一种环形组网系统及故障检测和恢复方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种环形组网系统及故障检测和恢复方法。

背景技术：

分布式小区组网场景中，射频拉远模块(Radio Remote Unit，简称RRU)级联带来了可靠性降低的问题。如图1所示，多个RRU通过光纤串行级联至基带处理单元(Building Baseband Unit，简称BBU)，任意一级光纤传输故障或者RRU设备故障，都会影响到下级RRU的业务。

而基于如图1所示的级联组网方式，目前比较常见的故障处理方式为：当BBU检测到RRU丢心跳或者光纤LOP告警时，则通过扩展多个CPRI物理层控制字从反向链路通知RRU进行组网切换，并调整BBU的天线交换数据，达到恢复故障的目的。

由此可见，现有故障处理方式主要有如下的缺点：1)需要扩展多个CPRI物理层控制字，比较复杂；2)故障检测和组网调整都需要通过BBU控制，实时性差，响应时间较长，不容易达到业务不中断的效果；3)天线数据配置，时延测量和配置需要在检测到故障后计算和处理，速度较慢；4)故障检测手段单一，检测不够及时。

技术实现要素：

针对现有技术故障检测复杂、实时性差、响应时间较长、时延测量和配置速度较慢、以及故障检测手段单一且不够及时的缺陷，本发明提供了一种环形组网系统及故障检测和恢复方法。

