CN113132049B - 5g前传组网的半有源管理系统 - Google Patents

5g前传组网的半有源管理系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种5G前传组网的半有源管理系统，应用于基于远端基站到局端机房的无源或有源前传组网架构；所述系统包括：管理模块、及云管理平台；所述管理模块包括：NB‑IoT模组、及GPS模组；所述云管理平台用于NB‑IoT模组管理所述远端基站、及局端机房。本申请能够为无源站点升级，可以大量节省人力巡检成本，可以快速的统计网络连接数量和管理位置信息；无源站点改造可实现智能化管理，通过获取信息查看分布情况，可以与规划比较，更合理的部署网络；使用一半无源，一半有源的方案，即可以起到保护的作用，同时也可以减少运营成本，便于业务的开通和运维，并且通过拓扑可便捷的管理分析部署情况，便于后期规划和部署网络。

Description

5G前传组网的半有源管理系统
技术领域
本申请涉及5G前传组网技术领域，特别是涉及一种5G前传组网的半有源管理系统。
背景技术
5G作为通信行业的重要建设任务。5G作为新一代移动通信技术，其具有大带宽、低时延和海量连接等特点，可为用户带来革命性的业务体验和新型商业模式。
前传为移动承载网的一部分，5G前传方案的选择将直接影响运营商的投资和建设效率等。5G大规模建设将对基站光缆资源、投资、维护管理方面都造成巨大的压力。在光缆资源方面，单4G基站一般需占用6/3芯基站光纤和主干光纤，5G前传如仅采用光纤直驱方式有可能给现网光缆造成较大压力。在成本方面，5G前传设备成本均达万元级，5G前传将需要百亿级投资。在维护方面，5G前传涉及巨大数量DU/AAU的安装、开通、升级等，对维护效率影响最大。根据5G无线接入网络的部署策略，5G无线接入网络的网络架构和承载要求都有较大改变。
无线网络承载网主要指承载无线信号从基站传输到移动核心网(EPC，EvolvedPacket Core)的网络，属传输网范畴。如图1所示，从RRU(Radio Remote Unit，远端射频单元)到BBU(Building Base band Unit，基带处理单元)段为前传，BBU段到核心网为回传。
5G前传承载方案主要分为光纤直驱方案和波分设备承载方案。其中，波分设备承载方案又分为无源波分方案、OTN/WDM(OTN(Optical Transport Network，光传送网)为传输设备)方案和WDM-PON方案((Wave-Division Multiplexing Passive Optical Network，波分复用无源光网络))这三种，其本质上都是利用波分技术对多个eCPRI链路采用不同的波长来承载，然后再复用到一根光纤中，以达到节省光纤资源的目的。
无源波分方案存在的问题：
1、主要是无法有效的管理无源器件，最终导致运维需要增加大量的工作量。
2、无源的波分方案，线路无保护功能，一旦光缆线路中断，则业务中断，对业务影响大。
有源波分方案存在的问题：
1、AAU基站需要同样建设有源的设备，增加了运行的成本。
2、网管管理难度大，需要在AAU基站和DU机房同时建立管理通道，需要消耗更多的资源。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种5G前传组网的半有源管理系统，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种5G前传组网的半有源管理系统，应用于基于远端基站到局端机房的无源或有源前传组网架构；所述系统包括：管理模块、及云管理平台；所述管理模块包括：NB-IoT模组、及GPS模组；所述云管理平台用于通过所述NB-IoT模组管理所述远端基站、及局端机房。
于本申请的一实施例中，所述基于远端基站到局端机房的无源的前传组网架构，其包括：应用于远端基站的远端无源合解波器、及应用于局端机房的局端无源合解波器；通过所述远端无源合解波器与所述局端无源合解波器实现所述远端基站到局端机房的数据双向传输、及业务互通；所述管理模块分别设于所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器；所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器。
于本申请的一实施例中，所述远端无源合解波器换转为远端有源合解波器，或所述局端无源合解波器换转为局端有源合解波器，以形成基于远端基站到局端机房的半源前传组网架构。
于本申请的一实施例中，所述云管理平台还用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、及电量状态中任意一或多种信息。
