CN107294594B - 一种无源光网络设备、切换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无源光网络设备、切换方法及系统,设备包括:处理器的第一端口通过I2C总线与第一光模块的第一端口、第二光模块的第一端口相连;处理器还用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断第一光模块所处的光链路是否存在故障;若第一光模块所处的光链路存在故障,则利用I2C总线对所述第一个光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得至少一个寄存器输出的休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端及第二接收端处于工作状态。
Description
技术领域
本发明属于光通信技术领域,尤其涉及一种无源光网络设备、切换方法及系统。
背景技术
无源光网络(PON,Passive Optical Network)技术作为新一代宽带接入技术,可靠性高、维护成本低,提供可以满足现在和未来的宽带业务需求,应用日益广泛。
但是,由于现网使用环境复杂,光线路终端(OLT,Optical Line Terminal)到光网络终端(ONT,Optical Network Terminal)的链路损坏或故障将导致ONT与OLT通信中断,影响用户体验。因此,需要利用光链路保护倒换机制,从失效的光通信链路切换到备用的光通信链路中,保持业务继续正常通信。
现有技术中一般是利用硬件控制保护倒换开关或软件控制保护倒换开关来进行切换。利用硬件控制保护倒换开关进行切换时,需引入保护倒换开关,增加功能的设计、调试,也增加额外使用电子元件或者芯片产生的成本。此外,即使采用硬件控制,必须要引入复杂可编程逻辑器件(CPLD,Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)或单片机等硬件设备,使得硬件成本投入增加,且无论是硬件控制还是软件控制无疑都需要软件程序烧录才能支持这些器件工作,这与软件控制方案一样,涉及到程序编程、调试和验证,实现复杂度大,增加了人力和时间成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供了一种无源光网络设备、切换方法及系统,用于解决现有技术中在利用PON设备进行通信的过程中,出现链路损坏或故障导致通信中断,需要将失效的光通信链路切换到备用光通信链路时,实现的复杂度较大,导致成本增加的技术问题。
本发明提供一种无源光网络PON设备,应用于单PON介质访问控制(MAC,MediaAccess Control)、至少两个光模块的保护倒换场景,所述设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;其中,
所述处理器的第一端口通过用于连接微控制器及其外围设备的总线(I2C,Inter-Integrated Circuit)与所述第一光模块的第一端口、所述第二光模块的第一端口相连;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连;
所述处理器用于利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态;
所述处理器还用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;
若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端;其中,所述处理器经过I2C对相应寄存器的配置使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同。
上述方案中,所述处理器的第四端口与所述第一光模块的突发光使能端口、所述第二光模块的突发光使能端口相连。
上述方案中,所述设备还包括:第一电源;其中,所述处理器的第五端口与所述第一电源相连。
上述方案中,所述设备还包括:第二电源;其中,所述处理器的第六端口与所述第二电源相连。
上述方案中,所述处理器的第二端口包括:所述PON MAC的并串行/串并行转换器接口SerDes的差分发射端口。
上述方案中,所述处理器的第三端口包括:所述PON MAC的并串行/串并行转换器接口SerDes的差分接收端口。
上述方案中于,所述处理器的第四端口包括:突发使能接口BEN。
本发明还提供一种PON设备的切换方法,其特征在于,所述方法应用在PON设备中,所述PON设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;所述方法包括:
利用I2C总线对所述第二光模块的I2C地址进行修改,使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;
利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠状态;
接收告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;
