CN201766717U

CN201766717U - 一种信号采集设备以及网络优化处理系统

Info

Publication number: CN201766717U
Application number: CN2009201741852U
Authority: CN
Inventors: 黄卫正; 朱忠玉; 张红庆; 矫胤; 买彦州; 陈亮; 朱强; 庄飙; 肖益珊; 王旭波; 原振升
Original assignee: GUANGDONG BRANCH OF CHINA UNICOM GROUP MOBILE NETWORK CO Ltd; SHENZHEN YOUWANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG BRANCH OF CHINA UNICOM GROUP MOBILE NETWORK CO Ltd; SHENZHEN YOUWANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2019-09-02

Abstract

本实用新型公开了一种信号采集设备，包括：信号接口板，用于从a条E1链路上采集a路速率为n的E1电信号；a为自然数；复用单元，与信号接口板通过CPCI连接器连接，复用单元用于将采集到的a路速率为n的E1电信号分时复用为b路速率为m的E1电信号；映射单元，根据H-MVIP接口标准与复用单元连接，用于将所述b路速率为m的E1电信号映射到各个E1电信号对应的光口上；光口，用于将对应的E1电信号转换为光信号向外发送。本实用新型还公开了一种网络优化处理系统，所述信号采集设备和网络优化处理系统能够准确、灵活的进行信号采集。

Description

一种信号采集设备以及网络优化处理系统

技术领域

本实用新型涉及信号采集技术，尤其涉及一种信号采集设备以及网络优化处理系统。

背景技术

随着国内移动通信市场的发展和竞争局势的日益加剧，运营商如何通过合理的网络规划、网优优化有效降低运营成本，用尽可能少的投资来提高整个网络覆盖水平及通信质量显得越来越重要。为了进一步提高网络服务质量，提高网络对市场变化的快速反映能力，要求建设一套统一的网络优化平台，以实现对网优工作的支撑信息化和规范化，提高工作效率，积累优化经验。

在网络优化平台中，首先需要对网络中的信号进行采集，以便得到网络中的信号参数，进行汇总后，作为网络优化的数据源。

现有技术中，对网络中的信号进行采集时主要为光接口采集，具体的，通过分光器在光环路上(155M/622M/2.5G/10G)按1∶9或2∶8的比例分光的方式获取光信号后，送入光端机；然后由光端机进行光信号(一般为：155M/622M/2.5G/10G)的复用和解复用，汇聚输出需要的光信号(一般为：155M/622M)，从而完成光信号的采集。之后，网络优化平台中的网络优化分析设备将光信号转换成用户数据并存储，根据存储的用户数据进行相应的网络优化分析。

但是，发明人发现：对网络中的光信号进行采集时，需要分光器以及光端机等多个设备，一旦设置，无法随意移动，因此，无法实现灵活的信号采集；而且，由于光端机的引入，从而使得光信号的功率增益强度弱，影响了信号采集的准确度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种信号采集设备以及网络优化处理系统，能够准确、灵活的进行信号的采集。

