CN211908818U - 一种用于分布式基站光纤传输的cwdm结构和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光通信领域，特别是涉及一种用于分布式基站光纤传输的CWDM结构和系统。其中，CWDM结构包括无源波分与链路保护单元、电源与监控单元和至少一组波长转换与信号恢复单元；波长转换与信号恢复单元包括CPRI光模块和CWDM光模块，CPRI光模块和CWDM光模块耦合，CWDM光模块与无源波分与链路保护单元连接；无源波分与链路保护单元包括合波器/分波器和1×2光开关，合波器/分波器与CWDM光模块连接，合波器/分波器与相应1×2光开关连接。本实用新型提供的CWDM结构和系统通过有源器件与无源器件相结合，使得CWDM结构中可以使用CPRI光模块配合CWDM光模块进行波长转换与信号恢复，同时可提供链路保护，以节约光纤资源并确保可靠传输。

Description

一种用于分布式基站光纤传输的CWDM结构和系统

【技术领域】

本实用新型涉及光通信领域，特别是涉及一种用于分布式基站光纤传输的 CWDM结构和系统。

【背景技术】

分布式基站结构可以将传统宏基站的基带处理单元和射频拉远单元分离，再通过光纤相连，以降低机房、宏基站选址的要求，使得施工更快捷，建造宏基站的周期更短。但基带处理单元和射频拉远单元之间光纤资源非常紧张。

目前所使用的分布式基站光纤传输的稀疏波分复用(Coarse WavelengthDivision Multiplexing，简写为CWDM)结构，可以解决光纤资源紧张的问题。但由于采用的是无源波分设备，需要将原运营商基站设备中的公共射频数字接口(Common Public RadioInterface，简写为CPRI)光模块更换为CWDM光模块，给运营商带来安全隐患。同时无法进行光模块工作状态监控，也无法提供网管服务和链路保护，一旦光纤出现故障，会导致区域性断网或信号质量大幅下降。

鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，解决目前分布式基站光纤传输的稀疏波分复用器结构需要更换基站中CPRI光模块、缺乏光模块工作状态监控、缺乏链路保护和无法提供网管服务的问题，避免因网络故障导致的通讯不畅，是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型解决了现有CWDM结构无法使用CPRI光模块的问题。

进一步的，还解决了现有CWDM结构缺乏光模块工作状态监控、缺乏链路保护和无法提供网管服务的问题。

本实用新型实施例采用如下技术方案:

第一方面，本实用新型提供了一种用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，包括无源波分与链路保护单元、电源与监控单元和至少一组波长转换与信号恢复单元；波长转换与信号恢复单元包括CPRI光模块和CWDM光模块，CPRI光模块的电接口和CWDM光模块的电接口耦合，CPRI光模块的光接口与CWDM结构外部的设备连接，CWDM光模块的光接口与无源波分与链路保护单元连接；无源波分与链路保护单元包括合波器/分波器和1×2光开关，合波器/分波器的通道端与CWDM光模块的光接口连接，合波器的公共端/分波器的公共端与相应1×2 光开关的公共端连接，1×2光开关的每个选通端分别与一根外部光纤连接；电源与监控单元与每一个需要供电的设备和需要监控的设备连接，其中，需要供电的设备和需要监控的设备包括CPRI光模块和CWDM光模块。

优选的，波长转换与信号恢复单元还包括CDR单元；CDR单元串接在CPRI 光模块和CWDM光模块之间。

优选的，电源与监控单元还包括监控模块，所述监控模块包括单片机单元、 FPGA单元和OSC光模块；FPGA单元与每一个波长转换与信号恢复单元中的CPRI 光模块的IIC接口连接，FPGA单元与每一个波长转换与信号恢复单元中的CWDM 光模块的IIC接口连接；FPGA单元与每一个波长转换与信号恢复单元中的CDR 单元的IIC接口连接；FPGA单元与单片机单元连接，FPGA单元与OSC光模块的IIC接口连接。

优选的，无源波分与链路保护单元包括合波器/分波器和1×2光开关，具体为：无源波分与链路保护单元包括合波器和合波器用1×2光开关，其中，合波器和合波器用1×2光开关为无源设备；合波器包括不少于波长转换与信号恢复单元组数的通道端和一个公共端，合波器用1×2光开关包括一个公共端，合波器的通道端与波长转换与信号恢复单元中的CWDM光模块的光接口中的光发射端一对一连接，合波器的公共端与合波器用1×2光开关的公共端连接，单片机单元的GPIO接口与合波器用1×2光开关的控制端口连接。

