线信号基带处理完成无线基站BBU功能（PHY、MAC、RLC、RRC等），局端交换单元将1路的固网核心网数据变为q路IP业务数据，局端业务汇聚完成q路IP业务数据分别和移动信号数据的汇聚，变为q路融合数据，然后光波分复用系统将q路融合数据映射到q个波长的光上。

如附图2所示，转发分配单元包括1、2级移固业务分离汇聚单元以及移动业务分发汇聚单元、IP交换单元、光模块。下行信号通过上联光模块变为电信号，然后1级移固业务分离汇聚单元将移固业务分离，移动信号通过移动业务分发汇聚单元，分发到m个室分端设备上，而固网IP数据则通过IP交换单元变为n+1路IP端口，在交换单元完成各路IP端口的带宽分配，2级移固业务分离汇聚单元则将n+1路IP业务数据分别和移动信号进行汇聚后送入到n个入户端设备以及1路下联光模块上，下联光模块的输出连接到下一级转发分配设备上。上行信号处理时，2级移固业务分离汇聚单元将来自n个入户端设备以及下联光口的下一级转发分配设备的上行融合信号进行分离，将分离出的n+1路IP数据送入到交换单元变为1路IP数据，而分离出的移动数据则送入到移动业务分发汇聚单元和来自m个室分端设备的移动数据进行汇聚，最后1级移固业务分离汇聚单元将交换单元的1路IP数据和来自移动业务分发汇聚单元汇聚后的上行移动信号再次进行汇聚，汇聚后融合业务通过上联光口送回到局端设备。

如附图3所示，入户端设备包括电气或光接口单元、移固业务汇聚分离单元、数字中频处理、无线发射接收以及IP交换单元。移固业务汇聚分离单元完成来自转发分配设备入户端口的数据分离，分离后的移动信号通过数字中频处理、收发链路等处理，完成移动信号的发射和接收，IP交换单元的输出则可以支持固定宽带、IPIV、IP电话等固网业务。

如附图4所示，室分端设备和入户端设备的区别在于室分端设备的数据来自转发分配设备的室分端口，该端口的数据中只有移动信号数据，所以直接对移动信号数据幁进行组幁和解幁，得到移动IQ信号，然后通过数字中频处理以及收发链路，完成移动信号的发射和接收，由于室分端设备覆盖面积通常较大，所以射频发射功率会大于入户端设备，通常室分端设备输出大概23dBm，而入户端设备大概为13dBm。

Claims (6)

1.一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：包括局端设备、光分配网络ODN、楼内设备；其中楼内设备包括多个转发分配设备和多个覆盖端设备；覆盖端设备包括室分端设备和入户端设备；

局端设备通过光分配网络ODN与转发分配设备相连，转发分配设备链型级联，每个转发分配设备连接多个覆盖端设备；

所述局端设备：为整个系统提供移动信号基带处理能力以及固网交换能力，并将无线业务数据和固网IP业务数据进行汇聚，并通过波分复用单元，将这些数据映射到不同波长的光上面，波长的数量q根据整个WDM-PON的系统而定，分为8、16、32波长，每波长的传输带宽根据PON系统性能而定，但必须满足移动业务和固网业务的总带宽要求；波分复用单元通常包括WDM-PON模块和耦合器；

ODN包括波长路由型的周期性AWG、馈线光纤和N个分支光纤；完成波分复用信号的波长分离，分离出各个波长的光信号；

转发分配设备接收相应波长的光信号完成移动业务和固网业务数据分离，然后将移动业务送往室分端设备进行移动信号覆盖，并负责移动业务数据的下行广播和上行信号汇聚，同时将移固融合业务通过入户端口送入用户室内，完成室内固定宽带业务和移动信号深度覆盖，并负责固网业务数据带宽分配和交换；

