CN117595923A - 一种光纤链路切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光纤链路切换方法及装置，属于通信管理技术领域。方法包括：通过第一端口解析主站设备发送的第一数据帧以确定传输数据类型，然后通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态。当通信连接状态为连接状态时，根据数据类型和待上传数据量选择目标光纤链路。接下来，在目标光纤链路中插入标识信息和待上传数据以生成第二数据帧。最后，通过第三端口将第二数据帧发送给下一个从站设备，以便实现高效的数据传输和通信连接管理。用于改善主站设备对整个系统对故障的响应较差，并且从站设备之间相互的数据传输效果较差的问题。

Description

一种光纤链路切换方法及装置

技术领域

本申请涉及通信管理技术领域，尤其涉及一种光纤链路切换方法及装置。

背景技术

目前，光纤链路在工业自动化中具有广泛的应用，它具有高带宽、低延迟、抗干扰性强等优势，可以满足现代工业自动化系统对数据传输的高要求。通过主站设备和从站设备的数据交互来实现对整个自动化系统的控制是工业自动化的主流方案。

主站设备是控制中心的核心，它通过光纤链路与各个从站设备建立高速通信连接，使生产过程变得高度可控和智能化。此外，主站设备还能够迅速检测和响应异常情况，增加了系统的可靠性和稳定性。从站设备分布在不同的工业设备、生产线或远程地点。从站设备不仅接收主站设备发送的指令，还能够向主站设备传回实时数据。

由于工业场景中，应用环境比较恶劣，因此主站设备和从站设备设置有冗余的光纤链路，用于进行切换，然而现有的光纤链路的切换操作均由主站设备来执行，因此使得对整个系统对故障的响应较差，并且从站之间相互的数据传输效果较差。

发明内容

本申请实施例提供一种光纤链路切换方法及装置，用于解决上述背景技术中的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种光纤链路切换方法，应用于从站设备，从站设备与主站设备通过多条通信速率不同的光纤链路通信连接，方法包括：

通过第一端口获取主站设备发送的第一数据帧，对第一数据帧进行解析，以获得传输数据的数据类型；

通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态，通信连接状态包括未连接状态和连接状态；

在通信连接状态为连接状态的情况下，根据传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路；

将目标光纤链路对应的标识信息和从站设备的待上传数据插入第一数据帧，生成第二数据帧；

通过第三端口将第二数据帧经由目标光纤链路发送至下一个从站设备。

本公开提供的方法，首先，由于从站设备具备智能切换的能力，它可以在检测到主站设备和光纤链路出现故障时，快速选择可用链路，减少了故障发生到恢复之间的延迟，提高了系统的可靠性。其次，改善了从站之间的数据传输效果。从站设备能够根据数据类型和数据量的大小选择最合适的光纤链路，从而确保数据传输的高效性。这有助于优化数据传输，减少延迟，提高数据的即时性和可靠性。最后，分担了主站设备的负担，降低了其工作负荷。主站设备通常需要处理大量的任务，如果还负责光纤链路的切换，可能会导致响应延迟和性能下降。而将这一决策交给从站设备，分散了系统负担，提高了整个系统的效率。

因此，这种方法在工业场景中具有显著的优势，提高了系统的韧性、可用性和性能，特别是在恶劣环境下，可以更好地应对各种挑战和故障情况。

在一种可能的实施方式中，从站设备包括计时器，通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态，包括：

在获取到第一数据帧后，启动计时器，并通过第二端口向待操作设备发送数据交互请求；

在通过第二端口检测到待操作设备反馈的数据交互响应后，停止计时器，以获得等待时长，

根据等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态。

在一种可能的实施方式中，根据等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态，包括：

在等待时长大于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为未连接状态；

在等待时长小于或等于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为连接状态。

在一种可能的实施方式中，传输数据的数据类型包括周期性数据和非周期性数据，根据传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路，包括：

在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第二光纤链路；

在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第三光纤链路；

在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，其中，第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路、第四光纤链路的通信速率依次增大。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：

在通信连接状态为未连接状态的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，并切断待操作设备的输入电源。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：

将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信故障标识信息插入第一数据帧，生成故障数据帧，并通过第一端口将故障数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：

