CN102201867B - 一种百节点智能自愈光端机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种百节点智能自愈光端机，应用于光端机技术领域，该百节点智能自愈光端机包括：中心机箱、节点机、环切机；所述中心机箱包括网管卡、光交叉卡和多个业务卡，所述业务卡之间通过光交叉卡实现全交叉切换；所述中心机箱、节点机、环切机之间通过光/电网络连接。本发明中所有节点机及环切机组成的网络可实现将一个及多个监控区域的视频、音频、控制数据、开关信号及以太网数据传输到一个主控中心及多个分控中心。本发明百节点智能自愈光端机与传统非压缩光端机相比具有安装方便、稳定性好、容量大、成本低、业务质量高、可在线升级以及高扩展性等优势，可以为大规模甚至超大规模视频监控系统提供可靠的传输网络。

Description

一种百节点智能自愈光端机

技术领域

本发明属于光端机技术领域，尤其涉及一种百节点智能自愈光端机。

背景技术

随着近几年安防产业及市场的不断扩大，安防监控系统规模不断提升，对监控类光传输产品提出了新的要求。请参见图1，为传统非压缩光端机连接示意图，传统非压缩光端机如点对点光端机、节点式(链式、环式自愈)光端机、汇聚型光端机等一般规模较小。

由于现有的大型安防监控传输设备通常是通过点对点光端机、节点式(链式、环式自愈)光端机、汇聚型光端机这几种光端机波分复用或者背靠背的方式来实现，故现有的大型安防监控传输设备存在的缺陷包括：

一、稳定性差，系统波分复用或背靠背接线更复杂，更容易发生故障；

二、由于采用非压缩视频传输，单路视频占用带宽高(一般＞100Mbps)，单波长传输视频通道少(1.25G传输8～10路、2.5G传输16～20路)；

三、由于系统由多套小系统组成，不便于统一管理调度；

四、增加了冗余设备如波分复用器或者背靠背环接，而且需要大量光缆资源，成本更高；

五、多级级联后图像质量变差，级联级数越多，系统越大，图像质量就越差；

六、设备升级维护困难，设备维护时常常会导致系统短时间瘫痪，且现场维护施工比较困难；

七、系统可扩展性差，由于是小系统集成，最终整个系统规模受限，且不同设备间还存在兼容性等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种百节点智能自愈光端机。

本发明的目的在于提供一种百节点智能自愈光端机，包括：中心机箱、节点机、环切机；所述中心机箱包括网管卡、光交叉卡和多个业务卡，所述业务卡之间通过光交叉卡实现全交叉切换；所述中心机箱、节点机、环切机之间通过光/电网络连接。

其中所述业务卡包括光接入卡、视频输出卡、数据卡、音频卡以及开关信号卡。

其中所述中心机箱还包括系统背板，所述网管卡、光交叉卡和业务卡之间通过系统背板总线连接。

其中所述网管卡由嵌入式微处理器MCU模块实现，通过系统背板总线与光交叉卡通信，控制光交叉卡的业务切换。

其中所述光交叉卡由并串/串并模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，每个并串/串并模块与不同的业务卡相连；所述光交叉卡通过光/电口与其他中心机箱的光交叉卡相连，用于实现机箱间的业务调用。

其中所述光接入卡由并串/串并模块、以太网模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，并串/串并模块与光交叉卡相连；所述光接入卡通过光/电口与所述节点机或所述环切机相连，用于接收所述节点机或所述环切机的业务，并发送所述接收到的业务到所述光交叉卡。

其中所述视频输出卡由并串/串并模块、视频解压模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA将光交叉卡发来的视频数据分送到所述视频解压模块，转换为模拟视频输出。

其中所述数据卡由并串/串并模块、数据输入输出模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA将光交叉卡发来的数据信号分送到数据输入输出模块输出，并将所述数据输入输出模块产生的数据信号发送给所述光交叉卡。

