專利名稱：一種基于pon的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著hternet為代表的信息通信技術(shù)迅猛發(fā)展和普及，社會信息化程度不斷提高。各種新型多媒體業(yè)務(wù)，如VoIP、VOD以及高清數(shù)字電視等不斷涌現(xiàn)，所需要的帶寬也在不斷增加，傳統(tǒng)的寬帶接入已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的業(yè)務(wù)發(fā)展，同時由于以太網(wǎng)技術(shù)的進步，由其主導(dǎo)的局域網(wǎng)帶寬也已經(jīng)從10M，100M到IG甚至10G，目前最需要突破的地方就在于連接網(wǎng)絡(luò)主干和局域網(wǎng)以及家庭用戶之間的一段，這就是常說的“最后一公里”，這是個瓶頸。 必須打破這個瓶頸，才可能迎來網(wǎng)絡(luò)世界的新天地。這就好像在一個國家的公路系統(tǒng)，干線和各地區(qū)干道都已經(jīng)建成高等級的寬闊的公路，但通向家庭和商家的門口卻還是羊腸小道，這個公路網(wǎng)絡(luò)的效率無法有效地發(fā)揮。為了應(yīng)對上述提到的“最后一公里”的接入網(wǎng)瓶頸問題，電信運營商提出了 “光進銅退”的接入網(wǎng)發(fā)展策略，即用P0N(PaSSive Optical Network，無源光纖網(wǎng)絡(luò))實現(xiàn)光纖到家庭(FTTH)或者光纖到樓(FTTB)。此外，3G建設(shè)正在如火如荼的進行中，同時原有的GSM (Global System for Mobile Communications，全球移動通訊系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)也在不斷的優(yōu)化。而無論是3G的BBU 與RRU之間，還是GSM的近端機與數(shù)字光纖直放站之間，它們都是用光纖連接的。雖然光纖傳輸信號質(zhì)量高，但是鋪設(shè)光纖工程量大、施工困難、周期長、成本高，這是通信網(wǎng)建設(shè)的瓶頸之一。由于PON采用的是接入網(wǎng)技術(shù)，射頻拉遠系統(tǒng)采用基站技術(shù)，兩種技術(shù)領(lǐng)域不同， 目前還沒有將這兩種技術(shù)組合在一起使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有RRU與數(shù)字光纖直放站鋪設(shè)光纖和布線困難的問題，融合基站技術(shù)與接入網(wǎng)技術(shù)，提供一種基于TDMA-PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)， 即運營商不需要再單獨鋪設(shè)光纖，利用現(xiàn)有的PON傳輸基帶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)無線信號覆蓋。本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，包括近端單元和遠端單元兩大部分，近端單元和遠端單元通過TDMA方式的PON連接，PON包括OLT (Optical Line Terminal，光纖線路終端)和 ONU(Optical Network Unit, 光纖網(wǎng)絡(luò)單元)；近端單元包括同步時鐘與接口模塊，該模塊與OLT的SNI (krvice Node hterface，業(yè)務(wù)節(jié)點接口)連接，通過與OLT相同的方式獲取時鐘同步源；遠端單元包括同步接口、時鐘同步模塊，時鐘同步模塊從同步接口獲取同步信號，同步接口從外接GPS獲取時鐘同步源。通過以上的技術(shù)方案，本實用新型在做接入覆蓋和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時不需要重新鋪設(shè)光纖，通過解決射頻拉遠系統(tǒng)在接口和時鐘同步上與PON的匹配問題，使得射頻拉遠系統(tǒng)能直接借用現(xiàn)有的光纖傳輸平臺PON傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了無線信號覆蓋，可以很快完成通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。這種做法節(jié)約了寶貴的光纖資源，為建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面帶來極大的方便。