在检测到通信连接状态由未连接状态切换为连接状态时，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信恢复标识信息插入第一数据帧，生成通信恢复数据帧，并通过第一端口将通信恢复数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

第二方面，提供了一种光纤链路切换装置，装置包括：

第一解析模块，用于通过第一端口获取主站设备发送的第一数据帧，对第一数据帧进行解析，以获得传输数据的数据类型；

第二解析模块，用于通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态，通信连接状态包括未连接状态和连接状态；

选择模块，用于在通信连接状态为连接状态的情况下，根据传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路；

数据处理模块，用于将目标光纤链路对应的标识信息和从站设备的待上传数据插入第一数据帧，生成第二数据帧；

数据传输模块，用于通过第三端口将第二数据帧经由目标光纤链路发送至下一个从站设备。

在一种可能的实施方式中，第二解析模块包括：

计时启动子模块，用于在获取到第一数据帧后，启动计时器，并通过第二端口向待操作设备发送数据交互请求；

计时停止子模块，用于在通过第二端口检测到待操作设备反馈的数据交互响应后，停止计时器，以获得等待时长，

通信连接状态判断子模块，用于根据等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态。

在一种可能的实施方式中，通信连接状态判断子模块包括：

第一判断单元，用于在等待时长大于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为未连接状态；

第二判断单元，用于在等待时长小于或等于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为连接状态。

在一种可能的实施方式中，选择模块包括：

第一选择子模块，用于在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

第二选择子模块，用于在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第二光纤链路；

第三选择子模块，用于在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第三光纤链路；

第四选择子模块，用于在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，其中，第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路、第四光纤链路的通信速率依次增大。

在一种可能的实施方式中，选择模块还包括：

第五选择子模块，用于在通信连接状态为未连接状态的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，并切断待操作设备的输入电源。

在一种可能的实施方式中，装置还包括：

故障反馈模块，用于将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信故障标识信息插入第一数据帧，生成故障数据帧，并通过第一端口将故障数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

在一种可能的实施方式中，装置还包括监测模块，监测模块包括：

链路选择子模块，用于在检测到通信连接状态由未连接状态切换为连接状态时，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

反馈子模块，用于将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信恢复标识信息插入第一数据帧，生成通信恢复数据帧，并通过第一端口将通信恢复数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述第一方面中任一项的方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。

第二方面至第四方面的技术效果参照第一方面及其任一实施方式的技术效果，在此不再重复。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种光纤链路切换方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的一种光纤链路切换装置的功能模块示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合图1-图2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。

本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例涉及的术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以指物理上的直接连接，也可以指通过电子器件实现的间接连接，例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。

目前，在恶劣的工业自动化环境下，主站设备将控制数据打包成一个数据帧，并通过以太网网络传输到从站设备，从站设备根据需要提取其所需的数据，执行相应的控制操作，然后将数据传回主站设备。主站设备和从站设备需要设置冗余光纤链路以确保通信可靠性，因此现有的光纤链路切换操作由主站设备执行，即只有主站具备切换光纤链路的能力，而从站不具备切换光纤链路的能力，因此从站只能向主站汇报故障请求，这导致整个系统对故障响应较差，因为主站设备可能会成为单点故障。此外，因为从站无法根据实际的数据需求和应用场景，来动态的调整从站之间的通信链路，所以从站之间的数据传输效果也较差，因为切换过程中可能会导致通信中断，影响生产和监控的连续性。

基于此，发明人提出了本申请的发明构思：将链路切换能力由主站设备转移至从站设备，并使得从站设备能够根据传输数据的特征来动态的切换光纤链路。

参照图1，本发明的实施例提供了一种光纤链路切换方法，应用于从站设备，从站设备与主站设备通过多条通信速率不同的光纤链路通信连接；

从站设备与主站设备通过多条通信速率不同的光纤链路建立通信连接，即从站设备与主站设备可以使用不同传输速率的光纤链路进行通信。这种灵活性允许适应不同的通信需求，确保可靠的数据传输和通信效率，无论是在高速数据传输还是低速数据传输的情况下。这对于多样化的应用场景，如工业自动化或通信网络，尤其有用，因为不同任务可能需要不同的通信速率来满足性能和带宽要求。

