CN112073927A - 一种基于eLTE和GPON的生态网络系统 - Google Patents

一种基于eLTE和GPON的生态网络系统 Download PDF

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Abstract

一种基于eLTE和GPON的生态网络系统，包括应用模块、无线覆盖基站模块和终端模块，应用模块通过GPON光网络与无线覆盖基站模块相连接，终端模块通过1.8G eLTE专网与无线覆盖基站模块相连接；应用模块包括：OLT局端设备，ONU设备和核心网设备；以及网管单元、三维可视化单元、人员定位单元、群集调度单元、消防安保单元中的至少一个；无线覆盖基站模块包括：通过GPON光网络相连接的eLTE专网BBU设备和eLTE专网RRU设备；eLTE专网BBU设备设置在室内和/或室外；终端模块包括定位单元等，定位单元包括内置1.8G eLTE模组的UWB定位基站和CPE；本发明提供了一张大带宽、高速率、安全性强的专用网络，以更好的承载管理、公共安防、应急通信以及各职能部门的业务应用。

Description

一种基于eLTE和GPON的生态网络系统
技术领域
本发明涉及网络架构技术领域，更具体地，涉及一种基于eLTE和GPON的生态网络系统。
背景技术
随着互联网、移动互联网、云计算、大数据等新ICT技术不断涌现，火电行业信息化建设不断提速，网络系统已不仅是业务办公的支撑工具，更成为了提升企业治理能力、促进企业职能转型的重要手段。
然而随着越来越多的企业业务实现“互联网+”，电子职能面临的挑战也是越来越多，比如业务互联互通难、信息共享与业务协同难等等，同时这些繁杂的业务和庞大的支系，更是让信息安全保护形势变得严峻。
所以当前我国有线网络发展亟需要有一张大带宽、高速率、安全性强的专用网络，以更好的承载管理、公共安防、应急通信以及各职能部门的业务应用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于eLTE和GPON的生态网络系统，其是一种高带宽，高速率，安全性强，部署灵活的专用网络。
本发明采用如下的技术方案：一种基于eLTE和GPON的生态网络系统，包括应用模块、无线覆盖基站模块和终端模块，应用模块通过GPON光网络与无线覆盖基站模块相连接，终端模块通过1.8G eLTE专网与无线覆盖基站模块相连接。
优选地，应用模块包括：OLT局端设备，ONU设备和核心网设备。
优选地，每个OLT局端设备通过分光器与至少一个ONU设备相连接，用于向ONU设备以广播的方式发送以太网数据，发起并控制测距过程，以及为ONU分配带宽。
优选地，ONU设备包括光接受机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控设备，用于选择接收OLT发送的广播数据，响应OLT发出的测距及功率控制命令，以及对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
优选地，应用模块包括：网管单元、三维可视化单元、人员定位单元、群集调度单元、消防安保单元中的至少一个。
优选地，核心网设备用于管理eLTE专网中的基站和核心网在内的所有网元、终端模块和群集调度单元。
优选地，无线覆盖基站模块包括：eLTE专网BBU设备和eLTE专网RRU设备，eLTE专网BBU设备通过GPON光网络与eLTE专网RRU设备相连接；
eLTE专网BBU设备设置在室内和/或室外。
优选地，eLTE专网BBU设备用于集中管理无线覆盖基站模块，包括操作维护和信令处理，提供系统时钟；完成上、下行数据处理功能，实现与传输网络的信息交互，与射频模块进行通信。
优选地，eLTE专网RRU设备用于无线接入管理，设备管理和传输管理。
优选地，无线接入管理包括：无线资源管理、移动性管理、接入控制、无线信道管理、物理层协议处理、信令流程处理功能；和/或
设备管理包括：完成基站设备管理，包括基站外设设备管理；和/或
传输管理包括：eLTE专网BBU设备与外部网元间的传输功能。
优选地，终端模块包括定位单元，定位单元包括内置1.8G eLTE模组的UWB定位基站和CPE。
优选地，终端模块包括移动无线监控单元，无线监控单元包括内置1.8G eLTE模组的CPE，通过RJ45与CPE相连接的摄像设备。
