串口收斂型時(shí)隙提取插入設備的基站監控數據傳輸方案

                                       目     錄

    摘要    

    現有基于時(shí)隙抽取解決方案分析    

    組網(wǎng)分析 

    網(wǎng)絡(luò )拓撲圖   

    傳統方案的優(yōu)勢與不足 

    串口收斂型時(shí)隙提取插入設備的基站監控數據傳輸方案    

    解決思路 

    具體組網(wǎng)拓撲圖    

    方案的強大優(yōu)勢    

    產(chǎn)品電路部分的技術(shù)要求、實(shí)現原理詳解    

    E1串口收斂服務(wù)器（IDM-LSC/S）    

    設備功能    

    設備外觀(guān)    

    設備原理結構框圖    

    實(shí)現原理    

    時(shí)隙提取插入設備 (IDM-8S/2S) 

    設備功能    

    設備外觀(guān)    

    設備原理結構框圖    

    實(shí)現原理    

    組網(wǎng)模式    

    BTS和BSC帶時(shí)隙提出功能的方案   

    BTS不帶時(shí)隙抽取功能,BSC擁有時(shí)隙抽取功能的方案  

    BSC和BTS不帶時(shí)隙抽取功能的方案 

    傳輸網(wǎng)絡(luò )通過(guò)一個(gè)單獨的E1組鏈網(wǎng)的方案   

    WEB型網(wǎng)管配置系統   

    移動(dòng)基站和無(wú)線(xiàn)基站等一般具有如下特點(diǎn)：站點(diǎn)多且分散；傳輸資源受限；每個(gè)基站的動(dòng)力設備種類(lèi)少、數量少；基站設備投資少；電力網(wǎng)情況不很穩定；機房所處環(huán)境也比較惡劣，并且移動(dòng)基站基本上都是無(wú)人值守的。

    隨著(zhù)移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，移動(dòng)通信的運維力量薄弱和運維工作量大的矛盾日益突出。但目前維護水平基本仍停留在傳統的人工看管、巡檢等方式上，而且由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )自身的特點(diǎn)，應用于固定網(wǎng)的動(dòng)力及環(huán)境集中監控系統不能很好地應用于移動(dòng)通信網(wǎng)中，因此結合現有的移動(dòng)基站的實(shí)際情況和資源，開(kāi)發(fā)一種新穎的動(dòng)力控制系統，解決運維力量薄弱和運維工作量大的矛盾勢在必行。

    現有基于時(shí)隙抽取解決方案分析

    組網(wǎng)分析

    現在的基站動(dòng)力環(huán)境監控數據傳輸系統主要采用的是基于抽取時(shí)隙的方案，采用E1中抽取1 個(gè)64K 時(shí)隙進(jìn)行RS232數據傳輸，將不用的時(shí)隙還回BTS使用（或者由BTS抽取一個(gè)64K空閑時(shí)隙給基站電源用于傳輸RS232數據）。RS232時(shí)隙提取插入設備可以提取E1空閑時(shí)隙傳輸基站電源的RS232數據。中心端SDH送來(lái)31路E1，每路E1的一個(gè)時(shí)隙（例如：第29時(shí)隙）承載基站節點(diǎn)電源的RS232數據；BSC基站控制器將每路E1中的第29時(shí)隙的RS232數據收斂到一個(gè)E1上，送入DXC（或者是PCM復用設備）出若干路RS232，然后如圖一再通過(guò)多串口卡合并成一個(gè)RS232連接管理服務(wù)器或者如圖二通過(guò)串口服務(wù)器將這些RS232轉換成以太網(wǎng)連接到管理服務(wù)器，在管理服務(wù)器上配置相應驅動(dòng)程序、監控主機軟件、配置工具軟件等，達到數據采集、處理、上報、控制功能。