其中所述音频卡由并串/串并模块、音频压缩解压模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA用于将光交叉卡发来的音频数据分送到所述音频压缩解压模块将其解压为模拟音频输出，并将所述音频压缩解压模块压缩的音频数据发送给所述光交叉卡。

其中所述开关信号卡由并串/串并模块、开关信号输入输出模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA用于将光交叉卡发来的开关信号分送到上述开关信号输入输出模块输出，并将所述开关信号输入输出模块产生的开关信号发送给所述光交叉卡。

其中所述节点机由网管模块、并串/串并模块、视频压缩模块、数据输入输出模块、音频压缩解压模块、开关信号输入输出模块、以太网模块、时钟处理单元以及现场可编程门阵列FPGA实现，且该节点机具有光/电接口，用于完成与中心机箱的业务交互；所述时钟处理单元用于将所述光路上接收的时钟进行滤波去抖操作，将去抖之后的同步时钟作为所述节点的主工作时钟；所述视频压缩模块用于将接收到的视频信号进行压缩编码；所述光/电接口用于根据需要配置成光接口或电接口，通过光纤或者电缆与所述节点机、所述环切机或所述中心机箱的光接入卡相连，组成链式、环式、环切、星形以及混合型光网络，以及将所述视频压缩解压模块、所述数据输入输出模块、所述音频压缩解压模块、所述开关信号输入输出模块、或所述以太网模块产生的本地业务通过所述光网络传回所述中心机箱；将所述中心机箱传来的业务通过所述数据输入输出模块、所述音频压缩解压模块、所述开关信号输入输出模块、或所述以太网模块在本地输出；所述FPGA用于实现与中心机箱业务交互的控制。

其中所述环切机由网管模块、并串/串并模块、以太网模块、时钟处理单元和现场可编程门阵列FPGA实现，且该环切机具有光/电接口，用于将不同环网的业务流进行切换，实现不同环网间的业务流交互；所述时钟处理单元用于将所述光路上接收的时钟进行滤波去抖操作，将去抖之后的同步时钟作为所述节点的主工作时钟；所述光/电接口用于根据需要配置成光接口或电接口，通过光纤或者电缆与所述节点机、所述环切机或所述中心机箱的光接入卡相连，组成链式、环式、环切、星形以及混合型光网络；所述FPGA用于实现环网间业务交互的功能。

其中所述时钟处理单元由时钟输入模块、时钟选择模块、参考时钟源、时钟去抖模块、配置模块以及时钟输出模块构成；所述环切机或节点机的FPGA通过配置模块对所述时钟去抖模块做初始化配置；所述时钟输入模块用于将各光路的恢复时钟接入所述时钟选择模块，由所述环切机或节点机的FPGA控制时钟选择模块选取最优时钟送入时钟去抖模块；所述时钟去抖模块根据参考时钟源与接入时钟做鉴相、去抖等处理后产生与原输入时钟同频但抖动更小的时钟通过时钟输出模块输出。

本发明百节点智能自愈光端机中心机箱板卡之间采用背板总线传输，所述背板总线包括高速差分线，而业务卡与光交叉卡之间采用高速差分线相连，该业务卡数据可以在光交叉卡上实现全交叉切换。节点机及环切机可以实现将一个及多个监控区域的视频、音频、控制数据、开关信号及以太网数据通过光纤网络传输到一个主控中心及多个分控中心。本发明百节点智能自愈光端机与传统非压缩光端机相比具有安装方便、稳定性好、容量大、成本低、业务质量高、可在线升级以及高扩展性等优势，可以为大规模甚至超大规模视频监控系统提供可靠的传输网络。

本发明百节点智能自愈光端机组成的监控网络具有的有益效果，还包括：

一、网络内各设备可连接为链式、环式、环切、星形以及混合型光网络，每个独立节点机可自行配置接入四路视频、两路双向音频、两路双向数据、两路双向开关信号及10/100M以太网业务；每个中心机箱最大可输出128路视频、128路双向音频、128路双向控制数据、128路双向开关信号以及一路10/100M以太网业务，根据业务卡的构成也可以有不同的业务组合。