优选的，无源波分与链路保护单元还包括分波器和分波器用1×2光开关，其中，分波器和分波器用1×2光开关为无源设备；分波器包括不少于波长转换与信号恢复单元组数的通道端和一个公共端，分波器用1×2光开关包括一个公共端，分波器的通道端与波长转换与信号恢复单元中的CWDM光模块的光接口中的光接收端一对一连接，分波器的公共端与分波器用1×2光开关的公共端连接，单片机单元的GPIO接口与分波器用1×2光开关的控制端口连接。

优选的，还包括以太网交换机单元；以太网交换机单元的MDIO端口与单片机单元的MDIO端口连接，以太网交换机单元的第一端口与单片机单元以太网接口连接，以太网交换机单元的第二端口与OSC光模块的电接口连接。

优选的，还包括RJ45网口连接器，以太网交换机单元的第三端口与RJ45 网口连接器连接。

优选的，还包括热备份电源，热备份电源的电源输出端与每一个需要供电的设备的电源输入端连接。

第二方面，本实用新型还提供了一种用于分布式基站光纤传输的CWDM系统：包括根据第一方面所提出的CWDM结构设计得到的第一CWDM结构和第二 CWDM结构，以及第一主用光纤和第一备用光纤，其中，第一主用光纤和第一备用光纤为外部光纤；第一CWDM结构中的第一合波器用1×2光开关的两个选通端和第二CWDM结构中的第二合波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第一主用光纤和第一备用光纤对应连接。

另一方面，本实用新型还提供了另一种用于分布式基站光纤传输的CWDM 系统：包括根据第一方面所提出的CWDM结构设计得到的第三CWDM结构和第四 CWDM结构，还包括第二主用光纤、第二备用光纤、第三主用光纤和第三备用光纤，其中，第二主用光纤、第二备用光纤、第三主用光纤和第三备用光纤为外部光纤；第三CWDM结构中的第三合波器用1×2光开关的两个选通端和第四 CWDM结构中的第四分波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第二主用光纤和第二备用光纤对应连接；第三CWDM结构中的第三分波器用1×2光开关的两个选通端和第四CWDM结构中的第四合波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第三主用光纤和第三备用光纤对应连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：通过有源器件与无源器件相结合，使得CWDM结构中可以使用CPRI光模块配合CWDM光模块进行波长转换与信号恢复，同时可提供链路保护，以节约光纤资源并确保可靠传输。

进一步，本实用新型提供的CWDM结构，还通过监控模块对光模块的工作状态进行监控以及时发现光模块的工作异常，通过1×2光开关对主用备用光纤进行切换以实现链路保护，通过以太网交换机和RJ45网络口连接器提供网管服务。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种分布式基站光纤传输的CWDM结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种分布式基站光纤传输的CWDM结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种分布式基站光纤传输的CWDM结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种分布式基站光纤传输的CWDM系统示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种分布式基站光纤传输的CWDM系统示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

实施例1：

目前所使用的分布式基站，基带处理单元(Base Band Unit，简写为BBU) 和射频拉远单元(Remote Radio Unit，简写为RRU)之间的光纤传输使用CPRI 规范或开放式基站结构同盟(Open Base Station Architecture Initiative，简写为OBSAI)规范，采用数字信号的方式来传输基带信号，最远传输距离可以达到40km。为了节约光纤资源，现有BBU和RRU之间一般采用CWDM结构进行传输，使用无源波分设备将BBU端的多路输出信号进行合波后再发送至RRU，反向亦然。现有的无源波分设备仍存在不足之处为：1、需要将BBU和RRU两侧运营商基站设备中的CPRI光模块更换为CWDM光模块，给运营商带来安全隐患；2、无法为CWDM结构提供网管接口进行管理；3、无法提供BBU和RRU之间的链路保护。为了能够不更换BBU和RRU设备中的CPRI光模块，因此本实施例提供的CWDM结构在波长转换与信号恢复单元中增加了CPRI光模块和CWDM 光模块等有源器件，使得CWDM结构中可以使用CPRI光模块配合CWDM光模块进行波长转换与信号恢复。同时，通过无源波分设备对波长转换与信号恢复单元输出的多路信号光进行合波和分波，通过1×2光开关提供链路保护，以节约光纤资源并确保可靠传输。

下面结合图1说明本实用新型提供的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构：

本实施例提供的CWDM结构包括无源波分与链路保护单元、电源与监控单元和至少一组波长转换与信号恢复单元。

每一组波长转换与信号恢复单元都能够独立完成光信号的波长转换与信号恢复，将输入的CPRI光信号转为CWMD光信号，或者将CWDM光信号转换为 CPRI光信号后再输出，本实施例提供的CWDM结构中可以包含多组波长转换与信号恢复单元，以实现多路光信号的波长转换与信号恢复。在本实施例的具体应用场景中，可以根据具体需求设置波长转换与信号恢复单元的组数，如4组、8组、16组等，本实用新型的保护范围也不排除其他组数的组合方式，不同数量组合的实施方式均属于本实用新型的保护范围。本实施例中为便于说明，使用8组波长转换与信号恢复单元为例，在图1中以波长转换与信号恢复单元1 至波长转换与信号恢复单元8，CPRI光模块1至CPRI光模块8，CWDM光模块1 至CWMD光模块8表示。