本申请具体可以包括以下步骤：

S101：通过第一端口获取主站设备发送的第一数据帧，对第一数据帧进行解析，以获得传输数据的数据类型。

在本实施方式中，从站设备通过其第一端口接收从主站设备传来的第一数据帧。第一数据帧是从主站设备传输到从站设备的信息单元，是以二进制形式编码的数字数据，

从站设备需要对接收到的第一数据帧进行解析，分析数据帧的各个字段和位，以了解其包含的信息。包括检查帧头、校验位、数据字段等，以确保数据的完整性和准确性。解析第一数据帧后，从站设备需要确定所接收数据的类型。传输数据的数据类型可以是两种，周期性数据和非周期性数据。周期性数据指的是以一定时间间隔（周期）发送的数据，用于传输实时或定期生成的信息，例如传感器数据或控制命令。周期性数据的传输具有固定的时间间隔，以确保数据按时到达。非周期性数据指的是不以固定时间间隔发送的数据，可能是不规则的事件驱动数据传输。这种数据用于传输不需要严格时间同步的信息。因此这两种不同的数据类型需要在不同传输速率的光纤链路上进行传输。

S102：通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态。

在本实施方式中，从站设备有多个通信端口，其中第二端口被用来获取与待操作设备的通信连接状态。从站设备与待操作设备建立通信连接，这个连接的建立是为了监视、控制或传输数据到待操作设备，以便进行各种工业任务，待操作设备指的是需要监控、控制、或与之进行通信的工业设备或机器。这些设备可以包括各种类型的工业机械、生产线上的设备、传感器、控制系统、计算机/PLC（可编程逻辑控制器）、机器人、仪表等。这些待操作设备在工业自动化和监控过程中起着关键作用，因为它们执行生产任务、传感数据、执行控制命令等等。通过第二端口，从站设备定期或按需查询待操作设备的通信连接状态。这个状态包括两种主要情况，连接状态，这表示通信通道正常建立和维护。待操作设备与从站设备之间可以相互传递数据，执行命令等。未连接状态，表征通信通道不正常或已断开。可能由于通信故障、设备故障或其他问题引起。而从站设备判断与待操作设备的通信连接状态的具体方式包括：

S1021：在获取到第一数据帧后，启动计时器，并通过第二端口向待操作设备发送数据交互请求。

S1022：在通过第二端口检测到待操作设备反馈的数据交互响应后，停止计时器，以获得等待时长。

S1023：根据等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态。

在S1021至S1023的实施方式中，如前述，从站设备接收到主站设备发送的第一数据帧，后，从站设备启动计时器，开始计时等待时长。这个计时器的目的是监控待操作设备的响应时间，以便确定通信连接状态。通过第二端口，从站设备向待操作设备发送一个数据交互请求。这个请求包含数据、命令或其他需要待操作设备响应的信息。从站设备通过第二端口接收待操作设备的响应，这是对数据交互请求的回应。这个响应可以包括接收到的数据、确认信息或其他相应行动。 一旦检测到响应，从站设备停止计时器，记录下等待时长。这个等待时长是从数据请求发送到接收到响应所经过的时间。从站设备评估等待时长与预设第一阈值之间的关系，以确定通信连接状态。

而其具体的实现方式可以为：

S10231：在等待时长大于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为未连接状态；

S10232：在等待时长小于或等于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为连接状态。

在S10231至S10232的具体实现方式中，如果等待时长超过了预设的第一阈值，那么通信连接状态被判定为未连接状态。这意味着待操作设备没有在规定的时间内响应从站设备的请求，可能由于通信问题或设备故障等原因。

而如果等待时长小于或等于预设的第一阈值，那么通信连接状态被判定为连接状态。这意味着待操作设备在规定的时间内成功响应了从站设备的请求，通信连接被认为是正常的。

这些步骤的目的是根据通信响应时间来判断通信连接的稳定性。通过设定一个合理的时间阈值，可以及时检测到通信问题，确保工业设备之间的有效通信。不同工业应用可能需要不同的阈值，根据具体情况进行设置。

示例性的，预设的第一阈值 = 5秒，等待时长 = 8秒，在这个示例中，等待时长（8秒）大于预设的第一阈值（5秒），因此通信连接状态被判定为未连接状态。这表示待操作设备没有按时响应，可能存在问题需要进一步检查和解决。而当等待时长 = 4秒时，等待时长（4秒）小于或等于预设的第一阈值（5秒），因此通信连接状态被判定为连接状态。这表示待操作设备及时响应了请求，通信连接被认为是正常的。

