CN116047206A - 一种适用于otn、wdm设备的板卡状态监测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统和方法，该系统包括主控板、背板和n个单板，背板内设有n个并联连接的电阻组件，每个单板内均设有工作地和基准电源，电阻组件包括上拉电阻和下拉电阻，主控板内设有A/D检测电路、主控板基准电源和主控板上拉电阻，电阻组件并联连接后与主控板上的A/D检测管脚连接，且主控板上的A/D检测管脚还同时与A/D检测电路的输入端和主控板上拉电阻的一端连接，主控板上拉电阻的另一端连接主控板基准电源。本发明基于路由器、交换机、EPON、GPON、OTN、WDM、DWDM及DCI等设备提供的板卡状态检测系统及检测方法，能够节省主控板侧的背板空间和连接器管脚资源，同时能对各单板的上电状态进行判断。

Description

一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统和方法
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，具体涉及一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统和方法。
背景技术
当前通信设备多采用插板式结构增大设备交换容量，以满足各类业务的接入、调度以及传送。传统模式下，对于在插板式设备中的每一块单板，均会保留一根信号线并直接连接到主控板的一个独立I/O口上，以实现主控板对各个功能单板的在位检测。这样的方式对于主控板侧背板空间及连接器资源不紧张的设备较为方便，但对路由器、交换机、EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)、GPON(Gigabit-Capable PON，吉比特无源光纤接入网络)、OTN(Optical Transport Network，光传送网)、WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)、DWDM(Dense Wavelength DivisionMultiplexing，密集波分复用)及DCI(Data Center Interconnect，数据中心互联)这类主控板侧背板空间非常紧张，连接器资源少的设备就显得不合理。
如附图1所示为现有技术中多个单板与主控板的连接方式，在每块单板的背板连接器处均保留一根信号线并直接连接到主控板上逻辑器件的独立I/O口上，在主控板上再分别通过电阻R1、R2…Rn上拉到基准电源，同时在单板内部直接接地。主控板通过检测管脚I/O1、I/O2…I/ON处电平的高低变化以判断槽位1至槽位N中各单板的在位状态。这种方式下，有N块单板即需要占用N个主控板侧的背板连接器管脚和N个主控板上逻辑器件的I/O口。由此会产生下面的问题：1、主控板侧会占用较多的连接器资源和背板空间，且在主控板上需要使用大量的I/O口用于各单板的在位检测；2、上述方案只能检测单板的在位状态，不能检测各单板是否正常上电。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能够节省主控板侧的背板空间和连接器管脚资源，同时能对各单板的上电状态进行判断的适用于OTN、DCI设备的板卡状态监测系统和方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统，包括主控板、背板和n个单板，背板内设有n个并联连接的电阻组件，n个电阻组件与n个单板一一对应，每个单板内均设有工作地和基准电源，电阻组件包括上拉电阻和下拉电阻，上拉电阻与对应单板内的基准电源连接，下拉电阻与对应单板内的工作地连接，主控板内设有A/D检测电路、主控板基准电源和主控板上拉电阻，所有电阻组件并联连接后与主控板上的A/D检测管脚连接，且主控板上的A/D检测管脚还同时与A/D检测电路的输入端和主控板上拉电阻的一端连接，主控板上拉电阻的另一端连接主控板基准电源。
一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，该方法采用上述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统，包括以下步骤：
步骤1)获取所述主控板中所述A/D检测电路的检测电压值：
步骤2)根据所述A/D检测电路的检测电压值与各单板在位状态和上电状态的对应关系，确定各个单板的在位状态和上电状态。
优选的，当所有单板均在位且均未上电时，所有并联的下拉电阻均有效，所有并联的上拉电阻均无效，主控板中A/D检测电路的检测电压值由所有并联的下拉电阻决定；
当所有单板均在位且均上电时，所有并联的下拉电阻均有效，所有并联的上拉电阻均有效，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值由所有并联的上拉电阻和所有并联的下拉电阻共同决定；
当所有单板均在位且仅有部分单板上电时，所有并联的下拉电阻均有效，与上电的单板内的基准电源连接的上拉电阻有效，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值由有效并联的上拉电阻和所有并联的下拉电阻共同决定；
当部分单板未在位时，与未在位单板对应的上拉电阻和下拉电阻均无效，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值由在位单板对应的有效并联的上拉电阻和有效并联的下拉电阻决定。
