對用戶端光電轉換器實現遠程管理的系統的製作方法

2023-06-10 11:26:16 1

專利名稱：對用戶端光電轉換器實現遠程管理的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通過近端光電轉換器對遠端光電轉換器實 現遠程管理的系統，尤其涉及對用戶端光電轉換器實現遠程管理的系統。
背景技術：
如圖1所示，現有的乙太網光電轉換器主要由光口裝置12、電 口裝置13、交換裝置11和監控裝置10、光電模塊14、隔離變壓器 15組成。
其中電口裝置13中主要包含有編碼器和串並轉換器，與交換裝 置ll、隔離變壓器15互相連接， 一方面採用串行接口通過隔離變壓 器15驅動雙絞線線路，來進行數據幀信號的傳輸，另一方面採用並 行接口與交換裝置11連接，對通過隔離變壓器15接收的數據幀電信 號進行串並轉換並解碼後發送給交換裝置11;並同時將從交換裝置 11發來的電信號數據幀進行編碼，並串轉換後通過隔離變壓器15發 送到雙絞線線路上；
光口裝置12中也包括編解碼器和串並轉換器，與交換裝置11、 光電模塊14相互連接， 一方面採用串行接口和光電模塊14相連，以 通過光電模塊14驅動光纖線路進行數據幀光信號的傳輸，另一方面 採用並行接口與交換裝置11連接，主要用於把從交換裝置11發來的 電信號數據幀進行編碼、並串轉換後通過光電模塊14變換為光信號 數據幀發送到光纖線路上；同時通過光電模塊14把接收的光信號數 據幀變換為電信號數據幀後再對其進行串並轉換並解碼後發送給交 換裝置11，其中光電模塊14主要用於光信號數據幀和電信號數據幀 的互相轉化；
交換裝置11主要與光口裝置12、電口裝置13互相連接，該裝 置實質上是一個雙埠的二層乙太網交換控制器，當具有存儲轉發功 能時，主要完成兩側連接網絡的數據幀的存儲轉發、流量控制、數據 幀過濾和網絡流量隔離等功能，其內部具有數據緩衝存儲器，可以消 除如一側是10M速率，而另一側是100M速率造成數據幀傳輸速率不 匹配而引起數據幀擁塞的問題，也可對連接兩側速率相同的數據幀進 行上述處理，從而實現乙太網光電轉換器兩側網絡速率自適應；
監控裝置10與光口裝置12、電口裝置13之間互相連接，主要
監測光口裝置12、電口裝置13的工作狀態，並對工作狀態信息進行
採集整理生成管理數據存儲在自身的存儲器中，控制光口裝置12、 電口裝置13的使能/禁止以及工作方式配置等操作，它通常用單片機 編程來實現。
現有的乙太網光電轉換器只能進行用戶數據的轉發。通常光電轉 換器的組網方式是點對點結構，近端光電轉換器通過機架進行統一管 理，遠端光電轉換器獨立存在。遠端光電轉換器一般沒有加入網管， 這就造成通訊運營上在設備管理上的盲區。
為實現對遠端光電轉換器的管理，有部分廠商將每個遠端光電轉 換器添加了CPU等部件，設定為一個管理節點，擁有IP位址，支持 S畫P協議；這種方式由於成本高，佔用IP資源和較多的帶寬資源， 在我國這樣一個IP資源極度缺乏的國家來說，用戶也是難以接受的， 所以並沒有得到廣泛的應用。

實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種能夠監測遠端光電轉換器狀態 信息，在低成本且集中管理的情況下，利用近端光電轉換器對遠端光 電轉換器實現遠程管理的系統。
為實現上述目的，本實用新型主要由遠端光電轉換器和近端光電 轉換器組成，該遠端、近端光電轉換器主要由監控裝置、光口裝置、 交換裝置、電口裝置和管理數據處理裝置組成
