CN114615384A - 一种模式可切换的shdsl传输模块及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模式可切换的SHDSL传输模块及实现方法，属于被复线传输技术领域，包括管理单元、业务处理单元、被复线传输处理单元，管理单元与业务处理单元通过GPCM总线进行数据交互；管理单元包括网管模块、链路管理模块、Param管理模块，网管模块与链路管理模块双向互连，链路管理模块与Param管理模块双向互连；链路管理模块包括设备维护、被复线建链流程管理、iCl服务线程：链路管理模块通过HDLC接口与业务处理单元双向互连，Param管理模块通过GPCM总线与FPGA映射SRAM接口双向互连；本发明能够实现被复线传输终端的中继和终端模式的切换，方便通信链路的部署，更具实用性，灵活性。

Description

一种模式可切换的SHDSL传输模块及实现方法

技术领域

本发明涉及被复线传输技术领域，具体涉及一种模式可切换的SHDSL传输模块及实现方法。

背景技术

现有的被复线传输终端设备不具有中继功能，现场使用需通过交换机实现以太网业务的节点互联，在应用尤其是军用领域安全性能较低。在远距离特殊场合需要被复线中继设备实现距离拓展，而现有的中继设备无法实现模式切换，只具有中继模式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种模式可切换的SHDSL传输模块及实现方法，以实现被复线传输终端的中继模式和终端模式的便捷切换，方便通信链路的部署，更具实用性，灵活性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，包括管理单元、业务处理单元、被复线传输处理单元；所述管理单元即为嵌入式软件，所述业务处理单元为FPGA软件，管理单元与业务处理单元通过GPCM总线进行数据交互；

所述管理单元包括网管模块、链路管理模块、Param管理模块，网管模块与链路管理模块双向互连，链路管理模块与Param管理模块双向互连；

所述链路管理模块包括设备维护、被复线建链流程管理、iCl服务线程：设备维护负责设备在线升级等管理，被复线建链流程管理包括固件下载、预激活、核心激活和EOC通信四个部分，iCL服务线程为网管提供访问接口；

链路管理模块通过HDLC接口与业务处理单元双向互连，实现SDFE24624芯片链路控制，该HDLC协议经业务处理单元转化为SCI数据与SDFE24624芯片进行控制信息交互，业务处理单元通过SRAM总线设有FPGA映射SRAM接口，Param管理模块通过GPCM总线与FPGA映射SRAM接口双向互连；

所述业务处理单元设有多路SDI接口，并分别通过各SDI接口与被复线传输处理单元双向互连，终端模式下可独立分配4路被复线链路，在中继模式下可为两路被复线做中继业务传输。业务处理单元通过SCI总线与被复线传输处理单元双向互连。

进一步的，所述管理单元采用MPC8309芯片。

进一步的，所述被复线传输处理单元为PEF24624E逻辑芯片。

进一步的，所述网管模块包括BOA管理和SNMP协议管理，BOA管理与SNMP协议管理双向互连，SNMP协议管理与链路管理模块双向互连。

更进一步的，所述SNMP协议管理通过iConsole工具与iCL服务线程进行信息交互，实现方式为本地SOCKET接口。

进一步的，所述链路管理模块通过文件读写IO与Param管理模块双向互连。

进一步的，所述业务处理单元包括工作模式控制逻辑、以太网时分复用模块、话音时分复用模块、HDLC转SCI模块、话音逻辑模块、指示灯管理模块。

更进一步的，所述业务处理单元外连有PHY芯片、数字电话模块、指示灯板，以太网时分复用模块通过GMII与PHY芯片双向互连，HDLC转SCI模块通过SCI总线与被复线传输处理单元双向互连，话音逻辑模块通过用户电话接口与数字电话模块双向互连，指示灯管理模块通过GPIO接口与指示灯板双向互连。

及如上所述的模式可切换的SHDSL传输模块的实现方法，其特征在于，管理单元配置业务处理单元实现模式切换，所述的模式切换包括两种模式：中继模式和终端模式；包括如下步骤：

系统初始化完成，管理单元中的被复线建链流程管理模块通过HDLC接口控制PEF24624E实现芯片建链流程控制。建链流程控制包括固件下载、预激活、核心激活和EOC通信四个部分；管理单元判断被复线链路建链后，将当前设备模式、被复线链接状态、探测速率通过GPCM接口配置到业务处理单元，业务处理单元根据当前设备工作模式配置实际工作流程；

中继模式通过FPGA内部模式控制逻辑将被复线传输处理单元的SDI1口与SDI2口环回，本地不做以太网和话音业务的解析处理；终端模式通过FPGA内部模式控制逻辑将SDI口的TDM数据转换为业务模块入口数据，具体为以太网和话音数据。

