СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИИ ДЛЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ eNB
OPTICAL SWITCHING METHOD AND APPARATUS FOR eNB BASE STATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области передачи данных и, в частности, к устройству для оптической коммутации и способу оптической коммутации для базовой станции eNB (E-UTRAN Node В).
Уровень техники
Режим оптической связи между модулем основной полосы частот BBU (Base Band Unit) и удаленным модулем радиосвязи RRU (Remote Radio Unit) существующей базовой станции eNB представляет собой, в основном, режим прямого соединения, при котором количество соединений главным образом зависит от оптических интерфейсов, предусмотренных между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU. Благодаря развитию и внедрению оптических технологий и сетей с оптической коммутацией вместо одного режима прямого соединения используется множество режимов связи между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB, то есть модуль основной полосы частот BBU и удаленный модуль радиосвязи RRU базовой станции eNB используют для связи оптическую сеть, что в настоящее время довольно популярно в области связи. Режим прямого соединения в качестве режима соединения оптической связи между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB имеет ряд недостатков.
Во-первых, данный режим соединения не предполагает использование других режимов, сеть организована с единственным режимом. Так как режим соединения оптической связи между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU существующей базовой станции eNB представляет собой, в основном, режим прямого соединения, возможности передачи данных в такой сети ограничены, особенно на территории со сложным рельефом, что отрицательно сказывается на применении такой сети.
Во-вторых, оптические линии связи между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB ограничены. Оптические линии связи между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU существующей базовой станции eNB главным образом определяются оптическими интерфейсами, предусмотренными в удаленном модуле радиосвязи RRU и модуле основной полосы частот BBU, и поэтому количество соединений ограничено.
В-третьих, дальность передачи ограничена. Дальность передачи между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB в режиме прямого соединения составляет всего М км (где М>0) и не может быть увеличена до величины [М, 2М] или более.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков уровня техники и, таким образом, создание устройства для оптической коммутации и способа оптической коммутации для базовой станции eNB. Настоящее изобретение позволяет реализовать режим выделенной связи, режим связи «множество со множеством» и гибкую организацию сети между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU путем преобразования топологической схемы сети модуля основной полосы частот BBU и удаленного модуля радиосвязи RRU базовой станции eNB из сети с прямым соединением в коммутируемую сеть.
Для достижения поставленной цели в настоящем изобретении предлагаются следующие технические решения.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для оптической коммутации для базовой станции eNB.
Предлагаемое устройство для оптической коммутации для базовой станции eNB в соответствии с настоящим изобретением содержит исходное вводное устройство, целевое выводное устройство и модуль оптической коммутации, который содержит волоконно-оптический приемопередатчик, модуль адресов передачи, модуль управления коммутацией и модуль оптической коммутации и маршрутизации, и отличается тем, что
волоконно-оптический приемопередатчик выполнен с возможностью приема из исходного вводного устройства оптического сигнала, который содержит информацию об адресе передачи, и передачи данного оптического сигнала;
модуль адресов передачи выполнен с возможностью приема оптического сигнала, передаваемого волоконно-оптическим приемопередатчиком, выполнения запроса маршрутизации, управления и сохранения адреса(ов) передачи;
модуль управления коммутацией, соединенный с модулем адресов передачи, выполнен с возможностью получения информации об адресе передачи оптического сигнала, анализа и выбора режима оптической коммутации, а также передачи сигнала управления маршрутизацией, который содержит информацию об адресе передачи и режиме оптической коммутации; и
модуль оптической коммутации и маршрутизации выполнен с возможностью приема оптического сигнала от модуля адресов передачи и передачи данного сигнала в целевое выводное устройство посредством волоконно-оптического приемопередатчика, приема сигнала управления маршрутизацией от модуля управления коммутацией, выбора маршрутизации в соответствии с сигналом управления маршрутизацией и передачи оптического сигнала в целевое выводное устройство посредством волоконно-оптического приемопередатчика.
