本公开涉及一种用于切换用于通过传输网络的传输的数据信号的方法。本公开还涉及一种用于切换用于通过传输网络的传输的数据信号的设备以及涉及一种用于交换数据信号的系统。
背景技术：
在蜂窝通信网络中，无线电基站（rbs）提供在覆盖区域或小区上的无线电网络覆盖。网络的rbs与通信网络核心段之间的通信链路称作移动回程（mbh）或回程。在传统架构中，无线电和基带处理两者均在rbs中执行，rbs输出以太网信号，其然后使用微波和/或光纤通过mbh来传输。在一些实现中，rbs可分离为一个或多个无线电单元和一个或多个基带处理单元，从而除其它优点以外，使能无线电单元放置的优化。无线电单元可称作远程无线电单元（rru）或无线电设备（re）。基带处理单元可称作数字单元（du）或无线电设备控制器（rec）。这类部署中的re与rec之间的通信链路统称为移动前传（mfh）或前传，以及re与rec之间的接口在以下说明书中称作前传接口（fhi）。通用公共无线电接口（cpri）指定fhi的接口协议，从而管理re与rec之间的rbs通信。
xhaul范例提出公共连接性段中的mfh和mbh的组合，旨在实现5g通信网络将要求的技术转移。xhaul提出从re向集中rec池的cpri业务以及从常规rbs向另外的聚合级的以太网业务的并发传输。
将要求5g网络适应与当前水平相比的带宽使用的指数增加。由于cpri的带宽密集性质，带宽的这个增加可能使cpri的使用对前传通信不切实际：cpri带宽能够高达是等效无线电信号带宽的30倍，意味着对于10gbps无线电信号，cpri可达到无法管理的300gbps。
技术实现要素：
按照本公开的第一方面，提供一种用于切换通过传输网络所传送的数据信号的方法；该方法包括接收第一信号类型的多个输入数据信号，其中第一信号类型的多个数据信号包括无线电设备（re）与无线电设备控制器（rec）之间所交换的数据信号。该方法还包括将多个输入数据信号聚合为所聚合第一数据信号，接收与第一信号类型不同的第二信号类型的第二数据信号，并且将第一数据信号与第二数据信号进行复用，以形成组合数据信号。该方法还包括将组合数据信号转发到传输网络。将第一数据信号与第二数据信号进行复用包括对于组合数据信号的帧将第一数据信号分配给为第一数据信号所保留的帧的一部分，并且将第二数据信号分配给该帧的剩余部分。
因此，有效地传输包括re与rec之间的数据信号的不同信号类型。
按照本公开的示例，所聚合第一数据信号和组合数据信号可与参考定时信号同步，和/或将所聚合第一数据信号与第二数据信号进行复用以形成组合数据信号可包括执行所聚合第一数据信号与第二数据信号的时分复用。
按照本公开的示例，第二输入数据信号可包括无线电基站（rbs）与核心网络之间所交换的数据信号。
按照本公开的另一方面，提供用于切换通过传输网络所传送的数据信号的设备；该设备包括：多个端口，配置成接收在re与rec之间所交换的第一信号类型的多个输入数据信号；以及第一交换机，配置成将多个输入数据信号聚合为所聚合第一数据信号。该设备还包括：端口，配置成接收与第一信号类型不同的第二信号类型的第二数据信号；复用交换机，配置成将第一数据信号与第二数据信号进行复用，以形成组合数据信号；以及接口，配置成将格式化的组合数据信号转发到传输网络。复用交换机包括成帧器，其配置成对于组合数据信号的帧，通过将第一数据信号分配给为第一数据信号所保留的帧的一部分，并且将第二数据信号分配给该帧的剩余部分，来复用第一和第二数据信号。
按照本公开的另一方面，提供用于切换通过传输网络所传送的数据信号的设备；该设备包括处理器和存储器，存储器包含由处理器可执行的指令，由此该设备可操作以接收第一信号类型的多个输入数据信号，其中第一信号类型的多个数据信号包括无线电设备（re）与无线电设备控制器（rec）之间所交换的数据信号，并且将多个输入数据信号聚合为所聚合第一数据信号。该设备还可操作以接收与第一信号类型不同的第二信号类型的第二数据信号；将第一数据信号与第二数据信号进行复用以形成组合数据信号；以及将组合数据信号转发到传输网络。将第一数据信号与第二数据信号进行复用包括对于组合数据信号的帧将第一数据信号分配给为第一数据信号所保留的帧的一部分，并且将第二数据信号分配给该帧的剩余部分。
按照本公开的另一方面，提供一种用于交换数据信号的系统，该系统包括：按照本公开的第二或第三方面的第一设备，第一设备配置为中枢节点，并且可操作以从rec和路由器接收输入数据信号；按照本公开的第二或第三方面的第二设备，第二设备配置为远程节点，并且可操作以从re和rbs接收输入数据信号；以及传输网络，耦合在第一设备与第二设备之间。第一设备配置成通过传输网络向第二设备传送第一和第二类型的数据信号，以及第二设备配置成通过传输网络向第一设备传送第一和第二类型的数据信号。
按照本公开的另一方面，提供一种包含指令的计算机程序，所述指令在运行于至少一个处理器上时，使至少一个处理器执行按照本公开的第一方面的方法。
按照本公开的另一方面，提供一种包含按照本公开的前述方面的计算机程序的载体，该载体包括电子信号、光学信号、无线电信号或计算机可读存储介质。
附图说明
为了更好地理解本公开以及更清楚地示出它可如何来实现，现在将作为示例参照以下附图，其中：
图1是示出用于交换数据信号的系统中的元件的框图；
图2是示出用于切换通过传输网络所传送的数据信号的方法中的过程步骤的流程图；
图3是示出切换设备中的功能单元的框图；
图4是示出中枢节点的框图；
图5是示出远程节点的框图；
图6a和图6b示出图4的中枢节点或图5的远程节点中的复用交换机的操作；以及
图7是示出切换设备的另一个示例中的功能单元的框图。
具体实施方式