其中光口裝置將從光線路接收的數據幀或管理幀，先經串/並轉 換器做串並轉化，再經編解碼器解碼後，交付給管理數據處理裝置； 同時對從管理數據處理裝置接收的數據幀或管理幀先經編解碼器編 碼，再經串/並轉換器做並串轉化後再發到光線路上；
電口裝置將對從電線路接收的數據幀或管理幀先經串/並轉換器 做串並轉化，再經編解碼器解碼後，交付給交換裝置；同時對從交換 裝置接收的數據幀或管理幀先經編解碼器編碼，再經串/並轉換器做 並串轉化後發送到電線路上；
交換裝置與所述電口裝置相連進行數據幀或管理幀交互；
監控裝置與所述的光口裝置、電口裝置和管理數據處理裝置相 連，定期採集光口裝置和電口裝置的工作狀態信息以及工作環境、溫 度信息等參數的監測和採集，把採集的信息生成管理數據寫入到管理 數據處理裝置中，並從管理數據處理裝置中讀出管理數據；
管理數據處理裝置用於把從監控裝置中接收的管理數據組建為 管理幀，等到網絡空閒時，將管理幀插入到數據幀的隊列中，通過光 口裝置發送到對端的光電轉換器中，不影響數據幀的正常傳輸；同時從光口裝置接收發送過來的管理幀和數據幀，攔截管理幀並還原出管 理數據保存、通知監控裝置來讀取，並放行數據幀，使之發送到交換 裝置中。
該管理數據處理裝置包括接收模塊、發送模塊、控制模塊、寄存
器、單片機接口和時鐘管理模塊；其中，該接收模塊接收管理幀和數 據幀，區分出是管理幀還是數據幀；是管理幀流向寄存器，是數據幀 通過發送模塊放行數據幀；該單片機接口還包括接收寄存器和發送寄 存器，近端光電轉換器上的監控裝置定時採集近端管理數據處理裝置 內接收寄存器存儲的管理數據；遠端光電轉換器的監控裝置定時將管 理數據存入遠端管理數據處理裝置上的發送寄存器；近端的管理數據 處理裝置的接收寄存器中接收來自遠端的管理數據處理裝置發送寄 存器上的管理數據；時鐘管理模塊管理系統中的各種時鐘，為控制模 塊提供它所需要的時鐘信號，同時控制模塊用於產生寄存器模塊所需 要的地址、使能信號和時鐘信號；根據接收到的命令觸發管理幀的發 送。
採用上述方案後，由於本實用新型利用近端光電轉換器來管理遠 端光電轉換器，在近端和遠端的光電轉換器上配置管理數據處理裝 置，在數據幀通訊的間隙中插入管理幀，並實現它們之間的帶內通訊 協議，包括Get、 Set和Trap信息報文傳遞，這樣近端光電轉換器就 可以實時地獲得遠端光電轉換器的運行狀態信息，網管系統也可以通 過近端光電轉換器來對遠端光電轉換器進行設置，從而就可以達到利 用近端光電轉換器來管理遠端光電轉換器的目的，實現在低成本(成 本也比原來降低了近40% )且集中管理的情況下實現對遠端光電轉 換器的管理。本實用新型為用戶端光電轉換器的遠程網管提供了不佔 用IP資源、利用較少的帶寬、而且經濟有效的實現方法。
光電轉換器作為乙太網寬帶接入的主要設備，市場需求量大，國 內年需求量500多萬臺，產值近30億。低成本的可遠端網管的光電 轉換器的需求前景非常廣闊，將為國家的光纖通訊網絡建設提供具有 國內領先水平和獨立智慧財產權的智能光通訊產品。電信運營商通過可 遠端網管的光電轉換器，可以擴大維護半徑，提高工作效率，降低維 護成本，並為及時開展業務提供有效支撐。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。


圖l是現有乙太網光電轉換器的功能模塊組成框圖； 圖2是本實用新型的整體結構框圖3是本實用新型管理數據處理裝置的功能模塊組成框圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型主要由遠端光電轉換器1和近端光電轉 換器2組成，該遠端、近端光電轉換器l、 2主要由監控裝置20、光 口裝置22、交換裝置21、電口裝置23和管理數據處理裝置24組成