二、本发明百节点智能自愈光端机单纤单向级联时最大级数为130级，即在组成的链式、环式、环切、星形以及混合型光网络中，任何设备距离中心的最短路径级数不超过130级。

例如：本发明百节点智能自愈光端机单环时最大接入130级节点机，可以接入130*4＝520路视频；两层全环切时可以接入设备数多达(130/2)*(130/2+1)＝4290个，可以接入(4290-66)*4＝16896路视频；依次类推，在接入多层环切时，系统接入容量非常巨大，系统的接入范围和接入容量几乎适用于任何监控区域。

三、本发明百节点智能自愈光端机可以采用不同的视频压缩方案来实现不同的系统容量。

例如：本发明百节点智能自愈光端机采用MJPEG无损压缩方案时，单路压缩视频占用带宽12.5Mbps，1.25G单波长可接入64路视频，2.5G单波长可接入128路视频；采用H.264有损压缩方案时，单路压缩视频占用带宽3.125Mbps，1.25G单波长可接入256路视频，2.5G单波长可接入512路视频。

附图说明

图1为传统非压缩光端机连接示意图；

图2为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱结构及背板总线示意图；

图3为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱网管卡示意图；

图4为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱光交叉卡示意图；

图5为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱光接入卡示意图；

图6为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱视频输出卡示意图；

图7为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱数据卡示意图；

图8为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱音频卡示意图；

图9为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱开关信号卡示意图；

图10为本发明百节点智能自愈光端机的节点机示意图；

图11为本发明百节点智能自愈光端机的环切机示意图；

图12为本发明百节点智能自愈光端机时钟处理单元示意图；

图13为本发明百节点智能自愈光端机组成的监控网络示意图；

图14为本发明百节点智能自愈光端机最大容量组网示意图；

图15为本发明百节点智能自愈光端机不同压缩算法时隙带宽示意图。

具体实施方式

本发明提供一种百节点智能自愈光端机，应用于光端机技术领域，其基本思路是：本发明的百节点智能自愈光端机包括中心机箱、节点机、环切机；该中心机箱为插卡式机箱结构，该中心机箱的板卡包括网管卡、光交叉卡以及业务卡，其中业务卡包括光接入卡、视频输出卡、数据卡、音频卡、开关信号卡等，该中心机箱接入一块网管卡、一块光交叉卡及多块业务卡，这些板卡之间采用背板总线传输，而业务卡与光交叉卡之间采用的是背板总线中的高速差分线相连，在实施例中高速差分线的以2.5G为例。该业务卡数据可以在光交叉卡上实现全交叉切换。节点机及环切机可以实现将一个及多个监控区域的视频、音频、控制数据、开关信号及以太网数据通过光纤网络传输到一个主控中心及多个分控中心。本发明百节点智能自愈光端机与传统非压缩光端机相比具有安装方便、稳定性好、容量大、成本低、业务质量高、可在线升级以及高扩展性等优势，可以为大规模甚至超大规模视频监控系统提供可靠的传输网络。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图2，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱结构及背板总线示意图，该中心机箱为插卡式机箱结构，其板卡包括网管卡、光交叉卡和n块业务卡。本实施例中的网管卡、光交叉卡每个机箱固定插一块，业务卡包括光接入卡、视频输出卡、数据卡、音频卡、开关信号卡等，单机箱插入十六块业务卡，上述板卡之间采用背板总线传输，各业务卡与光交叉卡之间采用的是一对2.5G串行差分线相连，各业务卡数据可在光交叉卡上实现全交叉切换。