Указанный выше волоконно-оптический приемопередатчик содержит оптические интерфейсы, причем количество оптических интерфейсов больше или равно двум.
Указанный выше исходный вводной порт и целевой выводной порт могут представлять собой, соответственно, удаленный модуль радиосвязи RRU или модуль основной полосы частот BBU и могут представлять собой изделия разных производителей.
Указанный выше модуль адресов передачи содержит справочную таблицу маршрутизации адресов передачи, которая содержит Интернет-адрес, физический адрес, маршрутизацию предыдущего шага, маршрутизацию следующего шага и тип маршрутизации, а также используется для выполнения запросов и обновления информации об адресе передачи оптического сигнала.
Указанный выше модуль управления коммутацией содержит текущую таблицу маршрутизации, которая используется для хранения информации о маршрутизации последних N сеансов связи, где N - натуральное число, причем информация о маршрутизации содержит такую информацию, как исходный узел, целевой узел, возможна ли маршрутизация, информацию о том, осуществляется ли связь в одном элементе сети или нет, и информацию об используемом режиме оптической коммутации.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ оптической коммутации для базовой станции eNB.
Предлагаемый способ оптической коммутации для базовой станции eNB включает следующие шаги (шаги 1-4):
шаг 1, на котором исходное вводное устройство передает оптический сигнал, который содержит информацию об адресе передачи, в волоконно-оптический приемопередатчик, который передает данный оптический сигнал в модуль адресов передачи;
шаг 2, на котором модуль адресов передачи выполняет запрос в свою справочную таблицу маршрутизации адресов передачи, причем, если запрос выполняется успешно, модуль адресов передачи передает оптический сигнал в волоконно-оптический приемопередатчик посредством модуля оптической коммутации и маршрутизации, а если запрос выполнен неуспешно, модуль адресов передачи передает оптический сигнал в модуль оптической коммутации и маршрутизации для сохранения в буфере и одновременно передает информацию об адресе передачи оптического сигнала в модуль управления коммутацией, после чего выполняют шаг 3;
шаг 3, на котором модуль управления коммутацией получает информацию об адресе передачи оптического сигнала, выбирает режим оптической коммутации и маршрутизации и затем передает сигнал управления маршрутизацией, который содержит информацию об адресе передачи и режиме оптической коммутации, в модуль оптической коммутации и маршрутизации; и
шаг 4, на котором модуль оптической коммутации и маршрутизации выбирает маршрутизацию в соответствии с сигналом управления маршрутизацией, причем, если выбор маршрутизации осуществлен успешно, сохраненный в буфере оптический сигнал передают в целевое выводное устройство посредством волоконно-оптического приемопередатчика, а если выбор маршрутизации осуществлен неуспешно, информацию о выборе маршрутизации после неуспешного выбора направляют в модуль управления коммутацией.
На указанном шаге 1 информация об адресе передачи содержит исходный адрес и целевой адрес.
На указанном шаге 3, после того как принят оптический сигнал, который содержит информацию об адресе передачи, модуль управления коммутацией обновляет свою текущую таблицу маршрутизации и проверяет, осуществляют ли связь в одном узле или между разными узлами, и затем считывает обновленную текущую таблицу маршрутизации и передает в модуль оптической коммутации и маршрутизации сигнал управления маршрутизацией, который содержит информацию об адресе передачи и режиме оптической коммутации.
Указанный выше режим оптической коммутации может представлять собой термооптическую коммутацию или жидкокристаллическую коммутацию.
На указанном шаге 4 после успешного осуществления выбора маршрутизации модуль оптической коммутации и маршрутизации передает информацию о выборе маршрутизации после успешного осуществления выбора в модуль управления коммутацией.
На указанном шаге 4 после приема информации о выборе маршрутизации, переданной модулем оптической коммутации и маршрутизации, модуль управления коммутацией обновляет свою текущую таблицу маршрутизации и передает информацию о выборе маршрутизации в модуль адресов передачи, который обновляет свою справочную таблицу маршрутизации адресов передачи в соответствии с информацией о выборе маршрутизации.