其中光口裝置22中主要包括串/並轉換器和編解碼器，主要用於 對從光線路接收的數據幀或管理幀先經串/並轉換器做串並轉化，再 經編解碼器解碼後，交付給管理數據處理裝置24;同時對從管理數 據處理裝置24接收的數據幀或管理幀先經編解碼器編碼，再經串/ 並轉換器做並串轉化後再發到光線路上；
電口裝置23中主要包括串/並轉換器和編解碼器，主要用於對從 電線路接收的數據幀或管理幀先經串/並轉換器做串並轉化，再經編 解碼器解碼後，交付給交換裝置21;同時對從交換裝置21接收的數 據幀或管理幀先經編解碼器編碼，再經串/並轉換器做並串轉化後發 送到電線路上；
交換裝置21與所述電口裝置23相連進行數據幀或管理幀交互， 並對數據幀或管理幀進行存儲轉發、流量控制和直接轉發處理，其內 部含有數據緩衝存儲器，可以消除光線路和電線路數據傳輸速率不同 而造成的數據傳輸速率不匹配問題，同樣也可對兩側連接網絡速率相 同的數據幀或管理幀進行存儲轉發處理；
監控裝置20與所述的光口裝置22、電口裝置23和管理數據處 理裝置24相連，主要用於監測、控制和交換管理數據等功能，監測 功能主要是完成光口裝置22和電口裝置23的工作狀態信息以及工作 環境、溫度信息等參數的監測和採集，並把採集的信息生成管理數據 保存在自身含有的存儲器中；控制功能主要完成光口裝置22和電口 裝置23的使能/禁止以及工作方式配置等；交換管理數據功能指完成 把管理數據寫入到管理數據處理裝置24中，並從管理數據處理裝置 24中讀出管理數據；
管理數據處理裝置24用於把從監控裝置20中接收的管理數據組 建為管理幀，等到網絡空閒時，將管理幀插入到數據幀的隊列中，通 過光口裝置22發送到對端的光電轉換器中，不影響數據幀的正常傳 輸；同時從光口裝置22接收發送過來的管理幀和數據幀，攔截管理 幀並還原出管理數據保存、通知監控裝置20來讀取，並放行數據幀， 使之發送到交換裝置21中。
其中，如圖3所示，該管理數據處理裝置24包括接收^^塊241、 發送模塊242、控制模塊243、寄存器245、單片機接口 246和時鐘 管理模塊247。
該接收模塊241用於接收管理幀和數據幀，攔截管理幀，流向放
行數據幀、分析管理幀的類型並處理管理幀。
該發送模塊242用於將數據和管理幀發送出去。
該控制模塊243用於產生讀寫寄存器模塊245所需要的地址、使 能信號和時鐘信號；根據接收到的命令觸發管理幀的發送；
該寄存器245用於暫存接收到的和將要發送的管理數據；
該單片機接口 246用來提供一個管理接口，其中包含的接收寄存 器246A和發送寄存器246B。
該時鐘管理模塊247用於從系統時鐘產生控制模塊243所需的時 鍾；使系統中各部分時鐘保持同步狀態；
該接收模塊241接收管理幀和數據幀，區分出是管理幀還是數據 幀；是管理幀流向寄存器，是數據幀通過發送模塊242放行數據幀； 該單片機接口 246還包括接收寄存器246A和發送寄存器246B，近端 光電轉換器2上的監控裝置20定時採集近端管理數據處理裝置24內 接收寄存器246A存儲的管理數據；遠端光電轉換器1的監控裝置20 定時將管理數據存入遠端管理數據處理裝置24上的發送寄存器 246B;近端的管理數據處理裝置24的接收寄存器中246A接收來自遠 端的管理數據處理裝置24發送寄存器246B上的管理數據。