若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端。
上述方案中,所述处理器为中央处理单元CPU。
上述方案中,所述系统包括如上述任一所述的PON设备。
本发明提供了一种无源光网络设备、切换方法及系统,应用于单PON MAC、至少两个光模块的保护倒换场景,所述设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;所述处理器的第一端口通过用于连接微控制器及其外围设备的I2C总线与所述第一光模块的第一端口、所述第二光模块的第一端口相连;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连;所述处理器用于利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态;所述处理器用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则通过所述I2C总线对所述第一光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒第二发射端和第二接收端;其中,所述处理器经过I2C对相应寄存器的配置使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;如此,所述处理器可以通过同一根I2C总线根据不同的I2C地址分别与第一光模块及第二光模块进行通信,若所述第二光模块是备用光模块时,可通过I2C总线配置第二光模块至少一个寄存器,使得第二光模块的第二发射端及第二接收端处于休眠状态,进而使得备用光模块即便接收到光信信号,也没有电信号输出至处理器,即便处理器有电信号和突发使能信号发送至光模块,光模块也不发光,从而使备用光模块进入备用状态;当处理器确定处于工作状态的第一光模块上报告警信号时,通过I2C总线配置工作状态的光模块的至少一个寄存器,使得所述至少一个寄存器输出的休眠关断控制信号控制处于工作状态的光模块的发射端及接收端进入休眠关闭状态,并恢复第二光模块至少一个寄存器中相应的寄存器位,使得所述至少一个寄存器输出的休眠关断控制信号唤醒第二光模块进入正常工作状态;这样无需引入任何硬件设备,也无需进行复杂的调试,只需通过I2C总线对备用光模块的寄存器位进行相应的设置,即可实现光模块的切换,实现过程简单,也降低了时间成本及经济成本,支持两个及以上光模块的保护倒换。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的无源光网络设备的整体结构示意图;
图2为本发明实施例二提供的无源光网络设备的切换方法流程示意图;
图3为本发明实施例二提供的PON设备为OLT时的无光源网络系统的整体结构示意图;
图4为本发明实施例二提供的PON设备为ONT时的无光源网络系统的整体结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在利用PON设备进行通信的过程中,出现链路损坏或故障导致通信中断,需要将失效的光链路切换到备用光链路时,实现的复杂度较大,导致时间成本及经济成本增加的技术问题,本发明提供了一种无源光网络设备及无源光网络系统,所述设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;所述处理器的第一端口通过用于连接微控制器及其外围设备的I2C总线与所述第一光模块的第一端口、所述第二光模块的第一端口相连;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连;所述处理器用于利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态;所述处理器用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一个光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于工作状态;其中,所述处理器经过I2C对相应寄存器的配置使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种无源光网络设备,所述PON设备可以应用在单PON MAC至少两个光模块的场景,如图1所示,所述设备包括:处理器1、第一光模块2及第二光模块3;其中,本实施例中所述第一光模块2为正常工作的光模块,所述第二光模块3为备用光模块。
所述处理器1的第一端口通过用I2C总线与所述第一光模块2的第一端口、所述第二光模块3的第一端口相连;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连;所述处理器1用于利用所述I2C总线对所述第二光模块3驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块3的第二发射端及第二接收端处于休眠关闭状态。
所述处理器1还用于接收所述第一光模块2发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块2所处的光链路是否存在故障;
