RU203893U1

RU203893U1 - Маршрутизирующий модуль для радиорелейной линии связи

Info

Publication number: RU203893U1
Application number: RU2020128769U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДОК"
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-04-26

Abstract

Полезная модель относится к радиорелейным линиям связи. Технический результат заключается в снижении необходимости в техническом обслуживании маршрутизирующего модуля для радиорелейной линии связи. Маршрутизирующий модуль содержит связанные и смонтированные на общей плате с интегрированным блоком питания, поддерживающим PoE, блок модема и блок коммутатора, при этом блок коммутатора снабжен программными инструкциями для поддержки протоколов выше второго уровня сетевой модели OSI, блок коммутатора связан с интерфейсами передачи данных. При этом в маршрутизирующем модуле блок модема реализован на цифровом сигнальном процессоре, блок коммутатора реализован на сетевом процессоре с внутренней шиной, способной обрабатывать данные на скорости до 120 гигабит в секунду. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая полезная модель относится к радиорелейным линиям связи, а именно к маршрутизирующему модулю для радиорелейной линии связи, и может быть использована в конструкциях радиорелейных модулей, работающих в миллиметровом радиодиапазоне с повышенными требованиями к гибкости конфигурации, производительности, устойчивости ко внешним воздействиям.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Близкими аналогами заявленной полезной модели являются устройства EtherHaul™ 8010FX Siklu (режим доступа: https://www.siklu.com/introducing-the-new-10gbps-etherhaul-8010fx/, дата обращения: август 2020 года) и iPASOLINK EX Advanced NEC (режим доступа: https://www.nec.com/en/global/prod/nw/pasolink/products/ipasolinkEX_advanced.html, дата обращения: август 2020 года).

В известных устройствах применяется коммутатор низкой производительности и сравнительно небольшим набором функций для обработки потоков данных в радиорелейных линиях связи. Помимо этого, известные решения не позволяют наращивать уровень коммутатора до уровней L3/L4 модели OSI заменой или обновлением программных инструкций. При этом также остается нерешенной задача создания компактного и недорогого в реализации решения со встроенными в радиорелейный модуль коммутаторами уровня L3. Обычно коммутаторы такого уровня — это отдельные устройства, которые устанавливаются в 19” серверную стойку в специализированном серверном помещении. Это также затрудняет использование известных решений, поскольку специфика радиорелейных линий связи предъявляет другие требования к среде использования подобных устройств, а именно независимость от технического обслуживания, устойчивость к естественным воздействиям, компактность.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Техническая задача, положенная в основу настоящей полезной модели, заключается в создании компактного, моноблочного, экономически выгодного радиорелейного модуля.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в снижении необходимости в техническом обслуживании маршрутизирующего модуля для радиорелейной линии связи.

Технический результат достигается настоящей полезной моделью, в соответствии с которой заявлен маршрутизирующий модуль для радиорелейной линии связи, в котором установлены связанные и смонтированные на общей плате с интегрированным блоком питания, поддерживающим PoE, блок модема и блок коммутатора, при этом блок коммутатора снабжен программными инструкциями для поддержки протоколов выше второго уровня сетевой модели OSI, блок коммутатора связан с интерфейсами передачи данных. В отличие от прототипа в заявленном маршрутизирующем модуле блок модема и блок коммутатора связаны с Host-контроллером, при этом блок модема реализован на цифровом сигнальном процессоре, способном выполнять программные инструкции для поддержки протоколов уровней L2+, L3-L4 сетевой модели OSI, блок коммутатора реализован на сетевом процессоре с внутренней шиной, способной обрабатывать данные на скорости до 120 гигабит в секунду, Host-контроллер снабжен программными инструкциями для управления установленным в блоки модема и коммутатора программным обеспечением.

Дополнительные преимущества и существенные признаки настоящей полезной модели могут быть представлены в следующих частных вариантах осуществления.

В частности, в маршрутизирующем модуле программные инструкции блока модема способны реализовать алгоритм компенсации нелинейности передающего тракта.

В частности, в модуле программные инструкции блока модема способны реализовать алгоритм исправления ошибок в сигналах.

В частности, в модуле программные инструкции блока модема способны реализовать алгоритм адаптивной модуляции и полосы.

В частности, в модуле интерфейсы данных блока коммутатора представлены оптическими 10GbE-интерфейсами и медным 1GbE-интерфейсом.

В частности, корпус модуля выполнен герметичным.

