TWI609575B - Portable WDM interface device and method - Google Patents

Description

可攜式WDM介接裝置及方法

本發明屬於一種WDM介接裝置及方法，特別是有關於半主動式WDM網路中的介接裝置及方法。

隨著行動通訊技術的發展，基地台採用C-RAN(Cloud-Radio Access Network)架構可提升無線涵蓋品質且容易建站，後續更可結合協作式無線電、即時雲端運算等新技術，因此C-RAN架構是第五代行動通訊技術的重點架構之一。在C-RAN架構下，傳統基地台設備拆分成基頻單元(Base Band Unit；BBU)與遠端射頻單元(Remote Radio Unit；RRU)兩部份，其中BBU集中設置在同一地點，例如行動通訊業者的機房，而RRU則與天線一起設置在各地的基地台站點，於BBU與RRU之間形成Fronthaul網路。

Fronthaul網路使用CPRI(Common Public Radio Interface)或OBSAI(Open Base Station Architecture Initiative)介面，此為新型介面，需要高頻寬(通常為2.5Gbps至10Gbps)與極低延遲(端對端單向延遲通常須低於75μs)，因此必須使用光纖直接連接BBU與RRU，方可滿足此頻寬及延遲需求。隨著行動網路持續改善無線信號涵蓋品質、提升行動上網頻寬，C-RAN架構之基地台數量會越來越多，導致單一基地台 站點具備相當數量的RRU，占用大量光纖資源，此時可藉由在Fronthaul網路引進波長分波多工(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技術，以不同波長在同一心光纖內傳送多路CPRI/OBSAI訊務，減少C-RAN架構所需的光纖數量，進而降低Fronthaul網路之成本。

以點對點架構之WDM網路為例，圖1為典型的主動式點對點WDM網路架構圖，在BBU附近及RRU附近分別設置一部主動式WDM終端設備100，收容BBU及RRU的CPRI/OBSAI訊務，兩部主動式WDM終端設備100之間通常以一對光纖110相連接，組成點對點的WDM網路。主動式WDM終端設備100的主要元件包含波長分波多工器/解多工器101、多個轉頻器(在圖1中僅以第一波長轉頻器102、第二波長轉頻器103、第三波長轉頻器104代表多個轉頻器)以及控制模組/電源/風扇105等等，其中每個轉頻器之組成包含可發送WDM波長之光收發器、可發送一般波長之光收發器以及相關電路板等等。主動式WDM終端設備100具備完整的品質監測及告警功能，萬一發生障礙，現場維運人員容易據以判斷故障點。

主動式WDM終端設備功能完整但成本較高，若要進一步降低成本，可將RRU附近的主動式WDM終端設備100改採用被動式WDM終端設備200，組成半主動式點對點WDM網路架構，如圖2所示。被動式WDM終端設備僅包含波長分波多工器/解多工器201以及多個可發送WDM波長之光收發器(在圖2中僅以第一波長光收發器202、第二波長光收發器203、第三波長光收發器204代表多個可發送WDM波長之光收發器)，所需元件明顯少於主動式WDM終端設備100，藉 此降低成本，而且可發送WDM波長之光收發器202~204直接安裝在RRU，波長分波多工器/解多工器201則是被動元件，體積小、免供電，因此被動式WDM終端設備200便於因應各種艱困的現場環境。

然而在半主動式點對點WDM網路中，被動式WDM終端設備本身缺乏品質監測及告警功能，只能仰賴另一端的主動式WDM終端設備提供品質監測及告警功能，在供裝電路時，將可發送WDM波長之光收發器直接安裝在RRU上，CPRI/OBSAI訊務若不通，無法立即釐清問題點，究竟是RRU本身有問題？或是可發送WDM波長之光收發器有問題？或是RRU與可發送WDM波長之光收發器相容性有問題？另一方面，若Fronthaul網路與行動網路分屬不同營運商或不同維運人員的情況，這種將可發送WDM波長之光收發器直接安裝在RRU的供裝方式缺乏明確的責任介接點，造成維運工作複雜化。

