CN116963135B - 一种o-ru掉电告警上报方法、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种O‑RU掉电告警上报方法、设备及系统，O‑RU中FPGA收到掉电告警信号后，启动定时器，在定时器计时超过10ms时，将告警信息打包，并通过eCPRI（增强型通用公共无线电接口）协议中的用户自定义消息类型上报告警；其中，O‑RU电源支持O‑RU在掉电后保持工作10.6ms。本发明提出通过eCPRI协议实时消息通道完成掉电告警的上报，可以提高告警的成功率；通过FPGA来实现消息协议栈，可以显著的提升消息打包和发送的时间；设计了超时重传机制，提高了告警上报消息的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及无线传输领域，特别涉及一种O-RU掉电告警上报方法、设备及系统。
背景技术
O-RAN（Open Radio Access Network，开放式无线电接入网）是一种开放的无线电接入网络技术，旨在转变传统的封闭式无线电接入网络架构。它的目标是通过标准化接口和协议，提供更灵活、可互操作的无线网络解决方案。传统的无线接入网基于CPRI（CommonPublic Radio Interface，通用公共无线接口）实现，CPRI是一种专用的、定制化的接口协议，需要特定的硬件设备来支持。它是由不同供应商定制的接口协议，各供应商之间的互操作性有限，导致运营商在选择设备和供应商时受到限制。O-RAN利用现有的标准协议来重新定义了前传接口。它利用以太网作为传输层协议，实现数据的通信和传输，以太网是一种标准化的协议，具有良好的互操作性，可以更容易地实现不同供应商的设备和软件之间的集成和协作。这为运营商提供了更多选择和灵活性，促进了市场竞争和创新。
RU（无线单元）的掉电告警是网络里面非常重要的一个功能，它可以监控RU的供电状态，在外部供电出现异常的时候，可以上报告警给DU（分布式单元）进行处理，避免出现未知原因的失联以及进行事件记录。RU在掉电之后可以通过自身的电容确保提供10.6ms的供电，但在超过10.6ms之后，RU会进入关机状态。在传统的基于CPRI的前传网络里面，RU的掉电告警可以通过CPRI物理层上报电源故障告警，通知DU采取对应的措施。通过CPRI协议的物理层控制字上报，可以在事件发生后520ns内完成。所以通常在掉电达到10ms的时刻上报告警，既确保RU的告警可以上报给DU，又避免提前太久告警产生虚警。因为RU在10ms以内供电恢复不影响RU运行，无需上报告警。
在O-RAN的网络里面，所有的O-DU（O-RAN下的分布式单元）和O-RU（O-RAN下的无线单元）的消息交互都要基于以太网。O-RU掉电告警作为故障上报的一部分，需要通过管理平面消息进行上报。但是管理平面消息是非实时消息通道，由CPU负责进行协议栈的解析和打包，通常会需要5ms~20ms的时间进行消息打包和发送。所以O-RU一旦产生掉电告警之后，就需要马上进行告警上报，否则管理平面可能无法在O-RU关机之前将告警上报O-DU。这种方式有两个缺陷：一个是管理平面告警上报速度慢，有可能O-RU掉电10ms后也无法完成告警上报，O-DU侧无法进行异常记录和异常处理。二是如果供电在10ms内恢复，O-RU工作正常，但是告警信息已经进行了发送，就会产生虚警。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，提供了一种O-RU掉电告警上报方法、设备及系统，应用于基于O-RAN的RRU，通过判断掉电时间，即时上传告警信息，可以改善现有方案的掉电告警上报速度慢，掉电告警不成功等情况，有效解决O-RU掉电告警上报难的问题。
本发明第一方面提出了一种O-RU掉电告警上报方法，O-RU中FPGA收到掉电告警信号后，启动定时器，在定时器计时超过10ms时，将告警信息打包，并通过eCPRI（增强型通用公共无线电接口）协议中的用户自定义消息类型上报告警；其中，O-RU电源支持O-RU在掉电后保持工作10.6ms。
进一步的，FPGA在上报告警时启动超时重传机制，超时后进行告警重新上报。
进一步的，所述上报告警的具体过程包括：
S1、O-RU电源监控到供电电压低于正常工作电压后，持续发送掉电告警信号至FPGA；
