CN103138839A - 一种兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统 - Google Patents

Abstract

一种兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，涉及存储区域网中不同速率的业务，包括2G光纤通道处理物理层芯片、存储区域网处理芯片、时钟输出模块、交叉芯片和至少一个收发变速率数据的SFP模块，所述交叉芯片与其余芯片分别相连；每个SFP模块接收光纤通道业务，在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，同时时钟输出芯片输出各种时钟至交叉芯片，交叉芯片选择接收与每个业务对应的时钟，输出至存储区域网处理芯片或2G光纤通道处理物理层芯片。本发明能够从硬件上达到满足SAN网络各种业务的高度包容和处理，降低研发及生产成本；针对不同速率光纤通道业务不需要频繁更换光模块，容易操控。

Description

一种兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统

技术领域

本发明涉及SAN(Storage Area Network，存储区域网)中不同速率的业务，具体来讲是一种兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统。

背景技术

SAN网络主要用在对于传输性能方面要求比较高的金融、电信等领域，它是一种类似于普通局域网的高速专用网络，通过专用的集线器、交换机和网关建立起与服务器和磁盘阵列之间的直接连接。SAN技术的产生使得存储空间能够更加充分的被利用，SAN改进了备份和还原功能并减轻了LAN(Local Area Network，局域网)的网络拥塞问题，且其系统存储方案满足前端拥护快速灵活数据访问的要求。为了区分，业界把SAN分为FC-SAN和IP-SAN两种类型。SAN的接口类型广泛，可以是ESCON(Enterprise Systems Connection，管理系统连接)、iSCSI(小型计算机系统接口)、SSA(串行存储结构)、HIPPI(高性能并行接口)、FC(Fiber Channel，光纤通道)或任何新的物理连接方法。SAN的界面通常是光纤通道，按照传输速率目前有0.5GbpsFC(以下简称为0.5GFC)接口、1GbpsFC(以下简称为1GFC)接口、2GbpsFC(以下简称为2GFC)接口、4GbpsFC(以下简称为4GFC)接口等，而应用最为广泛的FC-SAN的接口为1GFC和2GFC。

随着SAN业务在外海电信市场的地位和国内应用份额的逐步增强和攀升，除了独立的SAN交换系统进行SAN业务的组网和传输外，在SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)系统上进行SAN业务的传输传送，也是目前非常有实际应用意义且极容易实现的一种解决方案，这种解决方案既传承了SDH的系统的稳定性和广泛性，又能利用既有的SDH的传输网络和平台，为客户提供多种混合业务的接入方式。

以前对于实现传承多种速率的业务所采用的实现方法，大多是制作多种版本的机盘，针对传输速率的不同进行对应的硬件设计；或者是将某几种速率的业务固定到了几个对应的端口，这样的情况下硬件元件对应接口速率相对固定，并且按照不同的业务分为不同的版本和版次，来实现不同的业务进行管理。如果采用这样的做法来实现和解决多种速率的SAN业务的传送问题，会导致产生大量不同系列的机盘和产品，而SAN业务毕竟不如主流业务(比如以太网业务)的需求多，大量不同速率的系列产品只会导致管理和研发以及生产成本的增加。在这个基础上还有一个的升级解决方法，就是可以根据客户需要，通过人工的插换不同速率的激光器的方式，来进行不同速率的业务转换，其他的硬件可以保持不动，这样的设计有了一定的包容性，但是还是需要人为的进行安装和更换光模块，如果变更传承不同速率业务的时候，客户还需要配套购买相对应速率所需的某几套光模块，然后下去到基站或者机房人工进行更换，具体操作起来也不方便。并且SAN业务接口的种类繁多，如果进行频繁的业务选择和切换的话，控制的操作难度很大。