攔截管理幀、放行數據幀流程連接光口裝置22的接收模塊241 在識別PMRXDV信號有效以後的某一時序去判斷數據總線PMRXD的值， 就可以區分出是管理幀還是數據幀；數據進入接收模塊241後有一個 多路開關，它根據是管理幀還是數據幀來切換數據流向，其中管理幀 流向管理幀通道的寄存器245，數據幀通過數據幀通道的發送模塊 242交付給交換裝置21，通過這樣實現攔截管理幀和放行數據幀。
管理幀產生流程單片機接口 246將管理數據存放在寄存器245 中，在特定時刻根據802. 3規定的時序要求，通過發送模塊242先發 送固定的管理幀幀頭，後接著管理數據和幀尾，如此完成一個完整的 管理幀產生和發送過程。
將管理幀還原成管理數據的流程在攔截到管理幀後，通過CRC 校驗，如果生成的校驗碼和幀尾不一致表明傳輸過程中發生錯誤，應 丟棄該幀；如果一致，將幀頭和幀尾以外的數據(即管理數據)寫到 寄存器245中供監控裝置20查詢。
本實用新型的工作原理本實用新型利用近端光電轉換器2來管 理遠端光電轉換器l，在數據幀通訊的間隙中插入管理幀，並實現它 們之間的帶內通訊協議，包括Get 、 Set和Trap信息報文傳遞，這樣 近端光電轉換器2就可以實時地獲得遠端光電轉換器1的運行狀態信 息，網管系統也可以通過近端光電轉換器2來對遠端光電轉換器1進 行設置，從而就可以達到利用近端光電轉換器2來管理遠端光電轉換 器1的目的。
近端光電轉換器2與遠端光電轉換器1是這樣傳輸數據的
1 、近端光電轉換器2上的監控裝置20定時採集近端管理數據 處理裝置24內接收寄存器246A存儲的管理數據；遠端光電轉換器1 的監控裝置20定時將管理數據存入遠端管理悽t據處理裝置24上的發 送寄存器246B。
2 、近端光電轉換器2獲取遠端光電轉換器1的信息(G e t )。 當近端光電轉換器2上的監控裝置20監測到本地光口裝置22連接狀 態由Of f變為On時，主動向近端管理悽t據處理裝置24發出請求
(獲取)遠端光電轉換器1管理數據的指令，近端管理數據處理裝置 24得到指令後，將指令發送至遠端的管理數據處理裝置24上，然後 遠端的管理數據處理裝置24將存在於遠端的發送寄存器246B上的管 理數據發送至近端的管理數據處理裝置24的接收寄存器246A中。近 端的管理數據處理裝置24確認數據收到後，及時發送校驗幀(包含 接收的數據)給遠端的管理數據處理裝置24，遠端的管理數據處理 裝置24收到後確定信息無誤就不做任何操作，如果發現發送出去的 數據和校驗幀的數據有誤，則遠端的管理數據處理裝置24再將管理 數據發送至近端的管理數據處理裝置24的接收寄存器246A中。
3 、近端光電轉換器2設置遠端光電轉換器1的狀態(S e t )。 當網管系統需要設置遠端光電轉換器1信息時，近端光電轉換器2上 的監控裝置20向近端的管理數據處理裝置24發出修改遠端光電轉換 器l信息的指令，近端管理數據處理裝置24得到指令後，將指令發 送至遠端的管理數據處理裝置24的接收寄存器246A中。遠端光電轉 換器1上的監控裝置20監測到後就處理相應的修改操作。修改成功 後反饋校驗幀給遠端的管理數據處理裝置24。
4、 告警指示消息(Trap):當遠端光電轉換器1出現某些致命 錯誤時(或者錯誤消除時)，由遠端光電轉換器1主動向近端光電轉 換器2發起Trap消息；近端光電轉換器1收到此Trap消息後將此消 息上報網管代理，再由代理模塊上報網管平臺；