进一步的，在终端模式下，进入业务态后当SDI数据接口有数据到来时，接收接口的数据，存入设置好的FIFO中，经时分复用模块解复用后按照先入先出的顺序发送到各个业务接口，根据时隙位置判别以太网和话音数据；话音逻辑模块接检测话音用户接口摘挂机状态，通知管理单元发送EOC消息通知对端模拟摘挂机和馈铃；以太网指示灯控制模块首先读取嵌入式软件写入的以太网寄存器判断连接状态，然后根据数据收发情况控制闪亮或常亮；

所述的固件下载遵守固定的流程，将官方固件下载至被复线传输处理单元的RAM；

所述的预激活包括自适应模式下的预激活和固定端别和速率的预激活；

自适应模式下的预激活包括主从自适应和速率自适应。

本发明的有益效果是：本发明通过设置的管理单元、业务处理单元、被复线传输处理单元及其内各模块之间的连接关系，能够实现被复线传输终端的中继和终端模式的切换，方便通信链路的部署，更具实用性，灵活性，且保证了数据安全。

附图说明

图1是本发明的模式可切换的SHDSL传输模块结构框图；

图2是本发明的方法流程框图；

图3是本发明的线路主从自适应流程图；

图4是本发明的线路速率的自适应流程图；

图5是本发明的系统结构图；

图中：1.管理单元，11.网管模块，12.链路管理模块，13.Param管理模块，2.业务处理单元，3.被复线传输处理单元。

具体实施方式

下面对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本实施例的模式可切换的SHDSL传输模块，包括管理单元1、业务处理单元2和被复线传输处理单元3，及PHY芯片、数字电话模块、指示灯板。

所述的管理单元1即为嵌入式软件，所述的业务处理单元2即为FPGA软件，所述的被复线传输处理单元3为PEF24624E逻辑芯片。管理单元1、业务处理单元2分别运行于MPC8309和FPGA芯片中，两者之间通过GPCM总线进行数据交互。

所述管理单元1包括网管模块11、链路管理模块12、Param管理模块13：

所述网管模块11包括BOA管理和SNMP协议管理，BOA管理与SNMP协议管理双向互连，SNMP协议管理通过iConsole工具与链路管理模块12双向互连。

BOA管理可通过IE浏览器调用，BOA在设备内部调用参数的接口为SNMP协议封装；SNMP协议也可为外部第三方管理软件提供系统管理接口。

链路管理模块12通过文件读写IO与Param管理模块双向互连。

所述链路管理模块12包括设备维护、被复线建链流程管理、iCl服务线程：设备维护负责设备在线升级等管理，被复线建链流程管理包括固件下载、预激活、核心激活和EOC通信四个部分，iCL服务线程为网管提供访问接口。固件下载将固件写入PEF24624的RAM；预激活模块实现DSL线路参数的配置；核心激活开启传输模式；EOC通信负责设备状态的管理与监控。

SNMP协议管理通过iConsole工具与iCL服务线程进行信息交互，实现方式为本地SOCKET接口。通过iConsole GET 命令读取当前链路状态信息，主要包括链路连接状态，连接速率，线路信噪比、电话实时参数（包括供电、环路、磁石）、电话摘挂机状态等，通过iConsole SET 命令配置设备工作模式（终端模式、中继模式）、电话配置参数（包括供电、环路、磁石）等参数。

链路管理模块12通过HDLC接口与业务处理单元双向互连，实现SDFE24624芯片链路控制，该HDLC协议经业务处理单元转化为SCI数据与SDFE24624芯片进行控制信息交互。

业务处理单元2通过SRAM总线设有FPGA映射SRAM接口，Param管理模块13通过GPCM总线与FPGA映射SRAM接口双向互连。

业务处理单元2包括工作模式控制逻辑、以太网时分复用模块、话音时分复用模块、HDLC转SCI模块、话音逻辑模块、指示灯管理模块。

业务处理单元2设有4路SDI接口，并分别通过4路SDI接口与被复线传输处理单元双向互连，终端模式下可独立分配4路被复线链路，在中继模式下可为两路被复线做中继业务传输。

以太网时分复用模块通过GMII与PHY芯片双向互连，HDLC转SCI模块通过SCI总线与被复线传输处理单元双向互连，话音逻辑模块通过用户电话接口与数字电话模块双向互连，指示灯管理模块通过GPIO接口与指示灯板双向互连。

