[發明專利]基于FPGA的波分設備電層保護實現系統及方法

有效

• 申請號: 201710861353.4
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107734404B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉嘯;劉濤
• 申請（專利權）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: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 沈林華

本發明公開了一種基于FPGA的波分設備電層保護實現系統及方法，涉及波分設備領域。該系統包括用戶管理單元、主控盤、業務盤，主控盤、業務盤均含有FPGA，業務盤的FPGA發起APS請求TLV和告警，到達主控盤的FPGA；主控盤的FPGA解析保護組對應的APS請求TLV和告警，作為APS協議狀態機的輸入參數進行運算；主控盤的FPGA發送APS響應TLV和倒換命令到框內業務盤，框內業務盤解析倒換命令中的開銷信息，執行倒換命令，轉發APS開銷。本發明采用FPGA對APS協議進行高速并行處理，避免波分設備大批量保護組倒換超時和CPU占用過高。

技術領域

本發明涉及波分設備領域，具體是涉及一種基于FPGA的波分設備電層保護實現系統及方法。

背景技術

在POTN(Packet enhanced Optical Transport Network，分組增強型光傳送網絡)系統中，業務保護的狀態機邏輯處理采用集中式的方案。隨著現在波分設備業務容量大幅度提高，基于維護業務的穩定性，一般業務都以保護組的方式存在，保護組的數目也隨之增加。現行方案采用一種基于CPU(Central Processing Unit，中央處理器)的集中式處理方案，CPU逐個串行執行每個保護組的狀態機邏輯，所有保護組邏輯都計算結束后，然后采用以太網幀的方式下達保護控制命令。當保護組數量過大的時候，會產生兩個問題，一是CPU要消耗大量的時間進行邏輯處理，從而導致業務不能及時倒換，產生超時；二是保護處理長時間不間斷占用CPU，導致CPU占用率太高。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種基于FPGA的波分設備電層保護實現系統及方法，采用FPGA對APS協議進行高速并行處理，避免波分設備大批量保護組倒換超時和CPU占用過高。

本發明提供一種基于FPGA的波分設備電層保護實現系統，該系統包括用戶管理單元、主控盤、業務盤，主控盤、業務盤均含有現場可編程門陣列FPGA，

業務盤的FPGA發起自動保護倒換APS請求TLV和告警，APS請求TLV包括業務端口標示值和APS消息，經過業務盤二層交換，將APS請求TLV和告警發送到主控盤的交換芯片，并經過交換芯片到達主控盤的FPGA；主控盤的FPGA根據開銷ID，解析保護組對應的APS請求TLV和告警，作為APS協議狀態機的輸入參數進行運算，主控盤的CPU定時對FPGA的狀態和告警存儲寄存器進行讀操作，獲取告警和當前信息用于上報；

主控盤的FPGA發出APS響應TLV和倒換命令后，經過交換芯片，發送到框內業務盤；框內業務盤通過本盤的交換芯片，接收主控盤發來的APS響應TLV和倒換命令，并且到達本盤的FPGA和業務盤CPU，業務盤解析倒換命令中的開銷信息，執行倒換命令，轉發APS開銷。

在上述技術方案的基礎上，所述主控盤還包括APS模塊，APS模塊用于：接收適配層下發的配置數據和控制命令，轉發到FPGA中，并讀取FPGA中運行的保護邏輯狀態數據和告警信息，輸出到用戶管理單元；

用戶管理單元將配置數據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模塊對配置數據進行合法性判斷，如果全部合法，則經內部總線寫入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據；只要其中有一個配置數據有錯誤，則返回配置數據接收失敗；

FPGA將配置數據作為參數，運行APS協議狀態機，以太網口通過背板以太網總線向業務盤發送倒換動作指令和APS數據，同時APS模塊讀取FPGA內APS協議處理單元寄存器的值，向主控盤的適配層上報狀態信息和告警數據，主控盤的適配層再向用戶管理單元輸出數據。

在上述技術方案的基礎上，所述FPGA包括配置接收寄存器、邏輯處理有限狀態機、定時器、控制命令判決片選單元、狀態存儲單元、事件記錄單元和處理結果輸出單元，其中：