CN106559210A - 一种数据中转方法、装置及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据中转方法、装置及通信系统，该方法包括：通过上联口接收上游设备的数据流；通过时钟获取模块获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流；通过下联口向下游设备转发数据流。通过本发明的实施，该中转装置包括上下联口，完成数据转发，还包括时钟同步模块，使得发送给下流设备的数据流与上流设备发送的数据流具备相同的同步时钟，解决了以太网双绞线无法长距离传输及时钟同步的问题，在此基础上，BBU和RRU就可以通过中转装置采用现有的以太网双绞线资源进行分布式系统的部署，在避免了现有以太网双绞线资源浪费的同时，还降低了分布式系统的部署成本。

Description

一种数据中转方法、装置及通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据中转方法、装置及通信系统。

背景技术

在室内部署分布式基站时，一般采用BBU(Building Baseband Unit，基带处理单元)+RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)的方式进行网络覆盖。在实际应用中，BBU提供的是10G光口，而当前楼宇建筑等室内环境一般都部署了大量的以太网双绞线，而没有部署光纤，因此，如果通过光纤对接BBU和RRU以实现分布式基站的部署，需要较多的光纤资源，成本高，而且将导致以太网双绞线资源的浪费。

因此，如何提供一种降低分布式基站部署成本的数据中转方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种数据中转方法、装置及通信系统，以解决现有分布式基站部署成本高的问题。

本发明提供了一种数据中转方法，其包括：

通过上联口连接上游设备，接收上游设备的数据流；

通过时钟获取模块与上联口及下联口连接，获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流；

通过下联口连接下游设备，向下游设备转发数据流。

进一步的，还包括：通过时钟去抖模块对时钟获取模块获取的同步时钟去抖重生，并使得时钟获取模块基于去抖重生得到的同步时钟，控制下联口向下游设备转发数据流。

进一步的，时钟获取模块包括：双端口物理层芯片，或者，两个基于串行/解串行接口标准协议连接的单端口物理层芯片；获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流包括：通过一个物理层端口连接上联口，获取数据流的同步时钟，并将数据流转发至另一物理层端口，通过另一物理层端口与下联口连接，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流。

进一步的，上联口及下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，数据中转方法还包括：根据连接需要选择对应的接口。

进一步的，还包括：通过控制模块控制设备上电初始化、以及运作状态的监控。

进一步的，还包括：通过电源模块获取电能，并为数据中转装置供电。

进一步的，电源模块获取电能包括：通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能。

进一步的，还包括：通过电源模块为作为受电端设备的下游设备进行供电。

本发明提供了一种数据中转装置，其包括：

上联口，连接上游设备，用于接收上游设备的数据流；

时钟获取模块，与上联口及下联口连接，用于获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流；

下联口，连接下游设备，用于向下游设备转发数据流。

进一步的，还包括：时钟去抖模块，用于对时钟获取模块获取的同步时钟去抖重生，并使得时钟获取模块基于去抖重生得到的同步时钟，控制下联口向下游设备转发数据流。

进一步的，时钟去抖模块包括：数字锁相环及压控晶体振荡器，或者，模拟二级锁相环及压控晶体振荡器。

进一步的，时钟获取模块包括：双端口物理层芯片，或者，两个基于串行/解串行接口标准协议连接的单端口物理层芯片；一个物理层端口连接上联口，用于获取数据流的同步时钟，并将数据流转发至另一物理层端口，另一物理层端口与下联口连接，用于基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流。

进一步的，上联口及下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，用于根据连接需要选择对应的接口。

进一步的，还包括：控制模块，用于控制设备上电初始化、以及运作状态的监控。

进一步的，还包括电源模块，用于获取电能，并为数据中转装置供电。

进一步的，电源模块用于通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能。

进一步的，电源模块还用于为作为受电端设备的下游设备进行供电。

本发明提供了一种通信系统，其包括：基带处理单元、基带数据分组传输设备、射频拉远单元以及本发明提供的数据中转装置，基带处理单元与射频拉远单元通过数据中转装置及基带数据分组传输设备进行数据中转。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种数据中转方法及装置，该中转装置包括上下联口，完成数据转发，还包括时钟同步模块，使得发送给下流设备的数据流与上流设备发送的数据流具备相同的同步时钟，解决了以太网双绞线无法长距离传输及时钟同步的问题，在此基础上，BBU和RRU就可以通过中转装置采用现有的以太网双绞线资源进行分布式系统的部署，在避免了现有以太网双绞线资源浪费的同时，还降低了分布式系统的部署成本；进一步的，上联口及下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，用于根据连接需要选择对应的接口，这样设备可以实现电光、光电、电电转换；进一步的，电源模块用于通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能，也可解决部分场景取电困难问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的通信系统的结构示意图；