优选的，所有下拉电阻的阻值均不相同，且各个单板在位状态为不同组合值时，有效并联的下拉电阻形成的阻值均不相同；且各个单板在位状态和上电状态为不同组合值时，有效并联的上拉电阻与有效并联的下拉电阻所形成的分压比均不相同。
优选的，所有单板内的基准电源的电压值均相等，且均等于主控板基准电源的电压值。
优选的，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值Vm的计算公式为：
Figure BDA0004055443810000021
式中：Vcc为主控板基准电源的电压值；
Rs为所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值；
Rp为所有上电单板对应的有效并联上拉电阻的电阻值；
R0为主控板上拉电阻的电阻值；
Rp//R0为Rp和R0的并联电阻值。
优选的，所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值Rs与各个单板在位状态关系的表达式为：
Rs＝(A&1)R11//(B&1)R21//…//(H&1)RH1
式中，A、B…H表示各单板的在位状态，且在位时为1，不在位时为0；
R11、R21…RH1表示与各单板连接的下拉电阻的电阻值。
优选的，所有上电单板对应的有效并联上拉电阻的电阻值Rp与各个单板上电状态关系的表达式为：
Rp＝(a&1)R12//(b&1)R22//…//(h&1)Rh2
式中，a、b…h表示各单板的上电状态，且上电时为1，不上电时为0；
R12、R22…Rh2表示与各单板连接的上拉电阻的电阻值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明大幅减少了板间信号数量，主控板侧只需占用一个背板的连接器管脚即可对所有槽位单板的在位状态和上电状态做出判断，大大节省了主控板侧的背板空间和连接器资源；
2、本发明中任意槽位单板的在位状态和上电状态均会影响主控板A/D检测电路的检测电压值，此时主控板即可根据A/D检测电路的检测电压值判断所有槽位单板的在位状态和上电状态。
3、本发明不仅可以对单板的在位状态进行判断，还可以对单板是否正常上电做出判断，从而有利于故障排查。
4、本发明根据背板的连接器管脚处的电平值差异，可以同时检测出多个槽位单板的在位状态和上电状态，提高检测效率。
5、本发明的板卡状态监测系统和方法不仅适用于OTN、WDM设备，同样也适用于路由器、交换机、EPON、GPON、DCI、DWDM等设备。
附图说明
图1为现有技术中多个单板与主控板的连接方式；
图2为本发明适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统的连接框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如附图2所示，一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统，包括主控板、背板和n个单板，背板内设有n个并联连接的电阻组件，n个电阻组件与n个单板一一对应，每个单板内均设有工作地和基准电源，电阻组件包括上拉电阻和下拉电阻，上拉电阻与对应单板内的基准电源连接，下拉电阻与对应单板内的工作地连接，主控板内设有A/D检测电路、主控板基准电源和主控板上拉电阻，所有电阻组件并联连接后与主控板上的A/D检测管脚连接，且主控板上的A/D检测管脚还同时与A/D检测电路的输入端和主控板上拉电阻R0的一端连接，主控板上拉电阻R0的另一端连接主控板基准电源。具体的，与槽位1中的单板、槽位2中的单板、槽位3中的单板…槽位H中的单板对应的上拉电阻分别为R12、R22、R32…Rh2，与槽位1中的单板、槽位2中的单板、槽位3中的单板…槽位H中的单板对应的下拉电阻分别为R11、R21、R31…RH1。
一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，该方法采用上述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统，包括以下步骤：
步骤1)获取主控板中A/D检测电路的检测电压值：
步骤2)根据A/D检测电路的检测电压值与各单板在位状态和上电状态的对应关系，确定各个单板的在位状态和上电状态。
在本实施例中，当所有单板均在位且均未上电时，所有并联的下拉电阻均有效，所有并联的上拉电阻均无效，主控板中A/D检测电路的检测电压值由所有并联的下拉电阻决定；
当所有单板均在位且均上电时，所有并联的下拉电阻均有效，所有并联的上拉电阻均有效，主控板中A/D检测电路的检测电压值由所有并联的上拉电阻和所有并联的下拉电阻共同决定；
当所有单板均在位且仅有部分单板上电时，所有并联的下拉电阻均有效，与上电的单板内的基准电源连接的上拉电阻有效，主控板中A/D检测电路的检测电压值由有效并联的上拉电阻和所有并联的下拉电阻共同决定；
当部分单板未在位时，与未在位单板对应的上拉电阻和下拉电阻均无效，主控板中A/D检测电路的检测电压值由在位单板对应的有效并联的上拉电阻和有效并联的下拉电阻决定。
在本实施例中，所有下拉电阻的阻值均不相同，且各个单板在位状态为不同组合值时，有效并联的下拉电阻形成的阻值均不相同；且各个单板在位状态和上电状态为不同组合值时，有效并联的上拉电阻与有效并联的下拉电阻所形成的分压比均不相同。
在本实施例中，所有单板内的基准电源的电压值均相等，且均等于主控板基准电源的电压值。
在本实施例中，主控板中A/D检测电路的检测电压值Vm的计算公式为：
