CN112672237A - 一种otn设备及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种OTN设备及控制方法，OTN设备包括RTL9313交换芯片和FPGA芯片，RTL9313交换芯片与FPGA芯片通过一路XSGMⅡ接口互联；根据RTL9313交换芯片包括的以太网接口和FPGA芯片包括的端口的不同，OTN设备具有多种设备形态。本发明中的交换芯片和FPGA芯片通过XSGMⅡ接口互联，只需要一路XSGMⅡ接口即可实现交换芯片和FPGA芯片的互联，节省了FPGA的成本，也降低了整个OTN设备的硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域，更具体地，涉及一种OTN设备及控制方法。
背景技术
OTN作为传输网被广泛应用，为了提供更大带宽、更优质的网络服务，运营商正推动OTN(光网络设备)网络下沉到城域网，利用低成本的盒式设备提供以太网/SDH接入服务。
由于三大通信运营商需求存在差异性，单片专用OTN处理芯片不能满足全部需求。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种OTN设备及控制方法，用以克服现有OTN设备成本高的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种OTN设备，包括RTL9313交换芯片和FPGA芯片，所述RTL9313交换芯片与所述FPGA芯片通过一路XSGMⅡ接口互联；
根据所述RTL9313交换芯片包括的以太网接口和所述FPGA芯片包括端口的不同，所述ONT设备具有多种设备形态。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
可选的，所述RTL9313交换芯片包括8路GE/FE以太网接口，所述FPGA芯片包括两路OTU2端口，所述FPGA芯片将所述8路GE/FE以太网MAC帧映射复用到所述两路OTU2端口。
可选的，所述RTL9313交换芯片包括两路GE/FE以太网接口，所述FPGA芯片包括两路OTU1端口，所述FPGA芯片将所述两路GE/FE以太网MAC帧映射复用到所述两路OTU1端口。
可选的，所述RTL9313交换芯片包括六路GE/FE以太网接口和两路STM-1/STM-4接口，所述FPGA芯片包括两路OTU2端口，所述FPGA芯片将所述六路GE/FE以太网MAC帧和两路STM-1/STM-4接口映射复用到所述两路OTU2端口。
可选的，所述RTL9313交换芯片包括两路10GBase-R以太网接口，所述FPGA芯片包括两路OTU2(e)端口，所述FPGA芯片将所述两路10GBase-R以太网MAC帧映射复用到所述两路OTU2(e)端口。
根据本发明的第二方面，提供了一种ONT设备的控制方法，包括：
RTL9313交换芯片通过多路以太网接口获取外部信号，并通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片；
FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出以太网接口的数目，并根据以太网接口的数目，将以太网MAC帧映射复用到OTU端口中，并将外部信号通过OTU端口传输出去。
本发明提供的一种OTN设备及控制方法，RTL9313交换芯片与FPGA芯片通过一路XSGMⅡ接口互联，根据RTL9313交换芯片包括的以太网接口和FPGA芯片包括端口的不同，ONT设备具有多种设备形态。本发明中的交换芯片和FPGA芯片通过XSGMⅡ接口互联，只需要一路XSGMⅡ接口即可实现交换芯片和FPGA芯片的互联，节省了FPGA的成本，也降低了整个OTN设备的硬件成本。
附图说明
图1为现有的一种接入型OTN设备的结构示意图；
图2为现有的另一种接入型OTN设备的结构示意图；
图3为OTN设备的第一种设备形态的硬件框图；
图4为OTN设备的第二种设备形态的硬件框图；
图5为OTN设备的第三种设备形态的硬件框图；
图6为OTN设备的第四种设备形态的硬件框图；
图7为本发明提供的一种OTN设备的控制方法流程图；
图8为本发明提供的XSGMII协议的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
现有的接入型OTN盒式设备要求支持分组OAM(操作、管理和维护)等以太网功能，这部分功能一般使用交换芯片来实现。现有的接入型OTN设备OTN协议处理采用ASIC，并使用FPGA进行开销处理等功能，硬件结构复杂，开发及维护成本高企，难以满足成本要求。
