CN108306710A - 一种das系统中基于双绞线的数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种DAS系统中使用双绞线进行数据传输的方法。DAS设备分为接入单元(AU)、扩展单元(EU)以及远端覆盖单元(RU)，各单元之间采用双绞线进行连接。DAS系统根据不同的传输介质特性(双绞线类型CAT6A/CAT6/CAT5E/CAT5、长度等)，自动选择IEEE 802.3an以及IEEE 802.bz定义的10Gbps、5Gbps、2.5Gbps、1Gbps等速率进行数据传输。
Description
技术领域
本发明涉及室内分布式天线系统(DAS)领域，尤其涉及一种DAS系统中基于双绞线的数据传输方法。
背景技术
随着移动互联网的迅猛发展，室内分布系统需要进行替换、升级，以提供更好的信号覆盖。为了减小工程施工成本以及难度，希望能在原有的室内分布设备上进行更新升级，尽可能少的替换之前的设备。利用建筑物内现有的大量的CAT6/CAT5线缆，实现数据的传输，完成信号覆盖，成为了最优的选择。
在一些比较老旧的建筑物中，可能只有CAT5的线缆分布。为了支持不同类型的传输线缆，DAS设备必须采用兼容设计，以应对不同的应用场景。
IEEE于2006年发布了IEEE 802.3an 10GBASE-T标准，支持在100米的CAT6A线缆上实现10Gbps的传输。2016年，IEEE 802.3bz 5G/2.5GBASE-T标准的发布，支持100米的CAT5E线缆上实现5Gbps/2.5Gbps的传输，与前一代的标准相比较，CAT5E线缆的传输速率提高了5倍。
本文基于上述的背景下，提出一种DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，充分利用建筑物内已有的CAT6/CAT5线缆，快速方便地完成高性能的室内分布系统的布置。
发明内容
本发明提供一种DAS系统中基于双绞线的数据传输方法。
本发明的技术方案是：
1、DAS系统中分别有AU(Access Unit接入单元)、EU(Expansion Unit远端单元)和RU(Remote Unit扩展单元)。各单元之间采用支持IEEE 802.3an以及IEEE 802.3bz标准的PHY芯片通过双绞线连接。
2、PHY芯片根据传输介质的类型、长度进行速率自适应。FPGA获取PHY芯片自适应的结果。
3、FPGA根据PHY芯片的自适应速率调整CPRI帧格式，达到和PHY芯片的传输速率匹配。
4、FPGA按照IEEE 802.3的标准将CPRI帧封装为以太网的数据包，通过PHY芯片传输。
5、接收端FPGA对收到的以太网帧进行缓存，消除帧与帧间隔时间的偏差，然后去除以太网的头和尾，恢复为与发送端一致的CPRI帧。
附图说明
图1是本发明的DAS系统示意图；
图2是本发明发送端和接收端的示意图；
图3是本发明把CPRI帧封装为以太网帧的示意图；
图4是本发明中5G传输速率时CPRI帧以及封装后的以太网帧格式示意图；
图5是本发明中接收端缓存输入和输出时序的示意图；
图6是本发明中处理不同传输速率的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步介绍：
如图1、图2所示，DAS设备之间通过传输协议进行数据传输。本实施例采用CPRI(Common Public Radio Interface)协议。因为采用双绞线作为传输介质，需要将CPRI帧封装为以太网格式，通过PHY芯片传输。FPGA与PHY芯片之间采用XGMII接口，根据IEEE 802.3规范，对CPRI帧进行封装，构成以太网帧。其中，原始CPRI帧中需要预留位置作为以太网帧的开销。图3所示为10G速率下的原始CPRI帧和封装后的以太网帧。
当系统上电或者网线重新插拔后，PHY芯片会根据传输介质的状况进行自适应。自适应完成后，FPGA获取PHY芯片的传输速率，如果是10G的传输速率，则按照图2的方式对CPRI封装后，直接发送到PHY芯片。
如果PHY芯片传输速率为5G，则需要调整CPRI帧的格式，并封装为以太网帧。为了保证数据不被PHY芯片丢弃，FPGA传输到PHY芯片的数据速率应该不大于5G。图4所示为5G速率下的原始CPRI帧和封装后的以太网帧，其中，CPRI帧只有一半长度可用于传输数据。
同理，如果PHY芯片传输速率为2.5G或1G，按照上述方法调整CPRI帧格式，并封装为以太网帧。2.5G速率下，CPRI帧只有1/4长度可用于数据传输；1G速率下，CPRI帧只有1/10长度可用于数据传输。
传输速率从高变低时，在重组CPRI帧的过程中，不可避免的会丢弃部分IQ数据。系统对不同的IQ数据赋予不同的优先级，在帧重组的过程中，优先保留优先级高的IQ数据，丢弃优先级低的IQ数据。
在接收端，需要将以太网帧恢复为CPRI帧。以5G传输速率为例，PHY芯片的传输是基于以太网帧进行的，虽然发送端是按照图3所示发送，但接收端收到的以太网帧之间的间隔(IPG)可能会有差别。如图5所示，帧与帧之间的间隔可能不是一个恒定值。因此接收端的FPGA需要先经过一个缓存模块来校正这个偏差，校正后，帧与帧之间的间隔变为常数，与发送端一致。然后去除以太网帧的头和尾，恢复为CPRI帧。
设备正常运行时，需要监控PHY芯片的状态。如果链接断开，需要重新自适应，并根据自适应结果的传输速率，配置相应的CPRI帧格式，如图6所示。
以上实施例仅用来更好的说明本发明，而非对本发明的限定。在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，所述DAS系统包括接入单元AU、远端单元EU和扩展单元RU，其中接入单元AU、远端单元EU和扩展单元RU内设FPGA模块，其特征在于：所述DAS系统各单元之间通过支持IEEE 802.3an以及IEEE 802.3bz标准的PHY芯片双绞线连接，将数据按照IEEE 802.3规范封装为以太网帧进行传输。
2.根据权利要求书1所述的DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，其特征在于：所述DAS系统的PHY芯片根据传输介质的特性，自动选择介质所能支持的最高传输速率以及相应的帧格式进行数据传输。
3.根据权利要求书1所述的DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，其特征在于：所述DAS系统的FPGA模块获取所述PHY芯片自适应的结果，根据所述PHY芯片的自适应速率调整CPRI帧格式，达到和所述PHY芯片的传输速率匹配。
4.根据权利要求书2所述的DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，其特征在于：对传输数据中的IQ数据赋予不同的优先级，在传输速率降低而需要对传输数据进行重组时，优先保留优先级高的IQ数据。
5.根据权利要求1所述的DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，其特征在于：所述DAS系统接收端通过缓存来消除以太网帧与帧的时间间隔不恒定，输出与所述DAS系统发送端一致的帧时序。
6.根据权利要求1所述的DAS系统中基于双绞线的数据传输方法，其特征在于：所述DAS系统运行时，监控双绞线的传输状态，如果传输速率发生改变，重组传输数据以匹配改变后的速率。
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