CN113746553B - 一种基于多区域的智能组网系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于多区域的智能组网系统，属于智能组网技术领域，解决了现有技术中缺乏涉及多区域及多设备的智能组网系统的问题。一种基于多区域的智能组网系统，包括：光纤HUB，每一区域至少布设一个所述光纤HUB，所述光纤HUB用于连接同区域内的一个或多个组网设备；还用于与同区域或不同区域的光纤HUB相连后形成光纤网络；组网控制模块，用于控制接入所述光纤网络的每一光纤HUB的状态，完成组网设备的智能组网。本发明提供的基于多区域的智能组网系统，能够有效提升组网及布线过程的灵活性，有效提升了组网能力，能够很好地实现涉及多区域及多设备的智能组网系统，并能够实现智能组网系统中接入的组网设备的扩充。

Description

一种基于多区域的智能组网系统
技术领域
本发明涉及智能组网技术领域，尤其涉及一种基于多区域的智能组网系统。
背景技术
现有技术中，随着组网形式的多样化发展，组网形式不再局限于某一单一区域，而是需要多个区域中的设备共同配合实现组网，即，某项工作涉及多个区域中多个设备。
因此，仅对单一区域内的设备进行组网的组网形式无法实现上述组网需求，如何实现涉及多区域及多设备的智能组网成为急需解决的问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于多区域的智能组网系统，用以解决现有技术中缺乏涉及多区域及多设备的智能组网系统的问题。
本发明实施例提供了一种基于多区域的智能组网系统，包括：
光纤HUB，每一区域至少布设一个所述光纤HUB，所述光纤HUB 用于连接同区域内的一个或多个组网设备；还用于与同区域或不同区域的光纤HUB相连后形成光纤网络；
组网控制模块，用于控制接入所述光纤网络的每一光纤HUB的状态，完成组网设备的智能组网。
在上述方案的基础上，本实施例还做出了如下改进：
进一步，所述光纤HUB包括N个光纤接口模块；其中，
每一光纤接口模块包括光收发子模块和交叉开关：其中，
所述光收发子模块用于外接光纤设备；所述光纤设备为一个组网设备或另一光纤HUB中一个光纤接口模块的光收发子模块；
所述交叉开关包括串行输入端、串行输出端、级联输入端和级联输出端；其中，
光收发子模块的串行输出端连接交叉开关的串行输入端，光收发子模块的串行输入端连接所述交叉开关的串行输出端；级联输入端和级联输出端用于实现光纤HUB中多个所述交叉开关之间的级联。
进一步，所述光纤HUB的状态包括所述光纤HUB中每一交叉开关的状态；所述交叉开关的状态包括导通状态和关断状态；
所述交叉开关默认处于关断状态，此时，交叉开关的串行输入端连接串行输出端、级联输入端连接级联输出端；
当所述交叉开关处于导通状态时，交叉开关的串行输入端连接级联输出端、级联输入端连接串行输出端。
进一步，第i个交叉开关的级联输出端连接第i+1个交叉开关的级联输入端，i＝1,…,N-1；
第N个交叉开关的级联输出端连接第1个交叉开关的级联输入端。
进一步，所述光收发子模块包括：
光纤接口，用于外接光纤设备，并接收来自所述光纤设备的光纤信号，或者，向所述光纤设备发送光纤信号；
光纤收发器，与光纤接口相连，用于实现光纤信号与串行电信号的相互转换；将光纤收发器发出串行电信号的端口作为所述光收发子模块的串行输出端，将光纤收发器接收串行电信号的端口作为所述光收发子模块的串行输入端。
进一步，所述光纤HUB的状态还包括所述光纤HUB中每一光纤接口的状态；所述光纤接口的状态包括启用状态、禁止状态及已连接状态。
进一步，所述光纤HUB还包括控制组件；
所述光纤接口默认处于启用状态；当处于启用状态的光纤接口外接光纤设备时，所述控制组件控制所述光纤接口切换至已连接状态；
所述控制组件还用于对所述光纤接口进行故障检测，当检测到所述光纤接口故障时，控制所述光纤接口切换至禁止状态；