管理单元配置业务处理单元实现模式切换。所述的模式切换包括两种模式：中继模式和终端模式。

有两种切换方式，前面板按键切换和网管切换。前面板按键切换简单易行，网管切换方便设备的远程部署。前面板按键切换和网管切换结果可通过前面板指示灯和网管界面查看。

中继模式通过FPGA内部模式控制逻辑将PEF24624E芯片的SDI1口与SDI2口环回，可实现距离拓展功能，如10Mbps速率下可实现2KM传输，1Mbps速率下可实现20KM传输；

终端模式通过FPGA内部模式控制逻辑将SDI口的TDM数据转换为业务模块入口数据，具体为以太网和话音数据。

下面将对系统设计和控制流程详细阐述：

DSL配置部分流程如图2所示，所述的管理单元完成PEF24624E芯片初始化，芯片固件下载，预激活，核心激活，EOC通信管理，被复线建链后进入业务状态。

所述的固件下载遵守固定的流程，将官方固件下载至PEF24624的RAM。

所述的预激活包括自适应模式下的预激活和固定端别和速率的预激活。

自适应模式下的预激活包括主从自适应和速率自适应。

主从自适应模式流程为：设备首先将自己设为主端，然后开始进行探测。如果MPC8309收到正确的通知消息，则可以判定自己为主端，对端设备为从端；否则表明对端设备和自己的端别相同，此时我们延时一段随机的时间，然后把自己切换为从端再进行探测，如果设备收到正确的消息，则可以判定自己为从端，对端为主端，否者按照前面的步骤再次延时后切换端别进行探测。主从端自适应流程图3所示。延时时间使用随机数生成，用6位十六进制的MAC地址数据作为随机数“种子”。

速率自适应流程为：在线路主从探测完成后，开始线路速度探测。信噪比（SNR）和速率是线路探测时最重要的数据指标。速率的自适应的目的就是要在保证信噪比的前提下，设定较高的传输速率。探测的流程如图4所示。端别的自适应及PMMS速率探测都属于训练（train）阶段。在训练阶段会获取到速度和信噪比。如果使用train后的信噪比小于预设信噪比门限，可认为目前使用的被复线性能存在问题，则第2次进行fix，进行较大幅度的降速，以满足连接需求。如果第2次降速后仍不能满要求，则再次进行大幅度降速进行第3次fix，保证能满足链路连接需求。为实现这种方法，我们将3次fix的速度分成不同的区段，在每个区段使用合适的速度值。

固定端别和速率的预激活流程：如果两台设备设置为固定端别，就不再需要主从协商。但是由于线路、传输距离等条件的限制，设定固定速率并不一定能够得到满足。此时就需要设备协商得到合适的速率，保证链路能够正常通信。

核心激活流程：核心激活过程由PEF24624自行完成，激活结束后会发送一系列带有状态信息的消息至MPC8309。

EOC通信用于传输设备运行参数及电话信令等数据。EOC消息符合Host与EmbeddedController之间的交互消息的格式。主要包括两种帧：参数管理帧和状态信息帧。以下定义的协议都位于Host与Embedded Controller交互消息的payload部分。为实现与其他厂家设备兼容，消息需要遵守约定的协议。

所述的Param管理模块实现数据管理功能，将网管管理信息保存为文件格式存储在DATA分区，同时可通过GPCM接口配置和获取业务处理单元FPGA映射的寄存器信息。

FPGA映射SRAM的内容和作用，如下面的表格，为简化说明只列取第一路信息。

系统管理单元、业务处理单元主要交互的参数包括设备工作模式（终端模式、中继模式）、被复线链接状态（已链接、未链接）、被复线链接速率（实际速率/64k）、所配置的电话参数（包括供电、环路、磁石）、电话摘挂机状态等。

业务处理单元通过获取系统管理单元下发的设备工作模式、被复线链接状态、被复线链接速率、电话参数信息控制业务转发状态。

在终端模式下，SDI数据接口有数据到来时，接收接口的数据，存入设置好的FIFO中，经时分复用模块解复用后按照先入先出的顺序发送到各个业务接口，根据TDM时隙位置判别以太网和话音数据，第1时隙为话音数据，第2及以后时隙为以太网数据。以太网数据经以太网时分复用模块分离后转换为GMII接口数据发送到PHY芯片；话音数据经话音时分复用模块分离后传递给话音逻辑模块转换为用户电话接口数据发送到数字电话模块。话音逻辑模块接检测话音用户接口摘挂机状态，通知MPC8309发送EOC消息通知对端模拟摘挂机和馈铃。以太网指示灯控制模块首先读取嵌入式软件写入的以太网寄存器判断连接状态，然后根据数据收发情况控制以太网业务指示灯闪亮或常亮。