于本申请的一实施例中，所述基于远端基站到局端机房的有源的前传组网架构，其包括：应用于远端基站的远端有源合解波器、及远端线路保护器，以及应用于局端机房的局端有源合解波器、及局端线路保护器；所述远端线路保护器与所述局端线路保护器对接；所述SM模块设于所述远端有源合解波器，并增加一均分分光耦合器；所述远端线路保护器变为2条；所述局端有源合解波器增加彩光模块，并增设光开关分别连接于2条局端线路保护器；所述2条远端线路保护器变分别与2条局端线路保护器一一对应连接，以形成主路由和备路由；所述远端有源合解波器换转为远端无源合解波器，以形成基于远端基站到局端机房的半源前传组网架构；所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端有源合解波器。
于本申请的一实施例中，所述云管理平台还用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、及电量状态中任意一或多种。
于本申请的一实施例中，所述系统能借助综合数据通信网以用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、软件版本、设置线路保护基本信息、查询线路保护基本信息、及拓扑管理中任意一或多种。
如上所述，本申请提供的一种5G前传组网的半有源管理系统，应用于基于远端基站到局端机房的无源或有源前传组网架构；所述系统包括：管理模块、及云管理平台；所述管理模块包括：NB-IoT模组、及GPS模组；所述云管理平台用于通过所述NB-IoT模组管理所述远端基站、及局端机房。
具有以下有益效果：
1、无源站点升级，可以大量节省人力巡检成本，可以快速的统计网络连接数量和管理位置信息，直观的了解5G部署的进展。
2、无源站点改造可实现智能化管理，通过获取信息查看分布情况，可以与规划比较，更合理的部署网络。
3、使用一半无源，一半有源的方案，即可以起到保护的作用，同时也可以减少运营成本，便于业务的开通和运维。
4、使用一半无源，一半有源的方案，在远端同样能做管理，并且通过拓扑也可很便捷的管理分析部署情况，便于后期规划和更合理的部署网络。
附图说明
图1显示为本申请于一实施例中4G承载网架构的连接示意图。
图2显示为本申请于一实施例中5G前传组网的半有源管理系统的结构示意图。
图3显示为本申请于一实施例中4G无线接入网向5G演进架构的连接示意图。
图4A显示为本申请于一实施例中原无源波分方案的连接示意图。
图4B显示为本申请于一实施例中针对原无源波分的解决方案的连接示意图。
图5A显示为本申请于一实施例中原有源波分方案的连接示意图。
图5B显示为本申请于一实施例中针对原有源波分的解决方案的连接示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用系统，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。
为了明确说明本申请，省略与说明无关的部件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。
在通篇说明书中，当说某部件与另一部件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
当说某部件在另一部件“之上”时，这可以是直接在另一部件之上，但也可以在其之间伴随着其它部件。当对照地说某部件“直接”在另一部件“之上”时，其之间不伴随其它部件。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等描述。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。
表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一部件相对于另一部件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它部件“下”的某部件则说明为在其它部件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90°或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。
无源WDM方案已广泛应用于需要节约光纤的场景，如4G前传及其他配线光缆、主干光缆不足的场景。无源WDM方案根据波长间隔分为粗波分和密集波分两种。由于密集波分系统实现单光路的成本为粗波分系统的数倍，而且用于前传时密集波分方案波长分配复杂度大大增加，因此本申请中建议前传采用粗波分方案。
25G CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing，粗波分复用)前传方案中AAU和DU上安装的是彩光模块，两端各设置1个无源合分波器，占用1芯光缆。彩光模块有固定波长和可调谐两种，由于可调谐方案成本太高，因此本申请中仅讨论固定波长的粗波分方案。