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兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统，能够从硬件上达到满足SAN网络各种业务的高度包容和处理，降低研发及生产成本；针对不同速率光纤通道业务不需要频繁更换光模块，容易操控。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，包括一个2G光纤通道处理物理层芯片、一个存储区域网处理芯片、一个时钟输出模块和至少一个收发变速率数据的SFP模块，还包括一个交叉芯片，所述SFP模块、2G光纤通道处理物理层芯片、存储区域网处理芯片、时钟输出模块均与交叉芯片相连；每个SFP模块接收0.5G光纤通道业务、1G光纤通道业务或2G光纤通道业务，所述业务在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，同时时钟输出芯片输出各种时钟至交叉芯片，交叉芯片根据输入的不同业务，选择接收与每个业务对应的时钟，如果SFP模块接收的是0.5G光纤通道业务或1G光纤通道业务，则交叉芯片将所述业务的数据和分别对应的时钟，共同输出至存储区域网处理芯片；如果SFP模块接收的是2G光纤通道业务，则交叉芯片将2G光纤通道业务的数据和对应的时钟输出至2G光纤通道处理物理层芯片。

在上述技术方案的基础上，所述2G光纤通道处理物理层芯片连接所述至存储区域网处理芯片，将处理后的2G光纤通道业务的数据传入存储区域网处理芯片，并与该存储区域网处理芯片信息交互。

在上述技术方案的基础上，所述2G光纤通道处理物理层芯片将处理后的2G光纤通道业务或存储区域网处理芯片传来的业务传输至交叉芯片，交叉芯片再将业务传输至所述业务对应的SFP模块，SFP模块对所述业务进行电光转换后输出。

在上述技术方案的基础上，所述SFP模块直接传输速率为155Mb/s到2.26Gb/s信号，进行所述信号的光电和电光转换。

在上述技术方案的基础上，所述SFP模块进行光电转换，将转换后的差分电信号进行滤波、阻抗匹配处理后，再输出至交叉芯片。

在上述技术方案的基础上，所述SFP模块还接收管理系统连接业务，所述业务在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，交叉芯片根据管理系统连接业务选择接收与其对应的时钟，并将管理系统连接业务的数据和所述时钟，共同输出至存储区域网处理芯片。

在上述技术方案的基础上，所述SFP模块还接收数字视频广播业务，所述业务在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，交叉芯片根据数字视频广播业务选择接收与其对应的时钟，并将数字视频广播业务的数据和所述时钟，共同输出至存储区域网处理芯片。

在上述技术方案的基础上，所述存储区域网处理芯片与所述交叉芯片之间信息交互。

在上述技术方案的基础上，所述兼容多速率光纤通道业务的硬件系统还包括以太网处理芯片，以太网处理芯片与交叉芯片相连。

在上述技术方案的基础上，所述SFP模块接收千兆以太网业务，并将该千兆以太网业务光电转换后输入交叉芯片，交叉芯片接收千兆以太网业务的数据以及其对应的时钟，并输出到所述以太网处理芯片。

本发明的有益效果在于：能够满足传输速率为0.5GFC、1GFC和2GFC业务的选择接入，同时也能兼容其他类型的SAN业务进行可控的传送和传输，如ESCON业务、DVB(Digital Video Broadcasting，数字视频广播)业务、GE(Gigabit Ethernet千兆以太网)业务，扩展可包容传输速率在155Mb/s到2.26Gb/s的其他类型的业务，满足FC业务的速率跨度大、种类繁多的接入，也实现了不同的业务各自的定时时钟的选择接入，满足不同业务的阻抗和幅度等等的兼容要求，规避了多种业务同时具有的冲突产生。大容量的硬件解决和包容方式，节约了设计成本和人力，增加了设备的竞争性和兼容性，降低研发及生产成本。