图1为现有的一种接入型OTN设备可能的框图，FPGA芯片与交换芯片互联使用8路SGMII互联，对FPGA的逻辑以及封装要求更高，交换芯片也需选用更多端口的ASIC，无法做到成本优化。
图2为现有的另一种接入型OTN设备可能的框图，交换芯片与OTN处理器(PM5450芯片)通过8路SGMII接口互联，PM5450芯片再通过FPGA芯片通过SGMII接口互联，交换芯片只能通过OTN处理器与FPGA芯片连接，OTN处理器中的程序为相对固定，无法满足所有的需求，因此，现有的OTN设备不够灵活。
图1和图2的设备面板侧提供100M/1000M/10G以太网光口，交换芯片与FPGA通过SGMII/10G Base-R接口互联。根据ITU-T G.709协议，OTU2最大承载8路千兆以太网，传统做法交换芯片和FPGA通过8路SGMII互联，至少需要8路FPGA高速serdes端口，对FPGA的逻辑以及封装要求比较高，无法做到成本优化。
基于此，本发明提供一种低成本的ONT设备，OTN设备包括RTL9313交换芯片和FPGA芯片，RTL9313交换芯片与FPGA芯片通过一路XSGMⅡ接口互联；根据RTL9313交换芯片包括的以太网接口和所述FPGA芯片包括端口的不同，ONT设备具有多种设备形态。
可以理解的是，本发明提供的ONT设备中RTL9313交换芯片与FPGA芯片可直接互联，由于FPGA芯片为可编程逻辑器件，其中的程序为可修改可编程，因此，可实现灵活不同的处理。另外，本发明结合RTL9113交换芯片，两个芯片互联的8路SGMII采用XSGMII接口，只需1路FPGA高速serdes口，通过采用高密度的XSGMII接口互联，降低了FPGA的serdes需求，进一步节省了外围器件，降低了整机功耗。
在一种可能的实施例方式中，可以理解的是，参见图3，示出了OTN设备的第一种设备形态，其中，RTL9313交换芯片包括8路GE/FE以太网接口，FPGA芯片包括两路OTU2端口，FPGA芯片将8路GE/FE以太网MAC帧映射复用到两路OTU2端口。
外部信号通过8路GE/FE光口输入RTL9313交换芯片，RTL9313交换芯片通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片，FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出RTL9313交换芯片的8路GE/FE光口，并对解析后的外部信号进行处理，并将8路GE/FE以太网MAC帧映射复用到FPGA的两路OTU2端口，通过两路OTU2端口将经过处理后的外部信号再传输出去。
在一种可能的实施例方式中，参见图4，示出了OTN设备的第二种设备形态，RTL9313交换芯片包括两路GE/FE以太网接口，FPGA芯片包括两路OTU1端口，FPGA芯片将两路GE/FE以太网MAC帧映射复用到两路OTU1端口。
外部信号通过两路GE/FE光口输入RTL9313交换芯片，RTL9313交换芯片通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片，FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出RTL9313交换芯片的两路GE/FE光口，并对解析后的外部信号进行处理，并将两路GE/FE以太网MAC帧映射复用到FPGA的两路OTU1端口，通过两路OTU1端口将经过处理后的外部信号再传输出去。
在一种可能的实施例方式中，参见图5，示出了OTN设备的第三种设备形态，RTL9313交换芯片包括六路GE/FE以太网接口和两路STM-1/STM-4接口，FPGA芯片包括两路OTU2端口，FPGA芯片将六路GE/FE以太网MAC帧和两路STM-1/STM-4接口映射复用到两路OTU2端口。
外部信号通过六路GE/FE光口和两路STM-1/STM-4接口输入RTL9313交换芯片，RTL9313交换芯片通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片，FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出RTL9313交换芯片的六路GE/FE光口和两路STM-1/STM-4接口，并对解析后的外部信号进行处理，并将六路GE/FE以太网MAC帧和两路STM-1/STM-4接口映射复用到FPGA的两路OTU2端口，通过两路OTU2端口将经过处理后的外部信号再传输出去。
在一种可能的实施例方式中，参见图6，示出了ONT设备的第四种设备形态，RTL9313交换芯片包括两路10GBase-R以太网接口，FPGA芯片包括两路OTU2(e)端口，FPGA芯片将两路10GBase-R以太网MAC帧接口映射复用到两路OTU2(e)端口。