请参见图3，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱网管卡示意图，该中心机箱网管卡由嵌入式MCU(微处理器)模块实现，通过背板总线与光交叉卡通信，控制光交叉卡的业务切换，同时通过网口与上位机软件通信；该中心机箱网管卡工作时由上位机软件通过以太网发送配置、网管、切换等指令到嵌入式MCU模块，嵌入式MCU模块收到命令后译码为底层机器指令通过背板总线发送至光交叉卡，完成配置、网管、切换等指令的执行；同时底层产生的反馈及网管信息会通过背板总线发送至嵌入式MCU模块，再由嵌入式MCU模块译码后经以太网发送至上位机软件，完成配置、网管、切换等功能。

请参见图4，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱光交叉卡示意图，该中心机箱光交叉卡由十六个并串/串并模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，FPGA进行控制，并串/串并模块通过背板十六对2.5G高速差分线(高速差分线为系统背板总线的一种)与十六块业务卡进行通信，对不同业务卡之间的业务进行调度管理，同时光交叉卡具有两个光/电口，可以通过光纤或电缆与其他中心机箱的光交叉卡相连，实现机箱间业务调用。

请参见图5，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱光接入卡示意图，该中心机箱光接入卡由一个并串/串并模块、一个以太网模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，由FPGA进行控制，通过两个光/电口与光网络上的节点设备进行通信，接收前端传回的业务流，并串/串并模块通过一对2.5G高速差分线与光交叉卡进行通信，前端传回的以太网数据由以太网模块在本地输出；同时将从光交叉卡传来的背板数据通过两个光/电口发送到前端节点设备，完成前端节点设备与中心机箱的业务交互。

请参见图6，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱视频输出卡示意图，该中心机箱视频输出卡由一个并串/串并模块、八个视频解压模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，由FPGA进行控制，并串/串并模块通过一对2.5G高速差分线与光交叉卡进行通讯，将光交叉卡传来的视频数据分送到八个视频解压模块，转换为模拟视频输出。

请参见图7，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱数据卡示意图，该中心机箱数据卡由一个并串/串并模块、八个数据输入输出模块及FPGA(现场可编程门阵列)实现，FPGA进行控制，并串/串并模块通过一对2.5G高速差分线与光交叉卡相连，将光交叉卡发来的数据信号分送到八个数据输入输出模块输出，也可将数据输入输出模块产生的数据信号发送给光交叉卡，实现八路双向数据功能。

请参见图8，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱音频卡示意图，该中心机箱音频卡由一个并串/串并模块、八个音频压缩解压模块以及FPGA实现，由FPGA进行控制，并串/串并模块与光交叉卡相连，将光交叉卡发来的音频数据分送到八个音频压缩解压模块，解压转换为模拟音频输出，也可以将八个音频压缩解压模块压缩的音频数据发送给光交叉卡，实现八路双向音频功能。

请参见图9，为本发明百节点智能自愈光端机的中心机箱开关信号卡示意图，该中心机箱开关信号卡由一个并串/串并模块、八个开关信号输入输出模块以及FPGA实现，由FPGA进行控制，并串/串并模块与光交叉卡相连，将光交叉卡发来的开关信号分送到八个开关信号输入输出模块输出，也可将八个开关信号输入输出模块产生的开关信号发送给光交叉卡，实现八路双向开关信号功能。

请参见图10，为本发明百节点智能自愈光端机的节点机示意图，该节点机由一个网管模块、四个并串/串并模块、四个视频压缩模块、两个数据输入输出模块、两个音频压缩解压模块、两个开关信号输入输出模块、一个以太网模块、一个时钟处理单元以及FPGA实现，FPGA进行控制，同时具有四个光/电口。

时钟处理单元将光路上接收的时钟进行滤波去抖操作，将去抖之后的同步时钟作为本节点的主工作时钟。

各光/电接口可以与其他节点机、环切机或中心机箱的光接入卡相连，组成链式、环式、环切、星形以及混合型光网络，并将视频压缩模块、数据输入模块、音频压缩模块、开关信号输入模块、以太网模块产生的本地业务通过光网络传回中心机箱；同时将中心机箱传来的业务通过数据输出模块、音频解压模块、开关信号输出模块、以太网模块在本地输出，完成与中心机箱的业务交互。