本申请所述的5G前传组网的半有源管理系统，应用于基于远端基站到局端机房的无源或有源前传组网架构。
如图2所示，展示为本申请一实施例中5G前传组网的半有源管理系统的结构示意图。如图所示，所述系统100包括：管理模块110、及云管理平台120。
所述管理模块110包括：NB-IoT模组111、及GPS模组112；所述云管理平台120用于通过所述NB-IoT模组111管理所述远端基站、及局端机房。
可参考图3所示的4G无线接入网向5G演进架构的连接示意图。由图可知，本申请中，所述远端基站也为有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)，所述局端机房也为分布单元(Distribute Unit，DU)。
本申请所述系统能够解决无源波分方案和有源波分方案中分别存在的不足，为便于说明，下文对针对无源波分的解决方案和有源波分的解决方案分别进行说明。
无源波分方案
如图4A所示为原无源波分方案的架构示意图。在该方案中，远端基站，局端机房各使用一个无源的合解波器，所述远端无源合解波器与所述局端无源合解波器使用12波中的6波单纤双向传输，实现业务互通。目前业界25G CWDM方案一般为6波或者12波，其中6波用于5G前传，12波一般用于4G和5G系统混传，最大可以做18波，波长规划与低速率CWDM标准保持一致。但该方案不具有管理功能。
如图4B所示为应用本申请所述5G前传组网的半有源管理系统的无源波分解决方案的架构示意图。在解决方案中，所述管理模块分别设于所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器；所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器。
所述管理模块分别设于所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器；
所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器。
于本申请一实施例中，所述远端无源合解波器换转为远端有源合解波器，或所述局端无源合解波器换转为局端有源合解波器，以形成基于远端基站到局端机房的半源前传组网架构。
于本申请一实施例中，所述云管理平台还用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、及电量状态中任意一或多种信息。
于本实施例中，所述云管理平台主要管理如下信息：
主要管理如下信息
1、网元名称，如可自定义写入；
2、设备分类，如局端、远端设备；
3、经纬度，如依据GPS定位数据上传；
4、位置信息，如依据实际安装位置写入，即详细地址，如所在的城市、局站、楼层、机架位置等)。
5、电量状态，如显示百分比。
通过NB-IoT可定时发送位置信息和电量状态，可快速查询现网安装部署情况。通过云平台网管系统，可以管理到所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器。
有源波分方案
如图5A所示为原有源波分方案的架构示意图。在该方案中，所述远端基站、及局端机房通过OTU模块把信号转换成带有波长的信号，通过WDM合解波与线路保护器连接，线路保护器通过线路连接对端相同设备。此方案通过有源设备，可以通过源设备进行管理配置，支持线路保护功能。
如图5B所示为应用本申请所述5G前传组网的半有源管理系统的有源波分解决方案的架构示意图。解决方案中，在原有源波分方案的基础上，在远端基站内去掉了OTU模块，以及去掉了有源设备，并在原有所述远端有源合解波器中增加了1分为2的均分分光耦合器，同时也增加了管理模块，并由于分光耦合器的原因，原1条线路保护器变为了2条；在局端机房内同样去掉了OTU模块，并在原所述局端有源合解波器增加彩光模块，并增设1X2光开关分别连接于2条局端线路保护器；所述2条远端线路保护器变分别与2条局端线路保护器一一对应连接，以形成主路由和备路由。
所述远端有源合解波器换转为远端无源合解波器，以形成基于远端基站到局端机房的半源前传组网架构；
所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端有源合解波器。
于本申请一实施例中，所述云管理平台还用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、及电量状态中任意一或多种。
于本实施例中，所述云管理平台主要管理如下信息：
主要管理如下信息
1、网元名称，如可自定义写入；
2、设备分类，如局端、远端设备；
3、经纬度，如依据GPS定位数据上传；
4、位置信息，如依据实际安装位置写入，即详细地址，如所在的城市、局站、楼层、机架位置等)。
5、电量状态，如显示百分比。
