CN104780150A - 一种实现光口链路辅助通讯的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现光口链路辅助通讯的方法及装置；所述方法包括：光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。本发明能克服基站处理单元BBU与远端设备单元RRU在光纤链路无法正常连接的情况下无法上报故障真实原因的缺陷。

Description

一种实现光口链路辅助通讯的装置和方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现光口链路辅助通讯的方法或装置。

背景技术

在分布式基站中，传统基站模型被拆分为中心基站与远端射频单元两部分。中心基站包含基带与控制模块，负责信号的基带数据处理，以及对基站的控制与管理。远端射频单元包含中频模块、射频收发信机等，负责信号的中频与射频处理。中心基站位于机房内，远端射频单元紧靠天线放置，二者之间通过无损耗的光纤连接，消除了从基带部分到射频部分信号能量的传输损耗，增加了基站的上下行覆盖范围，尤其适用于对用户密度较低的广阔地区进行无线覆盖。并且，在分布式基站中，一个中心基站可以连接多个远端射频单元，将大片区域的覆盖通过同一个中心基站完成基带处理，实现了基站基带资源的共享。CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口)物理层支持电缆与光纤两种传输标准。其中，使用标准化光收发器SFP模块(Small Form-factor Pluggable Module)/QSFP模块的光纤传输标准信号损耗小，传输距离可达几千米，因而得到普遍采用。

在实际运行环境情况下，由于光纤污染、光模块速率不匹配等问题导致CPRI物理层链路无法正常建立，利用现有的协议远端设备状态无法上报。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服基站处理单元BBU与远端设备单元RRU在光纤链路无法正常连接的情况下无法上报故障真实原因的缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供了一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；

光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。

可选地，所述光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包包括：

所述光模块的发送端按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

所述光模块的发送端将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包。

本发明还提供了一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的接收端按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

可选地，所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据后还包括：

所述光模块的接收端按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

本发明还提供了一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；

光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚；

光模块的接收端按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

可选地，所述光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包包括：

所述光模块的发送端按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

所述光模块的发送端将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据后还包括：

所述光模块的接收端按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

本发明还提供了一种实现光口链路辅助通讯的装置，设置于光模块的发送端，包括：

数据打包模块，用于根据预定的通信协议对待发送数据打包；

并串转换模块，用于对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

数据输出模块，用于按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。

可选地，所述数据打包模块包括：

编码单元，用于按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

打包单元，用于将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包。

本发明还提供了一种实现光口链路辅助通讯的装置，设置于光模块的接收端，包括：

转换模块，用于按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

解析模块，用于根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

可选地，所述的装置还包括：

解码模块，用于按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

本发明还提供了一种实现光口链路辅助通讯的装置，包括：

设置于光模块的发送端的数据打包模块，并串转换模块及数据输出模块；设置于光模块的接收端的转换模块及解析模块；

所述数据打包模块用于根据预定的通信协议对待发送数据打包；

所述并串转换模块用于对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述数据输出模块用于按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚；

所述转换模块用于按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述解析模块用于根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

可选地，所述数据打包模块包括：

编码单元，用于按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

打包单元，用于将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包

所述装置还包括：

设置于光模块的接收端的解码模块，用于按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

本发明在光纤物理联接正常而端口速率不匹配等软件缺陷场景下能够实现辅助通讯，克服了现有技术中的受制于对等通讯限制的缺点，是现有光纤通讯的有效补充。本发明通过借用现有的传输通道，在不增加成本的前提下实现信息的准确上报，特别是是当上报信息为故障信息时，可极大提高故障排查效率。

附图说明

图1是本发明一种实现光口链路辅助通讯的方法的流程示意图；

图2是BBU与RRU的光纤连接示意图；

图3是TDIS和LOS变化关系时序图；

图4是数据存储区填充格式示意图；

图5是数据发送格式示意图；

图6基于本发明实现的告警上报的实施例的示意图；

图7基于本发明实现的光口自协商开通的实施例的示意图；

图8基于本发明实现的软件版本下载的实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；

光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。

比如串行信号的某一位数值为0时，则输出到光模块的输出使能管脚的电平为低，光模块的输出将关断，停止光信号的输出；串行信号的某一位数值为1时，则输出到光模块的输出使能管脚的电平为高，光模块的输出将打开，输出光信号。

可选地，所述光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包具体可以包括：

所述光模块的发送端按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

所述光模块的发送端将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包。

一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的接收端按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