所述控制组件还用于接收所述组网控制模块发出的光纤接口禁用控制信号，并基于接收到的所述光纤接口禁用控制信号，控制所述光纤接口切换至禁止状态。
进一步，所述控制组件还用于当所述光纤HUB的状态更新时，发送更新后的光纤HUB的状态至所述组网控制模块；
所述组网控制模块接收所述光纤HUB的状态，汇总处于已连接状态的光纤接口的接口ID；
当所述组网控制模块控制指定组网设备传输数据时，基于所述已连接状态的光纤接口的接口ID，确定接收所述传输数据的光纤设备；
并通过所述控制组件，控制接收所述传输数据的光纤设备对应的光纤接口模块中的交叉开关切换至导通状态；
然后，启动所述指定组网设备传输数据。
进一步，与所述指定组网设备相连的光纤接口模块接收指定组网设备发出的光纤信号并转换成串行电信号，并传输至该光纤接口模块中的交叉开关；
根据该交叉开关的下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径：
若下一级交叉开关处于导通状态，则串行电信号转换成光纤信号、并传输至所述下一级光纤接口模块所连接的光纤设备，并由光纤设备再次发出该光纤信号；
若下一级交叉开关处于关断状态，则串行电信号直接传输至下一级交叉开关，并重复根据下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径。
进一步，与所述指定组网设备相连的光纤接口模块再次接收到该光纤信号后，停止该光纤信号的继续传输。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
本发明提供的基于多区域的智能组网系统，能够有效提升组网及布线过程的灵活性，有效提升了组网能力，很好地解决了现有技术中缺乏涉及多区域及多设备的智能组网系统的问题；当组网任务发生变化时，用户只需更换光纤设备重新接入光纤HUB，不需要重新布线工作，方便了用户操作。此外，通过多个光纤HUB的互联，实现智能组网系统中接入的组网设备的扩充。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例中基于多区域的智能组网系统结构示意图；
图2为本发明实施例中光纤HUB中交叉开关级联关系示意图；其中，
图2的 (a)中的交叉开关均处于断开状态；
图2的 (b)中的第一和第四个交叉开关处于导通状态；
图3为本发明实施例中光纤HUB的结构示意图。
图4为本发明实施例中基于多区域的智能组网方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例，公开了一种基于多区域的智能组网系统，结构示意图如图1所示，包括：
光纤HUB，每一区域至少布设一个所述光纤HUB，所述光纤HUB 用于连接同区域内的一个或多个组网设备；还用于与同区域或不同区域的光纤HUB相连后形成光纤网络；典型的光纤HUB及组网设备连接关系示意图如图1所示，实际组网过程中，一个光纤HUB还可以同时与多个光纤HUB相连，但是，需保证每一光纤HUB上至少连接一个组网设备。
组网控制模块(图1中未示出)，用于控制接入所述光纤网络的每一光纤HUB的状态，完成组网设备的智能组网。
优选地，所述光纤HUB包括N个光纤接口模块；其中，
每一光纤接口模块包括光收发子模块和交叉开关：其中，
所述光收发子模块用于外接光纤设备；所述光纤设备为一个组网设备或另一光纤HUB中一个光纤接口模块的光收发子模块；
所述交叉开关包括串行输入端、串行输出端、级联输入端和级联输出端；其中，
光收发子模块的串行输出端连接交叉开关的串行输入端，光收发子模块的串行输入端连接所述交叉开关的串行输出端；级联输入端和级联输出端用于实现光纤HUB中多个所述交叉开关之间的级联。
优选地，所述光纤HUB的状态包括所述光纤HUB中每一交叉开关的状态；所述交叉开关的状态包括导通状态和关断状态；