为此，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种信号采集设备，包括：

信号接口板，用于从a条E1链路上采集a路速率为n的E1电信号；a为自然数；

复用单元，与信号接口板通过CPCI连接器连接，复用单元用于将采集到的a路速率为n的E1电信号分时复用为b路速率为m的E1电信号；

映射单元，根据H-MVIP接口标准与复用单元连接，用于将所述b路速率为m的E1电信号映射到各个E1电信号对应的光口上；

光口，用于将对应的E1电信号转换为光信号向外发送；

其中，an＝bm，b为自然数，且b＜a。

还包括：功率放大单元，用于将信号接口板采集到的a路速率为n的E1电信号根据预设功率放大倍数进行功率放大，将功率放大后的a路速率为n的E1电信号发送给复用单元。

还包括：电源单元，用于信号采集设备中各个单元的供电。

还包括：电压监控单元，用于监控信号采集设备中各个单元的电压，检测到存在电压异常时，停止对信号采集设备中各个单元的供电。

所述信号接口板采用高阻跨接的方式与DDF架的各E1链路连接，从a路E1链路上采集a路速率为n的E1电信号。

所述复用单元通过FPGA实现，所述FPGA中包括内置BUFFER和选通器。

所述光口通过SFP实现。

当转换的光信号为155M时，所述光口数量为4个；当转换的光信号为622M时，所述光口数量为1个。

所述复用单元、所述映射单元以及所述光口设置于同一主控板上。

所述映射单元通过PMC8310芯片实现。

所述信号采集设备以采集车的形式实现。

一种网络优化处理系统，包括：

信号采集设备，包括：

光口，用于将对应的E1电信号转换为光信号，将所述光信号发送给网络优化分析设备；

其中，an＝bm，b为自然数，且b＜a；

网络优化分析设备，包括：

接收器，与信号采集设备的光口连接，用于接收光口发来的光信号；

转换器，用于将光信号转换为用户数据；

存储单元，用于存储转换器转换得到的所述用户数据；

分析单元，用于根据存储的所述用户数据进行网络优化分析。

所述网络优化分析设备还包括：显示器，用于向用户显示网络优化分析结果。

所述接收器和转换器通过光口信号采集卡实现。

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

信号接口板从DDF架采集E1电信号，复用单元进行E1电信号的分时复用后，映射单元将E1电信号映射到对应的光口上，通过光口将E1电信号转换为光信号传输给相应的光口信号采集卡，由于初始采集到的是电信号而不是光信号，从而无需使用光端机，提高了信号采集的准确度；而且，通过本实用新型的信号采集设备一个设备即可实现信号采集，无需多个设备，且当采集设备以采集车的形式实现时，可以随意移动，实现了灵活的信号采集。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种信号采集设备结构示意图；

图1a为无线通信网络结构示意图；

图1b为本实用新型实施例一种网络优化处理系统；

图2为本实用新型实施例一种信号采集设备具体实例结构示意图；

图3为本实用新型实施例图2所示实例中主控板的实现结构示例图；

图4为本实用新型实施例复用单元的实现结构示例图；

图5a和图5b为本实用新型实施例映射单元的实现结构示例图；

图6为本实用新型实施例控制单元的实现结构示例图；

图7为本实用新型实施例CPLD的实现结构示例图；

图8为本实用新型实施例电源监控单元的实现结构示例图。

具体实施方式

以下，结合附图详细说明本实用新型实施例信号采集设备以及网络优化处理系统的实现。

图1为本实用新型实施例信号采集设备结构示意图，如图1所示，包括：

信号接口板110，用于从a条E1链路上采集a路速率为n的E1电信号；a为自然数。

其中，无线通信网络结构如图1a所示，包括基站(BTS，Base TransceiverStation)、数字配线(DDF，Digital Distribution Frame)、基站控制器(BSC，Base Station Controller)、移动交换中心(MSC，Mobile Switching Center)，GPRS服务支持节点(SGSN，Service GPRS Support Node)等，其中，BTS和DDF之间通过Abis口连接。

进一步地，所述信号接口板110可以具体用于：在DDF架使用高阻跨接的方式从a路E1链路上采集a路速率为n的E1电信号。信号接口板110可以链接到DDF架的Abis口进行所述信号采集。

复用单元120，与信号接口板通过紧凑型外设部件互连标准(CPCI，Compact Peripheral Component Interconnect)连接器连接，用于将采集到的a路速率为n的E1电信号分时复用为b路速率为m的E1电信号；其中，an＝bm，b为自然数，且b＜a。

例如，a＝252，n＝2M；b＝16，m＝32M，即：将252路速率为2M的E1电信号分时复用到16路速率为32M的E1电信号。

复用单元120的所述分时复用可以进行多级的分时复用，例如：上述将252路E1电信号分时复用为16路E1电信号，可以通过2级分时复用实现，即：先将252路速率为2M的E1电信号分时复用为64路速率为8M的E1电信号，之后，再将64路速率为8M的E1电信号分时复用为16路速率为32M的E1电信号。

复用单元120进行a路E1电信号到b路E1电信号的分时复用，主要目的在于减少E1电信号的数量，从而提高后续的处理效率，且使得后续映射单元将E1信号映射到光口时，E1电信号能够符合映射协议的信号要求。

映射单元130，根据H-MVIP接口标准与复用单元120连接，用于将所述b路速率为m的E1电信号映射到各个E1电信号对应的光口上。

其中，映射单元130在进行映射时，需要根据不同的协议，例如可以使用同步数字系列(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)协议，则需要按照SDH协议的要求进行E1电信号到光口的映射。