圖1為射頻拉遠系統(tǒng)在PON中的應(yīng)用實例圖；圖2為基于PON的射頻拉遠系統(tǒng)近端單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為基于PON的射頻拉遠系統(tǒng)遠端單元形態(tài)1結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為基于PON的射頻拉遠系統(tǒng)遠端單元形態(tài)2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
PON主要有兩種多址接入方式TDMA (Time Division Multiple Access，時分多址)和 WDM (Wave length Division Multiplexing，波分復(fù)用)?；?WDM 方式的 PON 在技術(shù)上還不成熟，也沒有大規(guī)模地應(yīng)用，目前運營商部署的PON絕大部分都是基于TDMA方式的Ρ0Ν。最近幾年P(guān)ON網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，很多地方都采用了 PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，配套的光纖設(shè)備也正在一步步到位。與此同時，大家也在為射頻拉遠系統(tǒng)之間的BBU與RRU之間，或者是近端機與數(shù)字光纖直放站之間鋪設(shè)光纖問題而困擾，本實用新型利用了現(xiàn)有的TDMA方式的PON 網(wǎng)絡(luò)，將這種TDMA方式的PON應(yīng)用在射頻拉遠系統(tǒng)上，通過解決在接口和時鐘同步上與PON 的匹配問題，使得射頻拉遠系統(tǒng)不需要重新鋪設(shè)光纖，借用現(xiàn)有的光纖傳輸平臺Ρ0Ν，可以較好的傳輸基帶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)無線信號覆蓋。如圖1所示，本實用新型公開的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，包括近端單元和遠端單元(RRU與數(shù)字光纖直放站的統(tǒng)稱)，近端單元和遠端單元通過TDMA方式的 PON連接；PON包括OLT和0NU。其中，近端單元包括同步時鐘與接口模塊，該同步時鐘與接口模塊與OLT的SNI接口連接，近端單元時鐘同步方法與OLT的同步方法一致；遠端單元包括同步接口、時鐘同步模塊，時鐘同步模塊從同步接口獲取同步信號，同步接口從外接GPS獲取時鐘同步源。另外本實用新型的遠端單元可以包括集成ONU的遠端單元和/或無ONU的遠端單元兩種情況。集成ONU的遠端單元可以不受限于UNI^ser Network hterface，用戶網(wǎng)絡(luò)接口)，無ONU的遠端單元通過GE(Gigabit Ethernet，千兆以太網(wǎng))接口與ONU的UNI連接。在無ONU的遠端單元中，時鐘同步源除了從外接GPS獲取外，還可以從外部ONU獲取。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)南滦蟹较?，近端單元接入SOT接口，使得近端單元能與OLT進行數(shù)據(jù)交換，OLT匯聚近端數(shù)據(jù)，然后以廣播方式發(fā)給每個ONU或遠端單元，這里作為一個具體的實施例，只將要傳輸?shù)男畔⒎譃槿罚謩e編號為1、2、3，并且將數(shù)據(jù)流的傳輸按照編號為 132131的順序進行，其中，編號為1的信息包預(yù)定發(fā)送給原PON網(wǎng)絡(luò)中的用戶USER，編號為 2的信息包預(yù)定發(fā)送給無ONU的遠端單元，編號為3的信息包預(yù)定發(fā)送給內(nèi)置ONU的遠端單元。如圖1所示，當數(shù)據(jù)流到達ONU或內(nèi)置ONU的遠端單元時，由于在ONU和遠端之間接入了 TOI接口或直接內(nèi)置了 0NU，不用擔心接口不匹配的問題，因此數(shù)據(jù)流能在二者之間順利傳輸，每個ONU或內(nèi)置了 ONU的遠端單元只提取發(fā)給它的信息包，而丟棄發(fā)給其它ONU或遠端單元的信息包。數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳闲蟹较颍捎肨DMA技術(shù)，每個遠端單元都分配一個傳輸時隙，如分別為1、2、3等等，所有時隙保持同步，且彼此間留有間隙，保證不同ONU和遠端單元