以上為C-RAN架構之Fronthaul網路情境，對於一般的WDM網路，若為節降成本而採用前述之半主動式WDM網路架構，亦會面臨相同的問題。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本可攜式WDM介接裝置及方法。

為達上述目的，本發明之目的即在於提供一種功能簡單、成本便宜之可攜式WDM(Wavelength Division Multiplexing，波長分波多工)介接裝置及方法，係利用一輕便 可攜式裝置判定光收發器之狀態並以燈號顯示，以達到現場維運人員可根據燈號直觀地確認半主動式WDM網路之狀況，簡化供裝維運工作。

發明之另一目的即在於提供一種具備二個光介面之可攜式WDM介接裝置及方法，係利用一輕便可攜式裝置判定光收發器之狀態並以燈號顯示，且二個光介面所收到之訊務彼此透通傳送，以做為半主動式WDM網路與用戶端設備之間的明確責任介接點。

達成上述發明目的之可攜式WDM介接裝置及方法，係利用第一光介面以供安裝半主動式WDM網路之可發送WDM波長之光收發器，第一光介面會讀取可發送WDM波長之光收發器之即時參數值並判定狀態；以及一個或一組第一狀態指示燈，根據該第一光介面之判定結果，以燈號顯示可發送WDM波長之光收發器之狀態。現場維運人員即可根據燈號直觀地確認半主動式WDM網路之狀況。

達成上述另一發明目的之可攜式WDM介接裝置及方法，係利用第二光介面，以供安裝第二光收發器以連接至用戶端設備(於Fronthaul網路情境中，用戶端設備則為基地台的BBU或RRU)，第二光介面會讀取第二光收發器之即時參數值並判定狀態；以及一個或一組第二狀態指示燈，根據第二光介面之判定結果，以燈號顯示第二光收發器之狀態；該第一光介面會將所收到的訊務透通傳送給該第二光介面，再經由該第二光介面傳送出去；該第二光介面亦會將所收到的訊務透通傳送給該第一光介面，再經由該第一光介面傳送出去。因此可做為半主動式WDM網路與基地台設備之間的明確責任介接點，現場維運人員即可根據燈號直觀地判定半主動式 WDM網路與可攜式WDM介接裝置之間、可攜式WDM介接裝置與用戶端設備之間的連線狀況。

一種可攜式WDM介接裝置，其主要包括一第一光介面，是供安裝一第一光收發器，第一光介面會讀取第一光收發器之即時參數值，與第一光介面之預設值比對，以判定第一光收發器之狀態；一第一狀態指示燈，是根據第一光介面之判定結果，以燈號顯示第一光收發器之狀態；一第二光介面，以供安裝一第二光收發器，第二光介面會讀取第二光收發器之即時參數值，與第二光介面之預設值比對，以判定第二光收發器之狀態；一第二狀態指示燈，是根據第二光介面之判定結果，以燈號顯示第二光收發器之狀態。

其中第一光介面，是將所收到的訊務透通傳送給第二光介面，再經由第二光介面傳送，第二光介面，是亦將所收到的訊務透通傳送給第一光介面，再經由第一光介面傳送。

其中另包含一管理介面，是以供連接一外部裝置，外部裝置經由管理介面可以取得第一光收發器或第二光收發器之即時參數值，外部裝置亦可以經由管理介面取得或修改第一光介面或第二光介面之預設值；一顯示幕，是以顯示第一光收發器之即時參數值、第二光收發器之即時參數值、第一光介面之預設值、或第二光介面之預設值；至少一個按鍵，是以切換顯示幕所顯示之資訊，或修改第一光介面或第二光介面之預設值。

其第一光介面或第二光介面，是具備環回功能(Loop-back)，在啟動環回功能之後，會將第一光收發器接收端所收到之訊務透通傳送給第一光收發器之發送端並傳送出去，或是將第二光收發器接收端所收到之訊務透通傳送給第二光 收發器之發送端並傳送出去。

一種可攜式WDM介接方法，包括：光介面安裝光收發器之後，讀取光收發器之即時參數值；比對光收發器之即時參數值與光介面之預設值；若光收發器之即時參數值位於光介面之預設值範圍內，判定光收發器為正常狀態，狀態指示燈以燈號顯示正常狀態；若光收發器之即時參數值位於光介面之預設值範圍外，判定光收發器為異常狀態，狀態指示燈以燈號顯示異常狀態。

