一种适用于正交架构设备的控制链路及其实现方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种适用于正交架构设备的控制链路及其实现方法。

背景技术

随着通信行业信息化程度的深入，特别是云计算、物联网应用的兴起，大数据时代已经来临，海量的数据通信需求促使着光纤通信飞速发展。目前骨干网光纤网速率已经达到了100G，通信设备要面临大容量100G信号的引接问题，因此为了提升设备容量，基于无背板的正交架构备受青睐，由于无背板，那么如何基于正交架构设计控制链路，使得所有板卡都能集中控制，保证独立且稳定的控制平面是目前需要解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术状况和需求，本发明提供一种适用于正交架构设备的控制链路及其实现方法。

本发明采取的技术方案是：一种适用于正交架构设备的控制链路，其特征在于，包括两块主控板、六块交叉板和八块业务板；两块主控板分别包括一个控制芯片和一个交换芯片；六块交叉板分别包括一个控制芯片和两个交换芯片；八块业务板分别包括一个控制芯片和一个交换芯片；其中，第一主控板的第一控制芯片和第一交换芯片相连接，第二主控板的第二控制芯片和第二交换芯片相连接，第一控制芯片和第二控制芯片分别通过网线连接PC机，第一控制芯片和第二控制芯片之间通过SERDES接口连接。

所述的第一交叉板的第三控制芯片连接第三交换芯片，第三交换芯片通过GE口连接第四交换芯片，第二交叉板的第四控制芯片连接第五交换芯片，第五交换芯片通过GE口连接第六交换芯片，第三交叉板的第五控制芯片连接第七交换芯片，第七交换芯片通过GE口连接第八交换芯片，第四交叉板的第六控制芯片连接第九交换芯片，第九交换芯片通过GE口连接第十交换芯片，第五交叉板的第七控制芯片连接第十一交换芯片，第十一交换芯片通过GE口连接第十二交换芯片，第六交叉板的第八控制芯片连接第十三交换芯片，第十三交换芯片通过GE口连接第十四交换芯片。

所述的第一业务板的第九控制芯片连接第十五交换芯片，第二业务板的第十控制芯片连接第十六交换芯片，第三业务板的第十一控制芯片连接第十七交换芯片，第四业务板的第十二控制芯片连接第十八交换芯片，第五业务板的第十三控制芯片连接第十九交换芯片，第六业务板的第十四控制芯片连接第二十交换芯片，第七业务板的第十五控制芯片连接第二十一交换芯片，第八业务板的第十六控制芯片连接第二十二交换芯片。

所述的第一交叉扳的第三交换芯片、第二交叉扳的第五交换芯片、第三交叉扳的第七交换芯片、第四交叉扳的第九交换芯片、第五交叉扳的第十一交换芯片、第六交叉扳的第十三交换芯片分别通过GE接口连接第一主控板的第一交换芯片和第二主控板的第二交换芯片。

所述的第一业务板的第十五交换芯片、第二业务板的第十六交换芯片、第三业务板的第十七交换芯片和第四业务板的第十八交换芯片同时分别通过GE接口连接到第一交叉板的第三交叉芯片、第二交叉板的第五交叉芯片、第三交叉板的第七交叉芯片、第四交叉板的第九交叉芯片、第五交叉板的第十一交叉芯片和第六交叉板的第十三交叉芯片；第五业务板的第十九交换芯片、第六业务板的第二十交换芯片、第七业务板的第二十一交换芯片和第八业务板的第二十二交换芯片同时分别通过GE接口连接到第一交叉板的第四交叉芯片、第二交叉板的第六交叉芯片、第三交叉板的第八交叉芯片、第四交叉板的第十交叉芯片、第五交叉板的第十二交叉芯片和第六交叉板的第十四交叉芯片。

一种如权利要求1所述的适用于正交架构设备的控制链路的实现方法，其特征在于，首先，主控板上的控制芯片和交换芯片分别引出RJ45接口、SERDES接口和GE接口，RJ45接口通过网线与PC机连接，实现与PC机上的管理软件进行通信，SERDES接口通过横板互联，实现主备之间信息同步，GE接口与第一至第六交叉板连接，实现与交叉板和业务板通信；第一主控板的优先级最高，默认第一主控板工作，并且第一主控板实时与第二主控板同步信息，当第一主控板故障时，第二主控板启动工作，具备主备切换的功能。