为了解决cpri的带宽密集性质与5g的带宽要求之间的冲突，无线电协议的新划分可用于re和rec，从而将物理层（l1）处理移“回”到re。可操作以执行l1处理的re在本公开的剩余部分称作修改re或无线电基带单元（rbu），以及与这种修改re协作的rec称作修改rec或基带单元（bbu）。修改re与修改rec之间的接口在本公开中称作修改前传接口（mfi）。rbu（即，rru）与bbu之间的mfi是分组接口。基于分组的mfi协议用于前传，例如配置成携带与用于传输的射频数据对应的无线电数据。mfi分组携带无线电数据（从而允许在rbu（即rru）生成射频信号以用于传输）以及接收的无线电数据（从而要求bbu中的基带处理）。mfi分组没有封装（encapsulate）为采用分组的形式；mfi是分组接口。因此，可要求用于xhaul连接性段的切换解决方案来应对遗留cpri信号流（不是基于分组的）以及应对来自例如回程（例如以太网）的基于分组的协议和新的基于分组的前传接口（例如称作mfi的协议）两者。
分组交换机提供在相同切换引擎中管理以太网和新的基于分组的前传协议两者的优点。然而，当这些信号两者均由相同交换机来处理时，分组延迟变化（pdv）和延迟控制难以管理。ieee802.1时间敏感连网任务组（tsntg）正研究这个问题，但是对于等待时间（在多个切换跳的情况下）、在下游和上游要确保的确定性延迟、pdv和同步分布存在问题。
电路交换机比分组交换机更好地应对抖动和延迟控制，但是不能提供统计复用增益，统计复用增益对操控5g中预期的命令（order）的业务负载是有用的。预期5g业务的特性在于高突发分布，其具有高达每扇区10gbps的峰以及低至200kbps的平均业务。在没有统计复用的情况下，服务于100个扇区的网络可能要求1tbps。引入统计复用允许网络的确定尺寸适应一个峰（即10gbps）以及100倍的平均业务（即20mbps）。
本公开的方面提供分层切换架构和方法，按照其可转发不同信号类型的输入数据信号以用于通过传输网络的传输。分层切换架构和方法的示例可使能统计复用增益的利用，同时还确保组合前传和回程通信的实现中的确定性延迟和低pdv。架构和方法可涉及分组、时分复用和传输网络元件。架构的实现可涉及充当中枢节点的第一切换设备以及充当远程节点的第二切换设备。中枢和远程节点的每个可包括第一、第二和第三级，如以下所述。
考虑中枢节点，该节点可包括第一级，其包括一个或多个独立交换机，每个交换机操控一种同构类型的信号。例如，第一独立交换机可操控mfi信号，第二独立交换机可操控遗留无线电信号（例如cpri信号），以及第三单独交换机可操控以太网信号。例如作为可由不同供应商所提供的不同mfi或cpri实现可由专用交换机来管理。可通过提供外部定时参考来使每个交换机的输出是时间同步的。在一些示例中，电路交换前传数据信号被转换成分组交换格式。在一些示例中，cpri交换机可包括交换工作功能（iwf），使得输出帧具有以太网格式。
中枢节点的第二级可包括时分复用（tdm）交换机，其接收作为输入的第一级的交换机的输出，并且将这些第一级输出指派给帧中的时隙。第二级tdm交换机可接收与第一级交换机相同或公共外部定时参考，从而使能同步操作。
中枢节点的第三级可包括用于格式化tdm交换机的输出以用于通过相关传输网络的传输的接口。在光传输网络的情况下，这个格式化可包括将可重新配置波长指派给tdm交换机所输出的tdm帧。对于不同传输网络类型可设想其它格式化示例。
充当远程节点的切换设备可包括对以上在中枢节点的上下文中所述那些的补充第一、第二和/或第三级。因此，中枢节点和远程节点可起作用以通过使用外部定时参考来使分组业务同步，因此使能延迟的控制和pdv的最小化。中枢节点通过传输网络（例如光网络）与一个或多个远程节点进行通信。传输网络是一个或多个re与一个或多个rec之间的前传网络，并且还提供具有集成基带处理的rbs与核心网络之间的通信（即，回程）。分组业务可封装在标准以太网和标准传输网络格式化中，以确保与当前网络的完全交互工作。
图1示出示例系统，其包括如上所述的中枢节点40和多个远程节点60。为了说明的目的而更详细示出远程节点60之一的连接性。在图1的示例系统中，传输网络50（经由其，中枢和远程节点40、60进行通信）实现（一侧的）一个或多个基带处理单元（例如处理分组mfi信号的bbu、处理非分组无线电信号（例如cpri）的一个或多个du）和用于回程业务的分组交换机/路由器10与（另一侧的）多个rbu、rru和/或rbs（即，re和/或rbs）之间的xhaul连接性。
中枢节点40和远程节点60通过提供回程和前传两者（即，xhaul）连接性的传输网络50来耦合。在一些示例中，传输网络50是光网络。例如，re与rec之间的光网络包括光学链路（例如光纤），并且信号以光学格式来携带。一些示例采用otn技术，或者可采用诸如同步数字系列（sdh）、波分复用（wdm）、tdm、以太网等的其它技术。
中枢节点40连接到一个或多个基带处理单元（例如bbu），其可包括在bbu池20中，从其中，它接收采用mfi数据信号形式的多个第一数据信号。中枢40可选地还连接到一个或多个另外的基带处理单元（例如du），其可包括在du池30中，从其中，它接收采用数字化无线电信号（例如cpri信号）的形式的多个第三数据信号。中枢40还连接到分组路由器10，从其中，它接收采用回程分组信号形式的第二数据信号，其例如可包括以太网业务。
中枢40包括定时控制器，其与每个远程节点60中的定时控制器交换参考定时信息，其例如使用同步以太网或ieee1588协议来生成或接收。