S2、FPGA收到掉电告警信号后，启动10ms定时器，对掉电告警信号进行滤波，若掉电告警信号在100us内消失，O-RU供电恢复；若掉电告警信号超过100us，FPGA关掉功率放大器，进行节电操作；
S3、若掉电告警信号在大于100us、小于10ms的时间内消失，O-RU供电恢复，FPGA打开功率放大器；
S4、若定时器超过10ms时掉电告警信号仍未消失，FPGA打包告警信息，并通过eCPRI协议中的用户自定义消息类型上报告警信息。
进一步的，所述超时重传机制包括：O-DU在收到上报的告警信息后，回复确认消息，O-RU进入等待关机状态；在上报告警的同时启动重传计时器，若到达重传计时器计时时间仍未收到确认消息，进入重传状态，重新上报告警信息，直至O-RU进入关机状态。
进一步的，所述重传计时器计时时间设置为320us。
进一步的，采用FPGA实现eCPRI协议的消息协议栈。
进一步的，所述eCPRI协议的消息中包含掉电告警ID，由8 bit组成，初始为0x00，每重传一次掉电告警ID加1。
本发明第二方面提出了一种O-RU掉电告警上报设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载时并执行如上述O-RU掉电告警上报方法。
本发明第三方面提出了一种O-RU掉电告警上报系统，包括如上述的O-RU掉电告警上报设备。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
1.本发明提出通过eCPRI协议实时消息通道完成掉电告警的上报，不通过管理平面的方式进行上报，可以提高告警的成功率。
2.本发明提出通过FPGA来实现消息协议栈，而不是通过CPU，可以显著的提升消息打包和发送的时间。
3.本发明设计了超时重传机制，提高了告警上报消息的可靠性。
附图说明
图1为本发明提出的O-RU掉电告警上报方法示意图。
图2为本发明提出的掉电告警消息上报与回复示意图。
图3为本发明一实施例中eCPRI消息定义示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
O-RAN网络基于eCPRI（增强型通用公共无线电接口）协议，即在eCPRI协议上封装了一层O-RAN协议进行数据传输，其中，管理平面用作了控制管理通道，所有故障的上报都需要通过管理平面。其中，一个掉电告警的上报定义如下表所示：
但管理平面因为使用CPU进行报文的解析和封装，速度慢，大约需要5ms~20ms才能完成消息的发送，但是O-RU超过10.6ms就可能掉电，所以会经常造成告警消息无法上报给O-DU，产生O-RU失联的风险。
针对现有方案中告警上报速度慢或容易产生虚警的问题，为了能够快速的进行消息的上报，如图1所示，本发明实施例提出了一种O-RU掉电告警上报方法，包括O-RU中FPGA收到掉电告警信号后，启动定时器，在定时器计时超过10ms时，将告警信息打包，并通过eCPRI协议中的用户自定义消息类型上报告警；其中，O-RU电源支持O-RU在掉电后保持工作10.6ms。
基于实时消息通道进行掉电告警上报，即直接通过eCPRI协议进行告警，而不通过二次封装的管理平面。eCPRI协议里面定义了多种消息类型来支持不同的应用场景。其中，消息类型#0~#63属于eCPRI保留消息类型。#64~#255属于用户自定义类型。本实施例中，采用用户自定义消息类型#64来上报掉电告警。
在一个实施例中，FPGA在上报告警时启动超时重传机制，超时后进行告警重新上报，能够保证告警上报成功。
本实施例中，上报告警的具体过程包括：
S1、O-RU电源监控到供电电压低于-37V后，持续发送掉电告警信号至FPGA；
S2、FPGA收到掉电告警信号后，启动10ms定时器，对掉电告警信号进行滤波，若掉电告警信号在100us内消失，O-RU供电恢复，此时O-RU不做任何操作，功能不受影响；若掉电告警信号超过100us，FPGA关掉功率放大器，进行节电操作，确保O-RU可以在掉电的情况下工作10.6ms；
S3、若掉电告警信号在大于100us、小于10ms的时间内消失，O-RU供电恢复，FPGA打开功率放大器，O-RU继续工作，无需上报告警；
