CN101777996B - 一种实现业务主备切换的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现业务主备切换的装置及方法，对于含有主用主控板和备用主控板的通讯设备，当主用主控板主用信号经过采样滤波得到滤波后的主用信号无效时，如果在最近一次采样周期到达时刻主用主控板主用信号从有效变为无效，则确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板，实现业务数据和管理数据的快速切换。采用本发明所述的装置及方法，可以将主备切换的时间降低到纳秒级，减少切换过程中业务数据和管理数据的出错或丢失，提高了网络的稳定性和可靠性。

Description

一种实现业务主备切换的装置及方法
技术领域
本发明涉及通讯设备中主备用主控板的切换技术，特别是一种实现业务主备切换的装置及方法。
背景技术
处于网络中重要位置的通讯设备，不允许出现单点故障，这些设备一般都会配备两块主控板，其中一块用作主用主控板，另一块用作备用主控板。正常运行时主用主控板作为控制和管理的核心，与业务板进行业务通讯，完成系统内各模块的正常功能；而备用主控板则作为主用主控板的备份，当主用主控板因出现故障或者软硬件升级时，系统可通过自动或手动进行主备切换，或者通过插拔主用主控板进行主备切换，将备用主控板升级为主用主控板，以保证原业务的正常运行。
配备有两块主控板的通讯设备，一般将主用主控板和备用主控板各自的主用信号通过背板送给业务板，业务板根据这两个主用信号的有效性，确定哪块主控板是主用主控板。考虑到自动、手动主备切换，特别是插拔主用主控板时可能对主用信号产生干扰，所以业务板需要对两块主控板给出的主用信号进行滤波处理后才使用。
如图1所示，假设两块主控板分别为主控板A和主控板B，主控板A和主控板B的主用信号送给业务板后，在业务板上面进行滤波处理，以去除干扰信号，滤波后的主控板主用信号分别为MasterA和Master B。业务板的业务数据和管理数据同时发送给主控板A和主控板B，业务数据和管理数据的接收方向使用二选一的选择器进行选择，即：业务数据选择器和管理数据选择器通过Master A和Master B信号的有效性，来控制接收的业务数据和管理数据是选择主控板A，还是主控板B作为主用主控板，这样确保了业务板的业务数据和管理数据都是和主用主控板进行通信，备用主控板处在监测状态，随时准备进入主用工作状态。
现有技术中，对主控板主用信号的滤波处理一般采用可编程器件实现，由于需要通过多次采样以确认主用信号状态是否有效，所以滤波后的主用信号就会有毫秒级的延时，即：至少需要毫秒级的时间才能确定主用信号的有效性，例如，作为主用主控板的主控板A主用信号变为无效，则经过采样滤波后，至少需要经过毫秒级的时间，才能确定出Master A信号无效，再进行主备切换动作，将主控板B作为主用主控板，使主控板B主用信号有效，还需经过毫秒级的时间确定出Master B信号有效，选择器根据有效的Master B信号将主控板B作为主用主控板，进行业务数据和管理数据的通讯。由此可见，由于主备切换过程中存在毫秒级时间的延时，可能会使主备切换过程中正在传输的业务数据和管理数据出错或被丢失；特别是同步以太网和1588系统设备，对系统时钟和1588协议包的实时性要求很高，主备切换时间过长就可能导致系统时钟或者1588协议包错误，从而使系统不能正常工作。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现业务主备切换的装置及方法，能减少主备切换的时间，降低切换过程中业务数据和管理数据的出错或丢失，提高网络的稳定性和可靠性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种实现业务主备切换的装置，位于业务板的可编程器件中，该装置包括：
主用信号处理模块，用于结合主用主控板滤波后的主用信号的有效性，以及在最近一次采样周期到达时刻，主用主控板主用信号的有效性，当主用主控板经过采样滤波后的主用信号无效，且在最近一次采样周期到达时刻主用主控板主用信号从有效变为无效时，确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板。
上述方案中，该装置还包括：主用信号滤波模块，用于分别对主用主控板主用信号和备用主控板主用信号进行采样和滤波，并确定主用主控板滤波后的主用信号和备用主控板滤波后的主用信号的有效性。
本发明还提供了一种实现业务主备切换的方法，该方法包括：
当主用主控板经过采样滤波后的主用信号无效，且在最近一次采样周期到达时刻主用主控板主用信号从有效变为无效时，确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板。
上述方案中，所述将备用主控板作为主用主控板，具体为：若在最后一次采样周期到达时刻，主用主控板主用信号从有效变为无效，则确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板。