于本实施例中，通过NB-IoT模块可定时发送位置信息和电量状态，可快速查询现网安装部署情况。通过云平台管理系统，可以管理到远端基站的无源合解波器。在管理平台中还有拓扑管理功能，可以通过显图显示局端远端对应关系。
于本申请另一实施例中，所述系统能借助综合数据通信网以用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、软件版本、设置线路保护基本信息、查询线路保护基本信息、及拓扑管理中任意一或多种。
于本实施例中，借助综合数据通信网(DCN网管)还可进行如下信息管理：
1、网元名称，如可自定义写入；
2、设备分类，如局端设备；
3、经纬度，如依据地理位置录入系统；
4、位置信息，如依据实际安装位置写入，即详细地址，如所在的城市、局站、楼层、机架位置等；
5、软件版本，如局端设备；
6、支持设置线路保护基本信息，包括：保护方式(自动/手动)、主备通道自动恢复等待时间；
7、支持查询线路保护基本信息，包括：工作通道/保护通道状态(主用、备用)、倒换事件等。
8、支持拓扑管理功能，支持局端与远端的连接对应关系，可显示在网管示图里。
于本实施例中，针对有源波分应用本申请所述的5G前传组网的半有源管理系统的解决方案，可以实现对设备的管理，并且可以方便的通过示图显示各个连接的对应关系，便于了对网络设备的管理。
本申请的5G前传组网的半有源管理系统，应用于基于远端基站到局端机房的无源或有源前传组网架构，所述系统包括：管理模块、及云管理平台；所述管理模块包括：NB-IoT模组、及GPS模组；所述云管理平台用于通过所述NB-IoT模组管理所述远端基站、及局端机房。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种5G前传组网的半有源管理系统，其特征在于，应用于基于远端基站到局端机房的无源或有源前传组网架构；所述系统包括：管理模块、及云管理平台；
所述管理模块包括：NB-IoT模组、及GPS模组；所述云管理平台用于通过所述NB-IoT模组管理所述远端基站、及局端机房。
所述基于远端基站到局端机房的有源的前传组网架构，其包括：
应用于远端基站的远端有源合解波器、及远端线路保护器，以及应用于局端机房的局端有源合解波器、及局端线路保护器；所述远端线路保护器与所述局端线路保护器对接；
所述SM模块设于所述远端有源合解波器，并增加一均分分光耦合器；所述远端线路保护器变为2条；所述局端有源合解波器增加彩光模块，并增设光开关分别连接于2条局端线路保护器；所述2条远端线路保护器分别与2条局端线路保护器一一对应连接，以形成主路由和备路由；
所述远端有源合解波器换转为远端无源合解波器，以形成基于远端基站到局端机房的半源前传组网架构；
所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端有源合解波器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于远端基站到局端机房的无源的前传组网架构，其包括：
应用于远端基站的远端无源合解波器、及应用于局端机房的局端无源合解波器；通过所述远端无源合解波器与所述局端无源合解波器实现所述远端基站到局端机房的数据双向传输、及业务互通；
所述管理模块分别设于所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器；
所述云管理平台通过所述NB-IoT模组获取根据所述GPS模组获取远端基站与局端机房的位置信息、电量状态，以用于管理所述远端无源合解波器、及局端无源合解波器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述远端无源合解波器换转为远端有源合解波器，或所述局端无源合解波器换转为局端有源合解波器，以形成基于远端基站到局端机房的半源前传组网架构。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述云管理平台还用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、及电量状态中任意一或多种信息。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云管理平台还用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、及电量状态中任意一或多种。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统能借助综合数据通信网以用于管理包括：网元名称、设备分类、经纬度、位置信息、软件版本、设置线路保护基本信息、查询线路保护基本信息、及拓扑管理中任意一或多种。
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