Таким образом, посредством устройства для оптической коммутации и способа оптической коммутации для базовой станции eNB в соответствии с настоящим изобретением топологическая схема сети между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB может быть изменена с сети с прямым соединением на коммутируемую сеть, а также возможно не только реализовать режим выделенной связи, режим связи «множество со множеством» и гибкую организацию сети, но также обеспечить связь модуля основной полосы частот BBU и удаленного модуля радиосвязи RRU базовой станции eNB с удаленными модулями радиосвязи RRU и модулями основной полосы частот BBU разных производителей. В частности, предлагаемые устройство и способ могут применяться в многорежимной базовой станции, модуль основной полосы частот BBU и удаленный модуль радиосвязи RRU могут подстраиваться под разные режимы, при этом возможно увеличение дальности передачи.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения описаны ниже и частично очевидны из описания или же становятся очевидными при реализации настоящего изобретения. Цели настоящего изобретения и другие преимущества могут быть достигнуты на основании описания, формулы изобретения и чертежей.
Краткое описание чертежей
Чертежи предназначены для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения, составляют часть описания и используются для пояснения настоящего изобретения в комбинации вариантов осуществления без неоправданного ограничения изобретения, при этом:
фиг.1 представляет собой схему устройства, предлагаемого в вариантах осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой топологическую схему сети в соответствии с настоящим изобретением; и
фиг.3 представляет собой блок-схему способа, предлагаемого в вариантах осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Описание работы
В вариантах осуществления настоящего изобретения посредством устройства для оптической коммутации и способа оптической коммутации для базовой станции eNB топологическая схема сети между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB может быть изменена с сети с прямым соединением на коммутируемую сеть, сеть может быть организована гибким образом, реализуются режим выделенной связи и режим связи «множество со множеством», модуль основной полосы частот BBU и удаленный модель радиосвязи RRU базовой станции eNB могут осуществлять связь с удаленным(и) модулем(ями) радиосвязи RRU и модулем(ями) основной полосы частот BBU различных производителей и, в частности, предлагаемые устройство и способ могут применяться в многорежимной базовой станции, причем модуль основной полосы частот BBU и удаленный модуль радиосвязи RRU могут подстраиваться под разные режимы, что повышает дальность передачи.
Далее для более полного раскрытия настоящее изобретение описано со ссылкой на чертежи и варианты осуществления.
Варианты осуществления изобретения и его признаки могут сочетаться друг с другом, если между ними нет противоречий.
Как показано на фиг.1, когда исходное вводное устройство осуществляет связь с целевым выводным устройством, если исходное вводное устройство 101 имеет оптический сигнал, содержащий информацию об адресе передачи и подлежащий передаче, сначала исходное вводное устройство 101 передает данный оптический сигнал в волоконно-оптический приемопередатчик 102 модуля оптической коммутации.
Волоконно-оптический приемопередатчик 102 передает оптический сигнал в модуль 103 адресов передачи.
Модуль 103 адресов передачи считывает информацию об адресе передачи из принятого оптического сигнала и выполняет запрос в справочную таблицу маршрутизации адресов передачи.
При успешном выполнении запроса оптический сигнал передается в целевое выводное устройство 106 посредством модуля 105 оптической коммутации и маршрутизации в соответствии с оптическим интерфейсом, обеспеченным физическим волоконно-оптическим приемопередатчиком 1, соответствующим целевому выводному порту, определенному в результате выполнения запроса.
При неуспешном выполнении запроса информация об адресе передачи передается в модуль 104 управления коммутацией, одновременно принятый оптический сигнал из целевого вводного устройства передается в модуль 105 оптической коммутации и маршрутизации и после получения информации об адресе передачи модуль 104 управления коммутацией анализирует и выбирает режим оптической коммутации и затем передает сигнал управления маршрутизацией, содержащий информацию об адресе передачи и режиме оптической коммутации, в модуль 105 оптической коммутации и маршрутизации.