S103：在通信连接状态为连接状态的情况下，根据传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路。

在本实施方式中，当通信连接状态为连接状态的情况下，说明从站设备和待操作设备的交互过程中是正常的，未出现操作风险，因此从站设备可以根据传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，来动态的选择不同传输速率的光纤链路，实现光纤链路的切换，其具体的实现方式可以为：

S1031：在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

S1032：在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第二光纤链路；

S1033：在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第三光纤链路；

S1034：在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，其中，第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路、第四光纤链路的通信速率依次增大。

在S1031至S1034的实施方式中，首先，每个光纤链路都具有不同的通信速率。通信速率以比特率（bps）表示，表示每秒传输的比特数量。以下是对每个情况的详细说明：

如果传输的数据类型是非周期性数据，且待上传数据的量比预设的第二阈值小，那么目标光纤链路将被确定为第一光纤链路。这意味着使用通信速率较低的光纤链路，因为数据量小，不需要高速通信。如果传输的数据类型是非周期性数据，但待上传数据的量大于等于预设的第二阈值，那么目标光纤链路将被确定为第二光纤链路。这意味着使用通信速率较高的光纤链路，以支持大数据量的传输。如果传输的数据类型是周期性数据，但待上传数据的量小于预设的第二阈值，那么目标光纤链路将被确定为第三光纤链路。这意味着使用通信速率更高的光纤链路，以支持周期性数据的实时传输。如果传输的数据类型是周期性数据，且待上传数据的量大于等于预设的第二阈值，那么目标光纤链路将被确定为第四光纤链路。这表示需要最高通信速率的光纤链路，以支持大数据量和高频率的周期性数据传输。

示例性的，假设第二阈值为1000字节。第一光纤链路通信速率为10 Mbps。第二光纤链路通信速率为100 Mbps。第三光纤链路通信速率为1 Gbps。第四光纤链路通信速率为10 Gbps。

传输数据类型是非周期性数据，待上传数据为800字节，小于第二阈值，所以目标光纤链路为第一光纤链路，通信速率为10 Mbps。传输数据类型是非周期性数据，待上传数据为1200字节，大于等于第二阈值，所以目标光纤链路为第二光纤链路，通信速率为100Mbps。

传输数据类型是周期性数据，待上传数据为600字节，小于第二阈值，所以目标光纤链路为第三光纤链路，通信速率为1 Gbps。传输数据类型是周期性数据，待上传数据为1500字节，大于等于第二阈值，所以目标光纤链路为第四光纤链路，通信速率为10 Gbps。

从站设备根据传输数据的类型和数据量的大小，动态决定使用适当的光纤链路，从而实现资源有效利用和性能最大化。这种智能路由选择可以优化通信网络的带宽利用、减少延迟，并确保数据传输的高效性和可靠性。

S104：将目标光纤链路对应的标识信息和从站设备的待上传数据插入第一数据帧，生成第二数据帧。

在本实施方式中，在确定目标光纤链路之后。目标光纤链路会有一个标识信息，用于标识它是哪一个链路，例如c1表示第一光纤链路、c2表示第二光纤链路等。待上传数据是从站设备需要传输到主站设备或其他设备的数据。这些数据可能包括传感器测量值、控制命令、状态信息等，具体取决于应用需求。 一旦确定了目标光纤链路和待上传数据，下一步是将这些信息插入到第一数据帧中，以生成第二数据帧。首先：在数据帧中添加用于标识目标光纤链路的信息，以确保数据帧在传输过程中被正确路由到目标链路。然后将从站设备的待上传数据添加到数据帧中。需要说明的是，数据帧中每个从站上传数据的位置是固定的，一旦标识信息和待上传数据被插入到第一数据帧中，就会生成第二数据帧。第二数据帧是一个新的数据单元，其中包含了目标光纤链路的标识信息和从站设备的数据。