为了节省分布式基站之间使用的通信光纤数量，可以使用无源波分与链路保护单元将多组波长转换与信号恢复单元输出的不同波长光信号合波为一路光信号输出，并通过无源波分与链路保护单元将对侧合波后发送的信号光分波为多路光信号。

为了向本实施例提供的CWDM结构中的有源器件供电，本实施例提供的 CWDM结构中还包括电源与监控单元，电源与监控单元向CWDM结构中每一个需要供电的设备供电，其中，需要供电与监控的设备包括CPRI光模块和CWDM光模块。

在本实施例提供的波长转换与信号恢复单元中包括CPRI光模块和CWDM光模块，CPRI光模块的电接口和CWDM光模块的电接口耦合。CPRI光模块的光接口接收输入的CPRI波长光信号，并将其转换为符合CPRI协议的电信号，再由 CWDM光模块的电接口接收电信号，并将其转换为CWDM波长光信号，经合波器合波后通过一根光纤进行传输，从而起到节约光纤资源的目的。

进一步的，为了使波长转换与信号恢复单元的输出光信号减少畸变，每组波长转换与信号恢复单元中还可以包含一个时钟数据恢复单元(Clock and Data Recovery，简写为CDR)单元。CDR单元与CPRI光模块的电接口和CWDM 光模块的电接口分别连接，CPRI光模块的电口输出端与CDR单元的正向输入端连接，CDR单元的正向输出端与CWDM光模块的电口输入端连接，反向亦然。信号在光电转换的过程中，受电路板材料、连接器带宽、以及光色散等因素影响，畸变(主要是高频部分)会越来越严重，引入CDR单元，信号能够再生(Regenerate)、整形(Reshape)和重定时(Retime)，从而在放大、均衡的基础上对数据完全恢复并再生，确保在光信号在经过波长转换与信号恢复单元时，经过CPRI波长和CWDM波长转换后仍能保证传输质量。

无源波分与链路保护单元包括合波器/分波器和1×2光开关，合波器/分波器的通道端与CWDM光模块的光接口连接，合波器的公共端/分波器的公共端与相应1×2光开关的公共端连接，1×2光开关的每个选通端分别与一根外部光纤连接。其中，合波器/分波器表示无源波分与链路保护单元中可以根据实际实施场景仅包括合波器、仅包括分波器或同时包括合波器和分波器。合波器的公共端/分波器的公共端与相应1×2光开关的公共端连接表示可以根据实际实施场景选择下列连接方式：1仅包括合波器和合波器用1×2光开关，2仅包括分波器和分波器用1×2光开关，3同时包括合波器和合波器用1×2光开关以及分波器和分波器用1×2光开关。无源波分与链路保护单元根据实际需要与CWDM光模块的光接口连接，将各组波长转换与信号恢复单元输出的光信号合波后输出，或将反向输入的光信号分波后输出至各组波长转换与信号恢复单元，在单纤双向应用时也可同时与CWDM光模块的光接口发射端和接收端连接对应，经不同端口同时进行输入和输出。为了保证每一组波长转换与信号恢复单元都与无源波分与链路保护单元的通道端连接，因此无源波分与链路保护单元的通道端数量不少于波长转换与信号恢复单元组数。

在不同的使用场景中，无源波分与链路保护单元可以根据需要选择分波器、合波器和光开关等，本实用新型各实施例中列举的合波器、分波器、合波器用 1×2光开关、分波器用1×2光开关等都为无源设备，其中合波器和分波器为无源波分设备。具体的，在某些实施场景中，分波器和合波器可以使用介质薄膜滤波器(Thin Film Filter，简写为TFF)，也可以为阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，简写为AWG)型器件，以获得稳定高效的分波合波效果。