Сигнал, принятый модулем 105 оптической коммутации и маршрутизации, содержит два канала, первый из которых создается модулем 103 адресов передачи и передается главным образом в выводной интерфейс, а второй канал создается сигналом управления маршрутизации модуля 104 управления коммутацией и обеспечивает главным образом выбор режима оптической коммутации и выбор маршрутизации.
После того, как оптический сигнал из модуля 103 адресов передачи принят, модуль 105 оптической коммутации и маршрутизации сохраняет данный сигнал в буфере и передает его в целевое выводное устройство 106 после успешного выбора режима оптической коммутации и выбора маршрутизации.
После того, как сигнал управления маршрутизацией из модуля 104 управления коммутацией принят, модуль 105 оптической коммутации и маршрутизации осуществляет маршрутизацию в соответствии с сигналом управления маршрутизацией и выбирает целевой выводной интерфейс: 1) если выбор маршрутизации осуществлен успешно, оптический сигнал, ранее сохраненный в буфере, считывается и передается в целевое выводное устройство 106; 2) если выбор маршрутизации осуществлен неуспешно, информация о неуспешном выборе маршрутизации передается в модуль 104 управления коммутацией, модуль 104 управления коммутацией обновляет свою текущую таблицу маршрутизации в соответствии с информацией о неуспешном выборе маршрутизации и одновременно передает информацию о выборе маршрутизации в модуль 103 адресов передачи, а модуль 103 адресов передачи обновляет свою справочную таблицу маршрутизации адресов передачи в соответствии с информацией о выборе маршрутизации. Когда выбор маршрутизации осуществлен успешно, модуль 105 оптической коммутации и маршрутизации может передать информацию о выборе маршрутизации в модуль 104 управления коммутацией.
Исходное вводное устройство 101 и целевое выводное устройство 106 могут представлять собой, соответственно, удаленный модуль радиосвязи RRU или модуль основной полосы частот BBU и при этом также могут представлять собой изделия разных производителей, а информация об адресе передачи содержит исходный адрес и целевой адрес.
Волоконно-оптический передатчик 102 содержит два оптических интерфейса или более.
Модуль 103 адресов передачи содержит справочную таблицу маршрутизации адресов передачи, которая содержит Интернет-адрес, физический адрес, маршрутизацию предыдущего шага, маршрутизацию следующего шага и тип маршрутизации, а также используется для выполнения запроса и обновления информации об адресе оптического сигнала.
Модуль 104 управления коммутацией содержит текущую таблицу маршрутизации, используемую для сохранения информации о маршрутизации последних N сеансов связи, где N - натуральное число, при этом информация о маршрутизации содержит такую информацию, как исходный узел, целевой узел, возможна ли маршрутизация, осуществляется ли связь в одном элементе сети или нет, а также используемый режим оптической коммутации, а информация о выборе маршрутизации может содержать такую информацию, как причину успешного/неуспешного выбора маршрутизации, схему маршрутизации, исходный адрес и целевой адрес.
При фактической реализации процедуры, после того как информация об адресе передачи принята, модуль 104 управления коммутацией, с одной стороны, обновляет свою текущую таблицу маршрутизации, а с другой стороны, проверяет, осуществляется ли связь в одном узле или между разными узлами, в соответствии с информацией об адресе передачи, затем считывает обновленную текущую таблицу маршрутизации и передает сигнал управления маршрутизацией, содержащий информацию об адресе передачи и режиме оптической коммутации, в модуль 105 оптической коммутации и маршрутизации. Режим оптической коммутации может представлять собой термооптическую коммутацию или жидкокристаллическую коммутацию, при этом модуль 104 управления коммутацией может обновлять текущую таблицу маршрутизации в соответствии с информацией о выборе маршрутизации и затем передавать ее в модуль 103 адресов передачи, а модуль 103 адресов передачи вновь обновляет справочную таблицу маршрутизации адресов передачи, чтобы поддерживать соответствие между текущей таблицей маршрутизации и справочной таблицей маршрутизации адресов передачи. После того как целевое выводное устройство 106 приняло оптический сигнал из исходного вводного устройства 101, осуществляются те же операции, что и в существующей базовой станции eNB.
