CN114696939B - 一种支持多业务信号的200g终端复用板卡 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持多业务信号的200G终端复用板卡，通过在客户侧设置多个光模块，将接入的光信号转换为电信号，然后通过OTN Framer芯片来实现对业务信号的帧格式的转换后通过线路侧光模块输出到互联网；同时，线路侧光模块还将接收到的业务信号进行光电转换后发送给OTN Framer芯片进行帧格式的转换再通过对应的客户侧光模块输出到用户端设备。本发明实现多种业务信号的接入，满足用户需求，解决现有技术中的光传输接入业务信号单一的问题。

Description

一种支持多业务信号的200G终端复用板卡
技术领域
本发明涉及光模块，尤其涉及一种支持多业务信号的200G终端复用板卡。
背景技术
目前，对于光网络的100G线路传输方案相对较为成熟，但是随着近年来5G以及4K、VR、云计算、大数据等新业务和应用的兴起，光通信网络的流量持续快速增长，100G的光网络不能够满足带宽需求，支持的业务类型单一，不够全面，不能满足客户的多种业务需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种支持多业务信号的200G终端复用板卡，其能够解决现有产品无法支持多业务需求的问题。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种支持多业务信号的200G终端复用板卡，包括第一客户侧光模块、第二客户侧光模块、线路侧光模块和OTN Framer芯片；其中，所述第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的光口与用户端设备连接，电口均与所述OTN Framer芯片电性连接；所述线路侧光模块的光口与互联网连接、电口与所述OTN Framer芯片电性连接；
所述第一客户侧光模块，用于获取第一光业务信号并对所述第一光业务信号进行光电转换后生成第一电业务信号，以及所述第一电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；所述第二客户侧光模块，用于获取第二光业务信号并对所述第二光业务信号进行光电转换后生成第二电业务信号，以及将所述第二电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；所述OTNFramer芯片，用于对所述第一电业务信号/第二电业务信号进行帧格式转换后发送给所述线路侧光模块，从而使得所述线路侧光模块对接收到的电业务信号进行光电转换后转发至互联网；
所述线路侧光模块，用于获取第三光业务信号并对所述第三光业务信号进行光电转换后生成第三电业务信号，以及将所述第三电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；所述OTN Framer芯片，用于对所述第三电业务信号进行帧格式转换后转发给第一客户侧光模块/第二客户侧光模块，从而使得所述第一客户侧光模块/第二客户侧光模块对接收到的对应电业务信号进行光电转换后转发至所述用户端设备。
进一步地，所述线路侧光模块包括CFP2-DCO光模块；其中，所述CFP2-DCO光模块设有第一光口接收端、第一光口发射端、多个第一电口发射端和多个第一电口接收端；
所述CFP2-DCO光模块，用于通过所述第一光口接收端获取所述第三光业务信号，并对所述第三光业务信号进行光电转换后生成多个第三电业务信号，以及分别通过多个第一电口发射端将每个第三电业务信号转发给所述OTN Framer芯片，从而使得所述OTNFramer芯片对每个第三电业务信号进行帧格式转换后转发给第一客户侧光模块/第二客户侧光模块；
所述CFP2-DCO光模块，还用于通过多个第一电口接收端分别获取所述OTN Framer芯片发送的对应的第一电业务信号/第二电业务信号，并将接收到的多个第一电业务信号/多个第二电业务信号光电转换后通过所述第一光口发射端转发至所述互联网。
进一步地，所述第三光业务信号为200G业务信号，具体包括传输速率为200Gbit/s的业务信号和基于G.709OTN标准的200G业务信号；所述第一电口发射端和第一电口接收端各设有8个。
进一步地，所述第一客户侧光模块包括多个QSFP28光模块；其中，每个QSFP28光模块均设有第二光口发射端、第二光口接收端、多个第二电口发射端和多个第二电口接收端；
每个QSFP28光模块，均用于通过对应第二光口接收端接收第一光业务信号并对其光电转换后生成多个第一电业务信号，以及将多个第一电业务信号通过对应多个第二电口发射端发送给所述OTN Framer芯片；每个QSFP28光模块，用于通过对应的每个第二电口接收端获取所述OTN Framer芯片发送的对应的多个第三电业务信号，以及将接收到的多个第三电业务信号进行光电转换生成对应光业务信号后发送至用户端设备；其中，两个QSFP28的电口发射端的数量、电口接收端的数量均与第三电业务信号的数量相同。