附图说明

图1为本发明一种兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统的示意图；

图2为扩展后的本发明一种兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统的示意图。

附图说明：SFP模块1，2GFC处理PHY芯片2，交叉芯片3，时钟输出模块4，SAN处理芯片5，以太网处理芯片6。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种兼容多速率光纤通道业务的硬件实现系统，包括至少一个2GFC处理PHY芯片2、一个SAN处理芯片5、一个时钟输出模块4、至少一个变速率的SFP(Small Form-factorPluggables)模块1和一个交叉芯片3，所述SFP模块1、2GFC处理物理层芯片2、SAN处理芯片5、时钟输出模块4均与交叉芯片3相连。所述SFP模块1为可变光速率的光收发器SFP模块，直接传输速率为155Mb/s到2.26Gb/s信号，进行所述信号的光电和电光转换，所述交叉芯片3为能进行34*34交叉的芯片。每个SFP模块1可接收0.5GFC业务、1GFC业务或2GFC业务并进行光电转换，每种业务对应一个SFP模块1，即一个SFP通道，转换后的差分电信号进行滤波、阻抗匹配处理后，再输出至交叉芯片3。同时，时钟输出模块4向交叉芯片3输出各种时钟，交叉芯片3根据不同输入的业务的种类，选择接收与每个业务对应的时钟，如0.5GFC业务对应51.2MHz的时钟、1GFC业务对应106.25MHz的时钟，2GFC业务对应212.5MHz的时钟。如果传送的是0.5GFC业务和1GFC业务，则将所述业务的数据和分别对应的时钟，如0.5GFC业务的数据和51.2MHz的时钟，共同输出至SAN处理芯片5，SAN处理芯片5与所述交叉芯片3之间可以信息交互。如果是2GFC业务，则将其数据和212.5MHz的时钟共同输出至2GFC处理PHY芯片2，2GFC处理PHY芯片2通过操作者的配置，可以连接外部系统，也可以连接SAN处理芯片5，或者不与任何部分连接；当连接SAN处理芯片5时，2GFC业务在2GFC处理PHY芯片2中处理后，再传送至SAN处理芯片5；当2GFC处理PHY芯片2连接外部系统，也可以将外部系统传来的信息传输至交叉芯片3；若是2GFC处理PHY芯片2没有连接任何部分，可以将处理后的2GFC业务的数据返回给交叉芯片3；2GFC处理PHY芯片2将处理后的2G光纤通道业务或SAN处理芯片5传来的业务传输至交叉芯片3，交叉芯片3再将业务传输至所述业务对应的SFP模块1，SFP模块对所述业务进行电光转换后输出。这样就可以达到硬件不变的情况下，只改变交叉芯片3的软件，可以兼容三种业务的传送的模式。

如图2所示，由于选用实现的SFP模块1有兼容性比较强的特点，可以被扩展应用在传送GE业务、还可以扩展传送ESCON业务和DVB业务，本实施例中，2GFC处理PHY芯片2连接SAN处理芯片5，二者之间信息互通。扩展的类型业务可以送入对应的处理芯片，或者送入必须的2GFC处理PHY芯片2，再送入相应的核心处理芯片。图2中加入了与交叉芯片3相连的以太网处理芯片6，可增加接收GE业务的SFP模块1，并将该GE业务光电转换后输入交叉芯片3，交叉芯片3接收GE业务的数据，以及其对应的125MHz的时钟，输出到所述以太网处理芯片6，即ESCON业务输入一个SFP模块1，在该SFP模块1中进行光电转换后输入交叉芯片3，交叉芯片3接收ESCON业务的数据，以及其对应的20MHz的时钟，共同输出至SAN处理芯片5。当DVB业务输入一个SFP模块1，在该SFP模块1中进行光电转换后输入交叉芯片3，交叉芯片3接收DVB业务，以及其对应的27MHz的时钟，共同输出至SAN处理芯片5。这样就可以适应SAN技术中的较为多样的速率业务的接入，不用针对每种速率进行对应选择和安装，寄存器的相关配置也比较通用。将所有类型的业务所需的时钟都同时送入交叉芯片，通过网管或软件对送入交叉芯片的业务进行满足于用户需求的选择配置，进行路径的选择和送出给对应不同物理层芯片的业务类型的选择和配。