上述方案中，该方法还包括：如果主用主控板滤波后的主用信号有效，则再判断备用主控板滤波后的主用信号是否有效，若备用主控板滤波后的主用信号无效，则无需进行主备切换；若备用主控板滤波后的主用信号有效，则无需进行主备切换，并向两个主控板报错。
本发明所提供的实现业务主备切换的装置及方法，对于含有主用主控板和备用主控板的通讯设备，当主用主控板的主用信号经过采样滤波得到滤波后的主用信号无效时，如果在最近一次采样周期到达时刻主用主控板主用信号从有效变为无效，则确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板，实现业务数据和管理数据的快速切换。采用本发明所述的装置及方法，可减少主备切换的时间，在硬件上使主备切换的时间降低到纳秒级，降低了主备切换操作对系统的影响，减少切换过程中业务数据和管理数据的出错或丢失，提高了网络的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为现有技术主控板主用信号与数据处理框图；
图2为本发明实现业务主备切换的装置结构示意图；
图3为本发明实现业务主备切换的方法流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：当主用主控板的主用信号经过采样滤波得到滤波后的主用信号无效时，如果在最近一次采样周期到达时刻，主用主控板主用信号从有效变为无效，则立即将备用主控板作为主用主控板。
下面以具体实施例对本发明的实现过程进行详细描述。
本发明所提供的实现业务主备切换的装置，位于业务板的可编程器件中，如图2所示，该装置包括：
主用信号处理模块，用于结合主用主控板滤波后的主用信号的有效性，以及在最近一次采样周期到达时刻，主用主控板主用信号的有效性，确定是否将备用主控板作为主用主控板，以实现业务的快速切换。
所述主用信号处理模块将备用主控板作为主用主控板具体为：当接收到主用主控板滤波后的主用信号无效时，若在最近一次采样周期到达时刻，主用主控板主用信号从有效变为无效，则确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板。
该装置还包括：主用信号滤波模块，用于分别对主用主控板主用信号和备用主控板主用信号进行采样和滤波，并确定主用主控板滤波后的主用信号和备用主控板滤波后的主用信号的有效性。
根据本发明所述的装置，在本实施例中，通讯设备中含有两个主控板，即主控板A和主控板B，假设开始时以主控板A为主用主控板，主控板B为备用主控板，业务板与主控板A进行正常通讯；当主控板A出现故障，主用信号处理模块接收到主控板A滤波后的主用信号无效时，判断最近一次采样周期到达时刻主控板A主用信号是否从有效变为无效，若是从有效变为无效，则主用信号处理模块确定主用主控板控制信号Master A无效；并立即将备用主控板控制信号Master B强制为有效，将主控板B作为主用主控板，主控板A作为备用主控板，将业务迅速切换到主控板B进行通讯，大大节省了主备切换时间，可使主备切换的时间降低至纳秒级，保证了原业务的正常运行。
基于上述装置，本发明提供了一种实现业务主备切换的方法，该方法的具体实现过程如图3所示，包括以下步骤：
步骤301：同时对两个主控板主用信号进行采样并滤波；
本步骤中，可编程器件的主用信号滤波模块对主控板A主用信号进行采样滤波的同时，也在对主控板B主用信号进行采样滤波，两者同时进行；
以下，将主控板A主用信号简称为主用信号A，主控板B主用信号简称为主用信号B；以主控板A为例：主控板A将主用信号A送给业务板上的可编程器件；可编程器件的主用信号滤波模块根据固定的采样周期，对主用信号A进行多次采样和滤波，例如三次采样；其中，本步骤中的采样和滤波过程为现有技术，在此不做详细描述。
步骤302：判断主用主控板滤波后的主用信号是否有效；若主用主控板滤波后的主用信号无效，则执行步骤303；若主用主控板滤波后的主用信号有效，则执行步骤306；
本步骤中，可编程器件的主用信号滤波模块根据每一次采样值判断主控板A滤波后的主用信号是否有效，以下将主控板A滤波后主用信号简称为滤波主用信号A；具体为：如果三次采样的主用信号A都有效，则滤波主用信号A有效；如果三次采样的主用信号A中，有一次为无效，则滤波主用信号A无效。
本实施例中，因在开始状态下是以主控板A为主用主控板，主控板B为备用主控板，所以正常时，主用信号A有效，主控信号B无效，即三次采样的主用信号A都有效，即滤波主用信号A有效；若主控板A出现故障，使滤波主用信号A无效时，说明三次采样中的主用信号A有一次无效。
步骤303：判断主用主控板主用信号是否从有效变为无效；若是，则执行步骤304；若否，则执行步骤305；
本步骤中，经过采样滤波后，当可编程器件的主用信号处理模块接收到的滤波主用信号A无效时，判断最近一次采样周期到达时刻，主用信号A是否从有效变为无效；例如，经过三次采样时，滤波主用信号A无效，则主用信号处理模块需要判断主用信号A是不是在第三次采样周期到达的时刻从有效变为无效；若在第三次采样周期到达的时刻，主用信号A发生了从有效到无效的变化，则执行步骤304。