该节点机的四个光/电接口可以根据需要配置成光接口或电接口，通过光纤或者电缆连接，减少光模块的使用，可有效降低系统成本。

请参见图11，为本发明百节点智能自愈光端机的环切机示意图，该环切机由一个网管模块、四个并串/串并模块、一个以太网模块、一个时钟处理单元和FPGA实现，由FPGA控制不同环网之间的业务交互，同时具有四个光/电接口。

时钟处理单元将光路上接收的时钟进行滤波去抖操作，将去抖之后的同步时钟作为本节点的主工作时钟。

请参见图12，为本发明百节点智能自愈光端机环切机和节点机的时钟处理单元构成示意图，该处理模块由时钟输入模块、时钟选择模块、参考时钟源、时钟去抖模块、配置模块以及时钟输出模块构成。工作时，首先FPGA通过配置模块对时钟去抖模块做初始化配置，各光路的恢复时钟通过时钟输入模块接入时钟选择模块，由FPGA控制时钟选择模块选取与中心同步并且时钟质量最优的一路时钟送入时钟去抖模块，时钟去抖模块根据参考时钟源与接入时钟做鉴相、去抖等处理后产生一个与原输入时钟同频但抖动更小的高质量时钟通过时钟输出模块分别输出至各光路并串串并模块做发射时钟以及FPGA做系统时钟，完成整个时钟处理过程。

各光/电接口可以与其他节点机、环切机或中心机箱的光接入卡相连，组成链式、环式、环切、星形以及混合型光网络，并将不同环网的业务流进行切换，实现不同环网间的业务流交互。

该环切机的四个光/电接口可根据需要配置成光接口或电接口，通过光纤或者电缆连接，减少光模块的使用，可有效降低系统成本。

请参见图13，为本发明百节点智能自愈光端机组成的监控网络示意图，该监控网络表示由中心机箱、节点机和环切机连接成的混合型光网络，其中中心机箱可作为主控中心的业务输出机箱，也可作为分控中心的业务输出机箱，同时不同主控中心的中心机箱可以级联共享业务；节点机和环切机是监控网络的主要构成单元，可组成链式、环式、环切、星形等多种分支结构，具有极高的可扩展性。

工作时，各节点机根据配置将本地视频、音频、数据、开关信号及以太网业务上传到光路时隙，按照本地光路拓扑状态选择合适的路由向下传输，直至中心；环切机根据配置将不同环路中的业务数据进行上传和下载操作，实现不同环路间的业务交互；分控中心的中心机箱根据配置从环路业务流中切换对应的业务数据，可实现分控中心对局部区域的监控管理；主控中心的中心机箱根据配置从主环业务流中切换业务数据，可实现对全网监控区域的监控管理和调度配置。

请参见图13，为本实施例百节点智能自愈光端机最大容量组网示意图，本发明单纤单向级联时最大级数为130级，即在组成的链式、环式、环切、星形以及混合型光网络中，任何设备距离中心的最短路径级数不超过130级。

例如：单环时最大接入130个节点机；两层全环切时可以接入设备数多达(130/2)*(130/2+1)＝4290个；依次类推，在接入多层环切时，系统接入容量非常巨大，系统的接入范围和接入容量几乎适用于任何监控区域。

请参见图14，为不同压缩算法时隙带宽示意图，本发明可以采用不同的视频压缩方案来实现不同的系统容量。

例如，采用MJPEG(视频编码格式)无损压缩方案时，单路压缩视频占用带宽12.5Mbps，1.25G单波长可接入64路视频，2.5G单波长可接入128路视频；采用H.264有损压缩方案时，单路压缩视频占用带宽3.125Mbps，1.25G单波长可接入256路视频，2.5G单波长可接入512路视频；采用的压缩码流带宽越小，单波长单光纤所能够承载的最大视频数越多，适用于监控点数多但视频质量要求不高的监控区域；而采用的压缩码流带宽越大，单波长单光纤所能够承载的最大视频数越少，相应的视频质量越清晰，适用于监控点数少但视频质量要求高的监控区域。