若所述第一光模块2所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一个光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块2的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块3驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块3的第二发射端及第二接收端处于工作状态。
其中,第一光模块2及第二光模块3是相同的光模块,其接口功能完全相同,以第一光模块2为例,所述第一发射端是第一光模块2对从处理器接收的电信号进行信号处理、控制与调制光组件发射光信号的部分,第一光模块2的发射端提供的对外电接口即是第一数据发射输入端及突发使能端口,当第一发射端处于休眠状态时,即便第一数据发射输入端有信号输入,或者突发使能端口有使能信号输入,或者两者兼而有之,第一光模块2也不对外发射光信号;第一接收端是第一光模块2对从光组件接收到的光转电的信号后,对电信号进行信号处理的部分,第一光模块2的接收端提供的对外电接口即第一数据接收输出端,当第一接收端处于休眠状态时,即便第一光模块2收到光信号,第一数据接收输出端也没有信号输出。
具体地,参见图1,所述处理器1的第二端口与所述第一光模块2的第一数据发射输入端TXIN1、所述第二光模块3的第二数据发射输入端TXIN2相连。所述处理器1的第三端口与所述第一光模块2的第一数据接收输出端RXOUT1、所述第二光模块3的第二数据接收输出端RXOUT2相连。所述处理器1的第一端口用于将信号发射至所述第一光模块2的第一数据发射输入端TXIN1及第二光模块3的第二数据发射输入端TXIN2,所述第一数据发射输入端与第二数据发射输入端均为差分信号输入端;所述处理器1的第三端口用于接收第一光模块2的第一数据接收输出端RXOUT1及第二光模块3的第二数据接收输出端RXOUT2发送的电信号,第一数据接收输出端与第二数据接收输出端均为差分信号输出端。
其中,所述处理器1可以包括:CPU;所述处理器1的第一端口、第一光模块2的第一端口及所述第二光模块3的第一端口可以包括I2C接口,所述处理器1的第二端口可以包括PON MAC的并串行/串并行转换器接口SerDes差分发射端接口,所述处理器1的第三端口可以包括PON MAC的SerDes差分接收端口;所述处理器1可以通过处理器1的第一端口对所述第一光模块2及所述第二光模块3内部的寄存器进行读写操作。
所述第一光模块2及第二光模块3的驱动部件可以为光组件驱动芯片。当然所述第一光模块2及第二光模块3的驱动部件也可以为其他驱动芯片,其他驱动芯片只要能够通过I2C总线对第二光模块3进行寄存器配置,使第二光模块3进入备用状态,而不影响第一光模块2,或者对第一光模块2进行寄存器配置,使第一光模块2进入休眠状态,并唤醒第二光模块3,同时又满足最短的切换时间即可。
这里,所述处理器1的第四端口还与所述第一光模块2的突发光使能端口、所述第二光模块3的突发光使能端口相连。所述处理器1的第四端口用于控制所述第一光模块2及第二光模块3的突发光使能。本实施例中所述处理器1的第四端口记作BEN接口,所述第一光模块2的突发光使能端口记作BEN1接口,所述第二光模块3的突发光使能端口记作BEN2接口,突发光使能端口可以是单端或者差分端口。
进一步地,所述设备还包括:第一电源4及第二电源5;其中,所述处理器1的第五端口与所述第一电源4相连;所述处理器1的第六端口与所述第二电源5相连。
实际应用中,PON设备供电后,处理器1通过GPIO接口关闭第一光模块2的第一电源4,开启第二光模块3的第二电源5,将需要修改的I2C地址值通过I2C总线写入第二光模块3中,使得所述第一光模块2及所述第二光模块3的I2C地址不同,进而处理器1可以通过同一根I2C总线根据不同的I2C地址分别与第一光模块2及第二光模块3进行通信。
然后,通过I2C总线配置第二光模块3的至少一个寄存器,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块3的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态,BEN2使能信号对第二光模块3失效,如此,即便所述第二光模块3的突发使能端口接收到发射使能信号,第二数据发射输入端有信号输入,所述第二光模块3也没有光信号发射,即便所述第二光模块3接收到光信号,所述第二光模块3的第二数据接收输出端也没有信号输出,这样所述第二光模块3就进入了备用状态。
然后,处理器1通过GPIO接口打开第一光模块2的第一电源4,使得所述第一光模块2进入正常工作状态,第一光模块2在工作过程中会实时向处理器1上报监测信息,若第一光模块2至对端设备的光链路出现问题时,处理器1则接收到第一光模块2的发送的告警信息,则确定第一光模块2对端设备的光链路出现故障,处理器1则通过I2C总线配置第一光模块2的至少一个寄存器,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块2第一发射端和第一接收端进入休眠状态。再通过I2C总线对所述第二光模块3驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块3的第二发射端和第二接收端;这样所述第二光模块3就从备用状态切换至工作状态,而所述第一光模块2就从工作状态切换至备用状态;切换时间小于50ms。
