CN205961164U - 一种交换控制系统结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交换控制系统结构。该系统结构包括：嵌入式最小系统模块、用于传输与业务相关的操作维护管理数据的第一模块、用于传输业务数据的第二模块；所述嵌入式最小系统模块通过控制总线分别与第一模块、第二模块连接；所述第一模块、第二模块还分别和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口、业务接口连接。该系统结构中与业务相关的控制面和业务面物理分离，分别传输和处理与业务相关的操作维护管理数据和业务数据，提升系统的稳定性和数据安全性。

Description

一种交换控制系统结构

技术领域

本实用新型涉及以太网通信领域，特别涉及一种交换控制系统结构。

背景技术

作为一个系统的核心交换设备或模块，会有各式各样的用户业务同时通过以太网交换芯片，包括用户的操作维护管理数据、业务数据。目前通常采用虚拟局域网技术VLAN的方式，实现控制、业务相隔离，采用这种方式可以在同一个物理以太网芯片内实现数据的分离，这种分离方式是采用软件的方式隔离，可靠性不高，不适应可靠性高的应用场合。当软件或者以太网交换芯片出现问题后，容易出现数据交叉混乱，整个系统将瘫痪，从而存在引发网络风暴的风险。

实用新型内容

基于此，有必要针对容易出现数据交叉混乱，引发网络风暴的风险问题，提供一种交换控制系统结构。

一种交换控制系统结构，包括：嵌入式最小系统模块、用于传输与业务相关的操作维护管理数据的第一模块、用于传输业务数据的第二模块；所述嵌入式最小系统模块通过控制总线分别与第一模块、第二模块连接；所述第一模块、第二模块还分别和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口、业务接口连接。

在其中一个实施例中，所述嵌入式最小系统模块包括嵌入式处理器、内存和硬盘；所述内存、硬盘分别与嵌入式处理器连接，所述嵌入式处理器连接至 所述控制总线。

在其中一个实施例中，所述第一模块包括操作维护管理数据交换芯片和用于对以太网数据成帧处理、实现模数转换和数模转换的第一以太网物理层芯片；所述操作维护管理数据交换芯片的一端和所述控制总线连接，所述操作维护管理数据交换芯片的另一端通过数据总线和所述第一以太网物理层芯片的一端连接；所述第一以太网物理层芯片的另一端和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口连接。

在其中一个实施例中，所述第一模块还包括用于耦合放大信号、实现数据的远距离传输的第一变压器；所述第一变压器连接在所述第一以太网物理层芯片、与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口之间。

在其中一个实施例中，所述第二模块包括业务数据交换芯片和用于对以太网数据成帧处理、实现模数转换和数模转换的第二以太网物理层芯片；所述业务数据交换芯片的一端和所述控制总线连接，所述业务数据交换芯片的另一端通过数据总线和所述第二以太网物理层芯片的一端连接；所述第二以太网物理层芯片的另一端和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的业务接口连接。

在其中一个实施例中，所述第二模块还包括用于耦合放大信号、实现数据的远距离传输的第二变压器；所述第二变压器连接在所述第二以太网物理层芯片、与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的业务接口之间。

在其中一个实施例中，所述的交换控制系统结构还包括用于传输与业务无关的机箱管理数据的第三模块；所述第三模块通过串口总线与所述嵌入式最小系统模块连接；所述嵌入式最小系统模块通过所述第三模块通过总线连接至与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备。

在其中一个实施例中，第三模块包括单片机、现场可编程逻辑器件；所述单片机连接所述串口总线；所述单片机还通过现场可编程逻辑器件连接至与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备。