5的數(shù)據(jù)包匯聚到公共光纖時不會發(fā)生相互碰撞。在上行和下行過程中，諸如如何判斷哪些信息包是發(fā)給它自己、如何做到時隙的同步等，這些都是原PON網(wǎng)絡(luò)中的慣用手段，這里不做贅述。本實用新型是基于TDMA-PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，在應(yīng)用中具有現(xiàn)實意義，而且不用增加PON器件和改變現(xiàn)有的PON網(wǎng)絡(luò)，成本上更有優(yōu)勢。如圖2所示，近端單元除了同步時鐘與接口模塊以外，還可以包括雙工器、下行變頻模塊、上行變頻模塊、數(shù)字模塊。上、下行變頻模塊和數(shù)字模塊以及同步時鐘與接口模塊做成數(shù)字變頻一體化板，該一體化板與雙工器通過射頻電纜連接。下行鏈路方向，基站信號通過耦合器被傳送到近端單元，再通過變頻、AD (Analog/ Digital，模/數(shù))轉(zhuǎn)換、信號處理、數(shù)據(jù)加密后把基帶數(shù)據(jù)送到OLT的SNI接口。上行鏈路方向，從OLT的SNI接口接收遠端基帶數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)解密、信號處理、DA (Digital/Analog， 數(shù)/模)轉(zhuǎn)換、變頻后送到基站。近端單元與PON網(wǎng)絡(luò)中的OLT設(shè)備是放在同一個地方的，近端單元中的同步時鐘與接口模塊不僅提供與OLT設(shè)備匹配的SNI接口，還預(yù)留了多個時鐘接口，可以同時支持 BITS時鐘、El物理時鐘、GPS時鐘和同步以太網(wǎng)時鐘，各時鐘作為參考源可以在內(nèi)部自動切換。遠端單元作為PON網(wǎng)絡(luò)的終端，有兩種形態(tài)，兩種形態(tài)都包括同步接口、時鐘同步模塊。一種是集成ONU的遠端單元，還可以包括光模塊接口、0NU功能模塊、數(shù)字模塊、上行變頻模塊、下行變頻模塊、上行LNA(L0W Noise Amplifier，低噪聲放大器)模塊、下行LNA 模塊、腔體濾波器，如圖3所示。光模塊接口、同步接口、時鐘同步模塊、ONU功能模塊、數(shù)字模塊以及上、下行變頻模塊做成數(shù)字射頻一體化板，該數(shù)字射頻一體化板與上、下行LNA模塊通過射頻電纜連接，上、下行LNA模塊與腔體濾波器通過射頻電纜連接。集成了 ONU的遠端單元具有原PON網(wǎng)絡(luò)中ONU的所有功能，這種遠端單元的作用原理是下行鏈路方向，ONU功能模塊通過光模塊選擇接收OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)，響應(yīng)OLT 發(fā)出的測距及功率控制命令，并作相應(yīng)的時鐘調(diào)整，同時，預(yù)留一個GPS同步接口，時鐘同步模塊可以從同步接口獲取同步信號。ONU功能模塊把解幀處理的基帶數(shù)據(jù)送到數(shù)字模塊做相應(yīng)的數(shù)據(jù)解密、信號處理，經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換、變頻、放大、濾波模塊后到天線口輸出。上行鏈路方向，空中信號經(jīng)過濾波、LNA、變頻模塊后，送到數(shù)字模塊進行AD轉(zhuǎn)換、信號處理、數(shù)據(jù)加密，然后在ONU模塊里對信號數(shù)據(jù)進行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送。集成了 ONU的遠端單元可以采用電路訪真技術(shù)(CESoP)提取時鐘同步，還可以外接GPS來獲取時鐘同步源。另外，集成ONU的遠端單元提取線路上的數(shù)據(jù)并形成一種算法， 該算法也可以用來獲取時鐘同步源。還有一種遠端單元形態(tài)，ONU是外置的，又稱為無ONU的遠端單元。還可以包括GE 接口、PHY (Physical Layer,物理層)、數(shù)字模塊、上行變頻模塊、下行變頻模塊、上行LNA模塊、下行LNA模塊、腔體濾波器，如圖4所示。GE接口、同步接口、PHY、時鐘同步模塊、數(shù)字模塊以及上、下行變頻模塊做成數(shù)字射頻一體化板，該數(shù)字射頻一體化板與上、下行LNA模塊通過射頻電纜連接，上、下行LNA模塊與腔體濾波器通過射頻電纜連接。這種無ONU的遠端單元的作用原理是下行鏈路方向，PHY通過GE接口從外部ONU獲取數(shù)據(jù)，時鐘同步模塊通過同步接口從ONU或者GPS獲取同步信號，PHY把數(shù)據(jù)送到數(shù)字模塊做相應(yīng)的數(shù)據(jù)解密、信號處理，經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換、變頻、放大、濾波模塊后到天線口輸出。