S105：通过第三端口将第二数据帧经由目标光纤链路发送至下一个从站设备。

在本实施方式中，第三端口是被用来发送数据到目标光纤链路的通信接口。 第二数据帧经由第三端口被发送到目标光纤链路，然后通过该链路传输至下一个从站设备。这个从站设备是下游或相邻的设备，可以是同一生产线上的设备，也可以是在不同位置的设备，取决于具体的应用和网络拓扑。 下一个从站设备会通过其第一端口接收并解析传入的数据帧，以获取包含的信息。

在一种可行的实施方式中，方法还包括：在通信连接状态为未连接状态的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，并切断待操作设备的输入电源。

在本实施方式中，当通信连接状态被判定为未连接状态时，这意味着通信通道出现了问题，可能由于通信链路故障、设备故障或其他原因。这种情况需要迅速采取措施来维护系统的可靠性和稳定性。 第四光纤链路具有最高的通信速率，因此可以支持更快速的数据传输。选择第四光纤链路可以在紧急情况下提供最高的通信速率，以便尽快恢复通信连接。 切断待操作设备的输入电源是为了确保设备在通信故障或问题期间不会执行不正确的操作或可能造成损害的操作。这可以避免不正确的控制命令、数据丢失或其他问题。

在一种可行的实施方式中，方法还包括：

将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信故障标识信息插入第一数据帧，生成故障数据帧，并通过第一端口将故障数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

在本实施方式中，在确定目标光纤链路之后，从站设备需要在数据帧中插入故障标识信息。故障标识信息用于标志故障数据帧，以便主站设备能够辨认出这是一个包含故障信息的数据帧。在 插入标识信息后，从站设备将数据帧变为故障数据帧。这意味着在原始数据帧上添加了额外的信息，用于描述通信故障的性质、位置和原因。这有助于主站设备更好地理解故障情况。最后，故障数据帧通过第一端口经由已确定的目标光纤链路发送至主站设备。这确保了主站设备能够接收到有关通信故障的信息。主站设备可以根据收到的故障数据帧采取相应的措施，如进行故障排除、重新路由通信或发出警报。

上述过程的主要目的是使主站设备能够快速、准确地检测和应对通信故障，从而提高系统的可靠性和稳定性。通过插入标识信息和生成故障数据帧，从站设备有效地将通信故障的信息传达给主站设备，以便及时采取必要的纠正措施。

在一种可行的实施方式中，方法还包括：

在检测到通信连接状态由未连接状态切换为连接状态时，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信恢复标识信息插入第一数据帧，生成通信恢复数据帧，并通过第一端口将通信恢复数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

在本实施方式中，当从站设备检测到通信连接状态从未连接状态切换为连接状态，那么需要选择目标光纤链路，以便进行通信修复。在该过程中，将第一光纤链路确定为目标光纤链路，即在通信修复期间，使用通信速率最低的光纤链路来确保通信恢复的成功。这是因为在通信修复时，通常不需要高速传输，而是着重于建立基本的连接以进行通信恢复。 而选择了目标光纤链路之后，将与该光纤链路相关的标识信息插入通信恢复数据帧中。 插入标识信息后，生成通信恢复数据帧， 最后，通过第一端口将通信恢复数据帧发送至主站设备，经由目标光纤链路。这确保了通信恢复数据能够顺利传达给主站设备，从而完成通信修复的过程。

上述过程的目的是在通信连接状态由未连接状态切换为连接状态时，采取措施来确保通信能够顺利恢复，并通过最适合的光纤链路将通信恢复数据传递给主站设备。这有助于保持通信的连贯性和可靠性，特别是在发生通信问题后，快速恢复通信对于工业和关键应用非常重要。

本公开提供的方法，首先，由于从站设备具备智能切换的能力，它可以在检测到主站设备和光纤链路出现故障时，快速选择可用链路，减少了故障发生到恢复之间的延迟，提高了系统的可靠性。其次，改善了从站之间的数据传输效果。从站设备能够根据数据类型和数据量的大小选择最合适的光纤链路，从而确保数据传输的高效性。这有助于优化数据传输，减少延迟，提高数据的即时性和可靠性。最后，分担了主站设备的负担，降低了其工作负荷。主站设备通常需要处理大量的任务，如果还负责光纤链路的切换，可能会导致响应延迟和性能下降。而将这一决策交给从站设备，分散了系统负担，提高了整个系统的效率。