为了向CWDM结构中的有源设备供电并提供监控，尤其是向波长转换与信号恢复单元中的CPRI光模块、CWDM光模块、CDR单元供电与提供监控，CWDM 结构中还包含电源与监控单元。电源与监控单元的电源输出端和CWDM结构中每一个需要供电的设备，即有源设备的电源输入端连接，在本实施例的具体实施场景中，电源与监控单元单元的电源输出端和每一个CPRI光模块、CDR单元、 CWDM光模块、现场可编程逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array，简写为FPGA)单元、单片机单元、以太网交换机单元和光监控信道单元(Optical Supervisory Channel，简写为OSC)光模块等设备的电源输入端口连接，为有源设备提供工作电源。若实际使用中CWDM结构还包括其它有源设备，也可以使用电源与监控单元进行供电。电源与监控单元使得CWDM结构可以使用有源器件进行工作，不需要将BBU和RRU中的CPRI光模块替换为CWDM光模块，避免产生不必要的安全隐患和成本。

进一步的，为了增加系统运行的稳定性，电源与监控单元中还可以包括热备份电源，即同时接入多组同样结构的电源进行供电，电源模块和热备份电源的电源输出端经合路后接入每一个有源设备的电源输入端。使用热备份电源，可以在其中一组电源发生故障或断电时，在不影响其它设备工作的情况下使用其它组的电源进行供电，避免了因电源模块故障导致的CWDM结构工作中断或工作异常。

本实用新型实施例在波长转换与信号恢复单元中使用CPRI光模块、CWDM 光模块和CDR单元进行光信号波长变换和信号恢复再生，以提供稳定的远距离传输效果，将现有无源方案中需要在基站中设置CWDM光模块的实现的功能通过基站外接的CWDM结构实现，使用多路波长转换与信号恢复单元和无源波分与链路保护单元实现多路光信号的波分复用以减少通信光纤的使用数量，使用电源与监控单元监控其它模块的工作状态以保证稳定运行，通过各单元配合使用获得稳定的长距离光信号传输。

为了监控CWDM结构中各设备的运行状态，及时发现设备的运行状态异常，本实施例提供的CWDM结构还包括监控模块。监控模块与波长转换与信号恢复单元中所有需要被监控的设备的数据端口耦合，以获取设备的运行状态数据。

监控模块可使用常见的能够接受光模块运行数据、能够对接收到的数据进行分析检测、并且能够将检测结果进行输出的设备实现。监控模块通过串口、集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，简写为IIC)接口、USB接口等通用数据接口接收各设备的运行状态数据，通过各种通用处理器对光模块的运行状态进行分析，并通过发出报警信号、输出错误日志等方式对光模块的运行状态进行及时的输出，以达到实时监控各光模块运行的效果。具体的，监控模块可使用工控机、嵌入式系统、片上系统或可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller简写为PLC)等，配合各种通用输入输出接口进行实现。

具体的，在本实施例的某些具体实施场景中，如图2所示。为了控制简便、减小部件体积，可以使用单片机单元和FPGA单元配合作为监控模块使用，即图2中的单片机单元和FPGA单元。FPGA单元对运行数据进行收集，单片机单元对运行数据进行分析检测及输出。FPGA单元与每一个CPRI光模块的数据端口连接，FPGA单元与每一个CWDM光模块的数据端口连接；FPGA单元与单片机单元连接。进一步的，若CWDM结构中还包括其它需要进行状态监控的设备，如CDR单元，也需要将FPGA单元与设备的数据端口连接，以获取设备状态进行监控。在本实施例的具体使用场景中，为了连接简便稳定，被监控的设备的数据端口可以使用IIC接口，FPGA单元的数据接收端口可以使用通用输入输出 (General-purpose Input/Output，简写为GPIO)接口作为数据通信端口。每个FPGA单元都拥有多个GPIO接口，每一个GPIO接口可以定义为不同类型的通信接口，每个GPIO接口根据需要连接对应的不同设备的IIC接口。每一个被监控的设备将工作状态信号发送至FPGA单元，FPGA单元再将数据发送至单片机单元进行工作状态检测，并在出现异常状态时进行报警。

为了监控CWDM结构中各部件的运行是否正常，监控单元中还包括OSC光模块，即图2中的OSC光模块。OSC光模块可以进行光电转换，将单片机单元获得的数据电信号转换为上行监控光信号随通信光信号一起传输，或将下行监控光信号转换为数据电信号交由单片机单元处理，因此OSC光模块和单片机单元间需要进行耦合连接，以进行数据交换。