优选地，终端模块包括物联网单元，物联网单元包括内置1.8G eLTE模组的CPE和与CPE相连接的多个传感器。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提供的大带宽、高速率、安全性强的专用网络，能够更好的承载管理、公共安防、应急通信以及各职能部门的业务应用。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于eLTE和GPON的生态网络系统的架构图；
图2为本发明提供的一种基于eLTE和GPON的生态网络系统的实施示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，一种基于eLTE和GPON的生态网络系统，包括应用模块、无线覆盖基站模块和终端模块。
应用模块通过GPON光网络与无线覆盖基站模块相连接，终端模块通过1.8G eLTE专网与无线覆盖基站模块相连接。
应用模块包括：OLT局端设备，ONU设备和核心网设备。
每个OLT局端设备通过分光器与至少一个ONU设备相连接，用于向ONU设备以广播的方式发送以太网数据，发起并控制测距过程，以及为ONU分配带宽。
ONU设备包括光接受机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控设备，用于选择接收OLT发送的广播数据，响应OLT发出的测距及功率控制命令，以及对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
应用模块包括：网管单元、三维可视化单元、人员定位单元、群集调度单元、消防安保单元中的至少一个。
核心网设备用于管理eLTE专网中的基站和核心网在内的所有网元、终端模块和群集调度单元。核心网设备支持对宽接终端、基站、调度机、用户和设备管理平台、录音录像服务器、端到端加密代理服务器等集群网络设备的集中管理。支持其它或三方设备的逻辑视图，形成统一网络视图。提供专业的网元设备管理体系，包括拓扑管理、配置管理、性能管理、故障管理、软件管理、许可证管理、安全管理、系统管理、宽接终端管理、日志管理、设备巡检等全面的设备管理功能。在传统的系统功能、设备管理基础上，提供宽接终端管理。从设备管理、宽接终端管理多个角度支撑专网网络和设备的管理与使用。针对数据安全性、操作安全性、软件可靠性、硬件可靠性进行专业地分析和设计，提供全方位稳定可靠的网管系统。
无线覆盖基站模块包括：eLTE专网BBU设备和eLTE专网RRU设备，eLTE专网BBU设备通过GPON光网络与eLTE专网RRU设备相连接；eLTE专网BBU设备设置在室内和/或室外。实施例中厂内生产区与办公区的网络连接，办公区相对的网络位置相对稳定需要一个高带宽，高速率的网络通道，利用局端OLT的技术可以提供“千兆光纤到桌面的”网络环境，并且因为职能部门工作的特殊性这个通道还需要安全性高,因为局端OLT设备的数据传输协议(TDMA)，厂内其它网络是无法接入的。在生产区，有监控、门禁、人员定位等常用且位置确定的设备，网络拓扑可以按照计划利用OLT及ONU的方法实施，当生产区或者办公区有特殊需求的时候，临时过道或者室内增加一台设备，那么就需要eLTE网络的支持。只要在eLTE网络覆盖范围内，可以接入任何可以匹配eLTE专网频段的设备。
所述GPON网络技术，OLT设备与前端(汇聚层)交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联。实现对用户端设备ONU的控制、管理、测距等功能。OLT设备和ONU设备一样，也是光电一体的设备。
所述GPON网络技术，ONU设备为接入网的用户侧设备，为用户提供电话、数据通信、图像等各种UNI接口，接受OLT的数据，相应OLT发出的控制指令并作出调整。将以太网数据在OLT分配的端口中向上行发送。
eLTE专网BBU设备用于集中管理无线覆盖基站模块，包括操作维护和信令处理，提供系统时钟。完成上、下行数据处理功能，实现与传输网络的信息交互，与射频模块进行通信。优选地，如图2所示，提供与eLMT(本地维护终端)或eOMC910(集中操作维护系统)连接的维护通道。
eLTE专网RRU设备用于无线接入管理，设备管理和传输管理。无线接入管理包括：主要完成无线资源管理、移动性管理、接入控制、无线信道管理、物理层协议处理、信令流程处理等功能；和/或。设备管理包括：完成基站设备管理，包括基站外设，如电源风扇，射频等设备管理；和/或。传输管理：主要完成DBS3900和外部网元(eCNS/eSCN)间的传输功能，包括用户面和数据面的传输。
无线覆盖基站模块包括：BBU供电设备，BBU供电设备包括整流器。整流器的参数为：输入电压：85VAC～300VAC,额定220VAC；额定功率3000W(>96％)；工作温度：-40℃～和75℃；功率因数：≥0.99。工作环境要求：工作温度范围：-40℃～和65℃；储运温度范围：-40℃～和70℃；工作相对湿度范围：5％～95％不结露；储运相对湿度范围：5％～95％不结露；海拔高度0～4000米。