第一方面，本发明提供了一种环形组网系统，包括：依次连接且形成回路的基带处理单元BBU及至少两个射频拉远模块RRU；

其中，首级RRU的一个光口与所述BBU的一个光口连接，末级RRU的一个光口与所述BBU的另一个光口连接。

第二方面，本发明提供了一种环形组网系统的故障检测和恢复方法，所述方法包括：

系统中的射频拉远模块RRU对上联光口进行检测；

当所述RRU检测到所述上联光口传输故障时，所述RRU切换上联光口；

所述RRU从切换后的上联光口恢复时钟；

若恢复时钟成功，则所述RRU继续运行，若恢复时钟失败，则重新执行所述切换上联光口的步骤。

优选地，所述上联光口传输故障包括：时钟恢复告警、光纤链路告警、对端RRU发送的光纤接收告警标识指示光纤存在故障或接收的上联光口标识变化。

优选地，所述RRU切换上联光口，包括：

打开切换后的上联光口的控制和管理C&M通道，并关闭切换前的上联光口的C&M通道；

更新所述RRU两个光口的上联光口标识；

判断所述RRU是否连接有下级RRU，若所述RRU连接有下级RRU，则从所述上联光口向所述RRU的另一个光口转发业务数据。

优选地，所述系统中的射频拉远模块RRU对上联光口进行检测之前，该方法还包括：

当所述RRU启动时，对所述RRU进行初始化，以确定所述RRU的上联光口及提取时钟同步信号。

优选地，对所述RRU进行初始化，包括：

所述RRU启动时，选择第一光口为上联光口，并从所述第一光口恢复时钟；

若所述时钟恢复成功，则获取所述RRU的第二光口接收的物理层控制字中的上联光口标识；

若所述上联光口标识为1，则开启C&M通道，并从所述第一光口向所述第二光口转发业务数据；

若所述时钟恢复失败，则切换上联光口，选择所述RRU的第二光口为上联光口，并从所述第二光口恢复时钟。

第三方面，本发明提供了一种环形组网系统的故障检测和恢复方法，所述方法包括：

基带处理单元BBU对所述系统中的每个RRU的上联光口进行检测；

当所述BBU检测到所述系统中任一RRU的上联光口发生变化时，则调整上下行业务数据在两个光口上的分配，并向该RRU发送IQ数据通道配置消息；

所述BBU重新测量光纤时延。

优选地，所述基带处理单元BBU对所述系统中的每个RRU的上联光口进行检测，包括：

所述BBU接收系统中RRU发送的IR消息；所述IR消息包括该RRU的上联光口号；

将所述上联光口号与所述BBU中存储的该RRU对应的上联光口号进行比较；

若所述上联光口号与所述BBU中存储的该RRU对应的上联光口号不一致，则判定该RRU的上联光口发生变化。

优选地，所述判定该RRU的上联光口发生变化之后，该方法还包括：

所述BBU更新所述BBU中存储的该RRU对应的上联光口号。

优选地，所述BBU对所述系统中的每个RRU的上联光口进行检测之前，该方法还包括：

所述BBU将两个光口的C&M通道打开；

所述BBU保存系统中每个RRU对应的上联光口号信息。

由上述技术方案可知，本发明提供一种环形组网系统及故障检测 和恢复方法，通过扩充一个物理层控制字，即光纤接收告警标识和上联光口标识，用于故障检测和组网指示；通过扩充的物理层控制字，能够及时地检测到光纤单通的故障场景，能够更快地启动故障处理动作；RRU能够自动检测组网拓扑结构，当发生变化时自动作出响应动作，无需等待BBU干预；且在故障产生以及排障恢复过程中都能够达到不影响业务的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是现有技术中分布式小区链型组网的示意图；

图2-1是本发明一实施例提供的一种环形组网系统的结构示意图；

图2-2是本发明另一实施例提供的一种环形组网系统的结构示意图；

图2-3是本发明另一实施例提供的一种环形组网系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种环形组网系统的故障检测和恢复方法的流程示意图；

图4是本发明另一实施例提供的RRU初始化过程的流程示意图；

图5是本发明一具体实施例提供的一种环形组网系统的故障检测和恢复方法的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的一种环形组网系统的故障检测和恢复方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2-1、图2-2及图2-3所示，本发明一实施例提供了一种环形组网系统，该系统包括：依次连接且形成回路的基带处理单元BBU及至少两个射频拉远模块RRU；其中，首级RRU的一个光口与所述BBU的一个光口连接，末级RRU的一个光口与所述BBU的另一个光口连接。需要说明的是，末级RRU通过备用光纤连接到BBU另外一个光口。

本实施例中，分布式小区通过环形组网方式，将末级RRU环回连接至BBU基带板，在某条光纤或者某级RRU故障的情况下，启动备份的环回链路，达到不影响其它设备业务的效果。

具体来说，环形组网在建网时，要去按照链型组网的方式，每个RRU的光口0连上级RRU，光口1连下级RRU。首级RRU的光口0连BBU的光口0，末级RRU的光口1连到BBU的光口1。如图2-1所示。

根据业务数据的流向，环形组网的拓扑可分为如图2-1、图2-2及图2-3三种形式。

为了便于描述，令从BBU光口0收发数据的链型为正方向链，从光口1收发数据的链型为反方向链，则：

(1)正方向链上，RRU从光口0接收下行数据，将数据转发至光口1。

(2)反方向链上，RRU从光口1接收下行数据，将数据转发到光口0上。

(3)正、反方向链的数据都在本链的末级RRU上终止。末级RRU不向下转发下行业务，同时关闭非上联光口的C&M数据通道。

由此可见，图2-1所示网络中4个RRU均在正方向链上；图2-2 所示网络中，2个RRU在正方向链上，2个RRU在反方向链上；图2-3所示网络中4个RRU均在反方向链上。

基于上述环形组网的基站系统，如图3所示，为本发明另一实施例提供的一种环形组网系统的故障检测和恢复方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

S101：系统中的射频拉远模块RRU对上联光口进行检测。

S102：当所述RRU检测到上联光口传输故障时，所述RRU切换上联光口。

其中，所述上联光口传输故障包括：时钟恢复告警、光纤链路告警、对端RRU发送的光纤接收告警标识指示光纤存在故障或接收的上联光口标识变化。光纤接收告警标识和上联光口标识为IR接口物理层控制字中扩展的环形组网控制字。

则具体地，当RRU在自身检测到传输故障时或者在上联光口物理层控制字收到“光纤接收告警标识”为1时(1标识对端RRU光口存在接收故障)，进行上联光口切换；或者，当RRU中的现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)在检测到时钟恢复告警时(RRU从上联光口中恢复时钟信号失败时)，进行上联光口切换；或者，RRU上联光口接收到对端RRU发送的上联光口标志从0变为1时，进行上联光口切换。