S4、若定时器超过10ms时掉电告警信号仍未消失，FPGA打包告警信息，并通过eCPRI协议中用户自定义消息类型#64上报告警信息。
具体的，超时重传机制包括：
请参考图2，考虑到网络的传输时延，通常消息上报可以在160us内完成，O-DU收到消息后，会向O-RU（FPGA）回复确认消息，确认告警已经收到和记录，而后O-RU进入等待关机状态。因此，在O-RU的FPGA上报告警消息的同时启动重传计时器以保证告警成功上传，本实施例中，该动作可在200ns内完成，重传计时器计时时间设置为320us。
如果由于网络丢包等原因，O-RU超过320us仍未收到回复的确认消息，进入重传状态，即重新发送告警消息#64，再次启动重传定时器，重复上述过程，直到O-RU进入关机状态。
如图3所示，本实施例中，消息协议栈使用FPGA实现，可以快速的进行消息解析和封装，eCPRI消息定义如图3所示。
掉电告警ID由8 bits组成，当O-RU第一次告警时，掉电告警ID填0x00，后续每次重传，ID都需要加1，比如进行第一次重传时，掉电告警ID需要变成0x01。O-DU在进行消息确认时，需要携带相同的掉电告警ID。
本实施例中，掉电告警代码定义如下：
在实际应用过程中，本发明还提供一种O-RU掉电告警上报设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载时并执行如上述O-RU掉电告警上报方法。
在实际应用过程中，本发明还提供一种O-RU掉电告警上报系统，包括如上述的O-RU掉电告警上报设备。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述O-RU掉电告警上报方法。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种O-RU掉电告警上报方法，其特征在于，O-RU中FPGA收到掉电告警信号后，启动定时器，在定时器计时超过10ms时，将告警信息打包，并通过eCPRI协议中的用户自定义消息类型上报告警；其中，O-RU电源支持O-RU在掉电后保持工作10.6ms；
所述上报告警的具体过程包括：
S1、O-RU电源监控到供电电压低于正常工作电压后，持续发送掉电告警信号至FPGA；
S2、FPGA收到掉电告警信号后，启动10ms定时器，对掉电告警信号进行滤波，若掉电告警信号在100us内消失，O-RU供电恢复；若掉电告警信号超过100us，FPGA关掉功率放大器，进行节电操作；
S3、若掉电告警信号在大于100us、小于10ms的时间内消失，O-RU供电恢复，FPGA打开功率放大器；
S4、若定时器超过10ms时掉电告警信号仍未消失，FPGA打包告警信息，并通过eCPRI协议中的用户自定义消息类型上报告警信息。
2.根据权利要求1所述的O-RU掉电告警上报方法，其特征在于，FPGA在上报告警时启动超时重传机制，超时后进行告警重新上报。
3.根据权利要求2所述的O-RU掉电告警上报方法，其特征在于，所述超时重传机制包括：O-DU在收到上报的告警信息后，回复确认消息，O-RU进入等待关机状态；在上报告警的同时启动重传计时器，若到达重传计时器计时时间仍未收到确认消息，进入重传状态，重新上报告警信息，直至O-RU进入关机状态。
4.根据权利要求3所述的O-RU掉电告警上报方法，其特征在于，所述重传计时器计时时间设置为320us。
5.根据权利要求1所述的O-RU掉电告警上报方法，其特征在于，采用FPGA实现eCPRI协议的消息协议栈。
6.根据权利要求5所述的O-RU掉电告警上报方法，其特征在于，所述eCPRI协议的消息中包含掉电告警ID，由8 bit组成，初始为0x00，每重传一次掉电告警ID加1。
7.一种O-RU掉电告警上报设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载时并执行如权利要求1~6任一项所述O-RU掉电告警上报方法。
8.一种O-RU掉电告警上报系统，其特征在于，包括如权利要求7所述的O-RU掉电告警上报设备。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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