光口140，用于将对应的E1电信号转换为光信号向外发送。

这里，光口140将光信号向外发送时，一般发送给光口信号采集卡，进而转换为采集数据进行统一存储，作为后续网络优化分析的数据源。

优选地，如图1所示，该设备还可以包括：功率放大单元150和/或电源单元160和/或电压监控单元170；其中，

功率放大单元150，用于将所述a路速率为n的E1电信号根据预设功率放大倍数进行功率放大，将功率放大后的a路速率为n的E1电信号发送给复用单元120。

功率放大单元150可以单独作为一个单元存在，或者，所述功率放大单元150还可以设置于信号接口板110中。

其中，功率放大单元150在实现时，可以预先设置不同的功率放大等级，不同等级对应不同的功率放大倍数，从而通过预先设置，可以将E1电信号进行相应功率放大倍数的功率放大。通过所述功率放大操作，即使通过高阻跨接采集到的E1电信号的信号弱，也可以使得后续分时复用时得到准确的采集信号。

电源单元160，与信号采集设备中各个单元的电源输入端相连，用于信号采集设备中各个单元的供电。

电压监控单元170，监控信号采集设备中各个单元的电压，检测到存在电压异常时，停止对信号采集设备中各个单元的供电。

图1所示的本实用新型实施例中，信号接口板110通过从DDF架采集E1电信号，分时复用后，通过光口140将E1电信号转换为光信号，传输给相应的光口信号采集卡，由于初始采集到的是电信号而不是光信号，从而无需使用光端机，提高了信号采集的准确度。

图1所示的信号采集设备可以适用于如图1b所示的网络优化处理系统中，如图1b所示，包括：信号采集设备11以及网络优化分析设备12，其中，

网络优化分析设备12具体包括：接收器121、转换器122、存储单元123以及分析单元124；其中，

接收器121，与信号采集设备的光口连接，接收光口发来的光信号，将接收到的光信号发送给转换器122；

转换器122，用于将光信号转换为用户数据；

存储单元123，用于存储转换器122转换得到的所述用户数据；所述存储单元123可以通过磁盘阵列等实现。

分析单元124，用于根据存储的所述用户数据进行网络优化分析。

优选地，所述网络优化分析设备还可以包括：显示器125，用于向用户显示网络优化分析结果。

所述接收器和转换器可以通过光口信号采集卡实现。

优选地，图1所示的本实用新型实施例信号采集设备中，所述复用单元可以通过FPGA实现；所述光口可以通过SFP实现。所述复用单元、所述映射单元以及所述光口可以位于同一主控板上，所述信号接口板和主控板之间可以通过CPCI连接器相连。

以下，给出了一种本实用新型实施例信号采集设备的具体实例。如图2所示，包括：

信号接口板通过4个2M信号接口板实现，每个接口板可以连接64路2M的E1电信号，从而所述4个2M信号接口板，可以接收共252路2M的E1电信号。

复用单元、映射单元以及光口设置于同一主控板上。接口板和主控板之间通过CPCI连接器实现连接。

复用单元可以通过现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable GateArray)实现，映射单元通过SDH映射单元实现，光口通过小型可插拔收发器(SFP，Small Form Pluggable)实现，且，支持155/622M SDH光信号输出，如图2所示，将E1电信号转换为155M光信号时，可以使用4个SFP，而当将E1电信号转换为622M光信号时，可以只使用第1个SFP。

进一步地，主控板可以使用如图3所示的结构实现，如图3所示，SDH映射单元通过PMC8310实现。CPCI连接器向FPGA输入的E1电信号共有四组64条数据线，每条数据线上传输速率为8M(4E1)的信号，所有输入信号进入FPGA，分时复用为16条32M数据线，按H-MVIP接口标准输出到PMC8310，PMC8310将数据复用到同步传输模块(STM，Synchronous TransferModule)-1或STM-4的光口，转换成光信号输出到信号采集设备之外的光口信号采集卡，进行后续的数据转换存储等操作。