步骤304：将备用主控板控制信号强制为有效，进行主备切换，结束当前处理流程；
本步骤中，可编程器件的主用信号处理模块在第三次采样周期到达的时刻判断主用信号A从有效变成无效后，则确认主用主控板控制信号Master A无效，并立即将备用主控板控制信号Master B强制为有效；该结果可作为业务板的业务数据和管理数据进行主备切换的控制信号，即将主控板B作为主用主控板，将主控板A作为备用主控板，使业务数据选择器及管理数据选择器通过有效的Master B信号，将业务数据和管理数据快速切换到主控板B进行通讯。
这里，在上述两个步骤中，可编程器件的主用信号处理模块需要将滤波主用信号A与主用信号A的有效性进行综合考虑，即当主用信号处理模块接收到的滤波主用信号A无效时，同时判断出在最近一次采样周期到达时主用信号A从有效变成无效后，在滤波主用信号B还处于无效状态时，就立即将主控板B控制信号Master B强制为有效。
上述操作可以将主备切换的时间降低为纳秒级，而不用等到主用信号滤波模块经过采样并最终确认滤波主用信号B有效后，再进行主备切换操作，大大节省了切换的时间，减少切换过程中业务数据和管理数据的出错或丢失，保证了原业务的正常运行，提高了系统的可靠性。
步骤305：确认主用主控板主用信号无效，结束当前处理流程；
步骤306：判断备用主控板滤波主用信号是否有效；若无效，则转至步骤307；若有效，则转至步骤308；
本步骤中，通过可编程器件的主用信号滤波模块将主用信号B采样、滤波后，判断滤波主用信号B是否有效。
步骤307：确认主用主控板滤波主用信号有效，备用主控板滤波主用信号无效，无需进行主备切换，结束当前处理流程；
本步骤中，可编程器件的主用信号滤波模块确认滤波主用信号A有效，滤波主用信号B无效，则说明通讯设备处于正常状态，可编程器件的主用信号处理模块不对主用主控板控制信号Master A及备用主控板控制信号Master B做任何操作，即直接将有效的滤波主用信号A作为Master A信号输出，将无效的滤波主用信号B作为Master B信号输出，则Master A信号有效，Master B信号无效，主控板A仍作为主用主控板，无需进行主备切换，业务数据和管理数据仍通过主控板A进行通讯。
步骤308：不进行主备切换，同时向两个主控板报错。
本步骤中，可编程器件的主用信号滤波模块经过采样滤波后，判断滤波主用信号A及滤波主用信号B都有效，因正常状态下，只能存在一个滤波主用信号有效的情况，即或者滤波主用信号A有效，或者滤波主用信号B有效，所以表明此时通讯设备处于异常状态，可编程器件向两个主控板上报错误信息。
但可编程器件的主用信号处理模块不对主用主控板控制信号Master A、及备用主控板控制信号Master B做任何操作，即直接将有效的滤波主用信号A作为Master A信号，将有效的滤波主用信号B作为Master B信号；此时，虽然Master A信号及Master B信号都有效，但业务不进行主备切换，仍然使用先为主用的主控板A作为主用主控板，业务数据和管理数据仍然通过主控板A进行通讯。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实现业务主备切换的装置，位于业务板的可编程器件中，其特征在于，该装置包括：
主用信号处理模块，用于结合主用主控板滤波后的主用信号的有效性，以及在最近一次采样周期到达时刻，主用主控板主用信号的有效性，当主用主控板经过采样滤波后的主用信号无效，且在最近一次采样周期到达时刻主用主控板主用信号从有效变为无效时，确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：主用信号滤波模块，用于分别对主用主控板主用信号和备用主控板主用信号进行采样和滤波，并确定主用主控板滤波后的主用信号和备用主控板滤波后的主用信号的有效性。
3.一种实现业务主备切换的方法，其特征在于，该方法包括：
当主用主控板经过采样滤波后的主用信号无效，且在最近一次采样周期到达时刻主用主控板主用信号从有效变为无效时，确定主用主控板控制信号无效，并立即将备用主控板控制信号强制为有效，将备用主控板作为主用主控板。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定经过采样滤波后的主用信号无效之前，该方法还包括：同时对主用主控板和备用主控板的主用信号进行采样和滤波，并根据每一次采样值的有效性判断主用主控板滤波后的主用信号的有效性。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：如果主用主控板滤波后的主用信号有效，则再判断备用主控板滤波后的主用信号是否有效，若备用主控板滤波后的主用信号无效，则无需进行主备切换；若备用主控板滤波后的主用信号有效，则无需进行主备切换，并向两个主控板报错。
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