所述的交叉板上的交换芯片共引出10个GE接口，其中两个GE接口分别与两块主控板连接，8个GE接口分别与8块业务板连接，实现交叉板控制芯片与主控板通信，同时为主控板至业务板建立通信桥梁；第一交叉板分别至第一业务板1-第八业务板的GE通道优先级最高，默认为主控制通道，第二交叉板-第六交叉板分别至第一业务板1-第八业务板的GE通道为备控制通道，默认主控制通道生效，备控制通道禁用，以防网络风暴；当主控制通道异常断开后，第二交叉板-至第一业务板-第八业务板的备用控制通道工作，当第二交叉板备用通道异常断开后，第三交叉板至第一业务板-第八业务板的备用控制通道工作，以此类推，实现多重通道备用保护。

所述的业务板上的交换芯片共引出6个GE接口，与交叉板连接，实现与主控板通信。

本发明设计原理：正交架构设备的控制链路包括两块主控板、6块交叉板和8块业务板。主控板提供设备的网络管理功能，上连PC机，下接各交叉板和业务板，具备纵向和横向实时处理和通信的能力。主控板为设备提供独立的控制平面，并支持主备功能，第一主控板的优先级最高，默认第一主控板工作，并且第一主控板实时与第二主控板同步信息，当第一主控板故障时，第二主控板启动工作，当第一主控板恢复工作时，恢复主控制的角色。交叉板为设备主控板至业务板之间通信搭建互通桥梁，同时多块交叉板为主控板至业务板之间提供了多条通道，默认第一交叉板1作为主通道，第二交叉板2至第六交叉板为备用通道。

本发明具有如下优点：在无背板的情况下，为设备主控板至各交叉板和业务板提供控制通道，并且通道采用GE接口，目前能够实现GE接口的以太网交换芯片最多为8端口，本设备实现了12个GE端口的交换功能，满足多板卡通信设备的集中控制。

附图说明

图1为本发明正交架构设备的控制链路框图；

图2为本发明实施例中主控板控制框图；

图3为本发明实施例中交叉板控制框图；

图4为本发明实施例中业务板控制框图。

具体实施方式

为了更加清晰地理解本发明中的技术方案，以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，适用于正交架构设备的控制链路包括两块主控板、六块交叉板和八块业务板；两块主控板分别包括一个控制芯片和一个交换芯片；六块交叉板分别包括一个控制芯片和两个交换芯片；八块业务板分别包括一个控制芯片和一个交换芯片；其中，第一主控板的第一控制芯片和第一交换芯片相连接，第二主控板的第二控制芯片和第二交换芯片相连接，第一控制芯片和第二控制芯片分别通过网线连接PC机，第一控制芯片和第二控制芯片之间通过SERDES接口连接。

第一交叉板的第三控制芯片连接第三交换芯片，第三交换芯片通过GE口连接第四交换芯片，第二交叉板的第四控制芯片连接第五交换芯片，第五交换芯片通过GE口连接第六交换芯片，第三交叉板的第五控制芯片连接第七交换芯片，第七交换芯片通过GE口连接第八交换芯片，第四交叉板的第六控制芯片连接第九交换芯片，第九交换芯片通过GE口连接第十交换芯片，第五交叉板的第七控制芯片连接第十一交换芯片，第十一交换芯片通过GE口连接第十二交换芯片，第六交叉板的第八控制芯片连接第十三交换芯片，第十三交换芯片通过GE口连接第十四交换芯片。

第一业务板的第九控制芯片连接第十五交换芯片，第二业务板的第十控制芯片连接第十六交换芯片，第三业务板的第十一控制芯片连接第十七交换芯片，第四业务板的第十二控制芯片连接第十八交换芯片，第五业务板的第十三控制芯片连接第十九交换芯片，第六业务板的第十四控制芯片连接第二十交换芯片，第七业务板的第十五控制芯片连接第二十一交换芯片，第八业务板的第十六控制芯片连接第二十二交换芯片；

第一交叉扳的第三交换芯片、第二交叉扳的第五交换芯片、第三交叉扳的第七交换芯片、第四交叉扳的第九交换芯片、第五交叉扳的第十一交换芯片、第六交叉扳的第十三交换芯片分别通过GE接口连接第一主控板的第一交换芯片和第二主控板的第二交换芯片。

第一业务板的第十五交换芯片、第二业务板的第十六交换芯片、第三业务板的第十七交换芯片和第四业务板的第十八交换芯片同时分别通过GE接口连接到第一交叉板的第三交叉芯片、第二交叉板的第五交叉芯片、第三交叉板的第七交叉芯片、第四交叉板的第九交叉芯片、第五交叉板的第十一交叉芯片和第六交叉板的第十三交叉芯片；第五业务板的第十九交换芯片、第六业务板的第二十交换芯片、第七业务板的第二十一交换芯片和第八业务板的第二十二交换芯片同时分别通过GE接口连接到第一交叉板的第四交叉芯片、第二交叉板的第六交叉芯片、第三交叉板的第八交叉芯片、第四交叉板的第十交叉芯片、第五交叉板的第十二交叉芯片和第六交叉板的第十四交叉芯片。