无线覆盖基站模块还包括无线射频单元设备，用以实现移动信号覆盖。它是移动通信系统的重要组成部分，其性能优劣对整体移动通信质量的影响至关重要。所述无线射频单元设备：频率范围：1710-1880(MHz)；风载荷：正面:≥330(风速为150km/h)；侧面:≥165(风速为150km/h)；背面:≥375(风速为150km/h)。接头形式：2*7/16DIN Female。工作温度：-50——和65。下倾角(°)：0-10,连续可调。
终端模块包括定位单元，定位单元包括内置1.8G eLTE模组的UWB定位基站和CPE。
终端模块包括移动无线监控单元，无线监控单元包括内置1.8G eLTE模组的CPE，通过RJ45与CPE相连接的摄像设备。
终端模块包括物联网单元，物联网单元包括内置1.8G eLTE模组的CPE和与CPE相连接的多个传感器。
eLTE无线宽带基于TD-LTE技术，在一张网络内即可同时提供专业级的语音集群，宽带数据传输、高清视频监控及视频调度等丰富的多媒体通信手段；同时在网络的安全性、可靠性、可扩展性等方面具有强大的技术优势。
依靠GPON无源光网络技术与eLTE网络相结合的生态网络，既保证网络设备数据传输的速度也保证了数据传输的安全性，eLTE和GPON网络终端部署灵活有线网络与无线网络相结合，功能互补。
1.8G eLTE模组的工作参数为：频率：LTE FDD:B1/B3/B8；LTE TDD:B38/B39/B40/B41；UMTS:B1/B8；TD-SCDMA:B34/B39；GSM:900M/1800M；LTE TDD:1.8G(1785～1805MHz)。工作温度：正常范围:-30℃ to 70℃；扩展范围:-40℃ to 75℃(性能轻微恶化)。发射功率：LTE:和23dBm(3GPP TS 36.101R8 Class 3)；WCDMA/HSPA和:和24dBm(Power Class 3)；TD-SCDMA::和24dBm(Power Class 2)；EDGE 1800MHz:和26dBm(Power Class E1)；EDGE900MHz:和27dBm(Power Class E2)；GSM/GPRS 1800MHz:和30dBm(Power Class 1)；GSM/GPRS 900MHz:和33dBm(Power Class 4)。对外接口：1xSIM；1xSIM_DET；1x2 wire UART(Debug)；1x4 wire(兼容2线)HS-UART(Data)；波特率支持从9600bps到115200bps(默认115200bps)；1xUSB 2.0；1xLED_MOD；4xGPIOs；Power supply；Power-on/off；Reset；1xANT_PRI。
本发明提供的一种采用eLTE 1.8G网络可以覆盖厂区室外和室内。一张网在承载了当前UWB定位基站数据接入、完成可视化的集群通信、物联网采集模块等业务环境下，后续还可以为巡检机器人、智能锁、移动监控等终端数据接入提供稳定可靠的数据通道。融合提高管理效率、UWB定位业务、设备定期检修业务、集群通信业务融合于一张网，实时提供业务数据。支持厂建到运维阶段业务平滑演进；网络融合支持业务扩展。1.8G LTE集群网络覆盖厂区和厂房，无缝链接UWB网络，支持集群调度、实时定位、定期检修业务。业务扩展多样化，后续业务可扩展到无线视频监控、移动巡检、电子围栏、智能锁等室外、室内部署的RRU与BBU之间采用厂区GPON全光主干网进行传输。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提供的大带宽、高速率、安全性强的专用网络，能够更好的承载管理、公共安防、应急通信以及各职能部门的业务应用。
BBU：Building Base band Unite，室内基带处理单元；
RRU：Remote Radio Unit，射频拉远单元；
GPON：Gigabit-Capable Passive Optical Networks，具有千兆位功能的无源光网络；
OLT：Optical Line Terminal，光线路终端；
eLTE：Enhanced Long Term Evolution，增强型长期演进无线通信解决方案；
ONU：Optical Network Unit，光网络单元；