Радиорелейный модуль представляет собой объединенные в едином корпусе маршрутизирующий модуль для радиорелейной линии связи и подключаемый к нему посредством ВВ-IQ (Base Band IQ) интерфейса приемопередатчик для радиорелейной линии связи. Совместное использование двух устройств позволяет добиться создания радиорелейного модуля с одними из лучших характеристик в индустрии по производительности и при этом с улучшенным эксплуатационными качествами. Это в особенности важно, поскольку радиорелейные модули преимущественно эксплуатируются в условиях строгого внешнего естественного воздействия, например, на крышах зданий, где они, в частности, подвержены влиянию погодных условий. В настоящем описании встречаются термины «радиорелейный модуль» и «маршрутизирующий модуль». Чтобы избежать возможных разночтений, отметим, что эти термины неравнозначны, и маршрутизирующий модуль может быть являться частью радиорелейного модуля. Фрагментарное употребление в настоящем описании термина «модуль» без уточнения его функционального назначения предполагает, что речь идет о маршрутизирующем модуле.

Под термином «PoE» понимается стандартизированная технология Power over Ethernet, в соответствии с которой одно устройство позволяет передавать другому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet.

Под термином «сетевая модель OSI» понимается стандартизированная сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO. Посредством данной модели различные сетевые устройства могут взаимодействовать друг с другом. Модель определяет различные уровни взаимодействия систем. Каждый уровень (обозначен префиксом L и номером в модели) выполняет определённые функции при таком взаимодействии.

Под термином «IQ-сигнал» понимается цифровой или аналоговый сигнал, представленный в форме синфазной I (англ. In-Phase), и квадратурной Q (англ. Quadrature) составляющих сигнала.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Описание варианта осуществления полезной модели может быть использовано в качестве примера для лучшего понимания ее сущности и изложено с ссылками на одну фигуру, которая иллюстрирует блок-схему маршрутизирующего модуля. При этом приведенные ниже подробности призваны не ограничить сущность полезной модели, а сделать ее более ясной.

В соответствии с ФИГ., в маршрутизирующий модуль включены последовательно связанные блок модема 1, Host-контроллер 2, блок коммутатора 3. Блок коммутатора связан с интерфейсами передачи данных, которые представлены оптическими интерфейсами 10GbE SFP+ 4, и с узлами 1GbE PHY 5. Каждый из узлов 5 связан с узлами медных интерфейсов 6. Блок коммутатора 3 также связан с узлом оперативной памяти DDR3 7 и с узлом памяти NAND FLASH 12. Блок модема 1 и блок коммутатора 3 также связаны с цифровым узлом PLL 9. Питание маршрутизирующего модуля обеспечено блоком питания 10. Блок питания 10 выполнен с поддержкой PoE и связан с узлом PoE 11. Несмотря на то, что на ФИГ. не указана в явном виде связь блока питания 10 с другими блоками и узлами модуля, помимо узла PoE 11, следует понимать, что блок питания обеспечивает питанием все блоки и узлы, которые того требуют. В различных вариантах осуществления блок питания 10 может обеспечивать питанием иные устройства и узлы, не являющиеся частями маршрутизирующего модуля. При этом блок питания 10, блок модема 1 и блок коммутатора 3 смонтированы на одной общей плате. Это обеспечивает компактность устройству и возможность его выполнения в виде моноблока в едином герметичном корпусе.

Блок модема 1 реализован на цифровом сигнальном процессоре SoC MaxLinear, позволяющем реализовать исчерпывающий перечень функций цифровой обработки для обеспечения обмена сигналами с радиочастотным приемопередатчиком. Поскольку предполагается, что радиорелейный модуль с использованием маршрутизирующего модуля, предназначен для применения вне помещений, например, на крыше зданий, то выбор такого многофункционального процессора является оправданным для того, чтобы снизить требования к обслуживанию, периодичности замены комплектующих.

Для обеспечения возможности использования маршрутизирующего модуля в радиорелейных линиях связи, программные инструкции блока модема 1 могут быть способны реализовать одну или несколько из следующих опций:

алгоритм компенсации нелинейности передающего тракта Predistortion, который позволяет добиться высокой выходной мощности приемопередатчика на высоких модуляциях (128-QAM);

алгоритм исправления ошибок в сигналах FEC, который позволяет улучшить показатель чувствительности приемника при определенных BER;

алгоритм адаптивной модуляции и полосы ACMB, который позволяет автоматически подстраивать режим работы радио к погодным условиям, тем самым увеличивая коэффициент доступности радиорелейной линии связи.