在图3所示的主控板结构中，作为复用单元的FPGA可以通过图4所示的结构实现，如图4所示，FPGA中包括内置BUFFER和选通器，实现了64路速率为8M的E1电信号按H-MVIP接口标准输出16路32ME1电信号。

所述FPGA与其他模块的接口主要有：

CPCI侧输入信号有：

SYSCLK_IN[3:0]从各接口卡送来的16M时钟；

LIU0_RSER[15:0]从0号接口卡送来的16路8M数据信号；

LIU1_RSER[15:0]从1号接口卡送来的16路8M数据信号；

LIU2_RSER[15:0]从2号接口卡送来的16路8M数据信号；

LIU3_RSER[15:0]从3号接口卡送来的16路8M数据信号；

CPCI侧输出信号有：

LIU_SYSCLK[3:0]输出到各接口卡的8M时钟；

LIU_RSYNC[3:0]输出到各接口卡的接收同步信号；

LIU_TSYNC[3:0]输出到各接口卡的发送同步信号；

LIU_MAS_CLK[1:0]输出到接口卡的2M时钟；

H-MVIP侧输出信号有：

HMVIP_CMVCLK输出到PMC8310的32.768M时钟；

HMVIP_CMVFPEB输出到PMC8310的8K同步信号；

HMVIP_MVED[15:0]输出到PMC8310的数据。

FPGA中相应的分时复用操作实现时，可以使用Verilog语言。

映射单元用于将FPGA输出的H-MVIP总线信号复用到STM-1或STM-4的光口输出，实现的核心芯片是PMC8310。PMC8310的其它数据端口均配置为关闭模式，线路侧同步光网络(SONET，Synchronous Optical Networking)接口STM-1或STM-4可选。映射单元的硬件实现框图如图5a和图5b所示，其与其他单元的接口主要有：

线路侧SONET/SDH接口：

PMC_REFCLK_P、PMC_REFCLK_N：155.52M差分参考时钟输入，PECL信号电平，100Ω差分阻抗匹配；

PMC_TXW1_P、PMC_TXW1_N：差分输出线路1，可在155M或622M速率下工作；

PMC_TXW2_P、PMC_TXW2_N：差分输出线路2，可在155M速率下工作；

PMC_TXW3_P、PMC_TXW3_N：差分输出线路3，可在155M速率下工作；

PMC_TXW4_P、PMC_TXW4_N：差分输出线路4，可在155M速率下工作；

PMC_JOFP：帧同步参考输入；

PMC_TMFP：复帧同步参考输入；

PMC_SYSCLK_77：输入参考时钟的分频时钟输出，77.76M；

PMC_TPOHREQ：输出端管理信息发送申请，输出信号；

PMC_TPOH：输出端管理信息，输入信号；

PMC_TTPOHEN：输出端辅助管理信息使能，输入信号，为低时不使能；

PMC_TTOHEN：输出端传输管理信息使能，输入信号；

PMC_RADCLK：输出端远端告警信号时钟，输入信号，5.376M-77.76M皆可，输入信号；

PMC_RADFP：输出端远端告警信号同步，输入信号；

PMC_RAD：输出端远端告警信号数据，输入信号；

注：管理信息通道不用时，输入脚拉低，输出脚悬空；

SBI总线

通过10K下拉电阻对所有输入信号下拉；

H-MVIP接口

PMC_CMVCLK：接口时钟，32.768M，输入信号；

PMC_CMVFPEB：输入侧帧同步，输入信号；

PMC_MVED[20:0]：输入侧数据，输入信号；

处理器接口

A[15:0]：地址总线，输入信号；

D[15；0]：数据总线，双向信号；

PMC_CSB：片选信号，低有效；

WRB：写有效信号；

RDB；读有效信号；

ALE：地址锁存信号；

PMC_INITB：中断信号；

PMC_RSTB：芯片复位信号；

其中，PMC8310的时钟可以由主控板上的PLL统一提供，处理器可以通过HPI总线对其进行配置管理。

在具体实现中，所述信号采集设备还可以包括如图2所示的控制单元，该控制单元的实现如图6所示，其实现的核心是MPC880或MPC885处理器，以及配套的复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)逻辑芯片。MPC880处理器的时钟频率133MHz，运行操作系统为VxWorks，负责对芯片进行配置管理，它提供一个10/100M以太网接口用于调试和升级(支持远程升级)；MPC880还提供两个串口(SMC1、SMC2)，一个用于调试，另一个用于通过CPCI连接器读取信号采集设备的信息。CPLD负责总线扩展、控制信息译码、FPGA下载以及电平转换。方便进行系统升级和改造。CPLD逻辑芯片的实现结构示例图如图7所示，其总线侧信号有：