进一步地，所述第一光业务信号为100G光业务信号，具体包括100GE光业务信号和OTU4光业务信号；其中，100GE业务信号是指100G的以太网业务信号，OTU4业务信号为基于G.709OTN标准的100G业务信号。
进一步地，所述第二客户侧光模块包括多个SFP+光模块；其中，每个SFP+光模块均设有第三光口发射端、第三光口接收端、第三电口发射端、第三电口接收端；
每个SFP+光模块，均用于通过对应的第三光口接收端将获取第二光业务信号并进行光电转换后生成对应第二电业务信号，以及通过对应的第三电口发射端将对应的第二电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；
每个SFP+光模块，还用于通过对应的第三电口接收端获取所述OTN Framer芯片发送的对应第三电业务信号并将其光电转换后通过对应的第三光口发射端发送给用户端设备。
进一步地，所述第二光业务信号为10G光业务信号，具体包括10GE LAN业务信号、10GE WAN业务信号、OTU2业务信号、OTU2e业务信号和STM-64业务信号；其中，SFP+光模块有12个。
进一步地，所述第一客户侧光模块与第二客户侧光模块不能同时使用。
进一步地，还包括主控板，所述主控板还与线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块电性连接，用于对所述线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的参数进行配置与实时调控，以及对所述线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的运行状态进行监测；其中，配置的参数包括光模块的工作模式、通信协议、波道编码和发射光功率；所述运行状态包括以太网性能、光模块收发功率、偏置电流和工作温度；其中，实时调控包括通过OTN Framer芯片控制终端板卡的业务开启与中断、第一客户侧光模块与第二客户侧光模块的选择。
进一步地，所述主控板与OTN Framer芯片电性连接，用于通过所述OTN Framer芯片获取业务传输的监测数据以及控制所述OTN Framer芯片的工作状态；所述主控板还与网管系统通信连接，用于将获取到的监测数据上传至网管系统；其中，监测数据包括收发包、字节数、端口利用率、CRC和错包。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过在客户侧设置多个光模块，使其接入的业务信号全面，解决现有技术中客户侧接入的业务信号单一等问题，通过使用OTN Framer芯片对客户侧与线路侧所接入的业务信号进行转换，以保证不同速率的业务信号的稳定传输。
附图说明
图1为本发明提供的一种支持多业务信号的200G终端复用板卡模块图；
图2为图1中线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块、FPGA芯片以及OTN Framer芯片的具体模块图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
优选地，如图1所示，本发明提供一种支持多业务信号的200G终端复用板卡，包括客户侧光模块、线路侧光模块和OTN Framer芯片。其中，OTN，全称为Optical TransportNetwork，光传送网，它以波分复用技术为基础，在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN传输信号有着完整的帧格式，自身能使小颗粒的信号可以合并在大通道中传送。OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段，由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。因此，本发明基于OTN来实现多业务的终端复用。
其中，线路侧光模块，作为互联网干线与OTN Framer芯片之间的中介，通过线路侧光模块接收互联网中的光信号并将其转换为电信号后再发送给OTN Framer芯片进行处理。也即，线路侧光模块的一端连接干线网络、另一端与OTN Framer芯片电性连接，用于接收来自线路的第三光业务信号并将其转换为第三电业务信号并发送给OTN Framer芯片。
同理，客户侧光模块，作为局域网(用户端)与OTN Framer芯片的中介，用于将客户侧的光业务信号转换为电业务信号后再发送给OTN Framer芯片进行处理。
优选地，本实施例中的客户侧光模块包括第一客户侧光模块和第二客户侧光模块，其中，第一客户侧光模块与第二客户侧光模块分别支持不同速率的业务信号的接入。也即，本发明通过设置多个光模块，以实现对多种类型的业务信号的支持，满足业务需求的多样性，解决现有技术中的光模块设备业务信号接入单一的问题。