S103：所述RRU从切换后的上联光口恢复时钟，并判断恢复时钟是否成功。

具体来说，切换上联光口后，该方法还包括：更新两个光口物理层控制字中的上联光口标识，上联光口为1，另一个光口为0。

S104：若恢复时钟成功，则所述RRU继续运行；若恢复时钟失败，则转至步骤S102重新执行所述切换上联光口的步骤。

本实施例中，步骤S102中切换上联光口的步骤，具体包括：

A01、打开切换后的上联光口的控制和管理C&M通道，并关闭切换前的上联光口的C&M通道；

A02、更新所述RRU两个光口的上联光口标识；

A03、判断所述RRU是否连接有下级RRU，若所述RRU连接有下级RRU，则从所述上联光口向所述RRU的另一个光口转发业务数据。

具体来说，当RRU的另一个光口(非上联光口)接收到上联光口标识为1，即与该RRU另一个光口连接的是另一个RRU的上联光口，则从该RRU的上联光口向另一个光口转发业务数据。则在排障恢复过程中能够达到不影响业务的效果。

本实施例中，RRU在上联光口切换后，接收到的BBU物理层控制字中的光纤端口号字段发生变化，因此，RRU发送的IR消息中RRU的上联光口号改变，BBU即可检测到网络拓扑的变化。

本实施例中，步骤S101之前还包括：对IR接口物理层控制字进行扩展，增加环形组网控制字，环形组网控制字包括：上联光口标识和光纤接收告警标识。其中：

(1)上联光口标识：用于表示此光口是否为该RRU的上联光口，1代表是，0代表否。我们通过这个标识来判断RRU的级联方向。

RRU选定一个光口作为上联光口，在此光口发送该上联光口标识为1，在另一光口发送上联光口标识为0。而RRU默认优先选择光口0为上联光口，当无法从选定的上联光口中提取时钟同步信号时，切换上联光口。非上联光口默认不开启C&M数据通道。RRU默认不从上联光口向另一个光口转发业务数据。

RRU选定了上联光口后，检查另一个光口接收到的信号，若其接收的物理层控制字中“上联光口指示”为1，则开启该光口的C&M数据通道和业务通道，将业务数据从上联光口转发到该光口,否则不开启C&M数据通道和转发业务数据。

对于BBU，上联光口标识始终为0。

(2)光纤接收告警标识：用于指示光口是否存在接收故障,1代表是，0代表否。能够区分光纤单通的情况，达到快速检测光纤故障的目 的。

光纤传输的收、发使用两根光纤。RRU只能检测到自己的收端是否故障，无法判断自己的发端是否正常。在接收光纤正常时，则可通过对端RRU的光纤接收告警标识获知另外一根光纤(即发送光纤)是否故障。则具体方法为：每个RRU在自身的接收正常时，将物理层控制字中的“光纤接收告警标识”置为0，否则置为1。

BBU对光纤接收告警标识的处理方式同RRU一样，都是根据本端接收的状态确定如何置位。

本实施例中，步骤S101之前，该方法还包括如下步骤：

S100：当所述RRU启动时，对所述RRU进行初始化，以确定所述RRU的上联光口及提取时钟同步信号。即对系统中的RRU进行初始化的过程。

具体来说，如图4所示，步骤S100，包括如下步骤：

S401：所述RRU启动时，选择一个光口为上联光口；

其中，一个光口可为图2-1至图2-3中的光口0。

S402：从选定的上联光口恢复时钟；

S403：判断所述时钟是否恢复成功；

S404：若时钟恢复成功，则获取所述RRU的另一个光口接收的物理层控制字中的上联光口标识；

S405：若所述上联光口标识为1，则开启C&M通道，并从上联光口向另一个光口转发业务数据；

S406：若所述上联光口标识为0，则继续完成RRU初始化其他部分；

S407：若时钟恢复失败，切换上联光口，选择所述另一个光口为上联光口，并转至步骤S402。

可理解的是，环形组网系统中的每个RRU启动时，都按照上述流程进行初始化。

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面通过一个较为具体的 实施例来说明环形组网系统中RRU侧的故障检测和恢复方法，如图5所示，该方法包括如下步骤：