每个远程节点60连接到一个或多个rbu70，从其中，远程节点60传递mfi信号。远程节点60还连接到一个或多个rru80，从其中，远程节点60接收多个非分组无线电信号，例如cpri信号。远程节点60还可连接到一个或多个rbs90，从其中，远程节点接收回程业务，其例如可以是以太网业务。在一些示例中，系统可操控第一、第二和/或第三数据信号的一个或多个的任何组合。
图2示出用于切换通过传输网络所传送的数据信号的示例方法100。方法100的步骤可在切换设备中进行，切换设备可充当中枢节点40或者充当远程节点60，如图1的示例系统所示并且如以下将参照图3至图7进一步详细解释。
参照图2，在第一步骤110，该方法包括接收第一信号类型的多个输入数据信号。第一信号类型的多个数据信号包括无线电设备（re）与无线电设备控制器（rec）之间所交换的数据信号，以及每个数据信号可在专用re与rec之间交换，该rec可包括在rec池（其包括多个rec）中。在一些示例中，数据信号可包括分组数据信号。分组数据信号的层1处理可在re执行。因此，re和rec可以是修改re或rbu和修改rec或bbu，其中无线电和l1处理两者均在re执行。第一数据信号可称作mfi信号。第一信号类型（例如mfi）可以是无线电数据，提供信号以用于传输或者由天线在射频接收。例如，无线电数据可以是i/q数据。无线电数据可以是数字化或模拟的。第一信号类型可包括在修改re与修改rec（又称作rbu与bbu）之间的分组中携带的数据。无线电数据由rec来处理，以转换成基带信号或者从基带信号转换。称作mfi的分组前传数据协议可在re和/或rec以分组格式来生成和/或接收。无线电数据的mfi格式可提供与cpri相同或相似的功能，除了分组格式之外。
第一信号类型的多个输入数据信号可服从如在步骤110a所示的延迟规范（delayspecification），其可包括一个或多个延迟或等待时间要求，每个延迟或等待时间要求适用于多个输入数据信号的特定一个。在修改re与rec之间的mfi信号的情况下，信号可服从严格等待时间要求，以确保充分的服务性能。在一些示例中，该方法还可包括从rec或者从rec的池接收延迟规范。
在第一多个数据信号的接收之后，方法100于是包括在步骤120将多个输入数据信号聚合为所聚合第一数据信号。这个聚合步骤可在一个或多个专用交换机中执行，并且组成上述第一级的一部分。在这个第一级中，不同类型的信号由不同交换机独立操控。例如，第一级交换机操控mfi信号的聚合/切换，以及单独第一级交换机操控非分组前传信号（例如cpri）的聚合/切换，和/或单独第三级交换机操控分组回程信号的聚合/切换。
在一些示例中，第一级聚合可组合来自相同类型的多个输入数据信号的不同信号的数据。所聚合信号可被聚合到所聚合第一数据信号的相同帧中，或者聚合可散布于所聚合第一数据信号的多个不同帧上。对于每种类型的数据信号情况可以是这样。
所聚合第一数据信号在一些示例中可与参考定时信号同步，所述参考定时信号可作为方法100的部分来生成或接收，例如方法100还可包括经由synce或使用ieee1588协议或者以其它适当方式来接收或生成参考定时信号。
步骤120可在专用分组交换机中执行，并且可涉及执行多个输入数据信号的统计复用的步骤120a。
统计复用可包括确定输入数据信号的总带宽，其可按照每个数据信号的需求在多个输入数据信号之间共享。因此，每个数据信号没有被分配静态带宽分配，而是共享公共分配。总带宽可基于多个输入数据信号的预测瞬时业务需求。基于并非全部输入数据信号都正使用最大业务的假设，所分配的总带宽可比通过合计单独数据信号要求所指示的要低。在一些示例中，统计复用可被视为将所聚合第一数据信号分为与多个输入数据信号对应的任意数量的可变比特率数字信道或数据流，并且按照多个输入数据信号的瞬时业务需求来适配对不同信道的比特率的分配。统计复用可在与多个输入数据信号所服从的延迟规范的顺应性的限制之内执行，如在步骤120b所示。例如，统计复用按照延迟和/或等待时间要求来执行。
在步骤130，方法100包括接收与第一信号类型不同并且不服从可适用于第一信号类型的多个输入信号的延迟规范的第二信号类型的第二数据信号。在一些示例中，第二输入数据信号可包括无线电基站（rbs）与核心网络之间所交换的分组（例如以太网）数据信号，如在步骤130a所示。在一些示例中，第二数据信号的多个子信号可在步骤132例如从多个rbs来接收，以及方法100还可包括在步骤134组装子信号以形成第二输入数据信号。如先前所述，可通过在第二输入数据信号的单个帧中组合不同子信号，或者通过将不同子信号散布于第二输入数据信号的不同帧上，来组装子信号。每个子信号可在不同rbs与核心网络之间交换。组装子信号以形成第二输入数据信号的步骤可在一个或多个专用交换机中执行，并且还组成上述第一级的一部分，其中独立操控不同类型的信号。第二信号类型携带用于与核心网络的通信的回程。因此，第二信号类型不服从第一信号类型（其携带用于前传的分组无线电数据）的相同延迟/等待时间要求。
在一些示例中，方法100还可包括接收与第一和第二信号类型不同的并且也可服从延迟规范的第三信号类型的多个输入数据信号的步骤136。如在步骤136a所示，第三信号类型的多个输入数据信号例如可以是re与rec之间所交换的无线电信号（例如cpri信号），其可包括在rec池（其包括多个rec）中。方法100还可包括将第三信号类型的多个输入数据信号复用为与参考定时信号同步的第三数据信号的步骤138。在一些示例中，复用可将来自第三信号类型的多个输入数据信号的不同输入数据信号的数据组合到第三数据信号的相同帧中，或者复用可散布于第三数据信号的若干不同帧上。