当然,当第一光模块2所在的光通信链路出现故障时,也可以通过PON设备的图形用户接口(GUI,Graphical User Interface)手动进行切换。
这样,无需使用保护倒换开关、CPLD\FPGA\单片机等额外的硬件电路即可实现光模块的保护倒换,不占用布板面积,成本低,且无需对CPLD\FPGA\单片机等可编程器件进行编程烧录,实现简单;并且没有保护倒换开关的切换时延,无CPLD\FPAG\单片机等的软件运算处理延时,缩短保护倒换时间。
实施例二
相应于实施例一,本实施例提供一种PON设备的切换方法,所述方法应用在如实施例一所述的PON设备中,所述PON设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;所述处理器的第一端口通过I2C总线与所述第一光模块的第一端口、所述第二光模块的第一端口相连;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连。所述处理器1的第二端口用于将差分信号发射至所述第一光模块的第一数据发射输入端TXIN1及第二光模块的第二数据发射输入端TXIN2;所述处理器1的第三端口用于接收第一光模块的第一数据接收输出端RXOUT1及第二光模块的第二数据接收输出端RXOUT2发送的差分信号。
其中,所述处理器可以包括:CPU;所述处理器的第一端口、第一光模块的第一端口及所述第二光模块的第一端口可以包括I2C接口,所述处理器的第二端口可以包括PON MAC的SerDes差分发射端口,所述处理器1的第三端口可以包括PON MAC的SerDes差分接收端接口;所述处理器可以通过处理器的第一端口对所述第一光模块及所述第二光模块内部的寄存器进行读写操作。
所述第一光模块及第二光模块的驱动部件可以为光组件驱动芯片。当然所述第一光模块及第二光模块的驱动部件也可以为其他驱动芯片,其他驱动芯片只要能够通过I2C总线对第二光模块进行寄存器配置,使第二光模块进入备用状态,而不影响第一光模块,或者对第一光模块进行寄存器配置,使第一光模块进入休眠状态,并唤醒第二光模块,同时又满足最短的切换时间即可。
这里,所述处理器的第四端口还与所述第一光模块的突发光使能端口、所述第二光模块的突发光使能端口相连。所述处理器的第四端口用于控制所述第一光模块及第二光模块的突发光使能。本实施例中所述处理器的第四端口记作BEN接口,所述第一光模块的突发光使能端口记作BEN1接口,所述第二光模块的突发光使能端口记作BEN2接口,突发光使能端口可以是单端或者差分端口。
进一步地,所述设备还包括:第一电源及第二电源;其中,所述处理器的第五端口与所述第一电源相连;所述处理器的第六端口与所述第二电源相连。
如图2所示,所述方法包括:
S201,利用I2C总线对所述第二光模块的I2C地址进行修改,使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;
本步骤中,PON设备供电后,处理器通过GPIO接口关闭第一光模块的第一电源,开启第二光模块的第二电源,将需要修改的地址值通过I2C总线写入所述第二光模块中,使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;进而处理器可以通过同一根I2C总线根据不同的I2C地址分别与第一光模块及第二光模块进行通信。
S202,利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态;
本步骤中,通过I2C总线配置第二光模块的至少一个寄存器,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态,BEN2使能信号对第二光模块失效,如此,即便所述第二光模块的突发使能端口接收到发射使能信号,第二数据发射输入端有信号输入,所述第二光模块也没有光信号发射,即便所述第二光模块接收到光信号,所述第二光模块的第二数据接收输出端也没有信号输出,这样所述第二光模块就进入了备用状态。
S203,接收告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;
本步骤中,处理器通过GPIO接口打开第一光模块的第一电源,使得所述第一光模块进入正常工作状态,第一光模块在工作过程中会实时向处理器上报告警信息,所述处理器用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障。
S204,若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一个光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端及第二接收端。