图2为本发明第二实施例提供的数据中转方法的流程图；

图3为本发明第三实施例中的电源模块的结构示意图。

具体实施方式

现通过具体实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的诠释说明。

第一实施例：

图1为本发明第一实施例提供的通信系统的结构示意图，由图1可知，在本实施例中，本发明提供的通信系统包括：基带处理单元1、射频拉远单元2、数据中转装置3及基带数据分组传输设备4，基带处理单元1与射频拉远单元2通过数据中转装置3及基带数据分组传输设备4进行数据中转。

如图1所示，在一些实施例中，本发明提供的数据中转装置3包括：

上联口31，连接上游设备，用于接收上游设备的数据流；

时钟获取模块32，与上联口31及下联口33连接，用于获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口33向下游设备转发数据流；

下联口33，连接下游设备，用于向下游设备转发数据流。

如图1所示，在一些实施例中，上述实施例中的数据中转装置3还包括时钟去抖模块34，用于对时钟获取模块获取的同步时钟去抖重生，并使得时钟获取模块基于去抖重生得到的同步时钟，控制下联口向下游设备转发数据流。

在一些实施例中，上述实施例中的时钟去抖模块34包括：数字锁相环及压控晶体振荡器，或者，模拟二级锁相环及压控晶体振荡器。

在一些实施例中，上述实施例中的时钟获取模块32包括：双端口物理层芯片，或者，两个基于串行/解串行接口标准协议连接的单端口物理层芯片；一个物理层端口连接上联口，用于获取数据流的同步时钟，并将数据流转发至另一物理层端口，另一物理层端口与下联口连接，用于基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流。

在一些实施例中，上述实施例中的上联口31及下联口32分别包括：光纤接口及以太网接口，用于根据连接需要选择对应的接口。

如图1所示，在一些实施例中，上述实施例中的数据中转装置3还包括控制模块35，用于控制设备上电初始化、以及运作状态的监控。

如图1所示，在一些实施例中，上述实施例中的数据中转装置3还包括电源模块36，用于获取电能，并为数据中转装置供电。

在一些实施例中，上述实施例中的电源模块36用于通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能。

在一些实施例中，上述实施例中的电源模块36还用于为作为受电端设备的下游设备进行供电。

第二实施例：

图2为本发明第二实施例提供的数据中转方法的流程图，由图2可知，在本实施例中，本发明提供的数据中转方法包括以下步骤：

S201：通过上联口连接上游设备，接收上游设备的数据流；

S202：通过时钟获取模块与上联口及下联口连接，获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流；

S203：通过下联口连接下游设备，向下游设备转发数据流。

在一些实施例中，上述实施例中的方法还包括：通过时钟去抖模块对时钟获取模块获取的同步时钟去抖重生，并使得时钟获取模块基于去抖重生得到的同步时钟，控制下联口向下游设备转发数据流。

在一些实施例中，上述实施例中的时钟获取模块包括：双端口物理层芯片，或者，两个基于串行/解串行接口标准协议连接的单端口物理层芯片；获取数据流的同步时钟，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流包括：通过一个物理层端口连接上联口，获取数据流的同步时钟，并将数据流转发至另一物理层端口，通过另一物理层端口与下联口连接，基于同步时钟控制下联口向下游设备转发数据流。

在一些实施例中，上述实施例中的上联口及下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，数据中转方法还包括：根据连接需要选择对应的接口。

在一些实施例中，上述实施例中的方法还包括：通过控制模块控制设备上电初始化、以及运作状态的监控。

在一些实施例中，上述实施例中的方法还包括通过电源模块获取电能，并为数据中转装置供电。

在一些实施例中，上述实施例中的通过电源模块获取电能包括：通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能。

在一些实施例中，上述实施例中的方法还包括：通过电源模块为作为受电端设备的下游设备进行供电。

现结合具体应用场景对本发明做进一步的诠释说明。

第三实施例：

本实施例提供的数据中转装置支持从业务数据中恢复时钟，时钟经过去抖重生后作为向下级发送业务数据的参考时钟，从而实现上下游设备时钟同步。该数据中转装置包括：两个对外光口和两个RJ45接口(一种常用的以太网接口)，双端口PHY片(物理层芯片)/两个单端口PHY片，时钟去抖模块，控制模块，电源模块；其中：

连接上游设备的光口/RJ45接口称为上联口，连接下游设备的光口/RJ45接口称为下联口。上联口和下联口都可以通过网线(如CAT5、CAT6等不同标准的网线)或者光纤分别与上游设备或下游设备相连，支持光口到电口转换、电口到光口转换、电口到电口转换；

PHY片可以为一片双端口PHY片或者两片单端口PHY片，每个端口支持光电互斥，且上联口设置以太网同步时钟恢复功能，并输出恢复时钟；两个PHY片端口间的serdes((Serializer-Deserializer，串行/解串行通信接口)通过SGMII(Serial Gigabit Media Independent Interface，PHY与MAC之间的接口)连接；