所述交叉开关默认处于关断状态，此时，交叉开关的串行输入端连接串行输出端、级联输入端连接级联输出端；
当所述交叉开关处于导通状态时，交叉开关的串行输入端连接级联输出端、级联输入端连接串行输出端。
第i个交叉开关的级联输出端连接第i+1个交叉开关的级联输入端， i＝1,…,N-1；
第N个交叉开关的级联输出端连接第1个交叉开关的级联输入端。
交叉开关的结构示意图如图2所示；其中，图2的 (a)中的各交叉开关均处于断开状态；图2的 (b)中的第一个和第4个交叉开关均处于导通状态。其中，第一个交叉开关中，串行输入端表示为Ain1，串行输出端表示为 Aout1，级联输入端表示为Bin1，级联输出端表示为Bout1。
优选地，所述光收发子模块包括：
光纤接口，用于外接光纤设备，并接收来自所述光纤设备的光纤信号，或者，向所述光纤设备发送光纤信号；
光纤收发器，与光纤接口相连，用于实现光纤信号与串行电信号的相互转换；将光纤收发器发出串行电信号的端口作为所述光收发子模块的串行输出端，将光纤收发器接收串行电信号的端口作为所述光收发子模块的串行输入端。
为更好地实现组网控制，所述光纤HUB的状态还包括所述光纤HUB 中每一光纤接口的状态；所述光纤接口的状态包括启用状态、禁止状态及已连接状态。
所述光纤HUB还包括控制组件；
所述光纤接口默认处于启用状态；当处于启用状态的光纤接口外接光纤设备时，所述控制组件控制所述光纤接口切换至已连接状态；
所述控制组件还用于对所述光纤接口进行故障检测，当检测到所述光纤接口故障时，控制所述光纤接口切换至禁止状态；
所述控制组件还用于接收所述组网控制模块发出的光纤接口禁用控制信号，并基于接收到的所述光纤接口禁用控制信号，控制所述光纤接口切换至禁止状态。
优选地，所述控制组件还用于当所述光纤HUB的状态更新时，发送更新后的光纤HUB的状态至所述组网控制模块；
所述组网控制模块接收所述光纤HUB的状态，汇总处于已连接状态的光纤接口的接口ID；
当所述组网控制模块控制指定组网设备传输数据时，基于所述已连接状态的光纤接口的接口ID，确定接收所述传输数据的光纤设备；需要说明的是，接入光纤网络的每一光纤HUB的光纤接口均具备唯一的接口 ID。
并通过所述控制组件，控制接收所述传输数据的光纤设备对应的光纤接口模块中的交叉开关切换至导通状态；
然后，启动所述指定组网设备传输数据。
与所述指定组网设备相连的光纤接口模块接收指定组网设备发出的光纤信号并转换成串行电信号，并传输至该光纤接口模块中的交叉开关；
根据该交叉开关的下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径：
若下一级交叉开关处于导通状态，则串行电信号转换成光纤信号、并传输至所述下一级光纤接口模块所连接的光纤设备，并由光纤设备再次发出该光纤信号；需要说明的是，若所述光纤设备为另一光纤HUB中一个光纤接口模块的光收发子模块，除将光纤信号通过当前光纤HUB中一个光纤接口模块的光收发子模块发出外，若另一光纤HUB中的相应光纤接口模块中的交叉开关为导通状态，还将光纤信号通过另一光纤HUB 中的相应光纤接口模块的光收发子模块发出。
若下一级交叉开关处于关断状态，则串行电信号直接传输至下一级交叉开关，并重复根据下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径。
优选地，与所述指定组网设备相连的光纤接口模块再次接收到该光纤信号后，停止该光纤信号的继续传输。
为便于更好地理解本实施例中数据的传输过程，本实施例基于图2的(b)中的交叉开关状态，对数据传输过程做如下说明：
假设指定组网设备与光纤接口模块1相连，此时，光纤接口模块1 中的交叉开关1处于导通状态，串行输入端Ain1与级联输出端Bout1相连、串行输出端Aout1与级联输入端Bin1相连；