在实际的应用中，涉及到本发明的电路描述如下：

上话方向：以一个SPF通道为例，传承的多路业务，不管是送入0.5GFC/Fibre Channel业务(传输速率为512Mb/s)、1GFC/FibreChannel(传输速率为1.0625Gb/s)业务、FICON(传输速率为1.0625Gb/s)业务、2GFC(传输速率为2.125Gb/s)业务、GE(传输速率为1.25Gb/s)业务、ESCON/SBCON(传输速率为200Mb/s)业务、DVB-ASI(270Mb/s)业务中的任何一种业务，均由接收该业务的SFP模块1转化为四路差分电信号，送入交叉芯片3，且每路业务对应一个SFP模块1，交叉芯片3同时接收来自时钟输出模块4的不同时钟，由于SFP模块1接入的业务种类繁多，时钟输出模块4需要的提供的时钟也很多，所以将所有的时钟和数据都接入交叉芯片3，来完成数据和时钟的路径选择，交叉配置等的功能。可以经过软件对交叉芯片3进行操作控制，选择用户需要实现传送的业务类型和它所对应的时钟输出至各自的芯片中，当所传承的业务为2GFC业务的时候，需要经过一个2GFC处理PHY芯片2，经过PHY层的调整，然后在送入到各种核心处理芯片进行映射、封装和告警提取等各种处理，再经过系统侧的接口芯片送入到ASON系统中的交叉等进行SDH系统上的传送和传输，其他业务则不需要，可以直接进入SAN处理芯片进行处理。

下话方向：从其他外接系统下来的数据经过核心处理SAN芯片进行SDH侧的解封装和解映射、告警提取等功能处理后，下行送入2GFC处理PHY芯片2，经过2GFC处理PHY芯片2调整后送出的业务再送入到交叉芯片3，由软件配置所需的业务选择送出到SFP模块1，再送出到用户侧。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，包括一个2G光纤通道处理物理层芯片、一个存储区域网处理芯片、一个时钟输出模块和至少一个收发变速率数据的SFP模块，其特征在于：还包括一个交叉芯片，所述SFP模块、2G光纤通道处理物理层芯片、存储区域网处理芯片、时钟输出模块均与交叉芯片相连；每个SFP模块接收0.5G光纤通道业务、1G光纤通道业务或2G光纤通道业务，所述业务在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，同时时钟输出芯片输出各种时钟至交叉芯片，交叉芯片根据输入的不同业务，选择接收与每个业务对应的时钟，如果SFP模块接收的是0.5G光纤通道业务或1G光纤通道业务，则交叉芯片将所述业务的数据和分别对应的时钟，共同输出至存储区域网处理芯片；如果SFP模块接收的是2G光纤通道业务，则交叉芯片将2G光纤通道业务的数据和对应的时钟输出至2G光纤通道处理物理层芯片。

2.如权利要求1所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述2G光纤通道处理物理层芯片连接所述至存储区域网处理芯片，将处理后的2G光纤通道业务的数据传入存储区域网处理芯片，并与该存储区域网处理芯片信息交互。

3.如权利要求2所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述2G光纤通道处理物理层芯片将处理后的2G光纤通道业务或存储区域网处理芯片传来的业务传输至交叉芯片，交叉芯片再将业务传输至所述业务对应的SFP模块，SFP模块对所述业务进行电光转换后输出。

4.如权利要求1所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述SFP模块直接传输速率为155Mb/s到2.26Gb/s信号，进行所述信号的光电和电光转换。

5.如权利要求1所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述SFP模块进行光电转换，将转换后的差分电信号进行滤波、阻抗匹配处理后，再输出至交叉芯片。

6.如权利要求1所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述SFP模块还接收管理系统连接业务，所述业务在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，交叉芯片根据管理系统连接业务选择接收与其对应的时钟，并将管理系统连接业务的数据和所述时钟，共同输出至存储区域网处理芯片。

7.如权利要求1所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述SFP模块还接收数字视频广播业务，所述业务在SFP模块中进行光电转换后输入交叉芯片，交叉芯片根据数字视频广播业务选择接收与其对应的时钟，并将数字视频广播业务的数据和所述时钟，共同输出至存储区域网处理芯片。

8.如权利要求1、2、3、6或7所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述存储区域网处理芯片与所述交叉芯片之间信息交互。

9.如权利要求1所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述兼容多速率光纤通道业务的硬件系统还包括以太网处理芯片，以太网处理芯片与交叉芯片相连。

10.如权利要求9所述的兼容多速率光纤通道业务的硬件系统，其特征在于：所述SFP模块接收千兆以太网业务，并将该千兆以太网业务光电转换后输入交叉芯片，交叉芯片接收千兆以太网业务的数据以及其对应的时钟，并输出到所述以太网处理芯片。

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