利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法

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利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及通信领域，尤其是利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法。\n背景技术\n[0002] 直放站是移动通信系统接入网中的重要补充设备，起到了延拓基站覆盖范围和消除盲区的作用，目前运营商已经大量部署。普通的直放站只用来传输基带信号，功能较为单一。\n[0003] 由于数据信息的用量越来越大，传统的2G/3G无法满足大容量的数据要求，因此WLAN越来越受到运营商的追捧。一般传统的WLAN覆盖需要有有线网络接入，如果需要执行远距离的WLAN覆盖，就需要网桥等众多设施进行中转，安装较为困难，并且其误码率也较高。如图1中所示，公知的数字直放站组网采用星形组网方式。\n发明内容\n[0004] 本发明提出了一种利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法，利用该方法，只需要在直放站近端通过千兆网口接入以太网，直放站远端即可以通过光纤连接至以太网，每台直放站远端就可以直接连接WLAN等设备，实现以太网信号远距离覆盖。\n[0005] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法，其不同之处在于：包括以下步骤：\n[0006] 步骤1)、首先数字光纤直放站近远端识别插入光口插座的模块是光模块还是千兆电口模块，并根据识别结果动态配置模块对应的serdes速率；如果是光模块，将其速率配置成2.4576Gbps，如果是电口模块，将其速率配置成1.25Gbps；\n[0007] 步骤2)、在下行链路上，近端将基带信号和千兆以太网信号组合成非标准CPRI帧，然后将合成的非标准CPRI帧广播至所有光模块；远端则执行解读非标准CPRI帧并将基带信号和千兆以太网信号分离操作，并将基带信号送至信号处理单元，以太网信号送至电口模块；\n[0008] 步骤3)、在上行链路上，远端则需要将本地上行的以太网信号与下一级远端的上行以太网信号分别进行缓存，合路后发往上一级，近端将所有光模块的以太网信号分别进行缓存然后进行读取，再组合成标准的以太网帧发送至电口模块。\n[0009] 按以上方案，所述非标准CPRI帧的控制字占用2bytes，IQ data block占用\n62bytes，其中30bytes用于传输原有的基带信号，32bytes用于传输以太网信号。\n[0010] 按以上方案，所述非标准CPRI帧的具体组合步骤：在将标准以太网帧映射至CPRI帧中时，首先去掉前导码，同时在以太网帧头前加上包起始标志SPD，在帧尾加上包结束标志EPD，以便接收模块能正确找到以太网帧的起始和结束点。\n[0011] 按以上方案，在上行链路传输时如果缓存中存在2个以上帧传输时连续发送。\n[0012] 按以上方案，在从CPRI帧中解出标准以太网帧时，根据SPD和EPD找到以太网帧的数据部分，然后加上帧间隙及在帧头加上前导码后直接送至本设备的千兆电口模块。\n[0013] 按以上方案，在上行链路上，如涉及到多个远端会同时上传信号，每个远端采用2个缓存器分别存储本地上行以太网信号及下一级远端的上行以太网信号；仲裁模块不停扫描这2个缓冲器，当检测到缓冲器中存满一帧及以上数据后，开始将数据映射到上行CPRI帧中；如果2个缓冲器中同时存在数据，则根据缓冲器剩余空间的大小来判断，优先传输剩余空间小的缓冲器中的数据。\n[0014] 按以上方案，在上行链路，如近端上行时有多条链路同时上传数据，每条链路的以太网信号也必须进行缓存，传输规则与远端相同。\n[0015] 在CPRI帧中，开辟1.25G的通道传输以太网帧。在下行链路上，数字直放站近端通过千兆口接入以太网，将以太网传过来的信号插入标准CPRI帧中，广播至远端。远端设备将对应时隙中的以太网数据接收下来，再转换成标准以太网帧格式数据，发送给千兆电口模块；在上行链路上，每个远端均接收来自于下一级上行的以太网信号，并将其缓存，同时将本设备上行的以太网信号进行缓存。发送时，仲裁模块按照“优先传输剩余空间小的缓冲区数据”的原则读取缓存数据，映射至CPRI帧中，发送至近端。\n[0016] 与现有技术相比，本发明能够实现以太网信号在数字光纤直放站系统中的传输，并在某种程度上来看，整个直放站系统中每个远端都相当于连接在一个千兆交换机上。并且由于采用了直放站技术，以太网信号传输可以充分利用直放站系统的高可靠性和误码率低的特点，实现远距离大容量的以太网通信。\n[0017] 由于数字直放站系统在很多地方都已经部署，因此可以利用现有的直放站系统通过增加一部分器件实现以太网信号传输，降低WLAN等设备的安装难度和成本。