在其中一个实施例中，所述第三模块还包括温度传感器、电压传感器；所述温度传感器、电压传感器分别和所述单片机连接。

在其中一个实施例中，所述嵌入式处理器是运行linux操作系统的P2020嵌入式处理器。

本实用新型的有益效果包括：

与业务相关的控制面和业务面物理分离，分别传输和处理与业务相关的操作维护管理数据和业务数据，提升系统的稳定性和数据安全性。

附图说明

图1为一实施例的一种交换控制系统结构的示意性结构图；

图2为另一实施例的一种交换控制系统结构的示意性结构图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

图1为一实施例的一种交换控制系统结构的示意性结构图。

如图1所述，一种交换控制系统结构，包括：嵌入式最小系统模块100、与业务相关的控制面模块(用于传输与业务相关的操作维护管理数据的第一模块)110和与业务相关的业务面模块(用于传输业务数据的第二模块)120；所述嵌入式最小系统模块100通过控制总线分别和与业务相关的控制面模块110、与业务相关的业务面模块120连接；所述与业务相关的控制面模块110、与业务相关 的业务面模块120还分别和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口、业务接口连接。

在本实施例中，所述嵌入式最小系统模块100分别对与业务相关的控制面模块110、与业务相关的业务面模块120进行配置，实现与业务相关的控制面模块110和与业务相关的业务面模块120的物理分离。

在本实施例中，所述嵌入式最小系统模块100包括嵌入式处理器、内存以及硬盘，主要实现对整个外围芯片模块的控制，如对以太网交换芯片、以太网物理层芯片以及处围其它电路模块的初始化及动态配置管理功能。嵌入式处理器可以采用飞思卡尔P2020，运行linux操作系统，实现对整个设备的初始化管理，以及在运行过程中设备内各模块的维护，包含控制面、业务面的维护与管理。P2020外围可以配置2G内存用于支持系统的运行、1G硬盘用于支持用户数据的存储。

在本实施例中，所述与业务相关的控制面模块110传输和处理操作维护管理数据，即：与业务相关的操作、维护、管理数据，如各模块间的心跳维护数据报文、数据同步数据报文、状态信息数据报文等。

在本实施例中，所述与业务相关的业务面模块120传输和处理业务数据，其中业务数据包括语音、媒体、图片等数据。

在本实施例中，与业务相关的控制面和业务面物理分离，有效避免通过VLAN方式划分虚拟局域网的方式来隔离引发的网络风暴现象；有效避免由于业务量过大引发的拥塞，造成操作维护管理数据丢失引发的业务中断。因为在某些场合，如媒体、语音数据的传输的小概率丢包，不影响用户的体用，但操作维护管理数据的丢包，将引发系统业务的中断。

在本实施例中，控制总线可以是PCIE总线。

本实施例的有益效果包括：

与业务相关的控制面模块、业务面模块物理分离，分别传输和处理与业务相关的操作维护管理数据和业务数据，提升系统的稳定性和数据安全性。

图2为另一实施例的一种交换控制系统结构的示意性结构图。

如图2所述，一种交换控制系统结构，包括：嵌入式最小系统模块200、嵌入式处理器201、内存202、硬盘203、与业务相关的控制面模块(用于传输与业务相关的操作维护管理数据的第一模块)210、操作维护管理数据交换芯片211、第一以太网物理层芯片212、第一变压器213、与业务相关的业务面模块(用于传输业务数据的第二模块)220、业务数据交换芯片221、第二以太网物理层芯片222、第二变压器223、与业务无关的控制面模块(用于传输与业务无关的操作维护管理数据的第三模块)230、单片机231、现场可编程逻辑器件232、温度传感器233、电压传感器234、外部设备的控制接口240、外部设备的业务接口250、外部设备260；所述嵌入式最小系统模块200通过控制总线分别和与业务相关的控制面模块210、与业务相关的业务面模块220连接，所述嵌入式最小系统模块200还通过串口总线和与业务无关的控制面模块230连接；所述与业务无关的控制面模块230还和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备260连接，所述与业务相关的控制面模块210、与业务相关的业务面模块220还分别和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口240、业务接口250连接。

在本实施例中，所述嵌入式最小系统模块200分别对与业务相关的控制面模块210、与业务相关的业务面模块220进行配置，实现与业务相关的控制面模块210、与业务相关的业务面模块220物理分离。