为了便于OSC光模块和单片机单元进行数据交互，在某些具体实施场景中，如图2所示，单片机单元和OSC光模块之间还可以包括以太网交换机单元，以太网交换机单元的第一端口与单片机单元的以太网口连接，以太网交换机单元的第二端口与OSC光模块的电接口连接，使得单片机单元和OSC单元之间可以通过以太网交换机单元进行数据交换。OSC光模块的电口输入和输出端与以太网交换机单元的第二端口连接，以太网交换机单元的第二端口和OSC光模块的电口各包括一对差分输入和一对差分输出，可以通过同一个端口对电信号进行双向传输。单片机单元将FPGA单元收集到的各部件工作状态通过以太网交换机单元转发至OSC光模块，经OSC光模块完成光电转换后由OSC光模块的光口输出端输出上行监控光，上行监控光经无源波分与链路保护单元，与8组波长转换与信号恢复单元输出的8路光信号共同合波后输出，将BBU侧各部件的工作状态传送到RRU侧。相应的，由RRU侧输出的下行监控光，经OSC光模块完成光电转换后转换为电信号，由OSC光模块的电口输出端输出到以太网交换机单元的第二端口，再通过以太网交换机单元的第一端口发送至单片机单元，从而将RRU侧各部件的工作状态传送到BBU侧。

为了避免以太网交换机单元工作状态异常导致的通信故障或转发不及时，单片机单元的管理数据输入输出(Management Data Input/Output，简写为MDIO) 接口与以太网交换机单元的MDIO接口连接。通过单片机单元监控以太网交换机单元的工作状态，保证以太网交换机的异常工作状态及时被发现和处理。

经上述监控过程，可以实现CWDM结构中各通信部件的双侧监控，及时发现并排除部件的异常工作状态，避免因部件工作不正常造成的通信故障。

在BBU侧和RRU侧之间进行通信传输时，为了节省通信光纤资源，一般使用单纤双向模式，如图2所示，即在一根通信光纤上同时传输两个方向的通信光信号，在这种模式下一旦发生通信光纤故障，就会造成通信中断。为了进一步确保通信稳定，对BBU侧和RRU侧之间的通信进行链路保护，两侧之间可以同时使用两根通信光纤，在同一时刻，其中一根通信光纤作为主用光纤进行工作，另一根通信光纤作为备用光纤不传输信号，仅在主用光纤出现故障时工作。为了能够便捷快速的在两根通信光纤间进行切换，在本实施例提供的CWDM结构中还包括1×2光开关，通过1×2光开关的切换，在主用光纤出现故障时能够及时切换至备用光纤，减少因光纤故障导致的通信中断。具体的，本实用新型提供的CWDM结构包括合波器和合波器用1×2光开关，其中，合波器和合波器用1×2光开关为无源波分与链路保护单元中的无源设备。合波器包括不少于波长转换与信号恢复单元组数的通道端和一个公共端，合波器用1×2光开关包括一个公共端，合波器的通道端与波长转换与信号恢复单元中的CWDM光模块的光接口一对一连接，合波器的公共端与合波器用1×2光开关的公共端连接，单片机单元的GPIO接口与合波器用1×2光开关的控制端口连接。合波器的通道端数量不少于波长转换与信号恢复单元的组数，以便一对一连接所有波长转换与信号恢复单元，根据需要，合波器的通道端可以仅连接CWDM光模块的光接口发射端进行合波并通过公共端输出合波后的光信号，也可以仅连接 CWDM光模块的光接口接收端将公共端输入的光信号分波后输入至各CWDM光模块，也可以同时连接CWDM光模块的光接口发射端和接收端同时执行合波和分波功能。合波器用1×2光开关通过两个选通端在主用光纤和备用光纤间切换，将合波器公共端输出的光信号通过其中一路通信光纤进行传输，或将其中一路通信光纤的输入信号传输至合波器的公共端。单片机单元通过GPIO接口控制合波器用1×2光开关两个选通端的选通。

在本实施例的某些使用场合，为了保证传输信号质量，还可以使用双纤单向模式，如图3所示，每个传输方向使用一根单独的光纤。为了在双纤单向模式下提供链路保护需要为两个方向的主用光纤各设置一条备用光纤。为了能够在两个方向的主用光纤和备用光纤之间分别进行切换，无源波分与链路保护单元还包括分波器和分波器用1×2光开关，其中，分波器和分波器用1×2光开关为无源波分与链路保护单元中的无源设备；分波器包括不少于波长转换与信号恢复单元组数的通道端和一个公共端，分波器用1×2光开关包括一个公共端，分波器的通道端和合波器的通道端分别与波长转换与信号恢复单元中的 CWDM光模块的光接口接收端一对一连接，分波器的公共端与分波器用1×2光开关的公共端连接，单片机单元的GPIO接口与分波器用1×2光开关的控制端口连接。分波器和合波器的通道端数量不少于波长转换与信号恢复单元的组数，以便一对一连接所有波长转换与信号恢复单元，在双纤单向模式中，合波器和分波器分别执行合波输出和分波输入的功能，合波器的通道端与CWDM光模块的光接口发射端连接，分波器的通道端与CWDM光模块的光接口接收端连接。分波器用1×2光开关通过两个选通端在主用光纤和备用光纤间切换，将当前正在工作的光纤中输入的信号通过公共端输出至分波器的公共端。单片机单元通过GPIO接口控制分波器用1×2光开关两个选通端的选通。