5、 網管信息上報消息(NMI - UPSEND ):遠端光電轉換器1周期 性地對其保存的管理數據進行刷新，當管理數據有變化時，就向近端 光電轉換器2上報。當遠端光電轉換器1內的管理數據發生變化時， 遠端光電轉換器1的管理數據處理裝置24將存在於遠端的發送寄存 器246B上的管理數據發送至近端光電轉換器2的管理數據處理裝置 24的接收寄存器246A上。
權利要求1、對用戶端光電轉換器實現遠程管理的系統，其特徵在於主要由遠端光電轉換器和近端光電轉換器組成，該遠端、近端光電轉換器主要由監控裝置、光口裝置、交換裝置、電口裝置和管理數據處理裝置組成其中光口裝置將從光線路接收的數據幀或管理幀，先經串/並轉換器做串並轉化，再經編解碼器解碼後，交付給管理數據處理裝置；同時對從管理數據處理裝置接收的數據幀或管理幀先經編解碼器編碼，再經串/並轉換器做並串轉化後再發到光線路上；電口裝置將對從電線路接收的數據幀或管理幀先經串/並轉換器做串並轉化，再經編解碼器解碼後，交付給交換裝置；同時對從交換裝置接收的數據幀或管理幀先經編解碼器編碼，再經串/並轉換器做並串轉化後發送到電線路上；交換裝置與所述電口裝置相連進行數據幀或管理幀交互；監控裝置與所述的光口裝置、電口裝置和管理數據處理裝置相連，定期採集光口裝置和電口裝置的工作狀態信息以及工作環境、溫度信息等參數的監測和採集，把採集的信息生成管理數據寫入到管理數據處理裝置中，並從管理數據處理裝置中讀出管理數據；管理數據處理裝置用於把從監控裝置中接收的管理數據組建為管理幀，等到網絡空閒時，將管理幀插入到數據幀的隊列中，通過光口裝置發送到對端的光電轉換器中，不影響數據幀的正常傳輸；同時從光口裝置接收發送過來的管理幀和數據幀，攔截管理幀並還原出管理數據保存、通知監控裝置來讀取，並放行數據幀，使之發送到交換裝置中。
2、 根據權利要求1所述的對用戶端光電轉換器實現遠程管理的 系統，其特徵在於該管理數據處理裝置包括接收模塊、發送模塊、 控制模塊、寄存器、單片機接口和時鐘管理模塊；其中，該接收模塊接收管理幀和數據幀，區分出是管理幀還是數 據幀；是管理幀流向寄存器，是數據幀通過發送模塊放行數據幀；該 單片機接口還包括接收寄存器和發送寄存器，近端光電轉換器上的監 控裝置定時採集近端管理數據處理裝置內接收寄存器存儲的管理數 據；遠端光電轉換器的監控裝置定時將管理數據存入遠端管理數據處 理裝置上的發送寄存器；近端的管理數據處理裝置的接收寄存器中接 收來自遠端的管理數據處理裝置發送寄存器上的管理數據；時鐘管理 模塊管理系統中的各種時鐘，為控制模塊提供它所需要的時鐘信號， 同時控制模塊用於產生寄存器模塊所需要的地址、使能信號和時鐘信 號；根據接收到的命令觸發管理幀的發送。
專利摘要本實用新型公開了對用戶端光電轉換器實現遠程管理的系統，主要由遠端和近端光電轉換器組成，該遠端、近端光電轉換器主要由監控裝置、光口裝置、交換裝置、電口裝置和管理數據處理裝置組成該管理數據處理裝置把從監控裝置中接收的管理數據組建為管理幀，將管理幀插入到數據幀的隊列中，通過光口裝置發送到對端的光電轉換器中，不影響數據幀的正常傳輸；同時從光口裝置接收發送過來的管理幀和數據幀，攔截管理幀並還原出管理數據，並放行數據幀。這樣近端光電轉換器就可以實時地獲得遠端光電轉換器的運行狀態信息，網管系統也可以通過近端光電轉換器來對遠端光電轉換器進行設置，從而就可以達到利用近端光電轉換器來管理遠端光電轉換器的目的。
文檔編號H04B10/08GK201066848SQ200720007828
公開日2008年5月28日 申請日期2007年8月1日 優先權日2007年8月1日
發明者佘美猴, 呂東海, 銳 張, 李亞樓, 洪亞德, 翁錦祥 申請人:廈門福信光電集成有限公司