因此，这种方法在工业场景中具有显著的优势，提高了系统的韧性、可用性和性能，特别是在恶劣环境下，可以更好地应对各种挑战和故障情况。

本发明实施例还提供了一种光纤链路切换装置，参照图2，示出了本发明一种光纤链路切换装置的功能模块图，该装置可以包括以下模块：

第一解析模块201，用于通过第一端口获取主站设备发送的第一数据帧，对第一数据帧进行解析，以获得传输数据的数据类型；

第二解析模块202，用于通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态，通信连接状态包括未连接状态和连接状态；

选择模块203，用于在通信连接状态为连接状态的情况下，根据传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路；

数据处理模块204，用于将目标光纤链路对应的标识信息和从站设备的待上传数据插入第一数据帧，生成第二数据帧；

数据传输模块205，用于通过第三端口将第二数据帧经由目标光纤链路发送至下一个从站设备。

在一种可能的实施方式中，第二解析模块包括：

计时启动子模块，用于在获取到第一数据帧后，启动计时器，并通过第二端口向待操作设备发送数据交互请求；

计时停止子模块，用于在通过第二端口检测到待操作设备反馈的数据交互响应后，停止计时器，以获得等待时长；

通信连接状态判断子模块，用于根据等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态。

在一种可能的实施方式中，通信连接状态判断子模块包括：

第一判断单元，用于在等待时长大于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为未连接状态；

第二判断单元，用于在等待时长小于或等于预设第一阈值的情况下，确定从站设备与待操作设备的通信连接状态为连接状态。

在一种可能的实施方式中，选择模块包括：

第一选择子模块，用于在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

第二选择子模块，用于在传输数据的数据类型为非周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第二光纤链路；

第三选择子模块，用于在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第三光纤链路；

第四选择子模块，用于在传输数据的数据类型为周期性数据，且待上传数据的数据量大于或等于预设第二阈值的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，其中，第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路、第四光纤链路的通信速率依次增大。

在一种可能的实施方式中，选择模块还包括：

第五选择子模块，用于在通信连接状态为未连接状态的情况下，确定目标光纤链路为第四光纤链路，并切断待操作设备的输入电源。

在一种可能的实施方式中，装置还包括：

故障反馈模块，用于将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信故障标识信息插入第一数据帧，生成故障数据帧，并通过第一端口将故障数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

在一种可能的实施方式中，装置还包括监测模块，监测模块包括：

链路选择子模块，用于在检测到通信连接状态由未连接状态切换为连接状态时，确定目标光纤链路为第一光纤链路；

反馈子模块，用于将目标光纤链路对应的标识信息和从站通信恢复标识信息插入第一数据帧，生成通信恢复数据帧，并通过第一端口将通信恢复数据帧经由目标光纤链路发送至主站设备。

基于同一发明构思，本发明另一实施例提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信，

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本发明的光纤链路切换方法。

上述终端提到的通信总线可以是外设部件互联标准（Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA）总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。存储器可以包括随机存取存储器（Random AccessMemory，简称RAM），也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储系统。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、网络处理器（Network Processor，简称NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processing，简称DSP）、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，简称FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

此外，为实现上述目的，本发明的实施例还提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例的光纤链路切换方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用车辆（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例方法、终端设备（系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品，该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。“”和/或“”表示可以选择两者之中的任意一个，也可以两者都选择。而且，术语“”包括“”“”包含“”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“”包括一个……“”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光纤链路切换方法，其特征在于，应用于从站设备，所述从站设备与主站设备通过多条通信速率不同的光纤链路通信连接，所述方法包括：

通过第一端口获取所述主站设备发送的第一数据帧，对所述第一数据帧进行解析，以获得传输数据的数据类型；

通过第二端口获取所述从站设备与待操作设备的通信连接状态，所述通信连接状态包括未连接状态和连接状态；

在所述通信连接状态为所述连接状态的情况下，根据所述传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路；

