CN101621333A - 一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构 - Google Patents

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Abstract

一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构，涉及光通信系统中的链路保护，其特征在于：线卡的光接口通过若干倒换控制线和线卡的CPLD连接；线卡的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡的CPU连接，线卡的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；核心卡的CPLD通过管理总线和一根中断线与核心卡的CPU连接。本发明所述的通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构，将每个光接口的倒换控制线先连接到线卡的CPLD，变成收发信号并传输到核心卡的CPLD，可根据保护光链路的需求，将互为保护的一对光链路的倒换控制线连通，从而为互为保护的两个光链路间建立一条保护控制链路，这样我们可以很容易为任意一对光链路建立保护关系。

Description

一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构
技术领域
本发明涉及光通信系统中的链路保护，具体的说是一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构。
背景技术
光通信技术由于其通信容量大，传输距离远，保密性好等特点，一直是主要的核心传输网技术，同时随着接入网光进铜退的开展，全国各地市光纤接入也开始大规模启动。可以预料，光纤通信会在越来越多的通信系统中发挥重要作用。在一些对可靠性要求很高的通信系统中，往往需要提供光链路的冗余保护，使有问题的光链路能倒换到另一条可靠的光链路，保证业务能正常工作。在光链路冗余保护倒换中，通常采用硬件方式，这样倒换迅速，对业务影响小。这需要互为保护的光链路能通过硬件连线知道对端的工作状态是否正常，对端是否有物理层或数据链路层等各种故障，并由此判断自己的工作状态。
大多数通信系统中会配置有多块线卡和两块核心卡，上述线卡和核心卡通过互联背板连接，通常由线卡提供如无源光网络、同步数字系统、以太网等等光接口。要实现由一对光接口组成的光链路的冗余保护，就需要在光接口间增加信号线。这需要两个信号，工作态的光接口(后面简称为active光接口)输出一个信号，表明自己是否故障；备份态的光接口(后面简称为standby光接口)根据一个输入信号，判断自己是否需要开始工作(即倒换成工作态的光接口)。这两个信号可以由一根保护控制线完成，即active光接口有故障就通过一根保护控制线输出信号到standby光接口，standby光接口根据这个信号，得知active光接口有故障，就开始工作。
但通讯系统的两个光接口通常采用互为主备的冗余保护模式，也就是说一旦倒换后，standby光接口即变为active光接口，则保护控制线的方向性需要随之改变，而实时监控这个方向的改变会增加通讯系统的硬件设计难度，所以通常光链路的保护控制线是两根，这两根保护控制线连接一对互为主备的光接口，且传输方向相反，藉此实现光链路的冗余保护倒换。
由于通讯系统中有多块线卡，每块线卡有多个光接口，如果要设计任意光链路冗余保护倒换的硬件系统，就需要将系统中每种成对光接口(包括线卡内和线卡间光接口)的成对情况都增加两根保护控制线，而线卡间的保护控制线需要通过互联背板互连，这个排列组合情况很多，这样会极大增加互联背板的设计复杂度，而且成本过高不利于推广使用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构，将每个光接口的倒换控制线先连接到线卡的CPLD，在线卡的CPLD压缩为一收一发两个信号，并传输到核心卡的CPLD，核心卡的CPLD即可根据保护光链路的需求，将互为保护的一对光链路的倒换控制线连通，从而为互为保护的两个光链路间建立一条保护控制链路，这样我们可以很容易为任意一对光链路建立保护关系。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构，包括至少两个线卡和一个核心卡，其特征在于：
线卡1的光接口通过若干倒换控制线和线卡1的CPLD连接；
线卡1的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡1的CPU连接，线卡1的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；
线卡2的光接口通过若干倒换控制线和线卡2的CPLD连接；
线卡2的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡2的CPU连接，线卡2的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；
核心卡的CPLD通过管理总线和一根中断线与核心卡的CPU连接。
本发明所述的通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构，将每个光接口的倒换控制线先连接到线卡的CPLD，在线卡的CPLD压缩为一收一发两个信号，并传输到核心卡的CPLD，核心卡的CPLD即可根据保护光链路的需求，将互为保护的一对光链路的倒换控制线连通，从而为互为保护的两个光链路间建立一条保护控制链路，这样我们可以很容易为任意一对光链路建立保护关系。