本步骤中,若第一光模块至OLT光链路出现问题或故障时,处理器则接收到第一光模块的发送的告警信息,则确定第一光模至对端设备的光链路出现故障,处理器通过I2C总线配置第一光模块的至少一个寄存器,使得第一光模块的所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制第一光模块的第一发射端和第一接收端进入休眠关断状态。再通过I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述第二光模块的至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端,使得第二光模块进入工作状态;这样所述第二光模块就从备用状态切换至工作状态,而所述第一光模块2就从工作状态切换至备用状态;切换时间小于50ms。
当然,当第一光模块至对端设备的光链路出现故障时,也可以通过PON设备的GUI接口进行手动切换。
其中,第一光模块及第二光模块是相同的光模块,其接口功能完全相同,以第一光模块为例,所述第一发射端是第一光模块对从处理器接收的电信号进行信号处理、控制与调制光组件发射光信号的部分,第一光模块的发射端提供的对外电接口即是第一数据发射输入端及突发使能端口,当第一发射端处于休眠状态时,即便第一数据发射输入端有信号输入,或者突发使能端口有使能信号输入,或者两者兼而有之,第一光模块也不对外发射光信号;第一接收端是第一光模块对从光组件接收到的光转电的信号后,对电信号进行信号处理的部分,第一光模块的接收端提供的对外电接口即数据接收输出端,当第一接收端处于休眠状态时,即便第一光模块收到光信号,第一数据接收输出端也没有信号输出。
实施例三
相应于实施例一,本实施例提供一种无源光网络系统,如图3所示,所述光网络系统包括:OLT、光配线网(ODN,Optical Distribution Network)及ONT;其中,该系统中的PON设备可以是OLT也可以是ONT,如图3所示,所述PON设备为OLT,如图4所示,所述PON设备为ONT,以图3为例,所述OLT包括:处理器1、第一光模块2及第二光模块3;其中,本实施例中所述第一光模块2为正常工作的光模块,所述第二光模块3为备用光模块。
所述处理器1的第一端口与所述第一光模块2的第一端口、所述第二光模块3的第一端口相连;所述处理器1用于利用所述I2C总线对所述第二光模块3驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块3的第一数据接收端及第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态。
所述处理器1还用于接收所述第一光模块2发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块2所处的光链路是否存在故障;
若所述第一光模块2所处的光链路是存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一个光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块3驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块3的第二发射端和第二接收端进入工作状态。
其中,第一光模块2及第二光模块3是相同的光模块,其接口功能完全相同,以第一光模块2为例,所述第一发射端是第一光模块2对从处理器接收的电信号进行信号处理、控制与调制光组件发射光信号的部分,第一光模块2的发射端提供的对外电接口即是第一数据发射输入端及突发使能端口,当第一发射端处于休眠状态时,即便第一数据发射输入端有信号输入,或者突发使能端口有使能信号输入,或者两者兼而有之,第一光模块2也不对外发射光信号;第一接收端是第一光模块2对从光组件接收到的光转电的信号后,对电信号进行信号处理的部分,第一光模块2的接收端提供的对外电接口即数据接收输出端,当第一接收端处于休眠状态时,即便第一光模块2收到光信号,第一数据接收输出端也没有信号输出。
具体地,所述处理器1的第二端口与所述第一光模块2的第一数据发射输入端、所述第二光模块3的第二数据发射输入端口相连。所述处理器1的第三端口与所述第一光模块2的第一数据接收输出端、所述第二光模块3的第二数据接收输出端口相连。所述处理器1的第二端口用于将差分信号发射至所述第一光模块2的第一数据发射输入端TXIN1及第二光模块3的第二数据发射输入端TXIN2;所述处理器1的第三端口用于接收第一光模块2的第一数据接收输出端RXOUT1及第二光模块3的第二数据接收输出端RXOUT2发送的差分信号。
其中,所述处理器1可以包括:CPU;所述处理器1的第一端口、第一光模块2的第一端口及所述第二光模块3的第一端口可以包括I2C接口,所述处理器1的第二端口可以包括PON MAC的SerDes差分发射端口,所述处理器1的第三端口可以包括PON MAC的SerDes差分接收端口;所述处理器1可以通过处理器1的第一端口对所述第一光模块2及所述第二光模块3内部的寄存器进行读写操作。
所述第一光模块2及第二光模块3的驱动部件可以为光组件驱动芯片。当然所述第一光模块2及第二光模块3的驱动部件也可以为其他驱动芯片,其他驱动芯片只要能够通过I2C总线对第二光模块3进行寄存器配置,使第二光模块3进入备用状态,而不影响第一光模块2,或者对第一光模块2进行寄存器配置,使第一光模块2进入休眠状态,并唤醒第二光模块3,同时又满足最短的切换时间即可。