此时，光纤接口模块1接收指定组网设备发出的光纤信号并转换成串行电信号，并传输至该光纤接口模块中的交叉开关1；
由图2的 (b)可知，交叉开关1的下一级交叉开关(即交叉开关2) 处于关断状态，此时，串行电信号从级联输出端Bout1输出后，传输至下一级交叉开关2中，依次经由Bin2、Bout2后输出；
此时，交叉开关2的下一级交叉开关(即交叉开关3)也处于关断状态，因此，串行电信号从级联输出端Bout1输出后，传输至下一级交叉开关2中，依次经由Bin3、Bout3后输出；
接着，交叉开关3的下一级交叉开关(即交叉开关4)处于导通状态，因此，串行电信号从Bout3输出后，经由Bin4、Aout4及光纤子模块4处理后转换成光纤信号，并传输至光纤子模块4所连接的光纤设备，并由光纤设备再次发出该光纤信号，转换成串行电信号后传输至交叉开关4中的Ain4及Bout4；
然后，根据交叉开关5、交叉开关6的状态，重复根据下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径。
串行电信号由Bout6输出后，再次输入至交叉开关1，此时，串行电信号经由Bout、Ain1及光纤子模块1处理后转换成光纤信号，并传输至光纤子模块1所连接的光纤设备；此时，
与所述指定组网设备相连的光纤接口模块1再次接收到该光纤信号后，指定组网设备回收发出的光纤信号，并停止该光纤信号的继续传输。
通过上述数据传输过程，实现了指定组网设备发出的光纤信号在光纤HUB中的传输，并将其发出的光纤信号发送至光纤接口模块4所连接的光纤设备，同时，在再次接收到其发出的数据时，停止该数据的传输。
优选地，光纤HUB还可以包括控制接口；所述控制接口用于连接所述组网控制模块；优选地，控制接口可以为USB接口或CPCI接口。光纤HUB的结构示意图如图3所示。
在本实施例中，光收发子模块通过光纤线外接光纤设备；当所述光纤线选用多模光纤线时，所述光收发子模块选用多模光收发子模块；当所述光纤线选用单模光纤线时，所述光收发子模块选用单模光收发子模块。
考虑到相互连接的光纤HUB可能位于同一区域或不同区域，因此，其传输距离并不相同；当两个光纤HUB之间的传输距离不大于短传输距离阈值时，所述光纤线选用所述多模光纤线或所述单模光纤线；当两个光纤HUB之间的传输距离在短传输距离阈值和长传输距离阈值之间时，所述光纤线选用所述单模光纤线。示例性地，所述短传输距离阈值为 300m，所述长传输距离阈值为5000m。为提升便捷性，所述光收发子模块可以为热插拔器件，此时，同一所述光纤HUB中仅插入单模光收发子模块或多模光收发子模块，或者，同一所述光纤HUB中同时插入单模光收发子模块和多模光收发子模块。
优选地，为便于集中存管光纤HUB，每一区域至少布设一个HUB 机箱，每一区域内的光纤HUB均布设于同区域内的HUB机箱中。
在利用基于多区域的智能组网系统实现智能组网控制的过程中，可参考以下步骤：
步骤S1：根据组网要求，将同区域内的一个或多个组网设备连接至同区域的光纤HUB，并将同区域或不同区域的光纤HUB相连，形成光纤网络；
步骤S2：由组网控制模块控制接入所述光纤网络的每一光纤HUB 的状态，完成组网设备的智能组网；
步骤S3：当所述组网控制模块控制指定组网设备传输数据时，与所述指定组网设备相连的光纤接口模块接收指定组网设备发出的光纤信号并转换成串行电信号，并传输至该光纤接口模块中的交叉开关；根据该交叉开关的下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径；最终，与所述指定组网设备相连的光纤接口模块再次接收到该光纤信号后，停止该光纤信号的继续传输。
上述步骤的流程图如图4所示。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于多区域的智能组网系统，其特征在于，包括：