所述嵌入式最小系统模块包括嵌入式处理器201、内存202和硬盘203：所 述内存202、硬盘203分别与嵌入式处理器201连接。

在本实施例中，所述嵌入式处理器201实现对整个系统结构的初始化管理，以及在运行过程中系统内各模块的维护与管理。嵌入式处理器201可以采用飞思卡尔的P2020，运行linux操作系统，实现对整个设备的初始化管理，以及在运行过程中设备内各模块的维护，包含控制面、业务面的维护与管理；所述内存202用于支持所述嵌入式最小系统模块200的运行，一般情况下，内存大小为2G。

所述与业务相关的控制面模块210包括操作维护管理数据交换芯片211和用于对以太网数据成帧处理、实现模数转换和数模转换的第一以太网物理层芯片212；所述操作维护管理数据交换芯片211的一端和所述控制总线连接，所述管理数据交换芯片211的另一端通过数据总线和所述第一以太网物理层芯片212的一端连接；所述第一以太网物理层芯片212的另一端和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口240连接。所述与业务相关的控制面模块210还包括用于耦合放大信号、实现数据的远距离传输的第一变压器213：所述第一变压器213通过以太网总线连接在所述第一以太网物理层芯片212、与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口240之间。

在本实施例中，与业务相关的控制面模块210主要由操作维护管理数据交换芯片211、外围的第一以太网物理层芯片212和第一变压器213设计而成，实现控制面的二层数据交换的功能，嵌入式最小系统通过PCIE总线对操作维护管理数据交换芯片211进行初始化配置；同一机箱内的外部设备的控制接口240通过以太网总线接入所述的交换控制系统。

在本实施例中，所述操作维护管理数据交换芯片211的型号可以是BCM56334，用于实现以太网数据交换。所述第一以太网物理层芯片212的型 号可以是BCM5482，用于对以太网数据成帧处理、模数转换和数模转换。

所述与业务相关的业务面模块220包括业务数据交换芯片221和用于对以太网数据成帧处理、实现模数转换和数模转换的第二以太网物理层芯片222；所述业务数据交换芯片221的一端和所述控制总线连接，所述业务数据交换芯片221的另一端通过数据总线和所述第二以太网物理层芯片222的一端连接；所述第二以太网物理层芯片222的另一端和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的业务接口250连接。所述与业务相关的业务面模块220还包括用于耦合放大信号，实现数据的远距离传输的第二变压器223；所述第二变压器223通过以太网总线连接在所述第二以太网物理层芯片222、与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的业务接口250之间。

在本实施例中，所述数据总线是SGMII总线。

在本实施例中，与业务相关的业务面模块220主要由业务数据交换芯片221、外围的第二以太网物理层芯片222和第二变压器223设计而成，实现控制面的二层数据交换的功能，嵌入式最小系统通过PCIE总线对业务数据交换芯片221进行初始化配置；同一机箱内的外部设备业务接口250通过以太网总线接入所述的交换控制系统。

在本实施例中，所述控制总线是PCIE总线。

在本实施例中，所述业务数据交换芯片221的型号可以是BCM56334，用于实现以太网数据交换。所述第二以太网物理层芯片222的型号可以是BCM5482，用于对以太网数据成帧处理，实现模数转换、数模转换。

所述的交换控制系统结构还包括与业务无关的控制面模块230；所述与业务无关的控制面模块230通过串口总线与所述嵌入式最小系统模块200连接；所述嵌入式最小系统模块200通过所述与业务无关的控制面模块230通过I2C 总线连接至与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备260。

所述与业务无关的控制面模块230包括单片机231、现场可编程逻辑器件232；所述单片机231通过串口总线和嵌入式处理器201连接；所述单片机231还通过现场可编程逻辑器件232连接至与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的260。所述与业务无关的控制面模块230还包括温度传感器233、电压传感器234；所述温度传感器233、电压传感器234分别和所述单片机231连接。

在本实施例中，所述单片机231通过RS232串口总线和嵌入式处理器201连接；所述单片机231还通过I2C总线和现场可编程逻辑器件232连接；现场可编程逻辑器件是FPGA。