首先，主控板上的控制芯片和交换芯片分别引出RJ45接口、SERDES接口和GE接口，RJ45接口通过网线与PC机连接，实现与PC机上的管理软件进行通信，SERDES接口通过背板横板互联，实现主备之间信息同步，GE接口与第一至第六交叉板连接，实现与交叉板和业务板通信；主控板1的优先级最高，默认主控板1工作，图中实线部分工作, 虚线部分处于禁用状态，以防网络风暴产生，并且主控板1实时与主控板2同步信息，当主控板1故障时，主控板2启动工作，虚线部分启用，实现主备切换功能。

交叉板上的交换芯片共引出10个GE接口，其中两个GE接口分别与主控板连接，8个GE接口分别与8块业务板连接，实现交叉板控制芯片与主控板通信，同时为主控板至业务板建立通信桥梁；交叉板1至业务板1-业务板8的GE通道优先级最高，默认为主控制通道，交叉板2-交叉板6至业务板1-业务板8的GE通道为备控制通道，默认主控制通道生效，备控制通道禁用，以防网络风暴；当主控制通道异常断开后，交叉板2至业务板1-8的备用控制通道工作，当交叉板2备用通道异常断开后，交叉板3至业务板1-8的备用控制通道工作，以此类推，实现多重通道备用保护。

业务板上的交换芯片共引出6个GE接口，与交叉板连接，实现与主控板通信。

主控板包括RJ45控制接口和1个水平信号连接器，RJ45控制接口与PC机连接，水平信号连接器与背板横板连接。交叉板包括1个水平信号连接器和8个正交信号连接器。业务板包括6个正交信号连接器。主控板上的水平信号连接器与交叉板上的水平信号连接器型号相同。

主控板上的水平信号连接器与交叉板上的水平信号连接器通过背板横板实现信号连接；交叉板上的正交信号连接器与业务板上的正交信号连接器直接连接，实现信号传输。

如图2所示，两主控板硬件完全相同，主控板上的控制芯片分别通过RGMII_1接口与以太网控制器1连接，以太网控制器1通过GE接口与交换芯片连接，交换芯片分别通过GE1-GE6接口引出到水平信号连接器，连接至六个交换板；通过RGMII_2接口与以太网控制器2连接，以太网控制器2通过GE接口与RJ45接口连接，通过SERDES接口引出到水平信号连接器，连接至备主控板。

主控板控制芯片采用Zynq-030芯片，以太网控制器采用PHY-88E1518芯片，交换芯片采用BCM53128，控制芯片Zynq-030引出两个RGMII接口与PHY芯片连接，引出一个SERDES接口至水平连接器，直接与备用主控板连接， BCM53128芯片引出7个GE接口，1个与PHY芯片直接连接，6个引出到水平信号连接器，与6块交叉板连接。

如图3所示，6块交叉板硬件完全相同，交叉板采用控制芯片Zynq-030，以太网控制器采用PHY-88E1518芯片，两片交换芯片采用BCM53128，控制芯片Zynq-030引出RGMII接口与PHY芯片连接，交换芯片1-BCM53128芯片引出8个GE接口，GE1通道与PHY芯片连接，GE2和GE3通道通过水平信号连接器与主控板连接，建立交叉板与主控板通信的通道，GE4-GE7通道分别通过正交信号连接器1-4与业务板1-4连接，建立主控板至业务板1-4通信的通道，GE8通道与交换芯片2-BCM53128芯片连接，交换芯片2-BCM53128芯片引出4个GE接口，GE1-GE4通道通过正交信号连接器5-8分别与业务板5-8连接，为主控板至业务板5-8建立通信通道。

交叉板采用两片交换芯片级联的方式，实现GE接口的扩展，解决了多板卡同时控制的问题，同时默认交叉板1的控制通道工作，处于打开状态，交叉板2-交叉板6的控制通道作为备用通道，默认处于禁用状态，以防网络风暴。

如图4所示，8块业务板硬件完全相同，业务板采用控制芯片Zynq-030，以太网控制芯片PHY-88E1518， 交换芯片为BCM53128，控制芯片Zynq-030引出RGMII接口与PHY芯片连接，BCM53128芯片引出7个GE接口，GE1通道与PHY芯片连接，GE2-GE7通道通过正交信号连接器1-6分别与交叉板1-交叉板6连接，默认状态GE2通道为主通道，处于工作状态，GE3-GE7为备用通道，处于禁用状态，当GE2通道工作异常时，GE3通道转换为主通道，处于工作状态，以此类推。