步骤138还可包括例如通过应用iwf将第三数据信号转换成分组格式，例如以太网格式。将第三信号类型的多个输入数据信号复用为第三数据信号的步骤可在一个或多个专用交换机中执行，并且还组成上述第一级的一部分，其中独立操控不同类型的信号。
在步骤140，方法100包括将第一数据信号与第二数据信号以及第三数据信号（若被接收的话）进行复用，以形成组合数据信号。在一些示例中，复用与参考定时信号同步。复用步骤140可在另外的复用交换机中执行，并且组成上述第二级，其中复用交换机接收作为输入的第一级的交换机的输出，并且将这些第一级输出指派给帧的部分。复用步骤140包括在步骤142将来自第一数据信号的一部分（例如分组）分配给为第一数据信号所保留的组合数据信号的帧的一部分。为分配所选的第一数据信号的部分或分组可选择成确保与第一多个输入数据信号可以服从的延迟规范的顺应性，如在步骤142a所示。
复用步骤140然后可包括在，如果已经接收到第三数据信号，则在步骤144将来自第三数据信号的一部分（例如分组）分配给为第三数据信号所保留的帧的一部分。一部分或分组再次可选择成确保与第三数据信号所服从的延迟规范的顺应性。复用步骤140然后包括在步骤146将来自第二数据信号的一部分（例如一个或多个分组）分配给帧的剩余部分。如上所述，第二数据信号可以不服从与第一和第三数据信号类型相同的严格延迟要求，并且因而可用来在一旦已经分配了第一（和可选的第三）数据信号时，填充帧中可用的任何剩余资源。
在本发明的一些示例中，复用步骤140可在tdm交换机中作为时分复用来执行。组合数据信号帧的所保留和剩余部分可以是时隙。因此，第一、第二和/或第三数据信号可按照时隙来布置在传输帧中，即可以被时分复用。tdm交换机可提供通过电路交换信道（例如光学信道）的传输。由第一（和可选的第三）数据信号所携带的无线电数据具有帧中的保留时间分配。因此，第一和第三数据信号的数据（例如无线电数据、回程数据）的不同类型的分组在相同帧中作为时间复用信号来携带。在一些示例中，时隙可以以先前聚合步骤中使用的参考定时信号的倍数来分配，如以下参照图6a和图6b进一步详细描述。复用140生成帧，其包括多于一种类型（例如第一、第二和/或第三类型中的一个或多个）的信号。第一、第二和/或第三类型的信号本身已经在第一级与特定类型的多个源（例如多个第一类型信号（例如mfi））分开地聚合。
一旦已经形成了组合数据信号，方法100可包括在步骤150格式化用于通过传输网络的传输的组合数据信号，以及在步骤160，将格式化组合数据信号转发到传输网络。在一些示例中，传输网络可以是例如将otn用于传输的光网络。格式化步骤150可包括在步骤150a将可重新配置波长指派给组合数据信号的帧。在其它示例中，可设想备选传输网络技术，包括同步数字系列（sdh）、tdm、以太网等。在一些示例中，传输网络可使用任何同步传输协议，包括如上所述的otn或同步以太网（synce）。在这类情况下，适当格式化步骤可在步骤150执行，以使能通过传输网络的组合数据信号的传输。格式化步骤150组成上述第三级，其中格式化组合数据信号以用于通过相关传输网络的传输。因此，以上所述的第一、第二和第三级的步骤允许对应交换机接收数据并且将其分发给计划内的目的地。
将会领会，上述方法步骤示出一种切换方法，其中多种不同信号类型被组合以用于通过传输网络进行传输。方法100还可包括促进组合数据信号的接收、分量数据信号的提取以及分量数据信号到其计划内的接收方的切换的步骤。例如，方法100还可包括从传输网络接收组合数据信号，格式化所接收信号以用于在第二级将格式化接收信号进行处理并且解复用为第一数据信号和第二数据信号以及（在一些示例中）第三数据信号。解复用信号按照其类型来传送给不同交换机，即，第一信号类型分组被切换到专用第一信号类型交换机，第二信号类型分组被切换到分组交换机/路由器10，以及第三信号类型数据被切换到第三信号类型交换机。
该方法还可包括在第一级将第一数据信号分解为多个第一数据信号，将第三数据信号解复用为多个第三数据信号，并且输出多个第一数据信号、多个第三数据信号和第二数据信号。这个分解或解复用按照相同帧中携带的不同协议在单独交换机中进行。解复用格式化接收信号的过程可包括对于格式化接收信号的帧从为第一数据信号所保留的帧的一部分将分组提取到第一数据信号，从为第三数据信号所保留的帧的一部分将分组提取到第三数据信号，并且从帧的剩余部分将分组提取到第二数据信号。从特定类型的所提取数据信号（例如第一数据信号），第一级将信号分离为分量第一数据信号的每个的单独目的地。因此，多个节点（例如rbu、bbu）可使用所述系统同时通信，其中相同类型的多个流在专用交换机中作为单独步骤而分离/组合以便与不同数据类型分离/组合。
图3示出切换设备200，其可例如在接收来自计算机程序的适当指令时进行方法100的步骤。将会领会，图3所示的单元可采用硬件、固件和/或软件的任何适当组合来实现。例如，单元可包括一个或多个处理器以及包含由一个或多个处理器可执行的指令的一个或多个存储器。可在任何程度上集成单元。切换设备200对应于以上参照图1所述的中枢节点40或远程节点60的任一个。以下描述提供由切换设备200作为中枢节点进行的传输的示例；作为远程节点的传输和作为中枢节点或远程节点的接收也在下面概述，并且可被理解为以对应方式起作用。
参照图3，切换设备200包括多个端口210，其配置成接收（或者在接收操作的情况下输出）无线电数据的第一信号类型的多个输入数据信号。第一信号类型的多个输入信号可服从延迟规范。多个端口可配置成接收多个输入数据信号，其各自在re与rec之间交换。如上所述，第一输入数据信号可以是通过传输网络在无线电单元（re、rru或rbu）与基带处理单元（例如rec、du或bbu）之间所交换的mfi业务的分组数据信号。