为了给CWDM结构提供网管服务，如图3所示，还可以增加RJ45网口连接器。以太网交换机单元的第三端口与RJ45网口连接器连接，通过RJ45网口连接器可以连接外部网管设备，将CWDM结构的运行纳入网管系统。网管系统可通过以太网交换机单元获取CWDM结构中各部件的工作状态，并对CWDM结构中各部件的工作状态进行调整或设置。

以上具体实施方式，能够使本实施例提供的CWDM结构，通过有源器件与无源器件相结合，使得波长转换与信号恢复单元可以使用CPRI光模块配合 CWDM光模块进行波长转换与信号恢复，还能够提供各部件工作状态监控和链路保护的功能，并为CWDM结构提供电源和网管接口，使得CWDM结构更稳定的运行，并能通过网管接口对CWDM结构进行管理和设置。

实施例2：

为了进一步提高CWDM结构的稳定性和使用便利性，在实施例1提供的分布式基站光纤传输的稀疏波分复用器结构的基础上，还可以根据不同的需求和应用场景对CWDM结构进行不同的变化。

本实用新型各实施例提供的CWDM结构，不论作为输出端或输入端，都可以使用在BBU侧，也都可以使用在RRU侧。在本实施例的具体实施中，根据实际需要选择本实施例中提供的各种设备和连接方式组合即可。实施例1中提供的各设备和连接方式在能够满足功能需要且不发生冲突的前提下都可进行组合使用，各设备的不同组合方式在不违背本实用新型基本思想的前提下，都属于本实用新型的保护范围之内。

本实用新型各实施例提供的CWDM结构既可以作为输出端使用，还可以作为输入端使用。作为输入端使用时，与作为输出端使用时包括的设备相同，仅输入输出端口连接方式不同。本实用新型各实施例中提供的各种设备组合，也可以进行使用，根据实际情况调整输入输出关系即可。

进一步的，为了减少设备成本，提高设备使用效率。在连接端口允许，且信号不冲突的情况下，可以同时连接CWDM结构中各设备的输入和输出两个方向的端口，组成输入和输出两条互不影响的通信线路，将本发明提供的CWDM结构同时当作输入端和输出端使用，实现一套设备两种功能的复用。同时，监控模块也同时对各设备输入方向和输出方向的工作情况是否正常，以及输入光信号和输出光信号是否正常，同时进行监控。

在本实施例提供的CWDM结构的具体应用场景中，各部件可使用如下参数或型号的设备具体实现，也可选用能够实现同样功能的、技术参数相同的其它厂家产品或其它型号产品：

CRPI光模块使用SFP+封装、1310nm波长、2km传输距离的光模块，速率可为CPRI标准速率2.4576G b/s、3.0720G b/s、4.9152G b/s、6.1440G b/s、 9.8304G b/s和11.270Gb/s中的任意一种或者多种。

CWDM光模块使用SFP+封装、10G b/s速率、40km传输距离的光模块，输出信号光的波长可以为CWDM的标准波长1271nm、1291nm、1311nm、1331nm、 1351nm、1371nm、1391nm、1411nm、1431nm、1451nm、1471nm、1531nm、 1551nm、1571nm、1591nm和1611nm中的任意一种或者多种。

OSC光模块为SFP封装、155Mb/s速率、120km传输距离的光模块，波长可以为1491nm或1511nm。

CDR单元中的主芯片型号使用德州仪器公司(TI)的DS125DF111芯片。

FPGA单元中的主芯片型号使用阿尔特拉公司(ALTERA)的EP4CE15F484 芯片。

以太网交换机单元中的主芯片型号为台湾九旸电子股份有限公司(IC+) 的IP178芯片或者美满电子科技有限公司(MARVELL)的88E6152芯片。

单片机单元中的MCU芯片型号使用意法半导体公司(ST)的STM32F207VE 芯片。

为了便于安装和维护，并对内部器件进行保护，并且便于安装集成，本实用新型提供的CWDM结构可以集成在1个1U机箱内，通过机箱外壳对CWDM结构中各组件进行保护。由于1U机箱为标准大小机箱，并具备预留的多种标准外部接口，因此也便于通过标准外部接口将CWDM结构集成入于现有的网络中。上述规格和型号的设备都可以实现本实施例所提供的CWDM结构所需功能，实现分布式基站的正常通信功能，并为CWDM结构提供链路保护、工作状态监测、网管接口。