外部信号通过两路10GBase-R以太网接口输入RTL9313交换芯片，RTL9313交换芯片通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片，FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出RTL9313交换芯片的两路10GBase-R以太网接口，并对解析后的外部信号进行处理，并将两路10GBase-R以太网MAC帧映射复用到FPGA的两路OTU2(e)端口，通过两路OTU2(e)端口将经过处理后的外部信号再传输出去。
参见图7，提供了一种OTN设备的控制方法，RTL9313交换芯片通过多路以太网接口获取外部信号，并通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片；FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出以太网接口的数目，并根据以太网接口的数目，将以太网MAC帧映射复用到OTU端口中，并将外部信号通过OTU端口传输出去。
可以理解的是，图7中示出了RTL9313交换芯片和FPGA芯片的交互工作的流程图，FPGA芯片通过将多路以太网光口映射复用到OTU端口进行内外信号的传输。
其中，图8示出了本发明提供的XSGMII协议实现示意图，其工作原理为，接收方向首先对从serdes端口输入的80比特接收信号进行多项式为X58+X39+1的自扰码解扰，然后根据8B/10B中的控制码K28.5/K28.1/K28.7进行10比特定界，之后分离出控制码CS1/CS2的组合，其中CS1为K28.1，CS2包为控制信息，控制信息中含SGMII通道数、远端XSGMII LINK状态以及远端接收缺陷。控制码CS1/CS2之后是64个8路10比特间插的码组，分属8路SGMII，通过使能控制，在不切换时钟域的情况下送给SGMII协议处理模块，提取出有效的带使能的GMII接口信号。
SGMII模块工作在128.90625MHz，每32个周期使能为高之后为1个使能为低，接收模块处理8B/10B解码和状态机。SGMII协商根据协议协商两端的速率状态为1000M或者100M。
发送方向根据控制码插入发送CS1/CS2，发送方向使能控制发送的SGMII控制码和GMII发送数据8B/10B编码以后发送，满足每66个10比特数据中，含两个控制码及64个10B数据。最后通过多项式为X58+X39+1的自扰码加扰以后发送给serdes端口。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种OTN设备，其特征在于，包括RTL9313交换芯片和FPGA芯片，所述RTL9313交换芯片与所述FPGA芯片通过一路XSGMⅡ接口互联；
根据所述RTL9313交换芯片包括的以太网接口和所述FPGA芯片包括的端口的不同，所述OTN设备具有多种设备形态。
2.根据权利要求1所述的OTN设备，其特征在于，所述RTL9313交换芯片包括8路GE/FE以太网接口，所述FPGA芯片包括两路OTU2端口，所述FPGA芯片将所述8路GE/FE以太网MAC帧映射复用到所述两路OTU2端口。
3.根据权利要求1所述的OTN设备，其特征在于，所述RTL9313交换芯片包括两路GE/FE以太网接口，所述FPGA芯片包括两路OTU1端口，所述FPGA芯片将所述两路GE/FE以太网MAC帧映射复用到所述两路OTU1端口。
4.根据权利要求1所述的OTN设备，其特征在于，所述RTL9313交换芯片包括六路GE/FE以太网接口和两路STM-1/STM-4接口，所述FPGA芯片包括两路OTU2端口，所述FPGA芯片将所述六路GE/FE以太网接口和两路STM-1/STM-4接口映射复用到所述两路OTU2端口。
5.根据权利要求1所述的OTN设备，其特征在于，所述RTL9313交换芯片包括两路10GBase-R以太网接口，所述FPGA芯片包括两路OTU2(e)端口，所述FPGA芯片将所述两路10GBase-R以太网MAC帧映射复用到所述两路OTU2(e)端口。
6.一种OTN设备的控制方法，其特征在于，包括：
RTL9313交换芯片通过多路以太网接口获取外部信号，并通过XSGMⅡ接口将外部信号传输给FPGA芯片；
所述FPGA芯片对外部信号进行解析，从中解析出以太网接口的数目，并根据以太网接口的数目，将以太网MAC帧映射复用到OTU端口中，并将外部信号通过OTU端口传输出去。
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