CN207589072U - 应用于Tb/s级光网络信号交换设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备。设备包括主控板卡、时钟板卡、风扇控制板卡、两块交叉板卡和十二块业务板卡，主控板卡、时钟板卡、风扇控制板卡、两块交叉板卡和十二块业务板卡分别通过line Switch芯片进行网络连接；主控板卡设有zynq芯片，该芯片通过网络与PC机连接，实现数据通信。控制系统设置两个网络服务器，服务器1与PCn个线程连接，服务器2分别与两块交叉板卡线程以及十二块业务板卡线程连接。通过控制系统可以解决对多板卡的管理功能，实现对多板卡数据通信的快速性和准确性，解决了并发和同步的问题，为多板卡的ATCA架构的设备及控制系统的设计提供了一种解决方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信技术，尤其涉及一种应用于ATCA架构的Tb/s级光网络信号交换设备。
背景技术
目前，在通信领域，随着技术的发展和大数据时代的来临，所以对支持Tb/s级的大容量数据的光网络信号交换设备要求越来越迫切。这种支持Tb/s级的大容量数据的光网络信号交换设备相比传统的光网络信号交换设备，除了要增加很多硬件层次上的复杂度和硬件板卡的数量，还对控制设备工作的软件提出了更高的要求，如准确的显示设备的状态、占用的路由资源、快速的实现路由切换功能等，使设备的人机交互特性更加良好，更好的体现出设备的优势，这些问题亟待解决。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述的问题，提出了一种能够应用于ATCA架构的Tb/s级光网络信号交换设备，以实现快捷、方便、稳定的对硬件设备进行管理，更充分的利用设备的资源。
本实用新型采取的技术方案是：一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备，其特征在于，包括一块主控板卡、一块时钟板卡、一块风扇控制板卡、两块交叉板卡和十二块业务板卡，主控板卡、时钟板卡、风扇控制板卡、两块交叉板卡和十二块业务板卡分别通过lineSwitch芯片进行网络连接；所述的主控板卡设有zynq芯片，该芯片通过网络与PC机连接，实现数据通信。
本实用新型的有益效果是：根据设备ATCA的硬件架构，通过控制系统可以解决对多板卡的管理功能，实现对多板卡数据通信的快速性和准确性，解决了并发和同步的问题，为多板卡的ATCA架构的设备及控制系统的设计提供了一种解决方法。
附图说明
图1为本实用新型的设备硬件架构图；
图2 为本实用新型的设备板卡之间连接关系示意图；
图3为本实用新型控制系统的架构图；
图4为本实用新型控制系统的指令处理程序流程图；
图5为新建/删除路由程序流程图。
具体实施方式
以下结合实际应用和附图对本实用新型做进一步的说明：
参照图1，一种标准的ATCA架构的硬件机箱包括一块主控板卡1、一块时钟板卡2、一块风扇控制板卡3、两块交叉板卡4和十二块业务板卡5，主控板卡1、时钟板卡2、风扇控制板卡3、两块交叉板卡4和十二块业务板卡5分别通过line Switch芯片进行网络连接；主控板卡1设有zynq芯片，该芯片通过网络与PC机连接，实现数据通信。
用户可以使用PC上的客户端软件控制系统对设备进行控制，实现业务功能，该软件控制系统位于主控板卡上的zynq芯片中，运行的操作系统为linux系统。板卡之间通过line Switch芯片进行网络连接，实现数据通信，设备板卡之间连接关系如图2所示。
此软件控制系统实现接收PC发送的命令，控制设备实现相应的功能。控制系统的网络服务器主线程设置两个网络服务器，分别为第一服务器和第二服务器，第一服务器通过以太网分别与PCn个线程连接，第二服务器通过以太网分别与两块交叉板卡4线程以及十二块业务板卡5线程连接。因为zynq芯片支持两个网口，因此可以设置两个IP地址，因此，本软件控制系统可以建立两个网络服务器端，一个服务器和PC建立连接，另一个服务器和设备中实现具体业务的板卡进行连接。当有一个PC的客户端向软件控制系统中的服务器申请网络连接的时候，软件控制系统接收连接请求，为其建立一个线程，用来和此PC收发数据，并储存下来此客户端的网络信息（如IP地址、端口号等)。当设备插入一块业务板卡的时候，它同时向软件控制系统的另一个网络服务器申请网络连接，软件控制系统首先接收网络连接的请求，并向此板卡发送软件控制系统为其保存的路由数据，可以解决板卡拔插掉电导致的业务功能丧失的问题。之后，软件控制系统再为该板卡建立一个线程，用来和此板卡进行网络通信，收发数据。软件控制系统的架构如图3所示。
软件控制系统对PC和板卡建立好了网络连接后，创建两个指令队列，一个存放PC发过来的指令数据，另一个存放板卡发送来的指令数据。针对每一条指令，根据事先定义的协议，解析出命令号，根据命令号选择不同的数据处理函数，实现对应的业务功能，如图4所示。
该控制系统通过网络对上和PC进行数据通信，对下和硬件板卡进行通信，zynq芯片设置为支持两个IP地址的模式，选定一个IP地址与PC进行通信，建立一个网络服务器，选定另一个IP地址与硬件板卡进行通信，建立另一个网络服务器。
