一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备及其控制系统。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。

A Tb/s level optical network signal switching device and its control system

The invention discloses a Tb/s level optical network signal switching device and a control system thereof. The equipment includes the main control board card, the clock board, the fan control board, two cross board cards and twelve business cards. The main control board, the clock board, the fan control board, the two cross board and the twelve business boards are connected through the line Switch chip respectively; the main control board has a zynq chip, and the chip passes through The network is connected with the PC to realize data communication. The control system sets two network servers, the server 1 is connected to the PCn thread, and the server 2 is connected to two cross board threads and twelve business card threads, respectively. Through the control system, the management function of multiple cards can be solved, the speediness and accuracy of multi card data communication can be realized, the problems of concurrent and synchronization are solved, and a solution is provided for the design of the equipment and control system of the ATCA architecture of the multi board card.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备及其控制系统
本专利技术涉及光通信技术，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及其控制系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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及其控制系统，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。本专利技术采取的技术方案是：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。所述的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；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线程以及十二块业务板卡线程连接。所述控制系统包括指令处理程序和新建/删除路由程序，其中指令处理程序执行以下操作：（1）、当有一个PC客户端发送连接申请时，控制系统对该客户端新建一个线程，用来接收PC客户端发送的数据；（2）、当交叉板卡和业务板卡中任意板卡插入到机箱中的时候，即作为客户端向该控制系统发送网络连接申请；（3）、控制系统等待PC端发送的数据，并将该数据解析成单条指令，存入到PC数据指令队列中，根据解析命令提取命令编码，选择相应的函数，对命令进行新建、删除，初始化设备路由，计算路由数据发送到相应的板卡中；（4）、控制系统接收到连接申请后，接收板卡发送的数据，并将该数据解析成单条指令；存入到板卡数据指令队列中，根据解析命令提取命令编码，选择相应的函数，首先向该板卡发送需要配置的路由数据，使该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。所述的新建/删除路由程序执行以下操作：（1）、在PC数据队列指令中取出一条指令，并解析命令码；对命令码是否为新建/删除进行判断，若是则进入新建/删除路由操作，否则按其他命令操作；（2）、新建/删除路由操作：首先解析路由的条数和每条路由的输入板卡端口号、输出板卡端口号；对解析出路由的参数是否在规定范围之内进行判断，若是则调用路由算法，计算路由数据，否则将本条路由标记为失败的路由；（3）、接下来对路由计算是否成功进行判断，若是则将路由数据下发到板卡，否则将本条路由标记为失败的路由；（4）、接下来对在规定时间内是否收到板卡返回的结果进行判断，若是则对返回结果是否正确进行判断，否则返回PC本次路由配置失败，并上报未按时返回结果的板卡和失败的路由列表，并且恢复路由数据；（5）、如果返回结果正确，则返回PC本次路由配置成功的路由列表和计算失败的路由列表，并保存路由数据，否则返回PC本次路由配置失败，并且上报板卡配置失败的原因和失败的路由列表，并且恢复路由数据。本专利技术的有益效果是：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为本专利技术的设备硬件架构图；图2为本专利技术的设备板卡之间连接关系示意图；图3为本专利技术控制系统的架构图；图4为本专利技术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专利技术做进一步的说明：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lineSwitch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lineSwitch芯片进行网络连接，实现数据通信，设备板卡之间连接关系示意图如图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图如图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--&本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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lineSwitch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。2.一种如权利要求1所述的应用于Tb/s级光网络信号交换设备的控制系统，其特征在于，该控制系统位于主控板卡（1）上的zynq芯片中，运行的操作系统为linux系统；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。3.根据权利要求2所述的一种应用于Tb/s级光网络信号交换设备的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括指令处理程序和新建/删除路由程序，其中指令处理程序执行以下操作：（1）、当有一个PC客户端发送连接申请时，控制系统对该客户端新建一个线程，用来接收PC客户端发送的数据；（2）、当交叉板卡（4）和业务板卡（5）中任意板卡插入到机箱中的时候，即作为客户端向该控制系统发送网络连接申请；（3）、控制系统等待PC端发送的数据，并将该数据解析成单条指令，存入到PC数据指令队列中，根据解析命令...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥坤，张晓峰，陈伟峰，孙静，贾朋朋，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12