更为具体地，第一客户侧光模块的一端通过局域网与用户端设备连接、另一端与OTN Framer芯片连接，第二客户侧光模块的一端通过局域网与用户端设备连接、另一端与OTN Framer芯片连接。第一客户侧光模块，用于接收来自用户端设备的第一光业务信号并将其转换为第一电业务信号后发送给OTN Framer芯片；第二客户侧光模块，用于接收来自用户端设备的第二光业务信号并将其转换为第二电业务信号后发送给OTN Framer芯片。
优选地，OTN Framer芯片，作为线路侧光模块与客户侧光模块的中介，用于对接收到的电业务信号进行帧格式的转换，然后再将对应的电业务信号通过线路侧光模块发送至互联网、通过客户侧光模块转发给用户端设备。
优选地，由于光模块所支持的业务信号的类型或速率不同，对应信号的帧格式也不同，因此，OTN Framer芯片用于对接收到的电业务信号进行帧格式的转换后，再转发给对应的光模块，实现业务信号的转发。
更为优选地，对于光模块来说，一般具有光口和电口。通过光口与光纤连接，用于收发光信号；通过电口与控制芯片等电性连接，用于收发电信号。因此，本实施例中的线路侧光模块的光口与互联网连接、电口与OTN Framer芯片连接。同理，第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的光口均通过局域网络与用户设备连接、电口均与OTN Framer芯片电性连接。
另外，由于光模块的信号都是双向的，因此，光口包括发射端和接收端，电口也包括发射端(TX)和接收端(RX)。图2中的TX表示电口的发射端，RX表示电口的接收端。
更为具体地，如图2所示，本实施例中的线路侧光模块包括CFP2-DCO光模块。其中，CFP，全称为Centum gigabits Form Pluggable，100G可插拔封装，是用于传输高速数字信号的多源行业标准，CFP2光模块的封装体积是CFP的二分之一。DCO，全称为DigitalCoherent Optics，数字相干光学。CFP2-DCO光模块是指CFP2封装，并内置DSP的相干光模块。其中，DSP，全称为Digital Signal Processing，数字信号处理。
优选地，该CFP2-DCO光模块，支持200G业务信号/OTUC2的业务信号的接入。其中，200G业务信号时指传输速率为200Gbit/s的业务信号，OTUC2业务是指基于G.709OTN标准的200G业务信号。也即，本发明通过在线路侧设置支持两种业务信号的光模块封装接口，满足多种业务信号的接入。
更为优选地，CFP2-DCO光模块设有第一光口接收端、第一光口发射端、多个第一电口发射端和多个第一电口接收端。其中，CFP2-DCO光模块通过第一光口接收端与互联网连接，多个第一电口发射端与OTN Framer芯片电性连接，用于获取来自互联网的第三光业务信号并对第三光业务信号进行光电转换为多个第三电业务信号，以及将多个第三电业务信号分别通过多个第一电口发射端转发给OTN Framer芯片。这样，OTN Framer芯片，可对接收到的多个第三电业务信号进行帧格式转换后转发到对应客户侧光模块。
同理，CFP2-DCO光模块通过多个第一电口接收端与OTN Framer芯片电性连接、第一光口发射端与互联网干线连接，用于通过每个第一电口接收端获取OTN Framer芯片发送的对应电业务信号，以及将多个电业务信号光电转换后转发至互联网中。
优选地，本实施例中的第三光业务信号为200G业务信号，具体包括传输速率为200Gbit/s的业务信号和基于G.709OTN标准的200G业务信号。
其中，更为优选地，如本实施例中的第一电口接收端、第一电口发射端均设有8个，CFP2光模块即可通过电口与OTN Framer芯片电性连接，实现电信号的收发。
优选地，本发明中在客户侧设置多个光模块，以实现多种不同业务信号的结构。其中，第一客户侧光模块包括多个QSFP28光模块。其中，每个QSFP28光模块均设有第二光口发射端、第二光口接收端、多个第二电口发射端和多个第二电口接收端。
也即，QSFP28光模块，作为用户端设备与OTN Framer芯片的中介，对接收到的光信号进行光电转换后再发送给OTN Framer芯片进行帧格式的转换。
优选地，每个QSFP28光模块，用于通过第一光口接收端接收第一光业务信号并对第一光业务信号进行光电转换为多个第一电业务信号，以及将多个第一电业务信号通过多个第二电口发射端发送至OTN Framer芯片，从而使得OTN Framer芯片将接收到的每个第一电业务信号进行帧格式转换后发送给线路侧光模块。
优选地，如本实施例中的QSFP28光模块有两个，每个QSFP28光模块的第二电口接收端、第二电口发射端均有四个。更为具体地，第一光业务信号为100G光业务信号，具体包括100GE光业务信号和OTU4光业务信号；其中，100GE业务信号是指100G的以太网业务信号，OTU4业务信号为基于G709 OTN标准的100G业务信号。
更为优选地，第二客户侧光模块包括多个SFP+光模块。其中，每个SFP+光模块均设有第三光口发射端、第三光口接收端、第三电口发射端和第三电口接收端。
