CN110380916A - 自适应切换的以太网交叉冗余备份***和方法 - Google Patents

自适应切换的以太网交叉冗余备份***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自适应切换的以太网交叉冗余备份***和方法，包括独立供电的主份电路和备份电路；主份电路和备份电路中均包含有冗余控制模块；主份电路还包括光纤物理通道M_A和光纤物理通道M_B；备份电路还包括光纤物理通道S_A和光纤物理通道S_B；光纤物理通道M_A、光纤物理通道S_A均与网络交换机主份连接，光纤物理通道M_B、光纤物理通道S_B均与网络交换机备份连接；冗余控制模块用于实现各个光纤物理通道的自适应切换。本发明提高了接口电路和拓扑可靠性，适于宇航等高可靠应用领域；可以在链路出现问题时进行自适应切换，提高了切换的实时性、灵活性和有效性，避免了切换过程中链路中断导致大量数据丢失。

Description

自适应切换的以太网交叉冗余备份***和方法
技术领域
本发明涉及网络技术领域，具体地，涉及自适应切换的以太网交叉冗余备份***和方法。
背景技术
以太网作为商用成熟总线技术，具有拓扑结构灵活、吞吐量大、支持光纤传输等诸多优势。在宇航应用中，以太网技术面临的首要问题是如何提高以太网接口的可靠性。在宇航等高可靠应用领域，为提高***接口可靠性，通常采用硬件上交叉冗余备份的方法。传统LVDS、RS422等接口多用物理层的备份方式，直接将主、备份的接口信号经内部接插件和接口芯片连接在一起，通过指令进行主备切换，此方法占用大量的印制板空间，拓扑结构复杂，切换过程复杂，不适于以太网高速传输接口。
在当前工业领域针对可靠应用的冗余备份网口中，一般直接采用多块网卡并行工作的方式来提高可靠性，因此缺乏***层连接拓扑可靠性的考虑。另外，在网口切换方式上，通常为应用层软件切换或基于物理层PHY芯片的链路状态进行切换。应用层切换的切换时间长，实时性低，切换过程必然造成大量数据丢失；而物理层切换虽提高了切换实时性，但简单通过判断物理链路通断状态进行切换，造成了切换判据单一，导致链路检测和切换的有效性和灵活性较低。
因此，针对高可靠宇航应用的特殊要求，当前还还缺乏***互连可靠性高、实时性高、灵活有效的以太网备份电路及切换控制方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自适应切换的以太网交叉冗余备份***和方法。
第一方面，本发明提供的一种自适应切换的以太网交叉冗余备份***，包括：独立供电的主份电路和备份电路；所述主份电路和备份电路中均包含有冗余控制模块；所述主份电路还包括光纤物理通道M_A和光纤物理通道M_B；所述备份电路还包括光纤物理通道S_A和光纤物理通道S_B；所述光纤物理通道M_A、所述光纤物理通道S_A通道均与网络交换机主份连接，所述光纤物理通道M_B、光纤物理通道S_B均与网络交换机备份连接；所述网络交换机采用热备份方式；其中，所述冗余控制模块用于实现各个光纤物理通道的自适应切换。
可选地，所述冗余模块，具体用于：
若光纤物理通道M_A出现故障时，自动切换至光纤物理通道M_B；若光纤物理通道M_B出现故障，则自动切换至光纤物理通道M_A；
若光纤物理通道M_A和光纤物理通道M_B均存在故障时，可在主备电路切换模块控制下切换到备份电路，并自动切换至光纤物理通道S_A；若光纤物理通道S_A存在故障，则自动切换至光纤物理通道S_B。
可选地，所述光纤物理通道M_A包括依次通信连接的光电转换模块U1M_A、PHY芯片U2M_A、MAC控制器U3M_A；所述MAC控制器U3M_A与冗余控制模块U4M通信连接；
所述光纤物理通道M_B包括依次通信连接的光电转换模块U1M_B、PHY芯片U2M_B、MAC控制器U3M_B；所述MAC控制器U3M_B与冗余控制模块U4M通信连接；
所述光纤物理通道S_A包括依次通信连接的光电转换模块U1S_A、PHY芯片U2S_A、MAC控制器U3S_A；所述MAC控制器U3S_A与冗余控制模块U4S通信连接；
所述光纤物理通道S_B包括依次通信连接的光电转换模块U1S_B、PHY芯片U2S_B、MAC控制器U3S_B；所述MAC控制器U3S_B与冗余控制模块U4S通信连接。
可选地，主份电路还包括：用户逻辑U5M和链路状态遥测处理模块U6M；其中，所述MAC控制器U3M_A、所述MAC控制器U3M_B、所述冗余控制模块U4M、所述用户逻辑U5M、所述链路状态遥测处理模块U6M通过可编程逻辑器件实现；