附图说明
本发明有如下附图：
图1光链路保护到换的系统硬件架构示意图
图2互为保护的一对光链路的逻辑硬件连接示意图
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明所述的通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构示意图，包括至少两个线卡和一个核心卡，线卡1的光接口通过若干倒换控制线和线卡1的CPLD连接；线卡1的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡1的CPU连接，线卡1的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；线卡2的光接口通过若干倒换控制线和线卡2的CPLD连接；线卡2的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡2的CPU连接，线卡2的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；核心卡的CPLD通过管理总线和一根中断线与核心卡的CPU连接。
本发明所述技术方案中，光链路的冗余保护对应控制是在核心卡的CPLD建立，核心卡的CPU通过管理总线可在核心卡的CPLD建立逻辑的保护连接关系，互为保护的一对光链路则如图2关系工作。如图2所示，互为保护的一对光链路间有两个信号，active光接口输出信号Ctr_1，standby光接口根据Ctr_1信号判断自己是否需要开始工作，如果active光接口有故障，则关闭active光接口，同时Ctr_1将变为低电平，当standby光接口检测到Ctr_1信号变为低电平，则开始工作，这就完成一次光链路倒换，倒换之后图2中原来的standby光接口将变为新的active光接口，而原来的active光接口将变为新的standby光接口，新的active光接口将输出信号Ctr_2，新的standby光接口再根据的Ctr_2信号判断自己是否工作。光接口可以通过光链路的接收光功率以及数据链路层的连接情况等等，判断本光链路是否工作正常，如果不正常，则将Ctr_1或Ctr_2信号置低电平。并且当有倒换变化发生时，线卡的CPLD通过中断方式提醒线卡的CPU，线卡的CPU通过管理总线读取获悉倒换。
系统要建立互为保护的光链路，就需要将互为保护的两条光链路的控制信号连接起来，这个是在核心卡的CPLD建立，系统中的这个倒换关系的连接就是一个交叉矩阵，将需要将保护的两个光链路之间建立一条保护通道。当系统有多块核心卡的情况，则工作的主控盘提供这个交叉功能。备份的主控盘输出为高阻，不影响倒换控制电路。
在图1所示的光链路保护倒换的系统中，线卡通常有多个光链路，首先将每个光接口的倒换控制线先连接到线卡的CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)，在线卡的CPLD采用并串变换技术将这些倒换控制线的状态，压缩为一收一发两个信号来传输，如图1中线卡1的线卡1发信号线和线卡1收信号线，再将这两个信号连接到核心卡的CPLD，在核心卡的CPLD采用串并变换技术，核心卡的CPLD就可恢复得到每个线卡光接口的倒换控制线的状态，就可以在核心卡CPLD上根据保护光链路的需求，将互为保护的一对光链路的倒换控制线连接。配置之后，则将系统里的所有保护光链路将根据需要，配置成逻辑如图2的保护电路。同时CPLD有中断线到CPU，当有倒换变化发生时，核心卡的CPLD通过中断方式提醒核心卡的CPU，核心卡的CPU通过管理总线读取获悉倒换。
光链路的冗余保护关系不仅可以一对一保护，还可以一对多保护，即由一个光链路备份对应多个光链路，这时保护关系就不是简单连接控制线。则需要在核心卡的CPLD为每个光链路建立一对状态寄存器/控制寄存器，状态寄存器表明该光链路的工作状态和是否发生倒换等等信息，控制寄存器则控制该光链路是否倒换。核心卡的CPLD监测一个或多个active的状态寄存器，当有状态变化，CPLD则立即通过相应的standby的控制寄存器，使其开始工作，这样则可以实现一个光链路对其他多个光链路的冗余保护。同时CPLD有中断线到CPU，当有倒换变化发生时，核心卡的CPLD通过中断方式提醒核心卡的CPU，核心卡的CPU通过管理总线查询光链路状态寄存器，获悉倒换。
本发明的倒换系统可用于无缘光网络，同步数字系统，各种以太网光接口系统的光接口保护中。通过在核心卡建立互为保护光链路的倒换控制线，减少互联背板走线，并实现一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件系统实现方法。

Claims (1)

1.一种通信系统中光链路冗余保护倒换的硬件架构，包括至少两个线卡和一个核心卡，其特征在于：
线卡1的光接口通过若干倒换控制线和线卡1的CPLD连接；
线卡1的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡1的CPU连接，线卡1的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；
线卡2的光接口通过若干倒换控制线和线卡2的CPLD连接；
线卡2的CPLD通过管理总线和一根中断线与线卡2的CPU连接，线卡2的CPLD通过一对信号线和核心卡的CPLD连接；
核心卡的CPLD通过管理总线和一根中断线与核心卡的CPU连接。
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