可选地，所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据后还可以包括：

所述光模块的接收端按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

一种实现光口链路辅助通讯的方法，如图1所示，包括：

光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；

光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚；

光模块的接收端按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

本发明适用于在BBU与RRU间的通讯采用光纤+光模块实现的场景下，基站处理单元BBU与远端设备单元RRU的连接如图2所示，两者通过SFP(小型可插拔封装模块)交互，RRU的SFP从处理器获得输出使能管脚TDIS信号；BBU的处理器从SFP获得LOS(同步丢失)信号。

本发明利用在现有的光接口链路上，通过在RRU(BBU)光模块的发送端按照特定的规律给TDIS输出高低电平来开、关光模块的输出，在BBU(RRU)的光模块接收端检测LOS信号，按照所述特定的规律解析出发送端输出的信息，从而能够在光链路软件异常的情况下实现BBU与RRU基站间的辅助通讯功能。TDIS和LOS变化关系时序图如图3所示。

所述待发送数据可以包括故障信息、告警信息、协商信息(比如对速率、协议等的协商)、下载数据等。

所述预定的通信协议中还可以规定检验位及校验方式。

为了提高效率，所述发送端和接收端还可以各设置数据存储区。

一种实现光口链路辅助通讯的装置，设置于光模块的发送端，包括：

数据打包模块，用于根据预定的通信协议对待发送数据打包；

并串转换模块，用于对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

数据输出模块，用于按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。

其中，所述数据打包模块具体可以包括：

编码单元，用于按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

打包单元，用于将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包。

一种实现光口链路辅助通讯的装置，设置于光模块的接收端，包括：

转换模块，用于按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

解析模块，用于根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

其中，所述的装置还可以包括：

解码模块，用于按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

一种实现光口链路辅助通讯的装置，包括：

设置于光模块的发送端的数据打包模块，并串转换模块及数据输出模块；设置于光模块的接收端的转换模块及解析模块；

所述数据打包模块用于根据预定的通信协议对待发送数据打包；

所述并串转换模块用于对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述数据输出模块用于按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚；

所述转换模块用于按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述解析模块用于根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

其中，所述数据打包模块具体可以包括：

编码单元，用于按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

打包单元，用于将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包

所述装置还可以包括：

设置于光模块的接收端的解码模块，用于按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

一种实现光口链路辅助通讯的装置的例子，包括如下几个部分：设置于光模块的发送端的数据发送装置、设置于光模块的接收端的数据接收装置。

数据发送装置具体可以包括控制器、光模块、光纤几部分，主要是在检测到数据发送区空间内有数据需要发送时，对待发送数据进行并串转换，采用特定的通讯协议，按照特定的速率，对光模块的输出使能管脚(TDIS)管脚进行控制(其中数值为0时，输出到TDIS管脚的信号电平为低，则关断光模块的输出，停止光信号的输出；数值为1时，输出到TDIS管脚的信号电平为高，则打开光模块的输出，输出光信号)。

数据接收装置具体可以包括光模块、光纤和控制器几部分。控制器实时检测光模块输出的LOS信号，在检测模块对接收到的LOS数值信号进行取反操作(当检测到LOS信号为0时，表示光信号正常，取反后则为1，与控制Tdis端的输出信号为高电平保持一致)。根据特定的协议对接收到的数据进行解析。

另外还可以包括发送数据存储模块、数据打包模块、数据编码模块等；所述数据接收装置中还可以包括接收数据存储模块、数据解析模块和数据解码模块等。

由于受光模块开关控制速率的影响，通讯的速率非常低，因此为了提高控制器的利用效率，需要把发送/接收的数据存储在接收数据存储模块/发送数据存储模块中进行存储处理。

数据打包模块根据特定的通讯协议，对需要发送的数据根据协议规则进行编码后提供给数据发送模块进行发送。对于接收部分的解码则由数据解析模块按照协议的格式，对接收到的数据进行解码处理。

数据解析模块包括发送信息的编码和接收数据的解码两部分。由于发送数据速率低，而往往现有通讯的内容非常多，采用直接把数据通过本发明传送则耗时非常长，影响到基站的通讯效率。另外，本发明主要用于辅助的通讯，因此采用把需要发送的信息采用编码的方式替代完整的信息，减少数据传送量，提高传送效率。接收部分则按照编码对应表，把接收到的信息在接收侧进行恢复。从而实现辅助通讯功能。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