    網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

                        圖一：中心通過(guò)多串口卡合并成一個(gè)RS232連接管理服務(wù)器

                        圖二：中心通過(guò)串口服務(wù)器出以太網(wǎng)通過(guò)局域網(wǎng)連接管理服務(wù)器

    傳統方案的優(yōu)勢與不足

    一直以來(lái)，如圖一和圖二的監控數據傳輸解決方案在實(shí)際中應用比較廣泛，但它的優(yōu)勢和不足同樣也很明顯。

    主要優(yōu)勢

    設備提供商較多，可選擇性較大

    實(shí)際應用非常廣泛，方案比較成熟

    不足之處

    中心端設備多，轉接多，連接電纜多，易出錯，故障點(diǎn)多，可靠性低

    不容易對設備進(jìn)行統一管理

    常維護量大，維護成本非常高

    無(wú)法對多種采集設備的數據進(jìn)行統一采集、分析、管理和維護

    串口收斂型時(shí)隙提取插入設備的基站監控數據傳輸方案

    解決思路

    針對傳統的E1時(shí)隙提取方案的不足之處，我公司專(zhuān)門(mén)研究開(kāi)發(fā)了帶有串口收斂功能的E1時(shí)隙提取插入方案。中心端推出了IDM-LSC/S設備，主要實(shí)現將多個(gè)E1時(shí)隙中的31路串口數據直接轉換成IP，從而只需一條網(wǎng)線(xiàn)就可替換無(wú)窮無(wú)盡的煩惱；并可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )將電源監控數據送往任何一個(gè)地方進(jìn)行監控；對于原來(lái)采用多串口卡的用戶(hù)，利用我公司提供的虛擬程序，可將IP直接虛擬成串口，無(wú)須更改監控軟件，直接應用。

    具體組網(wǎng)拓撲圖

    方案的強大優(yōu)勢

    此方案具有工程簡(jiǎn)單、組網(wǎng)靈活、數據采集可靠、實(shí)時(shí)性好、操作方便、容易維護、容易擴充、可靠性高、兼容性和開(kāi)放性好等優(yōu)點(diǎn)，具體如下：

    中心機房可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )將最多64000個(gè)串口集中到一個(gè)地方監控；

    可以直接將E1時(shí)隙監控數據轉換成IP，無(wú)須先轉換成RS232，再轉換成IP；

    節點(diǎn)端的E1時(shí)隙提取設備最高可提供8路串行接口，可最大滿(mǎn)足8種不同業(yè)務(wù)數據。滿(mǎn)足用l 戶(hù)機房里多種不同類(lèi)型設備的監控數據集中采集；

    串行接口符合RS232、RS422及RS485相關(guān)標準，對串口數據進(jìn)行了透明傳輸，可以接納不l 同的總線(xiàn)方式。接口提供19200bps速率以下自適應；

    中心端的IDM-LSC/S，最多可支持交換式的4個(gè)以太網(wǎng)口，可以級聯(lián)，為用戶(hù)節省以太網(wǎng)交換機的使用成本；ETH接口線(xiàn)交叉直通自適應；以太網(wǎng)接口10M/100M，全/半雙工自適應

    支持TCP/IP協(xié)議包括：ETHERNET、ARP、IP、ICMP、UDP、TCP、HTTP、SNMP；

    傳輸包尋址基于IP地址，可通過(guò)交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò )設備；

    可通過(guò)以太網(wǎng)口實(shí)現設備的程序軟件升級，方便保證用戶(hù)得到最新最全功能；

    工作方式可選擇TCP 客戶(hù)端，TCP 服務(wù)器，UDP，本端口、目標IP和端口均可設定；

    用戶(hù)的應用程序可以通過(guò)以下方式和設備通信： 1.使用Socket進(jìn)行通訊；2.本公司開(kāi)發(fā)的虛擬串口軟件；

    基于WEB的專(zhuān)用網(wǎng)管軟件功能，實(shí)現對通信局（基站）監控信息承載網(wǎng)絡(luò )的集中化維護和管理，軟件實(shí)用，方便，可靠。

    產(chǎn)品電路部分的技術(shù)要求、實(shí)現原理詳解

    E1串口收斂服務(wù)器（IDM-LSC/S）

    設備功能

    E1串口收斂服務(wù)器主要是將與E1中的31個(gè)時(shí)隙對應的31路串口數據轉換成以太網(wǎng)數據，實(shí)現將監控數據直接連接到用戶(hù)局域網(wǎng)，可大大減少連接線(xiàn)，大大提高運行可靠性，解決運維力量薄弱和運維工作量大的矛盾。

    設備外觀(guān)

    設備原理結構框圖

    實(shí)現原理

    設備從E1口接收E1碼流，從中分接出串口碼流，經(jīng)CPU打包后，從以太網(wǎng)口發(fā)出；同時(shí)也將從以太網(wǎng)口收到的數據包經(jīng)CPU解包成串口碼，復接到E1碼流中，從E1口發(fā)出，一臺設備可處理31路串口數據。 

    設備主要功能模塊包含：CPU子系統、以太網(wǎng)數據接口模塊（4個(gè)以太網(wǎng)口）、E1接口模塊、FPGA復分接系統、網(wǎng)管配置接口模塊。   

    時(shí)隙提取插入設備 (IDM-8S/2S)