CPE：Customer Premise Equipment，客户终端设备。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (14)

1.一种基于eLTE和GPON的生态网络系统，包括应用模块、无线覆盖基站模块和终端模块，其特征在于：
应用模块通过GPON光网络与无线覆盖基站模块相连接，终端模块通过1.8G eLTE专网与无线覆盖基站模块相连接；
eLTE是基于LTE宽带技术，同时支持语音、视频和数据业务的行业专网；GPON为千兆无源光网络。
2.根据权利要求1所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
应用模块包括：OLT局端设备，ONU设备和核心网设备；
OLT：光纤线路终端，ONU：光纤网络单元。
3.根据权利要求2所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
每个OLT局端设备通过分光器与至少一个ONU设备相连接，用于向ONU设备以广播的方式发送以太网数据，发起并控制测距过程，以及为ONU分配带宽。
4.根据权利要求2或3所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
ONU设备包括光接受机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控设备，用于选择接收OLT发送的广播数据，响应OLT发出的测距及功率控制命令，以及对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
应用模块包括：网管单元、三维可视化单元、人员定位单元、群集调度单元、消防安保单元中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
核心网设备用于管理eLTE专网中的基站和核心网在内的所有网元、终端模块和群集调度单元。
7.根据权利要求1所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
无线覆盖基站模块包括：eLTE专网BBU设备和eLTE专网RRU设备，eLTE专网BBU设备通过GPON光网络与eLTE专网RRU设备相连接；
eLTE专网BBU设备设置在室内和/或室外；
BBU：宏基站基带处理单元，RRU：射频处理单元。
8.根据权利要求1所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
eLTE专网BBU设备用于集中管理无线覆盖基站模块，包括操作维护和信令处理，提供系统时钟；完成上、下行数据处理功能，实现与传输网络的信息交互，与射频模块进行通信。
9.根据权利要求1所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
eLTE专网RRU设备用于无线接入管理，设备管理和传输管理。
10.根据权利要求1所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
无线接入管理包括：无线资源管理、移动性管理、接入控制、无线信道管理、物理层协议处理、信令流程处理功能；和/或
设备管理包括：完成基站设备管理，包括基站外设设备管理；和/或
传输管理包括：eLTE专网BBU设备与外部网元间的传输功能。
11.根据权利要求1所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
无线覆盖基站模块包括：BBU供电设备，BBU供电设备包括整流器。
12.根据权利要求2所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
终端模块包括定位单元，定位单元包括内置1.8G eLTE模组的UWB定位基站和CPE；
UWB：无线载波通信技术，CPE：移动信号接入设备。
13.根据权利要求2所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
终端模块包括移动无线监控单元，无线监控单元包括内置1.8G eLTE模组的CPE，通过RJ45与CPE相连接的摄像设备；
RJ45：布线系统中的一种信息插座连接器。
14.根据权利要求2所述的基于eLTE和GPON的生态网络系统，其特征在于：
终端模块包括物联网单元，物联网单元包括内置1.8G eLTE模组的CPE和与CPE相连接的多个传感器。
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