本发明百节点智能自愈光端机的设备环切级联方式并不局限于两层环切，同样适用于多层环切。

本发明百节点智能自愈光端机的视频压缩方式并不局限于MJPEG或H.264，同样可以采用其他压缩方案。

本发明百节点智能自愈光端机突破了传统光端机的概念，可以适用于目前几乎所有的视频监控系统，是一种可以应用于大规模甚至超大规模视频监控系统的可靠传输设备。

由实施例可以看出，本发明百节点智能自愈光端机组成的监控网络具有的特点，包括：

一、网络内各设备可连接为链式、环式、环切、星形以及混合型光网络，每个独立节点机可接入四路视频、两路双向音频、两路双向数据、两路双向开关信号及一路10/100M以太网业务；每个中心机箱最大可输出128路视频、128路双向音频、128路双向控制数据、128路双向开关信号以及一路10/100M以太网业务，根据业务卡的构成也可以有不同的业务组合。

二、本发明百节点智能自愈光端机单纤单向级联时最大级数为130级，即在组成的链式、环式、环切、星形以及混合型光网络中，任何设备距离中心的最短路径级数不超过130级。

例如：本发明百节点智能自愈光端机单环时最大接入130级节点机，可以接入130*4＝520路视频；两层全环切时可以接入设备数多达(130/2)*(130/2+1)＝4290个，可以接入(4290-66)*4＝16896路视频；依次类推，在接入多层环切时，系统接入容量非常巨大，系统的接入范围和接入容量几乎适用于任何监控区域。

三、本发明百节点智能自愈光端机可以采用不同的视频压缩方案来实现不同的系统容量。

例如：本发明百节点智能自愈光端机采用MJPEG无损压缩方案时，单路压缩视频占用带宽12.5Mbps，1.25G单波长可接入64路视频，2.5G单波长可接入128路视频；采用H.264有损压缩方案时，单路压缩视频占用带宽3.125Mbps，1.25G单波长可接入256路视频，2.5G单波长可接入512路视频。

本发明百节点智能自愈光端机适用于大规模安防监控系统，本发明百节点智能自愈光端机能够实现将一个及多个监控区域的视频、音频、控制数据、开关信号及以太网数据通过光纤网络传输到一个主控中心及多个分控中心；本发明百节点智能自愈光端机与传统非压缩光端机相比具有安装方便、稳定性好、容量大、成本低、业务质量高、可在线升级以及高扩展性等优势，可以为大规模甚至超大规模视频监控系统提供可靠的传输网络。

对于本发明百节点智能自愈光端机，实现的形式是多种多样的。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种百节点智能自愈光端机，其特征在于，包括：中心机箱、节点机、环切机；所述中心机箱包括网管卡、光交叉卡和多个业务卡，所述业务卡之间通过光交叉卡实现全交叉切换；所述中心机箱、节点机、环切机之间通过光/电网络连接；其中，

所述节点机由网管模块、并串/串并模块、视频压缩模块、数据输入输出模块、音频压缩解压模块、开关信号输入输出模块、以太网模块、时钟处理单元以及现场可编程门阵列FPGA实现，且该节点机具有光/电接口，用于完成与中心机箱的业务交互；所述时钟处理单元用于将光路上接收的时钟进行滤波去抖操作，将去抖之后的同步时钟作为节点的主工作时钟；所述视频压缩模块用于将接收到的视频信号进行压缩编码；所述光/电接口用于根据需要配置成光接口或电接口，通过光纤或者电缆与所述节点机、所述环切机或所述中心机箱的光接入卡相连，组成链式、环式、环切、星形以及混合型光网络，以及将所述视频压缩解压模块、所述数据输入输出模块、所述音频压缩解压模块、所述开关信号输入输出模块、或所述以太网模块产生的本地业务通过所述光网络传回所述中心机箱；将所述中心机箱传来的业务通过所述数据输入输出模块、所述音频压缩解压模块、所述开关信号输入输出模块、或所述以太网模块在本地输出；所述FPGA用于实现与中心机箱业务交互的控制；