时钟去抖模块，主要器件是数字锁相环/模拟二级锁相环外加压控晶体振荡器，用于对PHY从上联口接收数据中恢复的的以太网同步时钟进行去抖动，并且重生频率，送给下联口作为发送参考时钟；

控制模块用于对PHY片、时钟去抖模块进行上电初始化及状态监控；

如图3所示，电源模块36分四部分，包括基于POE协议的PD(PoweredDevice，受电端设备)模块361、PSE(Power Sourcing Equipment，供电端设备)模块362，用于外接电源的电源接口363，以及用于给本机内芯片工作所需电能的供电模块364。PD模块361在上联口连接网线后，通过POE获取电源，给本机内芯片供电；PSE模块362，若通过网线连接下游设备，为下游设备提供POE电源；电源接口363，若上联口使用光口连接时，连接并使用外置电源供电。

在实际应用中，数据中转装置可以灵活解决网线长距离传输的拉远问题，支持多级级联；还可以支持基于以太网时钟的数据同步；上联口使用RJ45接口方式时，本装置可使用POE供电；下联口使用RJ45接口方式时，下游设备可使用POE供电；支持多种转换场景，包括光口到电口转换，电口到电口转换，电口到光口转换。

本发明提供的数据中转装置主要工作原理为：上联口连接光纤或者网线后，上联口PHY片从数据中提取出以太网同步时钟，经过时钟去抖重生模块后给下联口PHY片提供发送参考时钟，上联口PHY片的serdes把数据转给下联口PHY片的serdes，下联口PHY以该时钟为参考发送数据给下游设备，通过下联口光纤或者网线把数据传给下游设备。

下面说明本发明所提供装置的数据传输过程以供实施参考。

本发明提供的数据中转装置的典型应用场景包括：场景1在传输距离不超过200m情况下用，使用一级转发装置的电口转电口方式；场景2是传输距离超过200m但低于500m时使用，需要使用多级转发装置转发，使用电口转电口方式；场景3是满足某些场景下传输距离过长，使用两个转发装置级联，第一级使用电口转光口，第二级使用光口转电口方式，两级之间通过光纤连接。

在上述几种场景中，数据中转装置的工作流程基本相同，包括以下步骤：

第一步：设备上电。

电源模块硬件框图见图3。设备取电方式可通过外接电源接口或POE的PD模块获取。上联口使用网线传输时，可通过POE方式上电；上联口使用光纤传输时，只能通过外接电源解决。当下联口使用网线传输时，下游设备也可以通过POE供电。在场景1中，本端设备通过网线连接上游设备，电源模块中符号POE标准的PD模块判断并获取48V电源，分给经过电压转换器转换给本装置芯片工作提供电源；还给PSE提供电源，以供下级POE的PD获取电源。场景3中，第二级转发装置使用外接电源，如AC-DC电源供电。

第二步：单板芯片初始化。

由控制模块负责，初始化工作包括：配置PHY片端口的工作模式，如配置成千兆全双工，上联PHY端口配置成从模式，下联PHY端口配置成主模式；配置时钟去抖单元的数字锁相环或两级模拟锁相环产生所需时钟频率。

第三步：上联口PHY片接收来自上游设备的数据信号并提取时钟。

以太网的物理层编码为4B/5B(FE，Fast Ethernet，快速以太网，指的是百兆以太网)和8B/10B(GE，Gigabit Ethernet，千兆以太网)，方便提取时钟。PHY片从物理层数据码流中提取网络传递的高精度时钟并输出，数据流继续传给下联口PHY处理。

第四步：时钟去抖模块对上联口PHY恢复时钟进行去抖重生。

从以太网数据中提取的同步恢复时钟抖动很大，必须经过去抖处理才能满足G.8262规范的同步以太网设备(网元)中时钟要求。时钟去抖模块的主要功能模块可以是数字锁相环也可以是二级模拟锁相环及外接(压控)晶体振荡器。数字锁相环或二级模拟锁相环的第一级环路可以做到10hz以下，甚至到0.01hz，具有对参考时钟进行很好的去抖性能。完成去抖功能后，就可以通过数字锁相环内部NCO(numerically controlled oscillator，数字控制振荡器)或模拟锁相环第二级环内置的高频VCO(voltage controlled oscillator，电压控制震荡器)来产生下联口PHY片所需发送工作时钟。