\n附图说明\n[0018] 图1是一种公知的数字直放站组网方式；\n[0019] 图2是本发明的一种实施例；\n[0020] 图3是修改后CPRI帧(非标准)帧结构示意图；\n[0021] 图4是近端上行以太网传输结构示意图；\n[0022] 图5是远端上行以太网传输结构示意图；\n[0023] 图6是本发明的流程图。\n具体实施方式\n[0024] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。\n[0025] 如图2所示，在图1的基础上，将所有激光器升级至2.5Gbps，同时在近端未用的光口3中插入千兆电口模块，再通过CAT-5网线连接至机房交换机中；在远端的未用光口3中也插入千兆电口模块，再通过CAT-5网线接入扩展设备中，本实施例中扩展设备为WLAN设备。当然扩展设备可以有很多种，例如具有以太网传输功能的视频监控设备，交换机等，以便实现各种不同功能。\n[0026] 本方法在实施时，硬件部分只需在近端和远端的未使用的光口座中插入千兆电口模块，并升级近远端光口模块至2.5G即可；软件方面升级相关程序即可实现近远端千兆以太网通信，升级十分简单。\n[0027] 为描述方便，将从近端机发送数据(包括基带信号和以太网信号)至远端机的传输链路称为下行链路，从远端机发送数据至近端机的传输链路称为上行链路。\n[0028] 图4是近端上行以太网传输结构示意图；图5是远端上行以太网传输结构示意图；\n图6是本发明的流程图。如图4、图5、图6，本发明所述的利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法，包括以下步骤：\n[0029] 1)、数字光纤直放站近远端识别插入光口插座的模块是光模块还是千兆电口模块，并根据识别结果动态配置模块对应的serdes速率。如果是光模块，将其速率配置成\n2.4576Gbps，如果是电口模块，将其速率配置成1.25Gbps。\n[0030] 2)、在下行链路上，近端将基带信号和千兆以太网信号组合成非标准CPRI帧，然后将合成的非标准CPRI帧广播至所有光模块；远端则执行解读非标准CPRI帧并将基带信号和千兆以太网信号分离操作，并将基带信号送至信号处理单元，以太网信号送至电口模块；\n[0031] 3)、在上行链路上，近端将所有光模块的以太网信号分别进行缓存，然后按照一定的规则进行读取，组合成标准的以太网帧发送至电口模块；远端则需要将本地上行的以太网信号与下一级远端的上行以太网信号分别进行缓存，合路后发往上一级。\n[0032] 在上述利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法中，由于在传输通道中增加了千兆以太网信号，因此需要对标准CPRI帧格式进行修改。在标准的CPRI协议中，在2.4576G的传输速率下，基帧帧频为3.84M，其中控制字为1个word(4bytes)，IQ data block为15个word(60bytes)；修改后CPRI帧(非标准)的基帧帧频不变，只是将控制字变为1个半字(2bytes)，IQ data block变为62bytes，其中30bytes用于传输原有的基带信号，32bytes用于传输以太网信号。\n[0033] 在上述利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法中，标准的以太网帧格式包括帧间隙(至少96bit长)、前导码(7个0x55和一个0xd5)和数据。图3是修改后CPRI帧(非标准)帧结构示意图；如图3所示，为了提高传输效率，将标准以太网帧映射至CPRI帧中时，首先去掉前导码，同时在以太网帧头前加上SPD(包起始标志，K27.7)，在帧尾加上EPD(包结束标志，K29.7)，以便接收模块能正确找到以太网帧的起始和结束点(其中K27.7和K29.7均为8B10B编解码中的K码)。同时，传输时不考虑帧间隙，即如果缓存中存在2个以上帧传输时，可以连续发送。在从CPRI帧中解出标准以太网帧时，根据SPD和EPD找到以太网的数据部分，然后在帧头加上前导码，同时加上帧间隙即可。\n[0034] 在上述利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法中，下行链路上，来自于千兆网口的数据按照上述的规则直接映射至CPRI帧中，通过光模块广播至远端。每台远端按照上述规则进行解映射，得到以太网帧中数据部分，加上帧间隙与前导码后，直接送至本设备的千兆电口模块。\n[0035] 在上述利用数字光纤直放站传输以太网信号的方法中，在上行链路上，由于涉及到多个远端会同时上传信号，因此，每个远端采用2个缓存器分别存储本地上行以太网信号及下一级远端的上行以太网信号。仲裁模块不停扫描这2个缓冲器，当检测到缓冲器中存满一帧及以上数据后，开始将数据映射到上行CPRI帧中。如果2个缓冲器中同时存在数据，则根据缓冲器剩余空间的大小来判断，优先传输剩余空间小的缓冲器中的数据。在近端，由于上行也可能有多条链路同时上传数据，因此每条链路的以太网信号也必须进行缓存，传输规则与远端相同。\n[0036] 上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。