所述环切机由网管模块、并串/串并模块、以太网模块、时钟处理单元和现场可编程门阵列FPGA实现，且该环切机具有光/电接口，用于将不同环网的业务流进行切换，实现不同环网间的业务流交互；所述时钟处 理单元用于将光路上接收的时钟进行滤波去抖操作，将去抖之后的同步时钟作为节点的主工作时钟；所述光/电接口用于根据需要配置成光接口或电接口，通过光纤或者电缆与所述节点机、所述环切机或所述中心机箱的光接入卡相连，组成链式、环式、环切、星形以及混合型光网络；所述FPGA用于实现与环网间业务交互的功能。

2.如权利要求1所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述业务卡包括光接入卡、视频输出卡、数据卡、音频卡以及开关信号卡。

3.如权利要求1所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述中心机箱还包括系统背板，所述网管卡、光交叉卡和业务卡之间通过系统背板总线连接。

4.如权利要求3所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述网管卡由嵌入式微处理器MCU模块实现，通过系统背板总线与光交叉卡通信，控制光交叉卡的业务切换。

5.如权利要求1或3或4所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述光交叉卡由并串/串并模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，每个并串/串并模块与不同的业务卡相连；所述光交叉卡通过光/电口与其他中心机箱的光交叉卡相连，用于实现机箱间的业务调用。

6.如权利要求2所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述光接入卡由并串/串并模块、以太网模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，并串/串并模块与光交叉卡相连；所述光接入卡通过光/电口与所述节点机或所述环切机相连，用于接收所述节点机或所述环切机的业务，并发送所述接收到的业务到所述光交叉卡。

7.如权利要求2所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述视 频输出卡由并串/串并模块、视频解压模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA将光交叉卡发来的视频数据分送到所述视频解压模块，转换为模拟视频输出。

8.如权利要求2所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述数据卡由并串/串并模块、数据输入输出模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA将光交叉卡发来的数据信号分送到数据输入输出模块输出，并将所述数据输入输出模块产生的数据信号发送给所述光交叉卡。

9.如权利要求2所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述音频卡由并串/串并模块、音频压缩解压模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA用于将光交叉卡发来的音频数据分送到所述音频压缩解压模块将其解压为模拟音频输出，并将所述音频压缩解压模块压缩的音频数据发送给所述光交叉卡。

10.如权利要求2所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述开关信号卡由并串/串并模块、开关信号输入输出模块以及现场可编程门阵列FPGA实现，所述并串/串并模块与所述光交叉卡相连，所述并串/串并模块和FPGA用于将光交叉卡发来的开关信号分送到上述开关信号输入输出模块输出，并将所述开关信号输入输出模块产生的开关信号发送给所述光交叉卡。

11.如权利要求1所述的百节点智能自愈光端机，其特征在于，所述时钟处理单元由时钟输入模块、时钟选择模块、参考时钟源、时钟去抖 模块、配置模块以及时钟输出模块构成；所述环切机或节点机的FPGA通过配置模块对所述时钟去抖模块做初始化配置；所述时钟输入模块用于将各光路的恢复时钟接入所述时钟选择模块，由所述环切机或节点机的FPGA控制时钟选择模块选取最优时钟送入时钟去抖模块；所述时钟去抖模块根据参考时钟源与接入时钟做鉴相、去抖处理后产生与原输入时钟同频但抖动更小的时钟通过时钟输出模块输出。