第五步：下联PHY芯片以时钟去抖模块输出的时钟作为发送参考时钟给下游设备发送数据。

上联口PHY片把数据经过serdes接口传给下联口PHY片，PHY片使用发送参考时钟往外发数据。

本发明提供的数据中转装置，提供了以太网时钟同步功能并通过POE技术，取消了对外界电源的依赖，为以太网同步网络中继提供了便利的安装放置环境。

综上可知，通过本发明的实施，至少存在以下有益效果：

本发明提供了一种数据中转方法及装置，该中转装置包括上下联口，完成数据转发，还包括时钟同步模块，使得发送给下流设备的数据流与上流设备发送的数据流具备相同的同步时钟，解决了以太网双绞线无法长距离传输及时钟同步的问题，在此基础上，BBU和RRU就可以通过中转装置采用现有的以太网双绞线资源进行分布式系统的部署，在避免了现有以太网双绞线资源浪费的同时，还降低了分布式系统的部署成本；

进一步的，上联口及下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，用于根据连接需要选择对应的接口，这样设备可以实现电光、光电、电电转换；

进一步的，电源模块用于通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能，也电源模块也可解决部分场景取电困难问题。

以上仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (18)

1.一种数据中转方法，其特征在于，包括：

通过上联口连接上游设备，接收所述上游设备的数据流；

通过时钟获取模块与所述上联口及下联口连接，获取所述数据流的同步时钟，基于所述同步时钟控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流；

通过所述下联口连接下游设备，向所述下游设备转发所述数据流。

2.如权利要求1所述的数据中转方法，其特征在于，还包括：通过时钟去抖模块对所述时钟获取模块获取的所述同步时钟去抖重生，并使得所述时钟获取模块基于去抖重生得到的同步时钟，控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流。

3.如权利要求1所述的数据中转方法，其特征在于，所述时钟获取模块包括：双端口物理层芯片，或者，两个基于串行/解串行接口标准协议连接的单端口物理层芯片；所述获取所述数据流的同步时钟，基于所述同步时钟控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流包括：通过一个物理层端口连接所述上联口，获取所述数据流的同步时钟，并将所述数据流转发至另一物理层端口，通过所述另一物理层端口与所述下联口连接，基于所述同步时钟控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流。

4.如权利要求1所述的数据中转方法，其特征在于，所述上联口及所述下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，所述数据中转方法还包括：根据连接需要选择对应的接口。

5.如权利要求1所述的数据中转方法，其特征在于，还包括：通过控制模块控制设备上电初始化、以及运作状态的监控。

6.如权利要求1至5任一项所述的数据中转方法，其特征在于，还包括:通过电源模块获取电能，并为所述数据中转装置供电。

7.如权利要求6所述的数据中转方法，其特征在于，所述通过电源模块获取电能包括：通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能。

8.如权利要求6所述的数据中转方法，其特征在于，还包括：通过所述电源模块为作为受电端设备的下游设备进行供电。

9.一种数据中转装置，其特征在于，包括：

上联口，连接上游设备，用于接收所述上游设备的数据流；

时钟获取模块，与所述上联口及下联口连接，用于获取所述数据流的同步时钟，基于所述同步时钟控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流；

所述下联口，连接下游设备，用于向所述下游设备转发所述数据流。

10.如权利要求9所述的数据中转装置，其特征在于，还包括：时钟去抖模块，用于对所述时钟获取模块获取的所述同步时钟去抖重生，并使得所述时钟获取模块基于去抖重生得到的同步时钟，控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流。

11.如权利要求10所述的数据中转装置，其特征在于，所述时钟去抖模块包括：数字锁相环及压控晶体振荡器，或者，模拟二级锁相环及压控晶体振荡器。

12.如权利要求9所述的数据中转装置，其特征在于，所述时钟获取模块包括：双端口物理层芯片，或者，两个基于串行/解串行接口标准协议连接的单端口物理层芯片；一个物理层端口连接所述上联口，用于获取所述数据流的同步时钟，并将所述数据流转发至另一物理层端口，所述另一物理层端口与所述下联口连接，用于基于所述同步时钟控制所述下联口向所述下游设备转发所述数据流。

13.如权利要求9所述的数据中转装置，其特征在于，所述上联口及所述下联口分别包括：光纤接口及以太网接口，用于根据连接需要选择对应的接口。

14.如权利要求9所述的数据中转装置，其特征在于，还包括：控制模块，用于控制设备上电初始化、以及运作状态的监控。

15.如权利要求9至14任一项所述的数据中转装置，其特征在于，还包括电源模块，用于获取电能，并为所述数据中转装置供电。

16.如权利要求15所述的数据中转装置，其特征在于，所述电源模块用于通过外置电源获取电能，和/或，从作为供电端设置的上游设备获取电能。

17.如权利要求15所述的数据中转装置，其特征在于，所述电源模块还用于为作为受电端设备的下游设备进行供电。

18.一种通信系统，其特征在于，包括：基带处理单元、基带数据分组传输设备、射频拉远单元以及如权利要求9至17任一项所述的数据中转装置，所述基带处理单元与所述射频拉远单元通过所述数据中转装置及所述基带数据分组传输设备进行数据中转。