当有一个PC客户端发送连接申请时，控制系统中对该客户端新建一个线程，用来处理该PC发送的命令；当硬件板卡插入到机箱中的时候，作为客户端向该软件发送网络连接申请，控制系统接收到连接申请后，首先向该板卡发送需要配置的路由数据，使板卡恢复上一次掉电前的状态和功能，再为该板卡创建一个线程，用来处理和该板卡之间的通信。
等待PC端发送的命令，存入到指令队列中，根据命令号进行新建、删除、初始化设备路由的功能，计算路由数据，发送到硬件的板卡中，使设备实现相应的功能。
软件控制系统的主要业务功能为新建/删除路由，具体处理的过程如下：
（1）首先由PC端发起操作，路由形式为A板卡B端口 --> C板卡D端口，软件控制系统从指令队列中取出该条指令，解析数据包头中的命令码，如果是新建/删除路由的命令码，则进入到新建/删除路由的处理函数；
（2）解析数据包中路由数据，包括路由的条数，每一条的输入板卡输入端口的序号、输出板卡输出端口的序号，判断这些序号的值是否在正确的范围之内，如果有错误，则将此条路由标记为错误的路由，如果符合规则，则调用软件控制系统中基于本设备架构的路由算法，计算出需要写入底层板卡的数据，如果计算失败，则说明本条路由存在问题，也将其标记为失败；
（3）路由数据计算结束后，将路由数据下发到板卡（这些板卡是指那些经过计算，路由数据发生了变化的板卡），然后等待这些板卡配置路由数据的返回结果，如果板卡返回的结果为失败，则上报PC配置失败的路由列表和错误的原因，并将路由数据恢复为未进行本次路由计算的结果；如果板卡在规定时间之内，还没有返回配置的结果，则认为设备出现异常，也将没有按时返回配置结果的板卡和未配置成功的路由返回给PC，同时将路由数据恢复为未进行本次路由配置时的值；如果这些板卡返回的结果都为成功，则认为本次配置路由成功，返回给PC配置路由成功的结果，并将路由数据加以保存，写入到文件中，供PC进行路由的查询。
根据以上过程，可以实现新建/删除路由的操作，具体如图5所示。
该软件控制系统在实际使用的过程中，通过多线程的方式和PC还有板卡进行通信，可以解决对多板卡的管理功能，实现对多板卡数据通信的快速性和准确性，解决了并发和同步的问题，能够方便稳定的对设备进行管理，新建/删除上千条路由的时候能够在三秒钟之内返回配置的结果，可以良好的控制设备实现Tb/s级的信号交换的功能。
Claims (1)
1. 一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备，其特征在于，包括一块主控板卡（1）、一块时钟板卡（2）、一块风扇控制板卡（3）、两块交叉板卡（4）和十二块业务板卡（5），主控板卡（1）、时钟板卡（2）、风扇控制板卡（3）、两块交叉板卡（4）和十二块业务板卡（5）分别通过line Switch芯片进行网络连接；所述的主控板卡（1）设有zynq芯片，该芯片通过网络与PC机连接，实现数据通信。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721734454.7U CN207589072U (zh) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | 应用于Tb/s级光网络信号交换设备 |
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| CN201721734454.7U CN207589072U (zh) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | 应用于Tb/s级光网络信号交换设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108023839A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-11 | 天津光电通信技术有限公司 | 一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备及其控制系统 |
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2017
- 2017-12-13 CN CN201721734454.7U patent/CN207589072U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN108023839A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-11 | 天津光电通信技术有限公司 | 一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备及其控制系统 |
| CN108023839B (zh) * | 2017-12-13 | 2023-12-08 | 天津光电通信技术有限公司 | 一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备及其控制系统 |
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