上行鏈路方向，空中信號經(jīng)過濾波、LNA、變頻模塊后，送到數(shù)字模塊進行AD轉(zhuǎn)換和信號處理、 數(shù)據(jù)加密，然后把數(shù)據(jù)發(fā)到PHY，PHY再通過GE接口把上行基帶數(shù)據(jù)發(fā)給外部0NU。無ONU的遠端單元通過千兆以太網(wǎng)接口與外部ONU的UNI接口連接，時鐘同步信號可以從外部ONU或GPS獲取，無ONU的遠端單元可接收外部ONU或GPS的lpps+TOD信號。另外，兩種形態(tài)的遠端單元中，還可以包括一個MAC(Media Access Control，介質(zhì)訪問控制)接口，這個MAC接口用于傳送ONU功能模塊(PHY)與數(shù)字模塊之間的基帶數(shù)據(jù)。 即在下行鏈路方向，接收到ONU功能模塊(PHY)中的基帶數(shù)據(jù)后，通過MAC接口轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)字模塊；上行鏈路方向，接收數(shù)字模塊中的基帶數(shù)據(jù)后，通過MAC接口將其轉(zhuǎn)發(fā)到ONU功能模塊(PHY)中。為了防止傳輸數(shù)據(jù)在PON中被竊取，本實用新型提供的近端單元和遠端單元的數(shù)字模塊中，均包含了加密和解密功能模塊，可以對數(shù)字模塊接收的數(shù)據(jù)進行加密或解密處理。本實用新型在將TDMA方式的PON應(yīng)用在射頻拉遠系統(tǒng)時，除了解決在接口與時鐘同步上的匹配外，還解決了時延和帶寬的問題。在近端單元和遠端單元中的數(shù)字模塊具有集成解碼的功能，通過內(nèi)置的算法，能較好的解決時延和帶寬的問題。本實用新型適用于所有的通信制式，包括GSM、TD-SCDMA, CDMA2000、WCDMA, UMAX, LTE 等。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果在做接入覆蓋和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時不需要重新鋪設(shè)光纖，借用現(xiàn)有的光纖傳輸平臺Ρ0Ν，實現(xiàn)無線信號覆蓋，可以很快完成通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。此外，由于TDMA方式的PON中的ONU設(shè)備可以集成在RRU/直放站一體化板里，所以不用擔心·Ι接口不匹配的問題，時鐘同步也可以直接在里面實現(xiàn)。而且因為預(yù)留了同步接口，可以考慮用多種同步時鐘接入方式，保障了獲取的時鐘同步信號的質(zhì)量。以上所述的本實用新型實施方式，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，包括近端單元和遠端單元，其特征在于 所述近端單元與所述遠端單元通過TDMA方式的PON連接；所述PON包括光纖線路終端OLT和光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU ；所述近端單元包括同步時鐘與接口模塊，所述同步時鐘與接口模塊與所述光纖線路終端OLT的業(yè)務(wù)節(jié)點接口 SOT連接，所述近端單元時鐘同步的方法與光纖線路終端OLT的同步方法一致；所述遠端單元包括同步接口、時鐘同步模塊，所述時鐘同步模塊從所述同步接口獲取同步信號，所述同步接口從外接GPS獲取時鐘同步源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于，所述遠端單元包括集成光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元和/或無光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元； 所述無光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元通過千兆以太網(wǎng)GE接口與外部光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的用戶網(wǎng)絡(luò)接口 