这里,所述处理器1的第四端口与所述第一光模块2的突发光使能端口、所述第二光模块3的突发光使能端口相连。所述处理器1的第四端口用于控制所述第一光模块2及第二光模块3的突发光使能。本实施例中所述处理器1的第四端口记作BEN接口,所述第一光模块2的突发光使能端口记作BEN1接口,所述第二光模块3的突发光使能端口记作BEN2接口,突发光使能端口可以是单端或者差分端口。
进一步地,所述设备还包括:第一电源4及第二电源5;其中,所述处理器1的第五端口与所述第一电源4相连;所述处理器1的第六端口与所述第二电源5相连。
实际应用中,PON设备供电后,处理器1通过GPIO接口关闭第一光模块2的第一电源4,开启第二光模块3的第二电源5,将需要修改的地址值通过I2C总线写入第二光模块3中,使得所述第一光模块2及所述第二光模块3的I2C地址不同,进而处理器1可以通过同一根I2C总线根据不同的I2C地址分别与第一光模块2及第二光模块3进行通信。
然后,通过I2C总线配置第二光模块3的至少一个寄存器,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块3的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态,BEN2使能信号对第二光模块3失效,如此,即便所述第二光模块3的突发使能端口接收到发射使能信号,第二数据发射输入端有信号输入,所述第二光模块3也没有光信号发射,即便所述第二光模块3接收到光信号,所述第二光模块3的第二数据接收输出端也没有信号输出,这样所述第二光模块3就进入了备用状态。
然后,处理器1通过GPIO接口打开第一光模块2的第一电源4,使得所述第一光模块2进入正常工作状态,第一光模块2在工作过程中会实时向处理器1上报监测信息,所述处理器1用于接收所述第一光模块2发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块2所处的光链路是否存在故障;若第一光模块2至对端设备的光链路出现故障时,处理器1则接收到第一光模块2的发送的告警信息,则确定第一光模块2所处的光链路出现故障,处理器1则通过I2C总线配置第一光模块2的至少一个寄存器,使得第一光模块2的所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制第一光模块2第一发射端和第一接收端进入休眠状态。再通过I2C总线对所述第二光模块3驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述第二光模块3的至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块3的第二发射端和第二接收端进入工作状态;这样所述第二光模块3就从备用状态切换至工作状态,而所述第一光模块2就从工作状态切换至备用状态;切换时间小于50ms。
当然,当第一光模块2至对端设备的光链路出现故障时,也可以通过PON设备的GUI接口进行切换。
这样,无需使用保护倒换开关、CPLD\FPGA\单片机等额外的硬件电路即可实现光模块的保护倒换,不占用布板面积,成本低,且无需对CPLD\FPGA\单片机等可编程器件进行编程烧录,实现简单;并且没有保护倒换开关的切换时延,无CPLD\FPAG\单片机等的软件运算处理延时,缩短保护倒换时间。
本发明实施例提供的无源光网络设备、切换方法及系统能带来的有益效果至少是:
本发明提供了一种无源光网络设备、切换方法及系统,所述设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;所述处理器的第一端口通过用于连接微控制器及其外围设备的总线I2C总线与所述第一光模块的第一端口、所述第二光模块的第一端口相连;所述处理器用于利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态;所述处理器用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;若所述第一光模块所处的光链路是存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一个光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端进入工作状态;其中,所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口分别与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连;如此,所述处理器可以通过I2C总线对第二光模块的I2C地址进行设置,若所述第二光模块是备用光模块时,可通过I2C总线配置第二光模块至少一个寄存器中相应的寄存器位,使得第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠状态,进而使得备用光模块即便接收到光信信号,也没有电信号输出至处理器,即便处理器有电信号和突发使能信号发送至光模块,光模块也不发光,从而使备用光模块进入备用状态;当处理器确定处于工作状态的第一光模块至对端设备的光链路处于故障状态时,通过I2C总线休眠关断第一光模块,恢复第二光模块至少一个寄存器中相应的寄存器位,使得第二光模块进入正常工作状态;这样无需引入任何硬件设备,也无需进行复杂的调试,只需通过I2C总线对备用光模块的寄存器位进行相应的设置,即可实现光模块的切换,实现过程简单,也降低了时间成本及经济成本。同时,本方案也避免了采用关断/开启主用或者备用光模块电源实现保护倒换方案中引起的高速差分对信号阻抗匹配和电平匹配问题。