从光模块管脚描述以及光模块信号电气特性参数描述(如下表一和表二)，采用在发送端置位TDIS信号，在接收端检测LOS信号方案可行。

表一 光模块管脚

表二 光模块信号电气特性参数

接收端LOS可以实时反映发端TDIS的状态(1对1，0对0)，且上升下降时间相对应用可忽略不计。通过上述实验数据分析，通过开、关发送端的TDIS的输出状态可以实现光口信息的上报，而且该功能与光模块的具体速率等无关。

本方案可采用FPGA或者CPU等相关的器件实现。在接收方向，需要开辟专用的数据接收存储空间(可以但不限于用RAM实现)，空间大小为64*9bit。其中高bit位为数据校验结果位，低8bit为数据存储空间。在数据接收时，逻辑或者处理器自动对接收的字节进行偶校验，并把数据帧内容填写到RAM中。其中C表示本次接收到的数据帧偶校验的准确性，0表示校验通过，1表示校验不通过数据错误。具体如图4所示(高bit在前，低bit在后)。

在发送方向，开辟专用的数据发送存储RAM空间，空间大小为64*8bit。FPGA或者处理器定期检测RAM空间的数据是否为空，在检测到有待发送的数据时，自动计算奇偶校验结果并添加到数据的末尾进行发送。数据发送格式如图5所示。

一个具体例子中，以CPU处理器作为处理步骤如下：

步骤101：单板的CPU处理器在检测到光口链路接收链路中断超过一定时间或者接收到前级发送需要采用辅助通讯方式的命令时，启动光口辅助通讯模式；

步骤102：处理器根据业务模式，采用固定的数据格式构造需要发送的内容；

步骤103：在完成数据的构造后，处理器把需要发送的数据填充到数据发送专用存储区间，在数据填写完成后，写入数据填写结束标识符，通知数据发送模块启动数据的发送；

步骤104：数据发送模块定期检测是否需要启动光口辅助通讯模式，并进入辅助通讯模式。

步骤105：在进入辅助通讯模式时，处理器定期检查数据发送存储空间内是否有需要发送的数据，如果有则按照特定的协议构造数据包内容，并转换为串行数据按照约定的波特率输出到光模块的TDIS控制管脚上，进行光模块的输出发送控制。

步骤106：在接收端，处理器实时检测光模块输出的LOS信号并按照特定的波特率进行串并转换。

步骤107：处理器在接收到并行数据后根据特定的协议规则进行数据的有效性判定，把合格的数据填写到数据存储模块；

步骤108：处理器采用中断或者定时查询的方式，从存储器中读取出数据，并把接收到的数据按照特定的协议规则转换后提供给高层软件使用。

通过上述方法，实现了光口的辅助通讯功能。

图6是本发明实施实例提供的基于辅助通讯实现的告警上报方法流程，包括：基站***故障检测模块实时检测***的工作状态，在检测到基站***工作异常，且原有的光口链路中断的情况下，启动辅助通讯模块，实现告警的上报，步骤如下：

步骤601：基站故障检测模块检测到基站***存在缺陷，且原有的光口链路无法正常通讯，需要通过辅助通讯上报告警，***设置辅助通讯控制状态位，进入辅助通讯功能；

步骤602：数据打包模块把需要告警的信息按照特定的编码规则，转换为待发送的数据码，并填充到数据发送存储区，并设置数据发送使能标识；

步骤603：数据发送装置在检测到有需要发送的数据，且发送使能信号有效，则启动数据发送功能，读取数据发送存储区的内容并进行并串转换后，按照特定的波特率控制光模块的TDIS管脚，进行数据的发送；

步骤604：数据接收装置按照特定的波特率实时检测LOS管脚的信号，并进行串并转换，判断接收的数据是否为辅助通讯的格式内容，如果为辅助通讯格式，则把数据存储到数据接收存储空间，并设置数据有效位；