将所述目标光纤链路对应的标识信息和所述从站设备的待上传数据插入所述第一数据帧，生成第二数据帧；

通过第三端口将所述第二数据帧经由所述目标光纤链路发送至下一个从站设备。

2.根据权利要求1所述的光纤链路切换方法，其特征在于，所述从站设备包括计时器，所述通过第二端口获取所述从站设备与待操作设备的通信连接状态，包括：

在获取到所述第一数据帧后，启动所述计时器，并通过所述第二端口向所述待操作设备发送数据交互请求；

在通过所述第二端口检测到所述待操作设备反馈的数据交互响应后，停止所述计时器，以获得等待时长，

根据所述等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态。

3.根据权利要求2所述的光纤链路切换方法，其特征在于，所述根据所述等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态，包括：

在所述等待时长大于所述预设第一阈值的情况下，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态为未连接状态；

在所述等待时长小于或等于所述预设第一阈值的情况下，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态为连接状态。

4.根据权利要求1所述的光纤链路切换方法，其特征在于，所述传输数据的数据类型包括周期性数据和非周期性数据，所述根据所述传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从所述多条光纤链路中选择目标光纤链路，包括：

在所述传输数据的数据类型为所述非周期性数据，且所述待上传数据的数据量小于预设第二阈值的情况下，确定所述目标光纤链路为第一光纤链路；

在所述传输数据的数据类型为所述非周期性数据，且所述待上传数据的数据量大于或等于预设所述第二阈值的情况下，确定所述目标光纤链路为第二光纤链路；

在所述传输数据的数据类型为所述周期性数据，且所述待上传数据的数据量小于所述预设第二阈值的情况下，确定所述目标光纤链路为第三光纤链路；

在所述传输数据的数据类型为所述周期性数据，且所述待上传数据的数据量大于或等于预设所述第二阈值的情况下，确定所述目标光纤链路为第四光纤链路，其中，所述第一光纤链路、所述第二光纤链路、所述第三光纤链路、所述第四光纤链路的通信速率依次增大。

5.根据权利要求4所述的光纤链路切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述通信连接状态为所述未连接状态的情况下，确定所述目标光纤链路为所述第四光纤链路，并切断所述待操作设备的输入电源。

6.根据权利要求5所述的光纤链路切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述目标光纤链路对应的标识信息和从站通信故障标识信息插入所述第一数据帧，生成故障数据帧，并通过第一端口将所述故障数据帧经由所述目标光纤链路发送至所述主站设备。

7.根据权利要求4所述的光纤链路切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

在检测到所述通信连接状态由所述未连接状态切换为所述连接状态时，确定所述目标光纤链路为所述第一光纤链路；

将所述目标光纤链路对应的标识信息和从站通信恢复标识信息插入所述第一数据帧，生成通信恢复数据帧，并通过第一端口将所述通信恢复数据帧经由所述目标光纤链路发送至所述主站设备。

8.一种光纤链路切换装置，其特征在于，所述装置包括：

第一解析模块，用于通过第一端口获取主站设备发送的第一数据帧，对所述第一数据帧进行解析，以获得传输数据的数据类型；

第二解析模块，用于通过第二端口获取从站设备与待操作设备的通信连接状态，所述通信连接状态包括未连接状态和连接状态；

选择模块，用于在所述通信连接状态为所述连接状态的情况下，根据所述传输数据的数据类型和从站设备待上传数据的数据量大小，从多条光纤链路中选择目标光纤链路；

数据处理模块，用于将所述目标光纤链路对应的标识信息和所述从站设备的待上传数据插入所述第一数据帧，生成第二数据帧；

数据传输模块，用于通过第三端口将所述第二数据帧经由所述目标光纤链路发送至下一个从站设备。

9.根据权利要求8所述的光纤链路切换装置，其特征在于，所述第二解析模块包括：

计时启动子模块，用于在获取到所述第一数据帧后，启动所述计时器，并通过所述第二端口向所述待操作设备发送数据交互请求；

计时停止子模块，用于在通过所述第二端口检测到所述待操作设备反馈的数据交互响应后，停止所述计时器，以获得等待时长，

通信连接状态判断子模块，用于根据所述等待时长与预设第一阈值的大小关系，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态。

10.根据权利要求9所述的光纤链路切换装置，其特征在于，所述通信连接状态判断子模块包括：

第一判断单元，用于在所述等待时长大于所述预设第一阈值的情况下，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态为未连接状态；

第二判断单元，用于在所述等待时长小于或等于所述预设第一阈值的情况下，确定所述从站设备与所述待操作设备的通信连接状态为连接状态。