1、RRU2检测到光纤故障，则RRU2进行上联光口切换；

2、RRU2更新上联光口标识，则光口0的上联光口标识从1变为0，而光口1的上联光口标识从0变为1；

可理解的是，预先设置每个RRU的光口0为上联光口。则步骤2将RRU2的光口1选择为新的上联光口。

3、RRU3检测到接收到RRU2发送的上联光口标识变化，则RRU3进行上联光口切换；

4、RRU3更新上联光口标识，则光口0的上联光口标识从1变为0，而光口1的上联光口标识从0变为1；

其中，步骤4将RRU3的光口1选择为新的上联光口。

5、RRU4检测到接收到RRU3发送的上联光口标识变化，则RRU4进行上联光口切换；

则进一步地，RRU4更新上联光口标识，则光口0的上联光口标识从1变为0，而光口1的上联光口标识从0变为1。即将RRU4的光口1选择为新的上联光口。

6、RRU4从BBU的光口1获取时钟同步信号；

7、RRU3从RRU4的光口0获取时钟同步信号；

8、RRU2从RRU3的光口0获取时钟同步信号。

需要说明的是，等待时间要足够长，在正常情况下，需等待至步骤8完成为止。

本实施例提供了一种环形组网系统的故障检测和恢复方法，通过扩充一个物理层控制字，即光纤接收告警标识和上联光口标识，用于故障检测和组网指示；通过扩充的物理层控制字，能够及时地检测到光纤单通的故障场景，能够更快地启动故障处理动作；RRU能够自动检测组网拓扑结构，当发生变化时自动作出响应动作，无需等待BBU干预；且在故障产生以及排障恢复过程中都能够达到不影响业务的效 果。

如图6所示，为本发明另一实施例提供的一种环形组网系统的故障检测和恢复方法的流程示意图，该方法是基于环形组网系统从BBU侧来看的，该方法包括如下步骤：

S601：BBU对所述系统中的每个RRU的上联光口进行检测。

S602：当所述BBU检测到所述系统中任一RRU的上联光口发生变化时，则调整上下行业务数据在两个光口上的分配，并向该RRU发送IQ数据通道配置消息。

S603：所述BBU重新测量光纤时延。

即BBU重新发起光纤时延校准程序。

本实施例中，步骤S601中BBU对RRU的上联光口进行检测的过程，具体包括如下步骤：

B01：基带处理单元BBU接收射频拉远模块RRU发送的IR消息。

其中，所述IR消息包括所述RRU对应的上联光口号。

B02：将IR消息中的上联光口号与所述BBU中存储的该RRU对应的上联光口号进行比较。

B03：若所述上联光口号与所述BBU中存储的该RRU对应的上联光口号不一致，则判定该RRU的上联光口发生变化。

具体来说，BBU的IR接口上收到RRU的高层消息中携带的光纤端口号，根据该光纤端口号可判别此RRU处于哪个方向的链路上。如光口号为0，则说明此RRU在正向链上，光口0为上联光口，否则，处于反向链上，光口1为上联光口。因此，当BBU检测到某个RRU的上联光口改变时，即可判定此时网络拓扑发生了改变。

需要说明的是，步骤B02之后，该方法还包括：

若两者不一致，则BBU更新所述BBU中存储的该RRU对应的上联光口号。具体地，需保存IR消息中RRU的上联光口号。

本实施例中，步骤S601之前，该方法还包括步骤：

所述BBU将两个光口的C&M通道打开；并保存系统中每个RRU 对应的上联光口号信息。

具体来说，为了保证RRU在每种网络拓扑下得到的RRU的ID不变，要求BBU同时使能0,1两个光口的C&M通道，光口0的RRUID分配规则为从1到n递增,光口1为从n到1递减；(n为每光口最大级联数)。

应当注意的是，在本发明的系统的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。