Как показано на фиг.2, топологическая схема сети по настоящему изобретению содержит множество удаленных модулей радиосвязи RRU и один модуль основной полосы частот BBU, причем, после того как принят радиосигнал из мобильной станции MS (Mobile Station), удаленный модуль 201 радиосвязи RRU передает его в модуль 203 оптической коммутации по настоящему изобретению, после чего осуществляется выбор маршрутизации для определения целевого выводного устройства модуля 202 основной полосы частот BBU. После того, как модуль 202 основной полосы частот BBU принял сигнал основной полосы частот из базовой сети, осуществляются те же операции, что и в восходящем направлении.
Далее, со ссылкой на фиг.3 описаны конкретные шаги, реализующие указанные выше варианты осуществления предлагаемого способа по настоящему изобретению (шаги 301-307).
На шаге 301, если исходное вводное устройство имеет оптический сигнал, подлежащий передаче в целевое выводное устройство, исходное вводное устройство сначала передает данный оптический сигнал в волоконно-оптический приемопередатчик.
На шаге 302 волоконно-оптический приемопередатчик отвечает за прием/передачу оптического сигнала и доставку оптического сигнала из исходного вводного устройства в модуль адресов передачи в восходящем направлении, при этом волоконно-оптический приемопередатчик обеспечивает оптические интерфейсы для внешней среды, причем количество оптических интерфейсов определяет пропускную способность связи между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU, при этом количество оптических интерфейсов М больше или равно 2, причем, когда М=2, между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU реализуют связь в режиме «один с одним», а когда М>2, между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU может быть реализована связь в режиме «один со множеством», «множество с одним» или «множество со множеством». Например, когда М=6 и удаленному модулю радиосвязи RRU назначают один оптический интерфейс, а остальные 5 оптических интерфейсов назначают модулю основной полосы частот BBU, то между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU реализуют связь в режиме «1 с 5». Если удаленному модулю радиосвязи RRU назначают 5 оптических интерфейсов, а оставшийся один назначают модулю основной полосы частот BBU, между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU реализуют связь в режиме «5 с 1», а если удаленному модулю радиосвязи RRU назначают 3 оптических интерфейса, а остальные 3 оптических интерфейса назначают модулю основной полосы частот BBU, между удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU реализуют связь в режиме «3 с 3». Другими словами, оптические интерфейсы возможно назначать произвольно, и каждый из них отличается от связи в традиционном режиме прямого соединения и относится к коммутируемой связи.
На шаге 303 модуль адресов передачи принимает оптический сигнал из волоконно-оптического приемопередатчика, извлекает информацию об адресе передачи, содержащуюся в оптическом сигнале, и выполняет запрос в справочную таблицу маршрутизации адресов передачи в соответствии с информацией об адресе передачи, причем, если запрос выполнен неуспешно, модуль адресов передачи передает информацию об адресе передачи в модуль управления коммутацией и одновременно передает оптический сигнал в модуль оптической коммутации и маршрутизации для сохранения в буфере, а если запрос выполнен успешно, модуль адресов передачи непосредственно определяет целевое выводное устройство из справочной таблицы маршрутизации адресов передачи и передает оптический сигнал в целевое выводное устройство, после чего выполняют шаг 306.