光纤HUB，每一区域至少布设一个所述光纤HUB，所述光纤HUB用于连接同区域内的一个或多个组网设备；还用于与同区域或不同区域的光纤HUB相连后形成光纤网络；
组网控制模块，用于控制接入所述光纤网络的每一光纤HUB的状态，完成组网设备的智能组网；
所述光纤HUB包括控制组件和N个光纤接口模块；其中，
每一光纤接口模块包括光收发子模块和交叉开关：其中，
所述光收发子模块用于外接光纤设备；所述光纤设备为一个组网设备或另一光纤HUB中一个光纤接口模块的光收发子模块；所述交叉开关包括串行输入端、串行输出端、级联输入端和级联输出端；其中，
光收发子模块的串行输出端连接交叉开关的串行输入端，光收发子模块的串行输入端连接所述交叉开关的串行输出端；级联输入端和级联输出端用于实现光纤HUB中多个所述交叉开关之间的级联；
所述光纤HUB的状态包括所述光纤HUB中每一交叉开关的状态；所述交叉开关的状态包括导通状态和关断状态；
所述交叉开关默认处于关断状态，此时，交叉开关的串行输入端连接串行输出端、级联输入端连接级联输出端；
当所述交叉开关处于导通状态时，交叉开关的串行输入端连接级联输出端、级联输入端连接串行输出端；
第i个交叉开关的级联输出端连接第i+1个交叉开关的级联输入端，i=1,…,N-1；
第N个交叉开关的级联输出端连接第1个交叉开关的级联输入端；
所述光纤HUB的状态还包括所述光纤HUB中每一光纤接口的状态；所述光纤接口的状态包括启用状态、禁止状态及已连接状态；
所述组网控制模块接收所述光纤HUB的状态，汇总处于已连接状态的光纤接口的接口ID；
当所述组网控制模块控制指定组网设备传输数据时，基于所述已连接状态的光纤接口的接口ID，确定接收所述传输数据的光纤设备；
并通过所述控制组件，控制接收所述传输数据的光纤设备对应的光纤接口模块中的交叉开关切换至导通状态；
然后，启动所述指定组网设备传输数据；
与所述指定组网设备相连的光纤接口模块接收指定组网设备发出的光纤信号并转换成串行电信号，并传输至该光纤接口模块中的交叉开关；
根据该交叉开关的下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径：
若下一级交叉开关处于导通状态，则串行电信号转换成光纤信号、并传输至下一级光纤接口模块所连接的光纤设备，并由光纤设备再次发出该光纤信号；
若下一级交叉开关处于关断状态，则串行电信号直接传输至下一级交叉开关，并重复根据下一级交叉开关的状态确定串行电信号的传输路径；
与所述指定组网设备相连的光纤接口模块再次接收到该光纤信号后，停止该光纤信号的继续传输。
2.根据权利要求1所述的基于多区域的智能组网系统，其特征在于，所述光收发子模块包括：
光纤接口，用于外接光纤设备，并接收来自所述光纤设备的光纤信号，或者，向所述光纤设备发送光纤信号；
光纤收发器，与光纤接口相连，用于实现光纤信号与串行电信号的相互转换；将光纤收发器发出串行电信号的端口作为所述光收发子模块的串行输出端，将光纤收发器接收串行电信号的端口作为所述光收发子模块的串行输入端。
3.根据权利要求2所述的基于多区域的智能组网系统，其特征在于，
所述光纤接口默认处于启用状态；当处于启用状态的光纤接口外接光纤设备时，所述控制组件控制所述光纤接口切换至已连接状态；
所述控制组件还用于对所述光纤接口进行故障检测，当检测到所述光纤接口故障时，控制所述光纤接口切换至禁止状态；
所述控制组件还用于接收所述组网控制模块发出的光纤接口禁用控制信号，并基于接收到的所述光纤接口禁用控制信号，控制所述光纤接口切换至禁止状态。
4.根据权利要求3所述的基于多区域的智能组网系统，其特征在于，
所述控制组件还用于当所述光纤HUB的状态更新时，发送更新后的光纤HUB的状态至所述组网控制模块。
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