在本实施例中，所述与业务无关的控制面模块230，用于实现与交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备260的上/下电管理、温度/电压信息收集、以太网通道开启和关闭的控制。这种设计思路在系统发生故障时，为用户提供有效、快速的定位问题的手段。如可以通过检查各模块的工作电压是否正常来定位具体是哪个模块出现故障，再如，当系统温度异常升高时，且达到严重等级，将会触发温度升高事件，从而调节风扇转速。

在本实施例中，单片机的型号可以是LPC2378，单片机器通过模数转换接口收集本设备的温度传感器、电压传感器信息，以及通过RS232接口收集嵌入式最小系统的工作状态，以达到监控嵌入式最小系统的目的。

在本实施例中，LPC2378运行智能总线控制协议IPMI，实现与被管理模块的通信，物理上采用的是I2C控制总线，其中FPGA在控制面部份的设计主要实现I2C总线扩展的功能。

本实施例的益效果包括：与业务相关的控制面模块和业务面模块物理分离，分别传输和处理与业务相关的操作维护管理数据和业务数据，提升系统的稳定性和数据安全性；独立的与业务无关的控制面模块设计，负责对与交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备进行上/下电管理、温度/电压信息收集、以太网通道开启和关闭的控制，当系统发生故障时，为用户提供有效、快速的定位问题的手段。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种交换控制系统结构，其特征在于，包括：嵌入式最小系统模块、用于传输与业务相关的操作维护管理数据的第一模块、用于传输业务数据的第二模块；

所述嵌入式最小系统模块通过控制总线分别与第一模块、第二模块连接；

所述第一模块、第二模块还分别和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口、业务接口连接。

2.根据权利要求1所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述嵌入式最小系统模块包括嵌入式处理器、内存和硬盘；

所述内存、硬盘分别与嵌入式处理器连接，所述嵌入式处理器连接至所述控制总线。

3.根据权利要求1所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述第一模块包括操作维护管理数据交换芯片和用于对以太网数据成帧处理、实现模数转换和数模转换的第一以太网物理层芯片；

所述操作维护管理数据交换芯片的一端和所述控制总线连接，所述操作维护管理数据交换芯片的另一端通过数据总线和所述第一以太网物理层芯片的一端连接；所述第一以太网物理层芯片的另一端和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口连接。

4.根据权利要求3所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述第一模块还包括用于耦合放大信号、实现数据的远距离传输的第一变压器；

所述第一变压器连接在所述第一以太网物理层芯片、与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的控制接口之间。

5.根据权利要求1所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述第二模块包括业务数据交换芯片和用于对以太网数据成帧处理、实现模数转换和数模转换的第二以太网物理层芯片；

所述业务数据交换芯片的一端和所述控制总线连接，所述业务数据交换芯片的另一端通过数据总线和所述第二以太网物理层芯片的一端连接；所述第二以太网物理层芯片的另一端和与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的业务接口连接。

6.根据权利要求5所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述第二模块还包括用于耦合放大信号、实现数据的远距离传输的第二变压器；

所述第二变压器连接在所述第二以太网物理层芯片、与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备的业务接口之间。

7.根据权利要求1所述的交换控制系统结构，其特征在于，还包括用于传输与业务无关的机箱管理数据的第三模块；

所述第三模块通过串口总线与所述嵌入式最小系统模块连接；所述嵌入式最小系统模块通过所述第三模块通过总线连接至与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备。

8.根据权利要求7所述的交换控制系统结构，其特征在于，第三模块包括单片机、现场可编程逻辑器件；

所述单片机连接所述串口总线；所述单片机还通过现场可编程逻辑器件连接至与所述交换控制系统工作在同一机箱内的外部设备。

9.根据权利要求8所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述第三模块还包括温度传感器、电压传感器；

所述温度传感器、电压传感器分别和所述单片机连接。

10.根据权利要求2所述的交换控制系统结构，其特征在于，所述嵌入式处理器是运行linux操作系统的P2020嵌入式处理器。