备份电路还包括：用户逻辑U5S和链路状态遥测处理模块U6S；其中，所述MAC控制器U3S_A、所述MAC控制器U3S_B、所述冗余控制模块U4S、所述用户逻辑U5S、所述链路状态遥测处理模块U6S通过可编程逻辑器件实现。
可选地，所述光电转换模块U1M_A、所述光电转换模块U1M_B、所述光电转换模块U1S_A、所述光电转换模块U1S_B用于执行高速串行差分电信号和适于光纤传输的光信号之间的转换；
所述PHY芯片U2M_A、所述PHY芯片U2M_B、所述PHY芯片U2S_A、所述PHY芯片U2S_B用于实现IEEE802.3定义的以太网物理层标准，支持1000BASE-X光纤接口；
所述MAC控制器U3M_A、所述MAC控制器U3M_B、所述MAC控制器U3S_A、所述MAC控制器U3S_B用于实现IEEE802.3定义的以太网数据链路层控制标准；
所述冗余控制模块U4M、所述冗余控制模块U4S用于实现光纤物理通道间的自适应切换，并为上层用户逻辑屏蔽以太网物理层的备份功能；
所述用户逻辑U5M、所述用户逻辑U5S用于实现高层TCP/IP协议处理和用户自定义的其他功能；
所述链路状态遥测处理模块U6M、所述链路状态遥测处理模块U6S用于根据所述冗余控制模块U4M、所述冗余控制模块U4S提供的链路状态信息，对产生的遥测数据进行打包下传，使得地面控制中心或星上设备根据所述遥测信息控制主份电路和备份电路的电源开关，执行对主份电路和备份电路的切换控制。
第二方面，本发明提供一种自适应切换的以太网交叉冗余备份方法，应用在第一方面中任一项所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份***中，所述方法包括：
S1：主份电路或者备份电路加电之后，切换到默认光纤物理通道，并启动定时计数器，计数器的溢出时间阈值为Tov，执行步骤S2；
S2：读取物理层PHY芯片的状态，判断光纤物理通道是否断开，若断开，则执行步骤S4，若未断开，则执行步骤S3；
S3：判断是否接收到以太网包，若接收到以太网包，则执行步骤S5；若未接收到以太网包，则判断所述计数器的计数时间是否超过阈值Tov，若超出阈值，则执行步骤S4，若未超出阈值，则返回执行步骤S2；
S4：切换至另一光纤物理通道，并返回执行步骤S2；
S5：对所述以太包中的数据进行错帧检查，并根据检查结果进行错帧率计算，若错帧率达到阈值Pe，则返回执行步骤S4；若错帧率未达到阈值，则执行步骤S6；
S6：对所述以太包中的数据类型及合法性进行检查，并根据检查结果进行误帧率计算，若误帧率达到阈值Pm，则返回执行步骤S4；若误帧率未达到阈值Pm，则返回执行步骤S2。
可选地，所述溢出时间阈值Tov、错帧率阈值Pe和误帧率阈值Pm三个参数为可调参数。
可选地，所述错帧检查是指：基于以太网帧格式中的CRC校验，用于对每个接收到的以太网包按照协议进行CRC计算，将计算结果与包中的CRC区域进行比较，若不相同，则判定对应帧为错帧。
可选地，所述误帧检查是指：基于以太网帧格式和类型检查，若以太网帧格式和类型与预设条件不符，则判定对应帧为误帧。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的自适应切换的以太网交叉冗余备份***，通过设置主备电路的内部双通道备份以及与交换机之间的交叉连接备份，大大提高了接口电路和拓扑可靠性，适于宇航等高可靠应用领域。本发明可以在链路出现问题时进行自适应切换，无需人为发送指令进行切换，切换时间为纳秒级，大大提高了切换的实时性、灵活性和有效性，避免了切换过程中链路中断导致大量数据丢失。
另外，在可选方案中，本发明的自适应切换通过冗余控制模块实现，该模块为上层用户提供统一网络层接口，使得底层切换对上层用户透明，不需更改原有用户层的设计，方便了用户逻辑的移植和实现；MAC控制器、冗余控制模块和用户逻辑等关键模块均在FPGA内部实现，具有较强的灵活性、可移植性和可扩展性，可采用高等级抗辐射FPGA芯片配合回读刷新等可靠性加固措施，适于宇航等高可靠领域的应用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的自适应切换的以太网交叉冗余备份***的原理框图；
图2为本发明提供的冗余控制模块的原理框图；