也即，每个SFP+光模块，用于通过第三光口接收端获取第二光业务信号并对第二光业务信号进行光电转换后生成第二电业务信号，以及将第二电业务信号发送给OTNFramer芯片。这样，当OTN Framer芯片，对接收到的每个第二电业务信号进行帧格式转换后转发给线路侧光模块。
同样地，每个SFP+光模块，还用于通过第三电口接收端获取OTN Framer芯片发送的对应第三电业务信号并将其进行光电转换后转发给用户端设备。
更为优选地，如本实施例中的SFP+光模块有12个，第二光业务信号为10G光业务信号，具体包括10GE LAN业务信号、10GE WAN业务信号、OTU2业务信号、OTU2e业务信号和STM-64业务信号。其中，10G业务指传输速率为10Gbit/s的业务光信号，10GE LAN指以太网MAC帧格式进行传输，10GE WAN指将以太网MAC帧封装到SDH/SONET帧结构中进行传输，OTU2、OTU2e都是基于G.709OTN标准的10G信号，STM-64是基于同步传输SDH协议的10G信号。
优选地，本发明还包括主控板。其中，主控板，主要用于实现对各个模块的配置、监控等功能。更为具体地，主控板与线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块、OTN Framer芯片电性连接，用于对线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的参数进行配置、实时调控以及对线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的运行状态进行监测。
其中，配置的参数包括光模块的工作模式、通信协议、波道编码和发射光功率。运行状态包括以太网性能、光模块收发功率、偏置电流和工作温度。实时调控包括通过OTNFramer芯片控制终端板卡的业务开启与中断、第一客户侧光模块与第二客户侧光模块的选择。
优选地，主控板还与网管系统通信连接，用于接收网管系统下发的控制命令，实现对各个模块的控制，以及将获取到的监测数据上传至网管系统。也即，主控板通过控制OTNFramer芯片获取业务传输的相关信息并上传至网管系统，可实现以太网RMON功能。
其中，监测数据包括收发包、字节数、端口利用率、CRC和错包等。
优选地，本发明中的第一客户侧光模块与第二客户侧光模块不能同时使用，也即，多个QSFP28光模块和多个SFP+光模块不能同时使用。在实际的使用过程中，可根据所要传输的业务信号的速率以及类型进行选择。
如本实施例中的主控板优选为FPGA芯片，其与线路侧光模块采用WDIO协议通信，与客户侧光模块采用I2C通信协议通信，与OTN Framer芯片采用PCIE协议通信。通过不同的设备采用适配的通信协议进行通信，可提高数据传输的准确性和效率。
本发明分别在客户侧和线路侧设置光模块，以扩展支持的光传输网络的业务信号的类型，解决了现有技术中的光传输的业务信号单一的问题。同时，本发明还通过设置主控板来实现网管系统与板卡的通信，实现对板卡中的各个模块进行实时监控，保证传输的稳定性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，包括第一客户侧光模块、第二客户侧光模块、线路侧光模块和OTN Framer芯片；其中，所述第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的光口与用户端设备连接，电口均与所述OTN Framer芯片电性连接；所述线路侧光模块的光口与互联网连接、电口与所述OTN Framer芯片电性连接；
所述第一客户侧光模块，用于获取第一光业务信号并对所述第一光业务信号进行光电转换后生成第一电业务信号，以及所述第一电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；所述第二客户侧光模块，用于获取第二光业务信号并对所述第二光业务信号进行光电转换后生成第二电业务信号，以及将所述第二电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；所述OTNFramer芯片，用于对所述第一电业务信号或第二电业务信号进行帧格式转换后发送给所述线路侧光模块，从而使得所述线路侧光模块对接收到的电业务信号进行光电转换后转发至互联网；
所述线路侧光模块，用于获取第三光业务信号并对所述第三光业务信号进行光电转换后生成第三电业务信号，以及将所述第三电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；所述OTNFramer芯片，用于对所述第三电业务信号进行帧格式转换后转发给第一客户侧光模块或第二客户侧光模块，从而使得所述第一客户侧光模块或第二客户侧光模块对接收到的对应电业务信号进行光电转换后转发至所述用户端设备；所述第三光业务信号为200G业务信号；所述第一光业务信号为100G光业务信号；所述第二光业务信号为10G光业务信号。
2.根据权利要求1所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述线路侧光模块包括CFP2-DCO光模块；其中，所述CFP2-DCO光模块设有第一光口接收端、第一光口发射端、多个第一电口发射端和多个第一电口接收端；