UNI連接，所述同步接口還從所述外部光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU獲取時鐘同步源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于，所述同步時鐘與接口模塊包括多個時鐘接口，支持多種時鐘源的切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于，所述近端單元還包括雙工器、下行變頻模塊、上行變頻模塊、數(shù)字模塊；所述上、下行變頻模塊和數(shù)字模塊以及所述同步時鐘與接口模塊做成數(shù)字變頻一體化板，該數(shù)字變頻一體化板與所述雙工器通過射頻電纜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于，所述集成光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元還包括光模塊接口、ONU功能模塊、數(shù)字模塊、上行變頻模塊、下行變頻模塊、上行LNA模塊、下行LNA模塊、腔體濾波器；所述光模塊接口、0NU功能模塊、數(shù)字模塊以及上、下行變頻模塊和所述同步接口、時鐘同步模塊做成數(shù)字射頻一體化板，該數(shù)字射頻一體化板與所述上、下行LNA模塊通過所述射頻電纜連接，所述上、下行LNA 模塊與所述腔體濾波器通過所述射頻電纜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于，所述無光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元還包括GE接口、PHY、數(shù)字模塊、上行變頻模塊、下行變頻模塊、上行LNA模塊、下行LNA模塊、腔體濾波器；所述GE接口、PHY、數(shù)字模塊以及上、下行變頻模塊和所述同步接口、時鐘同步模塊做成數(shù)字射頻一體化板，該數(shù)字射頻一體化板與所述上、下行LNA模塊通過射頻電纜連接，上、下行LNA模塊與所述腔體濾波器通過射頻電纜連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于所述集成光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元中還包括MAC接口，所述ONU功能模塊通過所述MAC 接口與數(shù)字模塊相連接；基帶數(shù)據(jù)通過所述ONU功能模塊從MAC接口送到數(shù)字模塊，或通過所述數(shù)字模塊從MAC接口送到ONU功能模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于所述無光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU的遠端單元中還包括MAC接口，所述PHY通過所述MAC接口與數(shù)字模塊相連接，基帶數(shù)據(jù)通過所述PHY從MAC接口傳送到數(shù)字模塊，或通過所述數(shù)字模塊從MAC 接口傳送到PHY。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的任一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于所述射頻拉遠系統(tǒng)的通信制式包括GSM、TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA、WIMAX、LTE。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的任一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，其特征在于所述近端單元和遠端單元的數(shù)字模塊中均包含有加密和解密功能模塊，用于對所述數(shù)字模塊接收的數(shù)據(jù)進行加密或解密處理。
專利摘要本實用新型涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，提供一種基于PON的光纖分布式射頻拉遠系統(tǒng)，包括近端單元和遠端單元，近端單元與遠端單元之間通過TDMA方式的PON連接。近端單元包括同步時鐘與接口模塊，該同步時鐘與接口模塊與OLT的SNI接口連接，其時鐘同步方法與OLT的同步方法一致；遠端單元包括同步接口、時鐘同步模塊，時鐘同步模塊從同步接口獲取同步信號，同步接口從外接GPS獲取時鐘同步源。本實用新型通過解決在接口和時鐘同步上與PON的匹配問題，使得射頻拉遠系統(tǒng)能在現(xiàn)有的TDMA-PON中傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了無線信號覆蓋，可以很快完成通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。
文檔編號H04Q11/00GK201947457SQ20102055907
公開日2011年8月24日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者于吉濤, 伍尚坤, 周進青 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司