切换设备200还可包括采用可配置成提供定时参考信号的定时控制器270的形式的定时功能。定时控制器可例如经由synce或ieee1588协议或者以另外的适当方式来生成或接收定时参考信号。定时控制器270还可配置成例如从rec或rec的池来接收第一信号类型的多个数据信号的延迟规范，备选地，第一信号类型的多个数据信号的延迟规范可由复用交换机240来接收，如以下所述。
切换设备200包括第一交换机220，其可以是分组交换机，并且配置成将多个输入数据信号聚合为所聚合第一数据信号。所聚合第一数据信号在一些示例中可与参考定时信号同步。端口210连接到第一交换机220，以向第一交换机220传递多个第一数据信号。第一交换机220可配置成执行多个输入数据信号的统计复用，以及在一些示例中可在与多个输入数据信号所服从并且例如使用定时控制器270所确定的延迟规范的顺应性的限制之内执行统计复用。
因此，第一交换机220配置成聚合在端口210所接收的多个第一数据信号（例如前传分组无线电信号），每个信号对应于特定re或特定rec。对应地，当通过传输网络接收数据业务时，第一交换机220配置成分离第一信号类型的组合数据信号的分量数据信号，并且将每个分量数据信号切换到适当端口以用于基带处理（或无线电传输）。
切换设备200还包括端口230，其配置成接收或输出与第一信号类型不同并且不服从延迟规范的第二信号类型的第二数据信号。第二数据信号可以是在rbs与核心网络之间（即，回程）所交换的分组（例如以太网）数据信号。在一些示例中，第二输入数据信号包括多个子信号，以及该设备还可包括第二交换机，其配置成组装子信号以形成第二输入数据信号。
切换设备200还可包括多个端口236，其配置成接收或输出与第一和第二信号类型不同的第三信号类型的多个输入数据信号。第三信号类型可服从延迟规范，其可以是与可适用于第一信号类型的延迟规范相同或不同的延迟规范。第三信号类型的输入数据信号可以是在re与rec或rec的池之间所交换的cpri信号。切换设备200还可包括第三交换机238，其配置成将第三信号类型的多个输入数据信号复用为第三数据信号，其在一些实例中与参考定时信号同步。第三交换机可以是复用器，并且可包括iwf239，其配置成将第三数据信号转换成分组格式，例如以太网格式。第三交换机238配置成聚合在端口236所接收的多个cpri信号，每个信号对应于特定re或特定rec。对应地，当通过传输网络接收数据业务时，第三交换机238配置成分离第三信号类型的组合数据信号的分量数据信号，并且将每个分量数据信号切换到适当端口以用于基带处理（或无线电传输）。
切换设备200包括复用交换机240，其配置成将第一数据信号与第二数据信号以及可选的第三数据信号（若被接收的话）进行复用，以形成组合数据信号。组合数据信号还可与参考定时信号同步。复用交换机240包括成帧器242，其配置成对于组合数据信号的帧来复用第一、第二和可选的第三数据信号。复用可以是时间复用。交换机240配置成将第一数据信号分配给为第一数据信号所保留的帧的一部分。可选地，交换机240配置成将第三数据信号分配给为第三数据信号所保留的帧的一部分。在一些示例中，交换机240配置成将第二数据信号分配给帧的剩余部分。因此，第一、第二和第三数据信号由第二级中的交换机240来分配给帧的预定部分（时隙）。
复用交换机240可以是tdm交换机，并且可配置成从第一和第三数据信号来选择分组以用于分配给相关保留部分，以便确保与第一和第三输入信号所服从的延迟规范的顺应性。在一些示例中，复用交换机240生成帧，以用于通过例如由传输网络50所提供的电路交换信道的传输。全部客户端（第一、第二、第三数据信号）在单个容器（例如时分复用容器，例如otn或类似otn的容器）中组帧。在一些方面，交换机240可被视为otn/tsn交换机。
复用交换机240可按照一个或多个标准来调度第一、第二和/或第三数据信号。第一和/或第三数据信号可优先化为优于第二数据类型，例如以满足延迟和/或等待时间要求。例如，可执行来自第一数据信号和第三数据信号的数据分组的调度，以确保与适当延迟规范（其可由复用交换机240直接接收或者经由定时控制器270来接收）的顺应性。可调度第一和/或第三数据信号的无线电数据，以用于与通过空中接口的无线电传输（或接收）的对齐。在一些示例中，定时控制器270支持无线电业务的调度。
切换设备还包括接口250，其配置成格式化组合数据信号以用于通过传输网络50的传输，并且将格式化的组合数据信号转发到传输网络。接口250可提供用于通过传输网络的传输的数据信号的可配置格式，例如用于传输的光学信道或波长的选择。传输网络可包括电路交换信道，例如光学信道。保持第二数据类型（例如以太网）的格式。如上所述，传输网络可包括otn或类似otn的容器，以及接口可配置成格式化组合数据信号以用于通过传输网络的传输。例如，格式化可通过将可重新配置波长指派给组合数据信号的帧或者通过执行适合传输网络的技术的其它格式化来进行。在本公开的一些示例中，如图4所示，接口250的功能的至少一部分可结合到复用交换机240中，使得用于通过传输网络的传输的格式化的至少一些在复用交换机240中进行。备选地，格式化包括将预定或静态格式用于传输。
如以上参照方法100所述，切换设备200还可配置成执行促进组合数据信号的接收、分量数据信号的提取以及分量数据信号到其计划内的接收方的切换的步骤。例如，切换设备200可充当中枢节点和远程节点其中的接收一个。