所述CFP2-DCO光模块，用于通过所述第一光口接收端获取所述第三光业务信号，并对所述第三光业务信号进行光电转换后生成多个第三电业务信号，以及分别通过多个第一电口发射端将每个第三电业务信号转发给所述OTN Framer芯片，从而使得所述OTN Framer芯片对每个第三电业务信号进行帧格式转换后转发给第一客户侧光模块或第二客户侧光模块；
所述CFP2-DCO光模块，还用于通过多个第一电口接收端分别获取所述OTN Framer芯片发送的对应的第一电业务信号或第二电业务信号，并将接收到的多个第一电业务信号或多个第二电业务信号光电转换后通过所述第一光口发射端转发至所述互联网。
3.根据权利要求2所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述第三光业务信号具体包括传输速率为200Gbit/s的业务信号和基于G.709 OTN标准的200G业务信号；所述第一电口发射端和第一电口接收端各设有8个。
4.根据权利要求2所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述第一客户侧光模块包括多个QSFP28光模块；其中，每个QSFP28光模块均设有第二光口发射端、第二光口接收端、多个第二电口发射端和多个第二电口接收端；
每个QSFP28光模块，均用于通过对应第二光口接收端接收第一光业务信号并对其光电转换后生成多个第一电业务信号，以及将多个第一电业务信号通过对应多个第二电口发射端发送给所述OTN Framer芯片；
每个QSFP28光模块，还用于通过对应的每个第二电口接收端获取所述OTN Framer芯片发送的对应的多个第三电业务信号，以及将接收到的多个第三电业务信号进行光电转换生成对应光业务信号后发送至用户端设备；其中，两个QSFP28的电口发射端的数量、电口接收端的数量均与第三电业务信号的数量相同。
5.根据权利要求4所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述第一光业务信号具体包括100GE光业务信号和OTU4光业务信号；其中，100GE业务信号是指100G的以太网业务信号，OTU4业务信号为基于G.709 OTN标准的100G业务信号。
6.根据权利要求2所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述第二客户侧光模块包括多个SFP+光模块；其中，每个SFP+光模块均设有第三光口发射端、第三光口接收端、第三电口发射端、第三电口接收端；
每个SFP+光模块，均用于通过对应的第三光口接收端将获取第二光业务信号并进行光电转换后生成对应第二电业务信号，以及通过对应的第三电口发射端将对应的第二电业务信号发送给所述OTN Framer芯片；
每个SFP+光模块，还用于通过对应的第三电口接收端获取所述OTN Framer芯片发送的对应第三电业务信号并将其光电转换后通过对应的第三光口发射端发送给用户端设备。
7.根据权利要求6所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述第二光业务信号具体包括10GE LAN业务信号、10GE WAN业务信号、OTU2业务信号、OTU2e业务信号和STM-64业务信号；其中，SFP+光模块有12个。
8.根据权利要求1所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述第一客户侧光模块与第二客户侧光模块不能同时使用。
9.根据权利要求8所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，还包括主控板，所述主控板还与线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块电性连接，用于对所述线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的参数进行配置与实时调控，以及对所述线路侧光模块、第一客户侧光模块、第二客户侧光模块的运行状态进行监测；其中，配置的参数包括光模块的工作模式、通信协议、波道编码和发射光功率；所述运行状态包括以太网性能、光模块收发功率、偏置电流和工作温度；其中，实时调控包括通过OTNFramer芯片控制终端板卡的业务开启与中断、第一客户侧光模块与第二客户侧光模块的选择。
10.根据权利要求9所述的支持多业务信号的200G终端复用板卡，其特征在于，所述主控板与OTN Framer芯片电性连接，用于通过所述OTN Framer芯片获取业务传输的监测数据以及控制所述OTN Framer芯片的工作状态；所述主控板还与网管系统通信连接，用于将获取到的监测数据上传至网管系统；其中，监测数据包括收发包、字节数、端口利用率、CRC和错包。
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