在中继模式下，为保证级联设备的速率一致，级联设备通过EOC消息相互告知对端设备的连接速率信息，通过匹配算法将线路最低速率配置到FPGA。FPGA内部工作模式控制逻辑将PEF24624E芯片的SDI1口与SDI2口环回，本地不做以太网和话音业务的解析处理。

如图2程序流程初始化完成，管理单元中的被复线建链流程管理模块通过HDLC接口控制PEF24624E实现建链流程，管理单元判断被复线链路建链后，将当前设备模式、被复线链接状态、探测速率通过GPCM接口配置到业务处理单元，业务处理单元根据当前设备工作模式配置实际工作流程，当前工作模式和被复线链接状态可通过指示灯显示。

Claims (10)

1.一种模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，包括管理单元、业务处理单元、被复线传输处理单元；所述管理单元即为嵌入式软件，所述业务处理单元为FPGA软件，管理单元与业务处理单元通过GPCM总线进行数据交互；

所述管理单元包括网管模块、链路管理模块、Param管理模块，网管模块与链路管理模块双向互连，链路管理模块与Param管理模块双向互连；

所述链路管理模块包括设备维护、被复线建链流程管理、iCl服务线程：设备维护负责设备在线升级等管理，被复线建链流程管理包括固件下载、预激活、核心激活和EOC通信四个部分，iCL服务线程为网管提供访问接口；

链路管理模块通过HDLC接口与业务处理单元双向互连，业务处理单元通过SRAM总线设有FPGA映射SRAM接口，Param管理模块通过GPCM总线与FPGA映射SRAM接口双向互连；

所述业务处理单元设有多路SDI接口，并分别通过各SDI接口与被复线传输处理单元双向互连，业务处理单元通过SCI总线与被复线传输处理单元双向互连。

2.根据权利要求1所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述管理单元采用MPC8309芯片。

3.根据权利要求1所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述被复线传输处理单元为PEF24624E逻辑芯片。

4.根据权利要求1所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述网管模块包括BOA管理和SNMP协议管理。

5.根据权利要求4所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述SNMP协议管理通过iConsole工具与iCL服务线程进行信息交互，实现方式为本地SOCKET接口。

6.根据权利要求1所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述链路管理模块通过文件读写IO与Param管理模块双向互连。

7.根据权利要求1所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述业务处理单元包括工作模式控制逻辑、以太网时分复用模块、话音时分复用模块、HDLC转SCI模块、话音逻辑模块、指示灯管理模块。

8.根据权利要求7所述的模式可切换的SHDSL传输模块，其特征在于，所述业务处理单元外连有PHY芯片、数字电话模块、指示灯板，以太网时分复用模块通过GMII与PHY芯片双向互连，HDLC转SCI模块通过SCI总线与被复线传输处理单元双向互连，话音逻辑模块通过用户电话接口与数字电话模块双向互连，指示灯管理模块通过GPIO接口与指示灯板双向互连。

9.如权利要求1-8任一项所述的模式可切换的SHDSL传输模块的实现方法，其特征在于，管理单元配置业务处理单元实现模式切换，所述的模式切换包括两种模式：中继模式和终端模式；包括如下步骤：

系统初始化完成，管理单元中的被复线建链流程管理模块通过HDLC接口控制被复线传输处理单元实现芯片建链流程控制；建链流程控制包括固件下载、预激活、核心激活和EOC通信四个部分；管理单元判断被复线链路建链后，将当前设备模式、被复线链接状态、探测速率通过GPCM接口配置到业务处理单元，业务处理单元根据当前设备工作模式配置实际工作流程；

中继模式通过FPGA内部模式控制逻辑将被复线传输处理单元的SDI1口与SDI2口环回，本地不做以太网和话音业务的解析处理；终端模式通过FPGA内部模式控制逻辑将SDI口的TDM数据转换为业务模块入口数据，具体为以太网和话音数据。

10.根据权利要求9所述的实现方法，其特征在于，在终端模式下，进入业务态后当SDI数据接口有数据到来时，接收接口的数据，存入设置好的FIFO中，经时分复用模块解复用后按照先入先出的顺序发送到各个业务接口，根据时隙位置判别以太网和话音数据；话音逻辑模块接检测话音用户接口摘挂机状态，通知管理单元发送EOC消息通知对端模拟摘挂机和馈铃；指示灯管理模块可指示当前以太网数据链路状态，工作模式，被复线连接状态；

所述的固件下载遵守固定的流程，将官方固件下载至被复线传输处理单元的RAM；

所述的预激活包括自适应模式下的预激活和固定端别和速率的预激活；

自适应模式下的预激活包括主从自适应和速率自适应。

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