例如，仍然参照图3，切换设备200还可包括端口252，其配置成从传输网络50接收组合数据信号。接口250可配置成格式化接收的信号以用于处理，以及复用交换机240可配置成将格式化的接收信号解复用为第一数据信号254、第二数据信号256和第三数据信号258，并且将第一数据信号转发到第一交换机220、将第二数据信号转发到第二交换机（若存在的话，图3中未示出）或者转发到配置成接收第二数据信号的端口230以及将第三数据信号转发到第三交换机238。第一交换机220可配置成将第一数据信号254分解为多个第一数据信号，并且确定特定分组的输出端口。例如，输出端口的确定基于例如使用分组报头检查的分组交换，以便向对应多个端口210输出多个第一数据信号。第三交换机238可配置成将第三数据信号258解复用为多个第三数据信号，并且向多个端口236输出多个第三数据信号。第三交换机可使用预定时分复用隙以将第三数据信号的每个切换到适当输出端口。复用交换机240可配置成通过下列步骤对格式化的接收信号进行解复用：对于格式化的接收数字信号的帧，从为第一数据信号所保留的帧的一部分将分组提取到第一数据信号，从为第三数据信号所保留的帧的一部分将分组提取到第三数据信号，并且从帧的剩余部分将分组提取到第二数据信号。
图4示出切换设备（例如图3的设备200）在配置成充当中枢节点400（其可以是图1的中枢节点40的示例）时的示例。切换设备200的方面和功能可适用于中枢节点400，除非另加说明。参照图4，中枢节点400包括：采用mfi分组交换机420的形式的第一交换机；采用mux/demux438的形式的第三交换机，其可配置成对于cpri或其它无线电数据信号进行复用/解复用；定时控制器470；采用tdm交换机440的形式的复用交换机；以及采用光学交叉连接的形式的接口450。mfi分组交换机420经由多个第一端口410从多个修改rec或bbu20来接收mfi数据信号。mfi分组交换机420然后聚合mfi数据并且将其从/向bbu切换。
在一些示例中，交换机420可支持由ieeetsnwg所规定的新定义工具。mfi分组交换机420连接到定时控制器470，以使能例如经由ieee1588对时间敏感网络（tsn）功能的支持。定时控制器还可支持或管理mfi分组交换机中的统计复用，以确保遵守由定时控制器从bbu池20所接收的对于mfi数据信号的延迟规范。在备选示例中，符合延迟规范的所有方面可在定时控制器与tdm交换机440之间来操控。从mfi分组交换机所输出的聚合mfi业务信号采用数据分组（例如以太网）形式，并且由例如与由定时控制器470所提供的参考定时信号所同步的分组的规则传输来组成。由于定时控制器470还向tdm交换机440提供参考定时信号，所以输出聚合mfi数据流也与tdm交换机440同步。
mux/demux438经由第三端口436从du的池30来接收无线电信号，例如cpri数据信号。mux/demux然后复用cpri信号。mux/demux438还连接到定时控制器470，从而确保mux/demux438的输出与定时参考信号同步。
来自mfi分组交换机420和mux/demux438的输出连同经由第二端口430从分组路由器10所接收的分组回程业务一起被输入到tdm交换机440。tdm交换机440缓冲每个输入信号以适应输入信号时钟与定时参考信号之间的任何差异（例如，在从分组路由器10所接收的以太网业务的情况下，并且其尚未经由定时参考信号与tdm交换机同步）。缓冲还用来将延迟设置成由定时控制器所传递、如与对于延迟敏感mfi和cpri业务的延迟规范一致的值。与来自分组路由器10、mfi分组交换机420和mux/demux438的进入线速度相比，在tdm交换机的入口端口处的缓冲容量可对于tdm帧中的可用带宽适当地确定大小。
图5示出切换设备（例如图3的设备200）在配置成充当远程节点600（其可以是图1的远程节点60的示例，并且可与图1和图4的中枢节点40、400协作）时的另一个示例。远程节点600包括对中枢节点40、400的补充功能，可选地包括接口（未示出），其可采用光传输网络的光学交叉连接的形式。远程节点可包括以上所述的任何对应功能。
远程节点600包括采用tdm交换机640的形式的复用交换机。远程节点600还包括采用mfi分组交换机620的形式的第一交换机，其布置成经由多个第一端口610与多个rbu70传递前传数据。远程节点600还包括采用mux/demux638的形式的第三交换机，其布置成经由多个第三端口636与多个rbu80传递前传数据。远程节点600还包括采用数据分组（例如以太网）交换机634的形式的第二交换机，其布置成经由多个第二端口630与多个rbs80传递回程数据。远程节点600还包括定时控制器670。
tdm交换机640配置成可选地经由接口（未示出）从传输网络50来接收输入信号，并且将输入信号转换成数据分组格式（以及cpri格式，如果单独λ中携带这个业务的话）。tdm交换机640然后通过从为时间敏感业务所保留的适当时隙以及从以太网业务的每个帧的剩余部分提取分组，来分出聚合mfi业务、cpri业务和数据分组回程（例如以太网）业务流（即，第一、第二和第三数据信号）。这是当切换设备正作为发射单元进行操作时所执行的用于组合信号的过程的反转，该组合过程在下面参照图6a和图6b更详细描述。tdm交换机640在输入之中选择最精确时钟，并且将它作为参考时钟提供给定时控制。
远程节点600包括分别用于第一、第二和第三数据信号的专用交换机620、638和634。聚合和/或复用信号在专用交换机620、638和634中分离，并且然后被转发到单独rbu70、rru80和/或rbs90。