CPU_CLK：输出到外围器件的管理时钟，66M；

CPU_D[15:0]：CPU16位总线数据；

CPU_A[31:20]：CPU总线地址；

CPU_PGPL2：CPU总线写使能；

CPU_PBS0：CPU总线读使能；

CPU_nCS3：CPU片选信号；

其他信号包括：

CPU_TXD2、CPU_RXD2：CPU第二路串口(SMC2)，与背板相连，获取机箱信息；

BOARD_INT[3:0]：从背板来的中断信号；

BOARD_SEL[3；0]：送到4块接口板的片选信号；

BOARD_ON[3:0]：送到4块接口板的热插拔开启信号。

如图2所示，信号采集设备中还可以包括：电源单元160以及电压监控单元170，主要用于信号采集设备中全板供电和电压监控。从CPCI连接器接入的电源包括：12V、5V、3.3V和GND，还需提供的电源有2.5V、1.8V、1.2V和1.0V，各电压功耗情况统计如表1所示：

表1

电压(V)	功耗(W)
		5	10
3.3	9
		2.5	3
1.8	5
		1.2	3
1.0	5
		Total	35

根据各电源使用情况，可以按大于40％冗余选取电源模块160。

同时，为了保障信号采集设备中各单元的正常工作，还可以对各单元中的电压进行实时监控。电压监控单元170监控各单元的电压，工作过程中一旦检测到有电压异常，将立即停止供电以保护设备中的各个单元。电压监控单元的实现框图如图8所示，可以使用芯片ispPAC-POWER1208实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种信号采集设备，其特征在于，包括：

复用单元，与信号接口板通过CPCI连接器连接，复用单元将信号接口板采集到的a路速率为n的E1电信号分时复用为b路速率为m的E1电信号；其中，an＝bm，b为自然数，且b＜a；

映射单元，根据H-MVIP接口标准与复用单元连接，且，所述映射单元与光口连接，用于将所述b路速率为m的E1电信号映射到各个E1电信号对应的光口上；

光口，用于将对应的E1电信号转换为光信号向外发送。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

功率放大单元，用于将信号接口板采集到的a路速率为n的E1电信号根据预设功率放大倍数进行功率放大，将功率放大后的a路速率为n的E1电信号发送给复用单元。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

电源单元，用于信号采集设备中各个单元的供电。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括：

电压监控单元，用于监控信号采集设备中各个单元的电压，检测到存在电压异常时，停止对信号采集设备中各个单元的供电。

5.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于，所述信号接口板采用高阻跨接的方式与DDF架的各E1链路连接，从a路E1链路上采集a路速率为n的E1电信号。

6.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于，所述复用单元通过FPGA实现，所述FPGA中包括内置BUFFER和选通器。

7.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于，所述光口通过SFP实现。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，当转换的光信号为155M时，所述光口数量为4个；当转换的光信号为622M时，所述光口数量为1个。

9.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于，所述复用单元、所述映射单元以及所述光口设置于同一主控板上。

10.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于，所述映射单元通过PMC8310芯片实现。

11.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于，所述信号采集设备以采集车的形式实现。

12.一种网络优化处理系统，其特征在于，包括信号采集设备以及网络优化分析设备；其中，

信号采集设备，包括：

复用单元，与信号接口板通过CPCI连接器连接，复用单元用于将采集到的a路速率为n的E1电信号分时复用为b路速率为m的E1电信号；其中，an＝bm，b为自然数，且b＜a；

网络优化分析设备，包括：

接收器，与信号采集设备的光口连接，接收光口发来的光信号；

转换器，用于将光信号转换为用户数据；

存储单元，用于存储转换器转换得到的所述用户数据；

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述网络优化分析设备还包括：

显示器，用于向用户显示网络优化分析结果。

14.根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于，所述接收器和转换器通过光口信号采集卡实现。