本發明所提供一種可攜式WDM介接裝置及方法，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.本發明利用一光介面以及一個或一組狀態指示燈，搭配顯示幕及按鍵，實現架構單純、便於攜帶且簡單易用之光收發器查測工具，適用於半主動式WDM網路之供裝及維運。

2.本發明若具備第二光介面以及第二個或第二組狀態指示燈，可於半主動式WDM網路架構中提供一明確的責任介接點。

100‧‧‧主動式WDM終端設備

101‧‧‧波長分波多工器/解多工器

102‧‧‧第一波長轉頻器

103‧‧‧第二波長轉頻器

104‧‧‧第三波長轉頻器

105‧‧‧控制模組/電源/風扇

110‧‧‧光纖

200‧‧‧被動式WDM終端設備

201‧‧‧波長分波多工器/解多工器

202‧‧‧第一波長光收發器

203‧‧‧第二波長光收發器

204‧‧‧第三波長光收發器

300‧‧‧可攜式WDM介接裝置

301‧‧‧第一光介面

302‧‧‧第一狀態指示燈

303‧‧‧顯示幕

304‧‧‧按鍵

305‧‧‧第二光介面

306‧‧‧第二狀態指示燈

307‧‧‧管理介面

308‧‧‧外部裝置

401~410‧‧‧流程

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖1為一般主動式點對點WDM網路架構圖；圖2為一般半主動式點對點WDM網路架構圖；圖3為本發明可攜式WDM介接裝置及方法之架構示意圖； 圖4為本發明可攜式WDM介接裝置及方法之流程圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

以下，結合附圖對本發明進一步說明：

請參閱圖3所示，為本發明可攜式WDM介接裝置及方法之架構示意圖，可攜式WDM介接裝置300具備第一光介面301，以供安裝第一光收發器，第一光介面301會讀取第一光收發器之即時參數值，其即時參數值是符合工業標準多邊協議SFF-8472之標準，並具備數位診斷監測(Digital Diagnostic Monitor；DDM)功能，可提供光收發器之輸出光功率、輸入光功率、運作溫度、雷射偏壓電流、電壓等資訊，另亦可讀取其他資訊，如光收發器之發送波長、製造廠、型號、可支援的速率等等。第一光介面301讀取這些即時參數值之後，會與其預設值比對，藉此判定第一光收發器之狀態。第一光介面301之預設值通常會包含可容許的輸出光功率、輸入光功率、運作溫度、雷射偏壓電流、電壓之最大值及最小值，當光收發器之所有即時參數值皆位於光介面之預設值範圍內，即判定光收發器為正常狀態。反之，只要光收發器其中之一即時參數值位於預設值範圍之外，即判定光收發器為異常狀態。可攜式WDM介接裝置300具備至少一個第一狀態指示燈302，可根據第一光介面301之判定結果，以燈號顯示第一光收發器之狀態，例如以綠燈恆亮代表正常狀態、以紅燈恆亮代表異常狀態，或是以燈號恆亮代表正常狀態、燈號不斷閃爍代表異 常狀態等等。因此將被動式WDM終端設備之可發送WDM波長之第一光收發器安裝在可攜式WDM介接裝置300之第一光介面301，現場維運人員即可根據第一狀態指示燈302之燈號輕易判斷第一光收發器是否正常運作。

第一光介面301亦可具備環回功能，啟動第一光介面301之環回功能之後，第一光介面301即會將第一光收發器接收端所收到之訊務透通傳送給第一光收發器之發送端並傳送出去。將被動式WDM終端設備之可發送WDM波長之第一光收發器安裝在第一光介面301並啟動環回功能之後，即可直接連接一部測試儀器，由測試儀器產生模擬訊務，並且在第一光介面301環回，藉此測試第一光收發器的穩定性；亦可將測試儀器連接至機房端的主動式WDM終端設備，測試儀器產生的模擬訊務經過主動式WDM終端設備、光纖線路才於可攜式WDM介接裝置300之第一光介面301環回，於此架構下可進行誤碼率測試、延遲測試等等。