На шаге 304, если информация, принятая модулем управления коммутацией, представляет собой информацию об адресе передачи, переданную модулем адресов передачи, то это означает, что исходный узел и целевой узел осуществляют связь друг с другом впервые или предыдущие сеансы связи оказались неуспешными. Модуль управления коммутацией, с одной стороны, обновляет свою текущую таблицу маршрутизации, а с другой стороны, проверяет, что связь осуществляется в одном узле (удаленном модуле радиосвязи RRU) или между разными узлами (удаленным модулем радиосвязи RRU и модулем основной полосы частот BBU), считывает обновленную текущую таблицу маршрутизации и передает в модуль оптической коммутации и маршрутизации сигнал управления маршрутизацией, который содержит информацию об адресе передачи и режиме оптической коммутации.
На шаге 305, если сигнал, принятый модулем оптической коммутации и маршрутизации, представляет собой оптический сигнал, переданный исходным вводным устройством, оптический сигнал сначала сохраняют в буфере, а если сигнал, принятый модулем оптической коммутации и маршрутизации, представляет собой сигнал управления маршрутизацией, переданный модулем управления коммутацией, в соответствии с информацией об управлении маршрутизацией осуществляют выбор маршрутизации. Если выбор маршрутизации осуществлен успешно, оптический сигнал, ранее сохраненный в буфере, считывают и передают в целевое выводное устройство, а информацию о выборе маршрутизации после успешного осуществления выбора передают в модуль управления коммутацией. Если выбор маршрутизации осуществлен неуспешно, информацию о выборе маршрутизации после неуспешного выбора передают в модуль управления коммутацией. Если сигнал, принятый модулем управления коммутацией, представляет собой информацию о выборе маршрутизации, переданную модулем оптической коммутации и маршрутизации, обновляют текущую таблицу маршрутизации и передают информацию о выборе маршрутизации в модуль адресов передачи, который обновляет справочную таблицу маршрутизации адресов передачи.
На шаге 306, если модуль адресов передачи выполняет запрос маршрутизации успешно или модуль оптической коммутации и маршрутизации выполняет запрос маршрутизации успешно, оптический сигнал исходного вводного устройства передают в целевое выводное устройство посредством волоконно-оптического приемопередатчика.
На шаге 307 целевое выводное устройство принимает оптический сигнал из исходного вводного устройства и осуществляются те же операции, что и в существующей базовой станции eNB.
Операции в нисходящем направлении аналогичны операциям в восходящем направлении. Настоящее изобретение позволяет изменять топологическую схему сети между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB с сети с прямым соединением на коммутируемую сеть, что не только позволяет реализовать режим выделенной связи, режим связи «множество со множеством» и гибкую организацию сети, но также позволяет модулю основной полосы частот BBU и удаленному модулю радиосвязи RRU базовой станции eNB осуществлять связь с удаленными модулями радиосвязи RRU и модулями основной полосы частот BBU разных производителей и обеспечивает увеличение дальности передачи.
Таким образом, посредством устройства для оптической коммутации и способа оптической коммутации для базовой станции eNB в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения топологическая схема сети между модулем основной полосы частот BBU и удаленным модулем радиосвязи RRU базовой станции eNB может быть изменена с сети с прямым соединением на коммутируемую сеть, что не только позволяет реализацию режима выделенной связи, режима связи «множество со множеством» и гибкую организацию сети, но также обеспечивает связь модуля основной полосы частот BBU и удаленного модуля радиосвязи RRU базовой станции eNB с удаленными модулями радиосвязи RRU и модулями основной полосы частот BBU разных производителей. В частности, предлагаемые устройство и способ могут применяться в многорежимной базовой станции, модуль основной полосы частот BBU и удаленный модуль радиосвязи RRU могут подстраиваться под разные режимы, при этом возможно увеличение дальности передачи.
Приведенное выше описание предназначено лишь для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не предназначено для ограничения настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники очевидны различные альтернативы и изменения в настоящем изобретении. Формула изобретения включает все модификации, эквивалентные замены и улучшения в пределах сущности и объема настоящего изобретения.