步骤605：数据接收装置定期查询数据接收存储空间的内容是否为空且有效，如有效，则对数据进行组帧后提供给数据解析模块；

步骤606：数据解析模块把接收到的数据内容按照约定的数据编码格式转换为普通的数据内容，并提供给告警指示模块；

步骤607：告警指示模块根据接收到的告警信息，在后台显示告警内容，提醒维护人员进行故障的排查；

图7是本发明实施实例提供的基于辅助通讯实现光口通讯自协商的流程，包括：端口信息诊断，光口支持的速率，光口速率协商，光口速率配置等功能模块，具体步骤如下：

步骤701：设备A在上电启动后，处理器检查本设备光口槽位光模块支持的速率信息；

步骤702：设备A的信息上报模块综合检测到的光模块速率信息、逻辑或软件支持的光口速率信息，汇总本设备支持的速率，并提供给数据打包模块；

步骤703：设备A的数据打包模块把设备支持速率转换为信息编码后提供给数据输出模块；

步骤704：设备A的数据发送装置通过控制TDIS信号进行数据的发送；

步骤705：对端设备B的数据接收装置实时检测LOS信号，并把接收的有效数据转换后存储到数据存储空间；

步骤706：设备B的解析模块通过对接收到的数据进行转换为普通的数据信息，并提交给处理器；

步骤707：设备B的处理器在接收到对端的光口支持速率后，结合本端所能够支持的光口速率，自动协商出本光口连接的最大支持速率；

步骤708：设备B的处理器把协商后的光口速率信息填写到本设备的信息上报模块，同时设备B对本设备的光口速率按照协商的结果进行配置；

步骤709：设备B的数据打包模块对需要发送的信息进行编码并填充到数据发送装置；

步骤710：设备B的数据发送装置通过控制TDIS管脚进行数据的发送；

步骤711：设备A的数据接收装置在接收到数据后提交给解析模块；

步骤712：设备A的解析模块把信息转换为普通的数据内容后提交给本设备的处理器，进行信息处理；

步骤713：设备A的处理器根据接收到的光口配置速率信息对光口速率进行配置；

通过上述步骤，实现光口速率的自协商功能。

图8是本发明实施实例提供的基于辅助通讯实现软件版本下载的流程，包括：信息协商，软件版本下载等功能模块，设备在检测到本板软件缺陷，且无法通过正常的光口进行版本下载时，启动辅助通讯通道进行版本下载，具体步骤如下：

步骤801：设备A启动辅助通讯通道，请求版本下载流程；

步骤802：为提高传输效率，通道协商通讯波特率；

步骤803：设置波特率，并进入版本下载模式；

步骤704：由于在启动版本下载模式时，不需要启动数据的编解码功能，因此在数据打包模块采用直接透传模式，把版本数据发送到数据发送装置，并启动发送；

步骤805：数据发送装置按照约定的波特率和通讯协议进行数据的发送；

步骤806：在接收端，数据接收装置根据协商的波特率和数据协议进行数据的接收，并存如到数据接收存储区；

步骤807：解析模块直接透传接收到的数据给处理器；

步骤808：处理器把接收到的数据存入制定的数据存储空间；

为确保通讯的可靠性，需要定期进行握手，如果***在反馈接收数据异常时，通过重传上一次握手到本次握手间传送的数据内容，即提高效率，有提高的数据传输的可靠性。通过上述步骤，实现软件版本自下载的功能。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；

光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包包括：

所述光模块的发送端按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

所述光模块的发送端将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包。

3.一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的接收端按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据后还包括：

所述光模块的接收端按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

5.一种实现光口链路辅助通讯的方法，包括：

光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包；

光模块的发送端对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述光模块的发送端按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚；

光模块的接收端按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光模块的发送端根据预定的通信协议对待发送数据打包包括：

所述光模块的发送端按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

所述光模块的发送端将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包；

所述光模块的接收端根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据后还包括：

所述光模块的接收端按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

7.一种实现光口链路辅助通讯的装置，设置于光模块的发送端，其特征在于，包括：

数据打包模块，用于根据预定的通信协议对待发送数据打包；

并串转换模块，用于对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

数据输出模块，用于按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据打包模块包括：

编码单元，用于按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

打包单元，用于将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包。

9.一种实现光口链路辅助通讯的装置，设置于光模块的接收端，其特征在于，包括：

转换模块，用于按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

解析模块，用于根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

解码模块，用于按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。

11.一种实现光口链路辅助通讯的装置，其特征在于，包括：

设置于光模块的发送端的数据打包模块，并串转换模块及数据输出模块；设置于光模块的接收端的转换模块及解析模块；

所述数据打包模块用于根据预定的通信协议对待发送数据打包；

所述并串转换模块用于对打包数据进行并串转换，得到串行信号；

所述数据输出模块用于按照预定的波特率输出所述串行信号对应的电平序列到光模块的输出使能管脚；

所述转换模块用于按照预定的波特率将检测到的同步丢失信号转换为并行信号；

所述解析模块用于根据预定的通信协议从所述并行信号中解析出数据。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据打包模块包括：

编码单元，用于按照预定规则对所述待发送数据进行编码；

打包单元，用于将编码后的数据按照预定的通信协议进行打包

所述装置还包括：

设置于光模块的接收端的解码模块，用于按照预定规则对解析出的数据进行解码，得到原始数据。