因此，在一个或多个帧中接收的前传数据分组由tdm交换机识别为具有第一、第二或第三类型（例如按照接收它们所在的时隙）。特定类型的数据信号被转发到对应专用交换机620、638和634。专用交换机620、638和634配置成对于单个类型的所接收信号进行解复用，并且将那个信号传递给目的地无线电设备（例如rbu、rru、rbs）。例如，分组交换机620、634可使用分组报头来识别分组并且将其切换到目的地。由专用交换机620、638和634进行的解复用可在一个或多个帧上进行。
远程节点还用来复用从re向核心网络的数据，例如在专用交换机620、638和634（第一级）中聚合第一，并且在tdm交换机640（第二级）中复用相同帧中的不同类型的信号。帧然后通过传输网络50来传送给中枢节点。
对于到远程节点60、600的直接链路连接来优化图1所示的系统架构。然而，由于以太网在传输网络（例如otn网络）上的标准映射，系统还允许一个或多个中间以太网交换机。可以以与网络设计规则（例如最大3跳）的顺应性以及对于适当tsn功能性的支持为条件来结合这类交换机。当实现中间标准分组（例如以太网）交换机时，同步-规则分组业务映射将会中断（这能够由远程节点容易地检测）。然而，如果网络设计适当进行，则定时关键分组仍然应接收（例如小于5μs的）有限pdv。附加pdv将会由远程节点来操控。如上所述，同步经由synce网络和ieee1588剖面/架构（其取决于目标要求）与远程节点来共享。对于最严格应用，优于100ns精度的要求能够被适当设计的网络所满足。
tdm交换机440的操作在下面参照图6a和图6b详细描述，并且产生组合输出信号，其在经由传输网络50发送给适当的一个或多个远程节点之前被转发到接口450。在一些示例中，接口450可以是光学交叉连接，如上所述。
定时控制器470支持中枢节点400中的全部定时功能，从而提供用来确保同步业务的定时参考信号。另外，在一些示例中，定时控制器470可比较例如从bbu池20和du池30所接收的全部输入信号的延迟规范，并且在tdm交换机440中相应地调度时隙，以确保与所接收延迟规范的顺应性。在其它示例中，调度功能可完全嵌入tdm交换机中，其中定时控制器只提供参考定时信号。定时控制器470还实现同步（例如synce和/或ieee1588）能力，以便支持无线电（例如cpri）业务的同步操作，以用于支持全部无线电业务的调度（用于与无线电传输的对齐）和tsn工具。
tdm交换机440和定时控制器470可在复用从mfi分组交换机420、mux/demux438和分组路由器10所接收的信号中应用ieee标准文档802.1.qbv中提出的原理，如图6a和图6b所示。
第一级交换机（例如bbu池20和/或du池30）连接到分组交换机/路由器10。这允许来自re的基带处理信号的传递由分组交换机/路由器10作为回程来传送给核心网络。类似地，分组交换机/路由器10将来自核心网络的数据分组传送给bbu池20和/或du池30，以用于要由re通过空中接口所传送的无线电信号的生成。re可提供连接到一个或多个用户设备（例如移动电话）或无线装置的小区。
将会领会，已经参照从核心网络向远程单元的业务流讨论了图1的系统以及图4和图5所示的元件。可对于从远程单元到核心的业务流执行补充功能，如以上参照图2和图3所述。
图6a和图6b示出复用交换机240（其例如可实现为tdm交换机440、640）分配组合信号帧中的时隙的一种方式。时隙可基于由定时控制器对于每个输入客户端所提供的信息以由定时控制器470所提供的定时参考信号的倍数来分配。倍数可以是定时参考信号的一个或多个实例。这个分配过程在切换设备200（其可配置为中枢节点400或远程节点600）正作为发射元件进行操作、将业务转发到传输网络以用于传输时执行。
参照图6a，tdm交换机240、440、640接收例如采用聚合mfi信号254、以太网信号256和复用cpri信号258的形式的第一、第二和可选的第三输入数据信号。tdm交换机240、440、640输出组合信号260以用于通过传输网络的传输，其例如可以是对于otn所封装的以太网信号）。
如图6b所示，在输出信号（例如以太网/otn）的每个帧中，tdm交换机240、440、640将来自聚合mfi数据流的数据510（例如分组510a）分配给为mfi数据所保留的时隙540a。在一些示例中，tdm交换机240、440、640例如在iwf转换之后将来自无线电数据（例如cpri）流的一部分（例如分组520a）分配给为这种类型的无线电（例如cpri）数据所保留的时隙550a。tdm交换机240、440、640然后利用来自分组数据回程（例如以太网）流的数据530来填充例如作为另外的时间周期560的帧560的剩余部分。每个时隙540a、550a或另外的时间周期560仅包含一种类型的数据信号，例如第一、第二或第三数据类型。帧还可包括例如用于路由选择和/或错误纠正的开销（oh）。
例如对于mfi数据或cpri数据，每个保留隙540a、550a与对于那种数据类型540b、550b的下一个保留隙分隔定时参考信号t的倍数。通过以这样的方式分离不同信号类型，tdm交换机240、440、640使能对于每个业务类型的特定等待时间要求的控制。tdm交换机在其从mfi和cpri流来选择分组中可由定时控制器270、470、670来指导，以确保与定时控制器从bbu池和du池所接收的各种延迟规范的顺应性。另外的数据510b、520b可稍后在相同帧中或者在后面的帧中（例如在隙540b、550b）中传送。每个保留隙540a、550a可包括用于/来自一个或多个无线电设备（例如rru、rbu、rbs）的数据。因此，每个保留隙540a、550a或剩余部分560可包括在一个或多个第一端口或者一个或多个第二端口或者一个或多个第三端口上接收/传送的数据。