可攜式WDM介接裝置300可包含一顯示幕303，用以顯示第一光收發器之即時參數值或第一光介面301之預設值。可攜式WDM介接裝置300更可包含至少一個按鍵304，用以切換顯示幕303所顯示之資訊，或經由按鍵304輸入資料以修改第一光介面301之預設值。顯示幕303搭配按鍵304亦可提供其他功能，例如啟動或關閉第一光介面301之環回功能、設定第一光介面301之運作速率等等。

可攜式WDM介接裝置300可包含一第二光介面305，以供安裝一第二光收發器，以及一個或一組第二狀態指示燈306。第二光介面305會讀取第二光收發器之即時參數值，並且與第二光介面305之預設值比對，以判定第二光收 發器之狀態；第二狀態指示燈306會根據第二光介面305之判定結果，以燈號顯示第二光收發器之狀態，現場維運人員即可根據第二狀態指示燈306之燈號輕易判斷第二光收發器是否正常運作。除此之外，第一光介面301會將所收到的訊務透通傳送給第二光介面305，再經由第二光介面305傳送出去；第二光介面305亦會將所收到的訊務透通傳送給第一光介面301，再經由第一光介面301傳送出去。因此在半主動式WDM網路架構下，具備第一光介面301與第二光介面305之可攜式WDM介接裝置300可做為責任介接點，例如第一光介面301安裝被動式WDM終端設備之可發送WDM波長之第一光收發器，並經由光纖線路連接至機房端的主動式WDM終端設備，第二光介面305則安裝可發送一般波長之第二光收發器並連接至用戶端設備，根據第一狀態指示燈302之燈號可判斷可攜式WDM介接裝置300至機房端主動式WDM終端設備之間的電路是否正常，根據第二狀態指示燈306之燈號可判斷可攜式WDM介接裝置300至用戶端設備之間的電路是否正常，現場維運人員可藉此釐清電路故障點之可能位置。

可攜式WDM介接裝置300若具備第一光介面301及第二光介面305，第一光介面301及第二光介面305亦可具備環回功能，啟動環回功能之後，第一光介面301會將第一光收發器接收端所收到之訊務透通傳送給第一光收發器之發送端並傳送出去，第二光介面305會將第二光收發器接收端所收到之訊務透通傳送通給第二光收發器之發送端並傳送出去，第一光介面301或第二光介面305直接連接一部測試儀器，即可由測試儀器產生模擬訊務，並且在第一光介面301或 第二光介面305環回，藉此測試第一光收發器或第二光收發器的穩定性。除此之外，顯示幕303可顯示第一光收發器之即時參數值、第二光收發器之即時參數值、第一光介面301之預設值、或第二光介面305之預設值，經由按鍵304可切換顯示幕303所顯示之資訊，或修改第一光介面301或第二光介面305之預設值。顯示幕303搭配按鍵304亦可提供其他功能，例如啟動或關閉第一光介面301或第二光介面305之環回功能、設定第一光介面301或第二光介面305之運作速率等。

可攜式WDM介接裝置300更可包含一管理介面307，以供連接一外部裝置308，例如一部筆記型電腦，外部裝置308經由此管理介面307可取得第一光收發器或第二光收發器之即時參數值，外部裝置308亦可經由管理介面307取得或修改第一光介面301或該第二光介面305之預設值、啟動或關閉第一光介面301或第二光介面305之環回功能，或是設定第一光介面301或第二光介面305之運作速率等。

做為一輕巧、便於攜帶之查測工具，可攜式WDM介接裝置300之電源除了採用一般交流電之外，為加強可攜性，亦可採用電池做為電力來源。可攜式WDM介接裝置300做為責任介接點，亦可採用磁鐵底座，以磁力吸附在用戶端設備之外殼上，方便安裝。