实施例3：

本实用新型还提供了基于实施例1和实施例2中提供的CWDM结构的通信系统。

本实施例提供的CWDM结构可以用于BBU侧和RRU侧，为便于说明，以BBU 侧的第一CWDM结构为输出端，以RRU侧的第二CWDM结构为输入端说明本实施例提供的CWDM系统中各设备和部件的连接关系和信号传输过程。以RRU侧为输出端时，BBU侧和RRU侧的信号传输过程下述过程相反：

使用CPRI光模块的光接口接收端作为波长转换与信号恢复单元的输入端， CWDM光模块的光接口发射端作为波长转换与信号恢复单元的输出端，信号由 CPRI光模块方向向CWDM光模块方向传输。再经CWDM光模块输入至无源波分与链路保护单元中，合波后进行输出。

BBU侧的输入光输入到第一CWDM结构中每组波长转换与信号恢复单元中的CPRI光模块的光口接收端，由CPRI光模块完成光电转换，将光信号转换为符合CPRI规范的电信号，电信号从CPRI光模块的电口输出端输出，再经CDR 单元恢复时钟信号，输入至CWDM光模块的电口输入端，由CWDM光模块转换为符合CWDM标准波长的光信号，从CWDM光模块的光口发射端输出至无源波分与链路保护单元，在传输至RRU侧的第二CWDM结构。

RRU侧的第二CWDM结构通过无源波分与链路保护单元接收由BBU侧的第一 CWDM结构发送的光信号，经第二CWDM结构中的无源波分与链路保护单元分波后，输入至每一组波长转换与信号恢复单元中CWDM光模块的光口接收端，由 CWDM光模块完成光电转换，将CWDM波长的光信号转换为电信号，电信号从CWDM 光模块的电口输出端输出，再经CDR单元恢复时钟信号，输入至CPRI光模块的电口输入端，由CPRI光模块按照CPRI规范完成光电转换，再经CRPI光模块的光口发射端输出至RRU侧的数据接收设备。

本实施例提供的CWDM系统中，BBU侧和RRU侧间的通信模式可使用单纤双向模式，也可以使用双纤单向模式。附图中以第一CWDM结构和第三CWDM结构在BBU 侧为例：

(1)如图4所示，本实施例提供的CWDM系统使用单纤双向通信模式。包括根据实施例1和实施例2中所提出的CWDM结构设计得到的第一CWDM结构和第二CWDM结构，以及第一主用光纤和第一备用光纤。正常工作时，使用第一主用光纤进行双向传输，第一备用光纤与第一主用光纤功能相同，仅在第一主用光纤无法工作时使用。第一CWDM结构中的第一合波器用1×2光开关的两个选通端和第二CWDM结构中的第二合波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第一主用光纤和第一备用光纤对应连接。第一CWDM结构的输出光经第一合波器用1×2光开关输出至第一主用光纤和第一备用光纤中当前使用的通信光纤，经通信光纤传输至第二CWDM结构的第二合波器用1×2光开关的对应选通端，通过第二合波器用1×2光开关的选通端输入至第二CWDM结构中。

(2)如图5所示，双纤单向模式。包括根据实施例1和实施例2中所提出的CWDM结构设计得到的第三CWDM结构和第四CWDM结构，还包括第二主用光纤、第二备用光纤、第三主用光纤和第三备用光纤。正常工作时，使用第二主用光纤进行BBU侧至RRU侧的信号传输，第三主用光纤进行RRU侧至BBU侧的信号传输，第二备用光纤与第二主用光纤功能相同，第三备用光纤与第三主用光纤功能相同，各备用光纤分别在对应的功能相同的主用光纤无法工作时使用。第三CWDM结构的输出光经第三合波器用1×2光开关输出至第二主用光纤和第二备用光纤中当前使用的通信光纤，经通信光纤传输至第四CWDM结构的第四分波器用1×2光开关的对应选通端，通过第四分波器用1×2光开关的选通端输入至第四CWDM结构中。第四CWDM结构的输出光经第四合波器用1×2 光开关输出至第三主用光纤和第三备用光纤中当前使用的通信光纤，经通信光纤传输至第三CWDM结构的第三分波器用1×2光开关的对应选通端，通过第三分波器用1×2光开关的选通端输入至第三CWDM结构中。

通过本发明实施例提供的两种CWDM系统，通过使用实施例1和实施例2 中提供的CWDM结构作为光信号输出端，将一侧基站中发出的CPRI波长光信号转换为CWDM波长光信号，经合波后使用一根光纤进行传输，并在另一侧接收相应的CWDM波长光信号进行解调后传输至基站，节约了光纤资源。另一方面，还通过主用光纤和备用光纤的共同使用实现了通信链路的链路保护，避免了 BBU侧和RRU侧之间光纤故障导致的通信中断，进一步提高了通信的可靠性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：