tdm交换机240、440、640保持分组（例如以太网）格式，以用于中枢节点400与远程节点60之间的云中的以太网tsn交换机的可能集成。vlan可用来识别具体流（包括分组的cpri、mfi、以太网等），使得有可能区分单个业务类型中的单独流。以太网切换功能性还支持由ieee所定义的新桥接工具，以应对严格前传要求，包括例如ieee802.1.qbv和.qu工具。
在一些示例中，tdm交换机240、440、640利用按照itu-t推荐g.709的同步映射来实现标准otn组帧。这个映射允许添加可选fec。tdm交换机可为遗留cpri业务来分配单独帧/λ。
如上所述，例如，如果cpri业务在mux/demux的iwf439（图6的mux/demux638中未示出的iwf）中转换成以太网格式，则到tdm交换机440、640中的全部输入数据可以是基于以太网的。备选地，在这个业务要在单独λ中携带的示例中，一些输入数据可以是基于cpri的。这种业务可按照对itu-tg系列推荐—通过otn的cpri（例如小节8，映射到odu2r中的多cpri选项3、4或5信号）的补充来映射。
与定时敏感数据相关的分组由tdm交换机240、440、640在同步时隙来分配，从而允许全部数据按照固定大小或与cpri和mfi定时敏感分组大小对应的固定大小的倍数的固定时隙来映射。实际上，以太网帧的规则和周期结构在tdm交换机240、440、640的输入由于定时控制器470、670在控制mfi分组交换机和mux/demux中的动作两者以及由于在tdm交换机的入口端口处的缓冲动作而是可用的。
如例如由ieee1904.3和ieee802.1cm所定义，现有cpri业务可例如经由伪线仿真（pwe）或iwf作为分组来映射到传输容器中，从而关联用于无线电侧的适当操控的时间戳，并且通过与其它基于分组的业务相同的λ来携带。然而，cpri业务被认为具有与称作mfi的分组前传业务不同的类型，其原生地（natively）是分组前传接口。以太网业务则可按照如g.709所提出的otn标准组帧，例如经由otn帧中的bmp映射（例如10glan->bmp->opu2e->otu2e）来映射，以用于保证定时性能。标准otn组帧的使用还允许fec支持。
对称传输应当在端节点经由适当调度对于cpri业务来保证，并且mfi业务还应当具有适当调度的关联时间戳，除非这将通过更高级（无线电协议）来处理。
图7示出切换设备700的另一个示例，其可例如在接收来自计算机程序的适当指令时实现方法100或者所述的任何节点。参照图7，切换设备700包括处理器701和存储器702。存储器702包含由处理器701可执行的指令，使得切换设备700可操作以进行方法100的步骤的一些或全部。
方法100可在用于交换数据信号的系统中例如使用切换设备200或700来实现。系统例如可包括充当中枢节点的第一切换设备、充当远程节点的第二切换设备以及耦合在第一设备与第二设备之间的传输网络，如图1所示。
因此，本公开的方面提供分层切换架构和方法，其中可组合不同信号类型的多个输入以用于通过传输网络的传输。方法和设备支持“遗留”cpri业务以及修改re与rec之间的分组mfi业务（其中l1处理在修改re进行）。通过使每个信号类型由专用输入交换机所管理来确保抖动性能，以及遵守时间敏感cpri和mfi业务的严格延迟和抖动要求，同时还通过构成由多个小速率信号所形成的大聚合管道来确保带宽效率。标准信号格式（例如以太网和otn）的再使用允许标准化oam操作以及与以太网（tsn）切换网络和otn网络的交互工作。
在本公开的示例中提出的分层架构允许不同优先化等级以及在分组级（当可行时）、在时隙级以及在波长级（例如，如果不能利用先前选项来满足定时特性的话）的复用。分组级优化和优先化可经由本公开所示的分层架构的级1的专用交换机进行。例如，在分组级的聚合可在设备200的第一交换机220（其可以是mfi交换机420、620）中进行。这个聚合可包括统计复用，从而提供重要带宽效率。附加级1优化可在第三交换机238（其可以是mux/demux438、638）以及在第二交换机（如果存在的话）中进行。时隙级优化和优先化可在级2的复用交换机240（其可实现为tdm交换机440、640）中进行。通过将第一和第三信号类型（如果存在的话）的业务分配给所保留时隙并且利用第二数据信号类型的业务填充帧的剩余部分，有效资源使用与不同信号类型的有效组合组对，从而允许考虑可适用于第一和第三信号类型的延迟要求。波长级优先化和优化可在接口或复用交换机（其执行级3的格式化，以将信号准备用于通过传输网络的传输）中进行。隔离不同供应商或同步域的可能性还确保这类实体能够在第一级的交换机中独立应用其策略（例如与可接受数量的拒绝分组有关）。每个供应商仅需要向定时控制器传递组成对于时间敏感数据的延迟规范的数据的最小集合。这可包括例如延迟和延迟变化值。
本公开的方法可采用硬件或者作为运行于一个或多个处理器上的软件模块来实现。方法还可按照计算机程序的指令来执行，并且本公开还提供一种其上存储用于执行本文所述方法的任何方法的程序的计算机可读介质。体现本公开的计算机程序可存储在计算机可读介质上，或者例如它可采用信号（例如从因特网网站所提供的可下载数据信号）的形式，或者它可采用任何其它形式。
应当注意，上述示例说明而不是限制本公开，并且本领域的技术人员将能够设计许多备选实施例，而不背离所附权利要求的范围。词语“包括”并不排除除了权利要求书中所列之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”并不排除多个，以及单个处理器或其它单元可完成权利要求中所述的若干单元的功能。权利要求中的任何参考标号不应当被理解为限制其范围。