遠距離光纖通信傳輸故障數據挖掘方法

尚長仲 曲志明 馮萬平 郭廣磊

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光纖通信具有非常高的可靠性要求。Abis接口為BSC和BTS兩者間的通信接口,由MS傳輸至網絡和網絡下發的多數信令均會經過Abis接口。通過對Abis接口在故障數據挖掘中的應用,可以有效了解到光纖通信質量。針對光纖通信情況進行監測,可以幫助尋找網絡中出現的故障問題,為網絡優化更為可靠的數據支撐。

一、遠距離光纖通信Abis接口信令結構

不同Abis接口信令在結構上都會存在不同差異,總體上可以分為物理層、LAPD層和應用層三層。

(一)物理層

物理層為CCITT 的G.705規范中32*64kbit/s時時隙結構的2M 數字鏈路,在物理特征以及電氣特征上與G.703相吻合。在解碼過程中,需要先處理二層幀數據[1]。

(二)LAPD層

Abis接口在該層中運用的是LAPD 協議,實現數據封裝問題的處理,根據信令功能不同,封裝格式的采用上也會存在差異,幀類型大致分成三種：第一種為I幀,即信息幀;第二種為S幀,即監督幀;第三種為U 幀,即無編號幀[2]。

LAPD幀格式具體如下所所示：

表一 LAPD幀格式

幀控制域格式詳見下表：

表二 信息域通用格式

(三)應用層

應用層消息可以利用MD信元來進行鑒別,應用層結構都是由信元構成,不同消息有著不同的信元。以下通過DataRequest信令來說明應用層信元結構。DataRequest信令為無線鏈路管理層消息,通用格式如下：

表三 DataRequest信令通用格式

四種信息元素是通用信元,再往下,會按照信令差異而有著不同的信元組成,比如說,DataRequest信令的下一個信元為L3 Information,該信元中含有空口信令內容[3]。

二、遠距離光纖通信傳輸故障數據挖掘流程

(一)LAPD層解碼

第一步,解碼地址域,其字段根據順序來進行解碼,先后為SAPI、C/R 和TEI。SAPI值能夠指示信息實體種類,C/R 值代表為命令幀還是響應幀。

第二步,判別控制域幀類型。從第3字節中截取后四位來進行幀種類判斷。如果最低位是0,則代表幀是信息幀;如果最低兩位是01,則代表幀是S幀;如果是11,則代表幀是U 幀。

第三步,幀具體類型判斷。當幀是S幀 的時候,按照字節3、4bit來詳細判別具體S幀類型,如果為00,則確定為RR 型S幀,當前狀態為接收狀態;如果為01,則確定為RNR 型S幀,當前狀態為忙碌狀態;如果為11,則確定為REJ幀,代表請求重復編號從N(R)開始的I幀。當幀是U 幀的時候,結合3、4bit和6、7、8bit共同確定具體U 幀類型。

無論是U 幀解碼,還是S幀解碼,都較為簡單,比較有難度的是UI幀和XID幀的解碼,這兩種幀內部含信息域。對于存在信息域的幀進行解碼的時候,可以設置一個標志變量。結合控制域特征比來使標志變量轉變為真,然后再進行有效解碼。另一種情況下標志變量會變成FALSE,代表并不是信息幀,即不要對其進行解碼[4]。

(二)應用層解碼

應用層前三個字段一致,依次為Message discriminator、Message type和Channel number,可以寫進一個函數來對他們進行解碼。在對Message type進行解碼的時候,識別好消息種類,就能夠直接使用具體解碼函數。例如說,在解碼DataRequest信令的時候,當解完DataRequest消息的Message discriminator、Message type、和Channel number以后,就能夠明確消息種類,從而就可以使用對應的消息類型函數做深度解碼。上述信元解碼完成以后,開始對L3 Information進行解碼,內部含有空口信令內容,其詳細幀格式可以參考3GPPTS 0408協議。

三、遠距離光纖通信傳輸故障數據挖掘應用

(一)覆蓋分析

光纖通信過程中,會測量通信鏈路狀態,產生出一個Measurement Result信令,并下行至BSC。解碼該信令,能夠獲取到通信移動臺TA 值等關鍵參數,這樣就會分析出小區的實際覆蓋狀態。

(二)干擾監測

空閑時,基站會對子信道干擾情況進行測量,利用Abis接口傳輸RFRESOURCEINDICATION 信令至BSC,解碼該信令,能夠了解到BTS實時干擾程度。

(三)切換分析

切換移動臺的時候,Abis接口會發送一系列指令,通過指令能夠實時查看切換狀態,明確切換異常時間點和發生位置,可以分析切換前后網絡參數的變化,從而用戶就能夠準確判別切換是否發生了異常。

結語

本文展開對Abis遠距離光纖通信網絡的研究,希望能夠給到光纖通信的發展提供一些實用的參考信息。