包括无源波分与链路保护单元、电源与监控单元和至少一组波长转换与信号恢复单元；

所述波长转换与信号恢复单元包括CPRI光模块和CWDM光模块，CPRI光模块的电接口和CWDM光模块的电接口耦合，CPRI光模块的光接口与CWDM结构外部的设备连接，CWDM光模块的光接口与无源波分与链路保护单元连接；

所述无源波分与链路保护单元包括合波器/分波器和1×2光开关，合波器/分波器的通道端与CWDM光模块的光接口连接，合波器的公共端/分波器的公共端与相应1×2光开关的公共端连接，1×2光开关的每个选通端分别与一根外部光纤连接；

所述电源与监控单元与每一个需要供电的设备和需要监控的设备连接，其中，需要供电的设备和需要监控的设备包括CPRI光模块和CWDM光模块。

2.根据权利要求1所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：所述波长转换与信号恢复单元还包括CDR单元；

CDR单元串接在CPRI光模块和CWDM光模块之间。

3.根据权利要求1所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：

所述电源与监控单元还包括监控模块，所述监控模块包括单片机单元、FPGA单元和OSC光模块；

FPGA单元与每一个波长转换与信号恢复单元中的CPRI光模块的IIC接口连接，FPGA单元与每一个波长转换与信号恢复单元中的CWDM光模块的IIC接口连接；FPGA单元与每一个波长转换与信号恢复单元中的CDR单元的IIC接口连接；

FPGA单元与单片机单元连接，FPGA单元与OSC光模块的IIC接口连接。

4.根据权利要求3所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于，所述无源波分与链路保护单元包括合波器/分波器和1×2光开关，具体为：

所述无源波分与链路保护单元包括合波器和合波器用1×2光开关，其中，合波器和合波器用1×2光开关为无源设备；

所述合波器包括不少于波长转换与信号恢复单元组数的通道端和一个公共端，合波器用1×2光开关包括一个公共端，合波器的通道端与波长转换与信号恢复单元中的CWDM光模块的光接口中的光发射端一对一连接，合波器的公共端与合波器用1×2光开关的公共端连接，单片机单元的GPIO接口与合波器用1×2光开关的控制端口连接。

5.根据权利要求4所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：

所述无源波分与链路保护单元还包括分波器和分波器用1×2光开关，其中，分波器和分波器用1×2光开关为无源设备；

所述分波器包括不少于波长转换与信号恢复单元组数的通道端和一个公共端，分波器用1×2光开关包括一个公共端，分波器的通道端与波长转换与信号恢复单元中的CWDM光模块的光接口中的光接收端一对一连接，分波器的公共端与分波器用1×2光开关的公共端连接，单片机单元的GPIO接口与分波器用1×2光开关的控制端口连接。

6.根据权利要求1所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：

还包括以太网交换机单元；

以太网交换机单元的MDIO端口与单片机单元的MDIO端口连接，以太网交换机单元的第一端口与单片机单元以太网接口连接，以太网交换机单元的第二端口与OSC光模块的电接口连接。

7.根据权利要求6所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：还包括RJ45网口连接器，以太网交换机单元的第三端口与RJ45网口连接器连接。

8.根据权利要求1所述的用于分布式基站光纤传输的CWDM结构，其特征在于：还包括热备份电源，热备份电源的电源输出端与每一个需要供电的设备的电源输入端连接。

9.一种用于分布式基站光纤传输的CWDM系统，其特征在于：

包括根据权利要求4所提出的CWDM结构设计得到的第一CWDM结构和第二CWDM结构，以及第一主用光纤和第一备用光纤，其中，第一主用光纤和第一备用光纤为外部光纤；

第一CWDM结构中的第一合波器用1×2光开关的两个选通端和第二CWDM结构中的第二合波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第一主用光纤和第一备用光纤对应连接。

10.一种用于分布式基站光纤传输的CWDM系统，其特征在于：

包括根据权利要求5所提出的CWDM结构设计得到的第三CWDM结构和第四CWDM结构，还包括第二主用光纤、第二备用光纤、第三主用光纤和第三备用光纤，其中，第二主用光纤、第二备用光纤、第三主用光纤和第三备用光纤为外部光纤；

第三CWDM结构中的第三合波器用1×2光开关的两个选通端和第四CWDM结构中的第四分波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第二主用光纤和第二备用光纤对应连接；

第三CWDM结构中的第三分波器用1×2光开关的两个选通端和第四CWDM结构中的第四合波器用1×2光开关的两个选通端，分别通过第三主用光纤和第三备用光纤对应连接。

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