請參閱圖4所示，為本發明可攜式WDM介接裝置及方法之流程圖，本發明之介接裝置具備一光介面以供安裝一光收發器，以及至少一組狀態指示燈以供顯示光收發器之狀態，可攜式WDM介接方法包含以下步驟：光介面安裝光收發器之後401； 讀取光收發器之即時參數值402，其光收發器之即時參數值可為多項參數，例如光收發器之輸出光功率、輸入光功率、運作溫度、雷射偏壓電流、電壓等，或是光收發器之發送波長、製造廠、型號、可支援的速率等其他資訊；比對光收發器之即時參數值與光介面之預設值403，同理，為與光收發器之即時參數值相對應，光介面之預設值亦可為多項參數，例如可容許的輸出光功率、輸入光功率、運作溫度、雷射偏壓電流、電壓之最大值及最小值等；若光收發器之即時參數值位於光介面之預設值範圍內，則判定光收發器為正常狀態，狀態指示燈以燈號顯示正常狀態404，並結束此介接方法406；若光收發器之即時參數值位於光介面之預設值範圍外，則判定光收發器為異常狀態；狀態指示燈以燈號顯示異常狀態405，並結束此介接方法406。

另外，若具備管理介面，以供連接外部裝置，則另包含外部裝置經由管理介面修改光介面之預設值407；另外，若具備至少一個按鍵，以供輸入資料，則另包含經由按鍵修改光介面之預設值408；若具備顯示幕，以供顯示光介面或光收發器之資訊，則另包含將光收發器之即時參數值顯示在顯示幕409；將光介面之預設值顯示在顯示幕410。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具 備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

300‧‧‧可攜式WDM介接裝置

301‧‧‧第一光介面

302‧‧‧第一狀態指示燈

303‧‧‧顯示幕

304‧‧‧按鍵

305‧‧‧第二光介面

306‧‧‧第二狀態指示燈

307‧‧‧管理介面

308‧‧‧外部裝置

Claims (6)

1. 一種可攜式WDM介接裝置，其主要包括：一第一光介面，係供安裝一第一光收發器，該第一光介面會讀取該第一光收發器之即時參數值，與該第一光介面之預設值比對，以判定該第一光收發器之狀態；一第一狀態指示燈，係根據該第一光介面之判定結果，以燈號顯示該第一光收發器之狀態；一第二光介面，以供安裝一第二光收發器，該第二光介面會讀取該第二光收發器之即時參數值，與該第二光介面之預設值比對，以判定該第二光收發器之狀態，其中該第一光介面或該第二光介面，係具備環回功能(Loop-back)；一第二狀態指示燈，係根據該第二光介面之判定結果，以燈號顯示該第二光收發器之狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式WDM介接裝置，其中該第一光介面，係將所收到的訊務透通傳送給該第二光介面，再經由該第二光介面傳送。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式WDM介接裝置，其中該第二光介面，係亦將所收到的訊務透通傳送給該第一光介面，再經由該第一光介面傳送。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式WDM介接裝置，其中另包含：一管理介面，係以供連接一外部裝置，該外部裝置經由該管理介面得以取得該第一光收發器或該第二光收發器之即時參數值，該外部裝置亦得以經由該管理介面取得或修改該第一光介面或該第二光介面之預設值； 一顯示幕，係以顯示該第一光收發器之即時參數值、該第二光收發器之即時參數值、該第一光介面之預設值、或該第二光介面之預設值；至少一個按鍵，係以切換該顯示幕所顯示之資訊，或修改該第一光介面或該第二光介面之預設值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式WDM介接裝置，其中該環回功能，係指將第一光收發器接收端所收到之訊務透通傳送給第一光收發器之發送端並傳送出去，或是將第二光收發器接收端所收到之訊務透通傳送給第二光收發器之發送端並傳送出去。
6. 一種可攜式WDM介接方法，包括：一光介面安裝一光收發器之後，讀取該光收發器之即時參數值，其中該光介面係具備環回功能；比對該光收發器之即時參數值與該光介面之預設值；若該光收發器之即時參數值位於該光介面之預設值範圍內，判定該光收發器為正常狀態，一狀態指示燈以燈號顯示正常狀態；若該光收發器之即時參數值位於該光介面之預設值範圍外，判定該光收發器為異常狀態，該狀態指示燈以燈號顯示異常狀態。