室分端设备进行室内移动信号的覆盖，入户端设备完成用户家中的固定宽带接入和无线信号的深度覆盖。

2.如权利要求1所述的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：所述局端设备包括核心交换单元、无线信号基带处理单元、局端交换单元、局端业务汇聚分离单元、光波分复用系统；核心交换单元分别与无线信号基带处理单元、局端交换单元连接，无线信号基带处理单元、局端交换单元分别与局端业务汇聚分离单元连接，局端业务汇聚分离单元与光波分复用系统连接；

核心交换单元与运营商核心网进行连接，将移动核心网和固网核心网分别送到无线信号基带处理单元和局端交换单元，无线基带信号处理单元完成分布式基站的BBU功能，局端交换单元完成目前PON系统中的OLT功能，局端业务汇聚分离单元将无线和固网业务进行汇聚，并通过光波分复用系统映射到不同波长的光上面，通过光纤传输到ODN，ODN为周期性AWG，将光波长进行分离。

3.如权利要求1所述的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：所述的转发分配设备包括1级移固业务分离汇聚单元、2级移固业务分离汇聚单元以及移动业务分发汇聚单元、IP交换单元、上联光模块、下联光模块；

下行信号通过上联光模块变为电信号，然后1级移固业务分离汇聚单元将移固业务分离，移动信号通过移动业务分发汇聚单元分发到m个室分端设备上，固网IP数据通过IP交换单元变为n+1路IP端口，在交换单元完成各路IP端口的带宽分配，2级移固业务分离汇聚单元将n+1路IP业务数据分别和移动信号进行汇聚后送入到n个入户端设备以及1路下联光模块上，下联光模块的输出连接到下一级转发分配设备上；

上行信号处理时，2级移固业务分离汇聚单元将来自n个入户端设备以及下联光口的下一级转发分配设备的上行融合信号进行分离，将分离出的n+1路IP数据送入到交换单元变为1路IP数据，而分离出的移动数据则送入到移动业务分发汇聚单元和来自m个室分端设备的移动数据进行汇聚，最后1级移固业务分离汇聚单元将交换单元的1路IP数据和来自移动业务分发汇聚单元的汇聚的上行移动信号再次进行汇聚，汇聚后融合业务通过上联光口送回到局端设备。

4.如权利要求1所述的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：所述入户端设备包括电气或光接口单元、移固业务汇聚分离单元、数字中频处理单元、无线发射接收单元、IP交换单元；

移固业务汇聚分离单元完成来自转发分配设备室分端口的数据分离，分离后的移动信号通过数字中频处理、收发链路处理，完成移动信号的发射和接收，IP交换单元的输出支持固定宽带、IPTV、IP电话类固网业务。

5.如权利要求1所述的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：所述室分端设备包括依次连接的电气或光接口单元、组振解帧单元、数字中频处理单元、无线发射接收单元。

6.如权利要求1所述的一种室内固网接入和移动通信信号覆盖综合系统，其特征在于：整个系统的信号处理过程如下：

下行方向：局端设备接收来自移动核心网和固网核心网的数据，并将两种业务数据进行汇聚，并映射到q路波长的光上，通过光波分复用系统将q路光合成为一路，通过一根光纤传输到ODN，ODN设备将多路光按照波长进行分离，每路分别送入转发分配设备，转发分配设备将移动信号数据分离出来送到m个室分端设备进行室内公共区域的移动信号覆盖；同时将分离出来固网IP数据通过交换变为n+1路，这n+1路重新和移动信号数据进行汇聚，汇聚后n路连接n个入户端设备，完成用户家中的无线有线业务的覆盖和接入，另一路则通过下联光模块连接下一级转发分配设备；

上行方向：转发分配设备将所连接的m个室分端设备的无线业务数据以及n个入户端设备的无线有线融合业务数据以及来自下联端口的无线有线融合业务进行汇聚，并通过ODN传到局端设备，局端设备将两种业务分离，分别送给移动核心网和固网核心网。