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 (8)
1.一种无源光网络PON设备,其特征在于,应用于单PON介质访问控制MAC、至少两个光模块的保护倒换场景,所述设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;其中,
所述处理器的第一端口通过用于连接微控制器及其外围设备的I2C总线与所述第一光模块的第一端口、所述第二光模块的第一端口相连;所述处理器的第二端口与所述第一光模块的第一数据发射输入端、所述第二光模块的第二数据发射输入端相连;所述处理器的第三端口与所述第一光模块的第一数据接收输出端、所述第二光模块的第二数据接收输出端相连;
所述处理器用于利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠关闭状态;
所述处理器还用于接收所述第一光模块发送的告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;
若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端;其中,所述处理器经过I2C对相应寄存器的配置使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;
所述设备还包括:第一电源,其中,所述处理器的第五端口与所述第一电源相连,所述设备还包括:第二电源,其中,所述处理器的第六端口与所述第二电源相连;
PON设备供电后,所述处理器通过GPIO接口关闭所述第一光模块的所述第一电源,开启所述第二光模块的所述第二电源,将需要修改的地址值通过所述I2C总线写入所述第二光模块中,使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同。
2.如权利要求1所述的PON设备,其特征在于,所述处理器的第四端口与所述第一光模块的突发光使能端口、所述第二光模块的突发光使能端口相连。
3.如权利要求1所述的PON设备,其特征在于,所述处理器的第二端口包括:所述单PON介质访问控制MAC的并串行/串并行转换器接口SerDes的差分发射端口。
4.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述处理器的第三端口包括:所述单PON介质访问控制MAC的并串行/串并行转换器接口SerDes的差分接收端口。
5.如权利要求1所述的PON设备,其特征在于,所述处理器的第四端口包括:突发使能接口BEN。
6.一种PON设备的切换方法,其特征在于,所述方法应用在如权利要求1所述的PON设备中,所述PON设备包括:处理器、第一光模块及第二光模块;所述方法包括:
利用I2C总线对所述第二光模块的I2C地址进行修改,使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同;
利用所述I2C总线对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第一休眠关断控制信号控制所述第二光模块的第二发射端和第二接收端处于休眠状态;
接收告警信息,并根据所述告警信息判断所述第一光模块所处的光链路是否存在故障;
若所述第一光模块所处的光链路存在故障,则利用所述I2C总线对所述第一光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第二休眠关断控制信号控制所述第一光模块的第一发射端及第一接收端处于休眠关闭状态,并对所述第二光模块驱动芯片的至少一个寄存器进行配置,使得所述至少一个寄存器输出的第三休眠关断控制信号唤醒所述第二光模块的第二发射端和第二接收端;
其中,所述设备还包括:第一电源,其中,所述处理器的第五端口与所述第一电源相连,所述设备还包括:第二电源,其中,所述处理器的第六端口与所述第二电源相连;
PON设备供电后,所述处理器通过GPIO接口关闭所述第一光模块的所述第一电源,开启所述第二光模块的所述第二电源,将需要修改的地址值通过所述I2C总线写入所述第二光模块中,使得所述第一光模块的I2C地址及所述第二光模块的I2C地址不同。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述处理器为中央处理单元CPU。
8.一种无源光网络系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1至5任一所述的PON设备。
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