[發(fā)明專利]基于FPGA的波分設(shè)備電層保護實現(xiàn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710861353.4
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107734404B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉嘯;劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 沈林華

1.一種基于FPGA的波分設(shè)備電層保護實現(xiàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶管理單元、主控盤、業(yè)務(wù)盤，主控盤、業(yè)務(wù)盤均含有現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，其特征在于：

業(yè)務(wù)盤的FPGA發(fā)起自動保護倒換APS請求TLV(Type、Length、Value，類型、長度、值)和告警，APS請求TLV包括業(yè)務(wù)端口標(biāo)示值和APS消息，經(jīng)過業(yè)務(wù)盤二層交換，將APS請求TLV和告警發(fā)送到主控盤的交換芯片，并經(jīng)過交換芯片到達主控盤的FPGA；主控盤的FPGA根據(jù)開銷ID，解析保護組對應(yīng)的APS請求TLV和告警，作為APS協(xié)議狀態(tài)機的輸入?yún)?shù)進行運算，主控盤的CPU定時對FPGA的狀態(tài)和告警存儲寄存器進行讀操作，獲取告警和當(dāng)前信息用于上報；

主控盤的FPGA發(fā)出APS響應(yīng)TLV和倒換命令后，經(jīng)過交換芯片，發(fā)送到框內(nèi)業(yè)務(wù)盤；框內(nèi)業(yè)務(wù)盤通過本盤的交換芯片，接收主控盤發(fā)來的APS響應(yīng)TLV和倒換命令，并且到達本盤的FPGA和業(yè)務(wù)盤CPU，業(yè)務(wù)盤解析倒換命令中的開銷信息，執(zhí)行倒換命令，轉(zhuǎn)發(fā)APS開銷；

所述主控盤還包括APS模塊，APS模塊用于：接收適配層下發(fā)的配置數(shù)據(jù)和控制命令，轉(zhuǎn)發(fā)到FPGA中，并讀取FPGA中運行的保護邏輯狀態(tài)數(shù)據(jù)和告警信息，輸出到用戶管理單元；

用戶管理單元將配置數(shù)據(jù)輸出到主控盤的適配層，主控盤的適配層解析后輸出到APS模塊，APS模塊對配置數(shù)據(jù)進行合法性判斷，如果全部合法，則經(jīng)內(nèi)部總線寫入FPGA的配置寄存器，同時APS模塊向適配層反饋已成功接收配置數(shù)據(jù)；只要其中有一個配置數(shù)據(jù)有錯誤，則返回配置數(shù)據(jù)接收失敗；

主控盤的FPGA將配置數(shù)據(jù)作為參數(shù)，運行APS協(xié)議狀態(tài)機，以太網(wǎng)口通過背板以太網(wǎng)總線向業(yè)務(wù)盤發(fā)送倒換動作指令和APS數(shù)據(jù)，同時APS模塊讀取FPGA內(nèi)APS協(xié)議處理單元寄存器的值，向主控盤的適配層上報狀態(tài)信息和告警數(shù)據(jù)，主控盤的適配層再向用戶管理單元輸出數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的波分設(shè)備電層保護實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述主控盤的FPGA包括配置接收寄存器、邏輯處理有限狀態(tài)機、定時器、控制命令判決片選單元、狀態(tài)存儲單元、事件記錄單元和處理結(jié)果輸出單元，其中：

配置接收寄存器用于：存儲APS模塊發(fā)來的配置數(shù)據(jù)，配置數(shù)據(jù)包括被保護對象和保護對象的信息、延時參數(shù)、保護算法類型；

邏輯處理有限狀態(tài)機是基于光傳輸網(wǎng)線性保護標(biāo)準(zhǔn)《ITU-T G873.1》的保護算法運算單元，用于：使用收到的APS消息值、各業(yè)務(wù)通道的告警情況、當(dāng)前的控制命令，根據(jù)選取的保護算法進行運算，輸出結(jié)果，發(fā)送倒換命令，確定業(yè)務(wù)盤的工作狀態(tài)；

定時器用于：提供邏輯處理有限狀態(tài)機單元所需要的延時；

控制命令判決片選單元用于：根據(jù)光傳輸網(wǎng)線性保護標(biāo)準(zhǔn)《ITU-T G873.1》標(biāo)準(zhǔn)中對控制命令優(yōu)先級的規(guī)定，作出邏輯判斷，防止用戶對控制命令的錯誤下發(fā)而出現(xiàn)的邏輯錯誤；

狀態(tài)存儲單元是FPGA中為保護邏輯劃分出的隨機存儲器RAM存儲資源，用于存儲邏輯處理有限狀態(tài)機運行的結(jié)果數(shù)據(jù)，APS模塊主動查詢該結(jié)果數(shù)據(jù)，上報到用戶管理單元；

事件記錄單元用于：將邏輯運算發(fā)生的保護組變化情況記錄在FPGA的RAM中，便于問題定位、系統(tǒng)調(diào)試、工程維護；

處理結(jié)果輸出單元用于：通過背板以太網(wǎng)總線，將邏輯運算產(chǎn)生的倒換命令和APS響應(yīng)消息發(fā)送到業(yè)務(wù)盤，業(yè)務(wù)盤執(zhí)行倒換命令。

3.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的波分設(shè)備電層保護實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述業(yè)務(wù)盤向主控盤發(fā)送TLV告警信息、APS請求信息，主控盤向業(yè)務(wù)盤發(fā)送TLV倒換命令、APS響應(yīng)信息，業(yè)務(wù)盤的CPU根據(jù)倒換命令，控制處理業(yè)務(wù)的驅(qū)動芯片來執(zhí)行動作。

4.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的波分設(shè)備電層保護實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述主控盤的FPGA收到背板側(cè)發(fā)來的TLV請求幀，對其屬性進行解析，判斷TLV來源槽位、業(yè)務(wù)顆粒層次、編號，確定唯一性后，提取告警和APS開銷，作為輸入?yún)?shù)，送入APS協(xié)議狀態(tài)機，進行邏輯運算后，發(fā)送響應(yīng)TLV和倒換命令，加上槽位、業(yè)務(wù)顆粒層次、編號信息，附帶響應(yīng)APS開銷和動作指令；業(yè)務(wù)盤的FPGA收到背板側(cè)發(fā)來的響應(yīng)TLV和倒換命令，對其屬性進行解析，判斷TLV來源槽位、業(yè)務(wù)顆粒層次、編號，確定唯一性，提取倒換命令和APS開銷，執(zhí)行倒換動作。