Figure BDA0004055443810000051
式中：Vcc为主控板基准电源的电压值；
Rs为所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值；
Rp为所有上电单板对应的有效并联上拉电阻的电阻值；
R0为主控板上拉电阻的电阻值；
Rp//R0为Rp和R0的并联电阻值。
具体的，当所有槽位单板均无有效上拉电阻时，Rp视为开路，Rp//R0等效于R0。
在本实施例中，所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值Rs与各个单板在位状态关系的表达式为：
Rs＝(A&1)R11//(B&1)R21//…//(H&1)RH1
式中，A、B…H表示各单板的在位状态，且在位时为1，不在位时为0；
R11、R21…RH1表示与各单板连接的下拉电阻的电阻值。
具体的，A、B…H分别表示槽位1单板、槽位2单板…槽位H单板的在位状态，在本具体实施例中，以8个槽位单板为例进行说明，8个槽位单板的在位状态分别用A、B、C、D、E、F、G、H，当槽位1、2、3的单板在位，其它槽位单板均不在位时，则各单板的在位状态ABCDEFGH可以表示为11100000，则此时A&1、B&1和C&1的运算结果为1(即为真)，R11、R21、R31三个上拉电阻有效，而D&1、E&1、F&1、G&1、H&1的运算结果为0(即为假)，R41、R51、R61、R71、R81五个上拉电阻无效视为开路，则此时所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值Rs即为R11、R21、R31三个上拉电阻并联后的电阻值。
在本实施例中，所有上电单板对应的有效并联上拉电阻的电阻值Rp与各个单板上电状态关系的表达式为：
Rp＝(a&1)R12//(b&1)R22//…//(h&1)Rh2
式中，a、b…h表示各单板的上电状态，且上电时为1，不上电时为0；
R12、R22…Rh2表示与各单板连接的上拉电阻的电阻值。
具体的，a、b…h分别表示槽位1单板、槽位2单板…槽位H单板的上电状态，在本具体实施例中，以8个槽位单板为例进行说明，8个槽位单板的上电状态分别用a、b、c、d、e、f、g、h，当槽位1、2、3的单板上电(槽位1、2、3的单板上电，则代表槽位1、2、3的单板也必然处于在位状态)，其它槽位单板均不上电时，则各单板的上电状态abcdefgh可以表示为11100000，则此时a&1、b&1和c&1的运算结果为1(即为真)，R12、R22、R32三个下拉电阻有效，而d&1、e&1、f&1、g&1、h&1的运算结果为0(即为假)，R42、R52、R62、R72、R82五个下拉电阻无效视为开路，则此时所有上电单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值Rp即为R12、R22、R32三个下拉电阻并联后的电阻值。
本发明具体使用时，需满足所有的下拉电阻的阻值各不相同，且设备单板在位状态ABCD…H为不同组合值时，所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值Rs也各不相同。同时，设备单板状态AaBbCc…为不同组合值时，并联的有效上拉电阻与并联的有效下拉电阻所形成的分压比也各不相同。在满足前述所有条件下，任意槽位单板的在位状态和上电状态均会影响在位信号的电平值，此时主控板即可根据在位信号的电平值判断所有槽位单板的在位状态和上电状态。
下面，以一个具体例子来说明本发明是如何检测各单板的在位状态和上电状态的，假设插板式设备一共三个槽位，分别为槽位1、槽位2和槽位3，基准电源和主控板基准电源的电压值均为3.3V，A/D检测电路检测的电压范围为0到3.3V,上拉电阻和下拉电阻如下表1中设置：
R11 R12 R21 R22 R31 R32 R0
电阻值/欧姆 10 16 12 18 15 20 1000
则设备不同单板在位状态、上电状态以及A/D检测电路检测的电压值如表2所示：
槽位1 槽位2 槽位3
Aa Bb Cc 检测电压/V
00 00 00 3.300
00 00 10 0.049
00 00 11 1.430
00 10 00 0.039
00 10 10 0.022
00 10 11 0.837
00 11 00 1.334
00 11 10 0.904
00 11 11 1.371
10 00 00 0.033
10 00 10 0.020
10 00 11 0.773
10 10 00 0.018
10 10 10 0.013
10 10 11 0.559
10 11 00 0.778
10 11 10 0.609
10 11 11 0.986
11 00 00 1.282
11 00 10 0.910
11 00 11 1.337
11 10 00 0.849
11 10 10 0.668
11 10 11 1.030
11 11 00 1.299
11 11 10 1.065
11 11 11 1.331
上表中，A、B、C为1分别表示槽位1单板在位、槽位2单板在位和槽位3单板在位，A、B、C为0分别表示槽位1单板不在位、槽位2单板不在位和槽位3单板不在位，a、b、c为1表示槽位1单板上电、槽位2单板上电和槽位3单板上电，a、b、c为0表示槽位1单板不上电、槽位2单板不上电和槽位3单板不上电。由上表可知，检测电平最大值等于主控板基准电源的电压值，检测电平最小间隔0.002V，当三个槽位单板的在位状态和上电状态为不同组合时，其检测得到的电压值均是不一样的，故本方案通过检测电压值就可以判断出各个单板的在位状态和上电状态。同时，由3.3/211＝0.0016计算可知，此处A/D检测电路的精度须达到11位。A/D检测电路可以由逻辑器件的管脚实现，也可使用专用的A/D检测芯片实现，具体使用时，还可以通过调节上下拉电阻的阻值，拉大各个状态电平值的差异，可以降低对A/D检测电路检测精度的要求。
