移动通信干线放大器主从机的硬件和软件通信机

摘　要：干线放大器是无线通信覆盖中常用的一种设备。为了保证通信网络中设备的正常运行，通常运营商会建立统一的监控系统。对于安装距离较近的一群干放，一般以主从机的方式来接入监控系统以节约设备的成本。主从干放之间的硬件和软件通信机制成为保证通信正常的设计重点。硬件机制的重点在于保证主从干放之间的通信链路畅通，并且在任意一级干放异常的情况下，不影响主干放和其他从干放之间的通信。软件机制的重点在于通信上的冲突避免和链路维护。

关键词：干线放大器；监控中心；查询；设置；告警；应答；轮询
　　干线放大器，简称干放，是在无线信号功率变低而不能满足覆盖要求时的信号放大设备。当信号源设备功率难以达到覆盖要求时，该设备可以放大信号源(一般是微蜂窝)的功率，以覆盖更多的区域。干线放大器主要用于无源室内分布系统中补偿由于信号传输和分配而引起的功率衰耗。
　　为了对移动通信网络中运行的直放站、干放等设备的工作状态进行实时监控，通常运营商会以地市、甚至省为单位，建立统一的直放站干放监控系统。该系统本着“集中监控、集中维护、集中管理”的原则，对多厂商环境下的直放站干放等设备进行集中统一的监控管理与操作维护，对设备性能参数进行统计和分析，以保证设备的正常运行。
　　1、干线放大器和监控中心的交互
　　监控中心和设备之间最普通的两种交互方式为：告警和查询/设置。其操作流程如下：　　
　　告警：当设备内部某些工作状态异常产生告警时，设备的告警指令通过无线Modem上传到监控中心，监控中心在收到告警指令后，自动给故障设备返回告警应答指令，并派人员进行相应的告警处理措施。
　　查询/设置：监控中心操作人员可以定期或者不定期的对接入网管中心的设备进行工作状态的查询或某些参数的设置，发送查询/设置指令给的设备。设备在收到查询指令后，将当前状态参数以查询应答指令的形式返回给监控中心；设备在收到设置指令后，根据指令的内容修改相应的设备工作参数，并返回设置应答指令给监控中心。
    干放的监控系统采用分布式拓朴结构，彼此距离较近的一群干放以主从机的方式实现对全部干放设备的远程监控功能。主干放是指具备远程通信能力的设备，本身带有无线Modem。从干放是指本身不具备远程通信能力，必须借助有通信能力的设备才能完成远程通信的设备，从干放本身不带Modem。　　
　　以下着重论述主从干放之间的硬件和软件通信机制。
　　2、主从干放通信的硬件机制
　　主干放和从干放在设备端口上，均具有Down Link和Up Link两个主从链路接口，接口采用8芯网口的形式，主从干放之间采用8芯网线连接，连接关系如下图所示：

    主从干放之间的通信采用的是抗噪声干扰的RS485传输方式，链路上共有四个信号线，TXD+ TXD- RXD+ RXD-。其中TXD+ TXD-为前级发往后级的数据，RXD+ RXD-为后级发往前级的数据。
    为了保证整个链路中某一级干放在断电的情况下，不对主干放和后续的干放的通信造成影响，电路上进行了如下图所示的设计。
   
　　图注：
* 前级发往后级的数据在图中以绿色标注；（主干放到1号从干放，1号从干放到2号从干放……3号从干放到4号从干放）
* 后级发往前级的数据在图中以蓝色标注；（4号从干放到3号从干放，3号从干放到2号从干放……1号从干放到主干放）
* 开关和开关控制信号在图中以红色标注。
　　当主干放需要和某一从干放进行通信时，主干放依照上图中绿色的数据流发送信令给从干放。由于在每一从干放中，从UP LINK端口进入的前级发往后级的数据（图中绿色数据流）被分为两个支路，一路进入从干放的CPU进行解析处理，另外一路则通过DOWN LINK端口继续发往后级，因此当主干放给某一从干放发送信令时，所有的从干放都可以接收到此信令。
　　图中从干放内部的红色开关，在缺省状态和从干放断电情况下，开关闭合在图中所的A端，以保证某个从干放后级的数据可以顺利的发送到它的前级去。如果从干放接收到来自主干放的指令，并解析出主干放是要求与其通信，该从干放的CPU通过开关控制信号，使得图中的开关切换到B端，使得该从干放将对主干放的通信应答信号发送到前级去。
　　例如：主干放需要对2号从干放进行查询操作，主干放CPU发送查询指令，通过图中绿色的数据流，所有从干放的CPU都能接收到查询指令并对其进行解析。1、3、4号从干放解析指令后，不做任何操作。2号从干放解析指令后发现主干放要对其进行查询，则将开关切换到B端，其CPU将查询应答指令通过蓝色数据流发往1号从干放。1号从干放开关在A端，因此2号从干放的查询应答指令通过1号从干放到达主干放，这次查询操作顺利完成。
　　3、主从干放通信的软件机制
　　根据使用情况的要求，每个主干放要求最多允许带32个从干放，因此在主从干放的通信上，冲突避免是通信成功的关键。
　　在系统设计中，采用以下方法进行冲突避免和链路维护。
1） 对主干放和所有从干放进行编号，主干放设备编号为0，从干放设备编号依次为1、2……N，N≤32；
2） 所有主从干放之间的通信都由主干放发起，从干放只能对主干放的指令进行应答，不能主动发起通信；
3） 为了保证从干放的告警能够即使上报到主干放，主干放定期轮流对每个从干放进行轮询（发送轮询指令），被轮询到的从干放如果有告警需要上报，则将告警指令上传到主干放，如果没有告警需要上报，则将轮询应答指令上传。操作流程入下图所示。

4） 为了保证监控中心对从干放的查询/设置操作的实时性，主干放定期轮流对每个从干放进行轮询（发送轮询指令），在准备对某从干放进行轮询时，如果有来自监控中心的对其从干放的查询/设置指令，则将指令发给该从干放，从干放收到后予以应答。操作流程入下图所示。


5） 为了确认主从干放之间的通信链路在硬件上是否畅通，主干放定期对每个从干放进行轮询，如果主干放可以及时收到从干放的应答，则说明该从干放和主干放之间的通信链路正常，如果主干放收不到某从干放的应答，则说明该从干放和主干放之间的通信链路异常，主干放此时应主动上报通信链路告警到监控中心，以便通知维护人员对主从通信链路进行维护。
　　为了确保干放能够正常工作，对干放的监控是必须的。干线放大器主从机之间的通信，是干放接入监控中心的基础。以上论述的主从干放的通信机制是在实践中经过验证并工作稳定的。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/242667.html