Host-контроллер 2 снабжен программными инструкциями для управления установленным в блоки модема и коммутатора программным обеспечением, обеспечения микроклимата внутри корпуса модуля, журналирования программной активности модуля и обеспечения графического интерфейса администрирования.

Блок коммутатора 3 реализован на сетевом процессоре с внутренней шиной, способной обрабатывать данные на скорости до 120 гигабит в секунду. Примером такого процессора может являться процессор операторского класса Marvell. В отсутствие такой производительности обработки данных использование маршрутизирующего модуля будет затруднено или почти невозможно в случае использования для радиорелейной линии связи. Блок коммутатора 3 снабжен программными инструкциями для поддержки протоколов выше второго уровня сетевой модели OSI. В частном варианте осуществления блок модема способен поддерживать реализацию протоколов уровня L2+ модели OSI, т.е. функции второго уровня и выше – коммутации и маршрутизации пакетов с поддержкой VLAN (англ. «Virtual Local Area Network»), QoS (англ. «Quality of Service»). В других частных вариантах осуществления упомянутый процессор позволяет выполнять программные инструкции для поддержки протоколов уровней L3-L4. Это делает модуль масштабируемым и гибко конфигурируемым.

Маршрутизирующий модуль используют следующим образом.

В едином герметичном корпусе радиорелейного модуля заключают заявленный маршрутизирующий модуль и приемопередатчик для радиорелейной связи. Возможно, что оба устройства выполнены на общей для них плате. Помимо упомянутых устройств радиорелейный модуль может включать дополнительные узлы, необходимые для работы модуля. Радиорелейный модуль может быть установлен на крыше сооружения. Возможность работы через PoE исключает необходимость подведения силовых кабелей к модулю. Вся конструкция в сборе может получать питание через Ethernet-кабель («витая пара»). Это позволяет упростить и удешевить монтаж и конфигурирование конструкции.

Стандартный Ethernet поток данных с характеристиками 10GbE/1GbE/100Base-Tx поступает на любой из нескольких входных интерфейсов 4 и/или 6. В блоке коммутатора 3 этот поток обрабатывается согласно стандартным протоколам OSI, в том числе, VLAN, QoS, LAG. Затем поток передается в блок модема 1, где осуществляется его кодирование, разделение на каналы IQ, модуляция, проведение Predistortion и/или других доступных опций. Дифференциальные IQ-сигналы затем поступают на приемопередатчик для радиорелейной линии связи. При этом следует учесть, что перспективная возможность масштабирования маршрутизирующего модуля позволяет со временем расширять набор выполняемых алгоритмов и протоколов обработки данных на программном уровне за счет загрузки посредством Host-контроллера новых программных инструкций без необходимости физического улучшения или замены оборудования радиорелейного модуля.

Таким образом, заявленная полезная модель позволяет создавать высоко интегрированные модуля, включающие в себя модема, блок питания и управляемый коммутатор уровня L2+. Это способствует уменьшению стоимости радиорелейных высокоскоростных мостов, их размеров, потребляемой мощности и массы.

Claims

1. Маршрутизирующий модуль для радиорелейной линии связи, в котором установлены связанные и смонтированные на общей плате с интегрированным блоком питания, поддерживающим PoE, блок модема и блок коммутатора, при этом блок коммутатора снабжен программными инструкциями для поддержки протоколов выше второго уровня сетевой модели OSI, блок коммутатора связан с интерфейсами передачи данных, отличающийся тем, что блок модема и блок коммутатора связаны с Host-контроллером, при этом блок модема реализован на цифровом сигнальном процессоре, способном выполнять программные инструкции для поддержки протоколов уровней L2+, L3-L4 сетевой модели OSI, блок коммутатора реализован на сетевом процессоре с внутренней шиной, способной обрабатывать данные на скорости до 120 гигабит в секунду, Host-контроллер снабжен программными инструкциями для управления установленным в блоки модема и коммутатора программным обеспечением.

2. Модуль по п.1, в котором программные инструкции блока модема способны реализовать алгоритм компенсации нелинейности передающего тракта.

3. Модуль по п.1, в котором программные инструкции блока модема способны реализовать алгоритм исправления ошибок в сигналах.

4. Модуль по п.1, в котором программные инструкции блока модема способны реализовать алгоритм адаптивной модуляции и полосы.

5. Модуль по п.1, в котором интерфейсы данных блока коммутатора представлены оптическими 10GbE-интерфейсами и медными 1GbE-интерфейсами.

6. Модуль по п.1, корпус которого выполнен герметичным.