与现有技术相比，本发明大幅减少了板间信号数量，主控板侧只需占用一个背板的连接器管脚即可对所有槽位单板的在位状态和上电状态做出判断，大大节省了主控板侧的背板空间和连接器资源；本发明中任意槽位单板的在位状态和上电状态均会影响主控板A/D检测电路的检测电压值，此时主控板即可根据A/D检测电路的检测电压值判断所有槽位单板的在位状态和上电状态。本发明不仅可以对单板的在位状态进行判断，还可以对单板是否正常上电做出判断，从而有利于故障排查。本发明根据背板的连接器管脚处的电平值差异，可以同时检测出多个槽位单板的在位状态和上电状态，提高检测效率。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统，其特征在于，包括主控板、背板和n个单板，背板内设有n个并联连接的电阻组件，n个电阻组件与n个单板一一对应，每个单板内均设有工作地和基准电源，电阻组件包括上拉电阻和下拉电阻，上拉电阻与对应单板内的基准电源连接，下拉电阻与对应单板内的工作地连接，主控板内设有A/D检测电路、主控板基准电源和主控板上拉电阻，所有电阻组件并联连接后与主控板上的A/D检测管脚连接，且主控板上的A/D检测管脚还同时与A/D检测电路的输入端和主控板上拉电阻的一端连接，主控板上拉电阻的另一端连接主控板基准电源。
2.一种适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测系统，包括以下步骤：
步骤1)获取所述主控板中所述A/D检测电路的检测电压值：
步骤2)根据所述A/D检测电路的检测电压值与各单板在位状态和上电状态的对应关系，确定各个单板的在位状态和上电状态。
3.根据权利要求2所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，当所有单板均在位且均未上电时，所有并联的下拉电阻均有效，所有并联的上拉电阻均无效，主控板中A/D检测电路的检测电压值由所有并联的下拉电阻决定；
当所有单板均在位且均上电时，所有并联的下拉电阻均有效，所有并联的上拉电阻均有效，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值由所有并联的上拉电阻和所有并联的下拉电阻共同决定；
当所有单板均在位且仅有部分单板上电时，所有并联的下拉电阻均有效，与上电的单板内的基准电源连接的上拉电阻有效，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值由有效并联的上拉电阻和所有并联的下拉电阻共同决定；
当部分单板未在位时，与未在位单板对应的上拉电阻和下拉电阻均无效，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值由在位单板对应的有效并联的上拉电阻和有效并联的下拉电阻决定。
4.根据权利要求3所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，所有下拉电阻的阻值均不相同，且各个单板在位状态为不同组合值时，有效并联的下拉电阻形成的阻值均不相同；且各个单板在位状态和上电状态为不同组合值时，有效并联的上拉电阻与有效并联的下拉电阻所形成的分压比均不相同。
5.根据权利要求2所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，所有单板内的基准电源的电压值均相等，且均等于主控板基准电源的电压值。
6.根据权利要求3所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，所述主控板中A/D检测电路的检测电压值Vm的计算公式为：
Figure FDA0004055443800000021
式中：Vcc为主控板基准电源的电压值；
Rs为所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值；
Rp为所有上电单板对应的有效并联上拉电阻的电阻值；
R0为主控板上拉电阻的电阻值；
Rp//R0为Rp和R0的并联电阻值。
7.根据权利要求6所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，所有在位单板对应的有效并联下拉电阻的电阻值Rs与各个单板在位状态关系的表达式为：
Rs＝(A&1)R11//(B&1)R21//…//(H&1)RH1
式中，A、B…H表示各单板的在位状态，且在位时为1，不在位时为0；
R11、R21…RH1表示与各单板连接的下拉电阻的电阻值。
8.根据权利要求6所述的适用于OTN、WDM设备的板卡状态监测方法，其特征在于，所有上电单板对应的有效并联上拉电阻的电阻值Rp与各个单板上电状态关系的表达式为：
Rp＝(a&1)R12//(b&1)R22//…//(h&1)Rh2
式中，a、b…h表示各单板的上电状态，且上电时为1，不上电时为0；
R12、R22…Rh2表示与各单板连接的上拉电阻的电阻值。
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