    設備功能

    時(shí)隙提取插入設備能從上行E1接口提取幾個(gè)連續時(shí)隙最大可支持8路RS-232/422/485業(yè)務(wù)，剩余時(shí)隙保持上行E1與下行E1的直通；多臺此設備或其它相關(guān)設備也可以進(jìn)行級聯(lián)，各節點(diǎn)分別占用幾個(gè)時(shí)隙，最大能連接31個(gè)節點(diǎn)的數據匯聚到中心點(diǎn)一個(gè)2M通道進(jìn)行傳輸。設備適用于傳輸業(yè)務(wù)量較小的、空間上分離的不同節點(diǎn)間業(yè)務(wù)在同一個(gè)E1上的復用傳輸（如多節點(diǎn)的監控信息），有效提高E1資源的利用率，減少設備的數量和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )結構。本設備可以將下行E1線(xiàn)路連接公用的E1網(wǎng)絡(luò )，也可將下行E1可以通過(guò)用戶(hù)自定義的時(shí)隙抽取和插入來(lái)與其他的E1的設備到E1的公用網(wǎng)絡(luò )。下行的E1和串口之間完全物理隔離。

    設備外觀(guān)

    設備原理結構框圖

    實(shí)現原理

    雙E1端口（上行及下行）是為需上下部分子速率信號的網(wǎng)絡(luò )而設計，來(lái)自上行的E1信號取下或插入部分子速率信號可繼續往下行傳輸，使設備完成中繼的功能。E1接口具備掉電直通功能。

    設備主要功能模塊包含：FPGA子系統、E1接口模塊、串口接口模塊、MCU配置接口模塊。

    組網(wǎng)模式   

    基于設備的特點(diǎn)，完全可以配合通信局（基站）監控系統組建一個(gè)，雙向數據交互網(wǎng)，對通信局（基站）動(dòng)力設備及環(huán)境進(jìn)行集中監控，實(shí)現遙測、搖信、搖調、遙控、遙視五遙功能，還可以通過(guò)它對動(dòng)力設備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。中心端設備同監控系統的通訊采用IP包的方式，容易實(shí)現對大量的監控站點(diǎn)的劃片、分區，采用分級管理。

    下面，對實(shí)際的應用組網(wǎng)方式作幾個(gè)圖例說(shuō)明。

    BTS和BSC帶時(shí)隙提取功能的方案

    BTS不帶時(shí)隙抽取功能,BSC擁有時(shí)隙抽取功能的方案

    BSC和BTS不帶時(shí)隙抽取功能的方案

    傳輸網(wǎng)絡(luò )通過(guò)一個(gè)單獨的E1組鏈網(wǎng)的方案

    WEB型網(wǎng)管配置系統

    操作方法就是在IE瀏覽器中輸入IDM-LSC/S設備的IP地址來(lái)訪(fǎng)問(wèn)設備并設置它的參數,若不知道IDM-LSC/S設備IP，可通過(guò)運行設備設置軟件獲得，同時(shí)必須保證電腦IP和IDM-LSC/S設備修改后的IP在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中。 

    WEB型網(wǎng)管配置系統可顯示以下信息

    系統信息：顯示系統相關(guān)的參數，可以修改系統名稱(chēng)，系統位置，系統聯(lián)系人；

    運行狀態(tài)：顯示系統運行狀態(tài)；

    保存配置：保存或者刪除系統的配置；

    系統重啟：對系統進(jìn)行重新啟動(dòng)操作；

    網(wǎng)絡(luò )配置：配置設備的地址和掩碼，缺省網(wǎng)關(guān)，顯示系統的MAC地址；

    增加用戶(hù)：增加新用戶(hù)，或者修改老用戶(hù)的密碼和權限。系統默認有2個(gè)用戶(hù)：admin和l l guest； admin可以進(jìn)行任何操作，guest只能察看信息，不能修改；

    刪除用戶(hù)：刪除一個(gè)已經(jīng)存在的用戶(hù)；

    RS232設置：設置RS232的相關(guān)參數，包括工作模式，波特率，校驗等；

    RS232信息：以列表的方式顯示所有31個(gè)RS232的相關(guān)參數信息；

    RS232統計：顯示所有31路RS232數據流量收發(fā)統計信息；

    模板配置：同時(shí)批量設置多個(gè)RS232的相關(guān)參數，包括工作模式，波特率，校驗等；

    模板信息：顯示所有的5個(gè)模板的信息；

    E1配置：配置E1的時(shí)隙，PCM模式，顯示E1的LOS，LOF，AIS信息。

    WEB界面清晰明了、人心化設計，如下圖所示：