图3为本发明提供的自适应切换的以太网交叉冗余备份方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明提供的自适应切换的以太网交叉冗余备份***的原理框图；如图1所示，可以包括主份电路和备份电路，其中主份电路包含光纤物理通道M_A和光纤物理通道M_B；备份电路包含光纤物理通道S_A和光纤物理通道S_B；光纤物理通道M_A、光纤物理通道S_A通道均与网络交换机主份连接，光纤物理通道M_B、光纤物理通道S_B通道均与网络交换机备份连接。两个交换机均采用热备份方式。
参见图1，主份电路和备份电路采用完全相同的硬件设计，主份电路和备份电路主要包括光电转换模块、PHY芯片、MAC控制器、冗余控制模块、用户逻辑等功能模块。每个光纤通道均实现1路标准1000BASE-X光纤以太网接口处理。
具体地，主份电路包括：光电转换模块U1M_A/U1M_B、PHY芯片U2M_A/U2M_B、MAC控制器U3M_A/U3M_B、冗余控制模块U4M、用户逻辑U5M和链路状态遥测处理模块U6M。备份电路包括：光电转换模块U1S_A/U1S_B、PHY芯片U2S_A/U2S_B、MAC控制器U3S_A/U3S_B、冗余控制模块U4S、用户逻辑U5S和链路状态遥测处理模块U6S。MAC控制器、冗余控制模块、用户逻辑和和链路状态遥测处理模块通过可编程逻辑器件(FPGA)实现。可选地，可以采用高等级抗辐射FPGA芯片配合回读刷新等加固措施提高***可靠性，适于宇航应用。
本实施例中，光电转换模块用于实现光电信号转换，完成高速串行差分电信号和适于光纤传输的光信号之间的转换，光模块传输速率不低于1.25Gbps；所述PHY芯片用于以太网物理层协议实现，符合IEEE802.3定义的以太网物理层标准，支持1000BASE-X光纤接口。MAC控制器实现以太网链路层协议处理，符合IEEE802.3定义的以太网数据链路层控制标准。冗余控制模块实现2个网络通道间的自适应切换，同时为上层用户逻辑屏蔽以太网物理层的备份功能。用户逻辑实现高层TCP/IP协议处理和用户自定义其他功能。链路状态遥测处理模块根据冗余控制模块提供的链路状态信息，产生相应的遥测进行打包下传，地面控制中心或星上设备根据此遥测信息控制主备电路的电源开关，从而对电路的主备份进行切换控制。
本实施例中，所述光电转换模块与PHY芯片间采用差分串行信号；PHY芯片与MAC控制器之间采用GMII/RGMII标准通信接口。MAC控制器与冗余控制模块之间、冗余控制模块与用户逻辑之间均采用相同的标准网络层接口。冗余控制模块根据物理层PHY芯片链路状态和链路层数据检测情况进行自动决策，在链路出现问题或中断情况下自适应切换到另一通道。
本实施例中，冗余控制模块包含数据缓存和切换保护模块，冗余控制模块为上层用户逻辑提供单一接口，采用标准的网络层时钟、数据、使能和控制接口，切换过程中保证数据包的连续性和稳定性，使得网口切换过程相对于用户层透明。
可选地，光电转换模块与PHY芯片间采用差分串行信号，包含TX+、TX-(发送)和RX+、RX-(接收)两组信号，通常采用CML电平，通过交流耦合方式连接；PHY芯片与MAC控制器之间采用GMII/RGMII标准通信接口，发送接口包含TX_CLK，TX_DATA[7：0]，TX_ERR，TX_EN信号，接收接口包含RX_CLK，RX_DATA[7∶0]，RX_ERR，RX_EN信号；所述MAC控制器与冗余控制模块之间、冗余控制模块与用户逻辑之间均采用相同的标准网络层接口。
本实施例中，冗余控制模块根据物理层PHY芯片链路状态和链路层数据检测情况进行自动决策，在链路出现问题或中断情况下自适应切换到另一通道，不需要人为指令干预。主份或备份电路中两个光纤网络通道同时工作，交换机采用热备份方式，使得冗余控制模块进行链路切换时网络连接无需中断，可快速建立数据通信。
具体地，初始时，主份电路加电，光纤物理通道M_A通道与网络交换机主份连接，光纤物理通道M_B通道与网络交换机备份连接。由于网络交换机为热备，因此光纤物理通道M_A通道和光纤物理通道M_B通道均有以太网数据通信。冗余控制模块在初始时只选择一个通道(假设默认为M_A)的数据，将另一通道数据屏蔽，用户逻辑通过光纤物理通道M_A与网络交换机主份建立数据通信。通信过程中，若光纤物理通道M_A发生故障，产生的通信错帧、误帧数或通信中断时间达到冗余控制模块的切换阈值时，冗余控制模块自动屏蔽光纤物理通道M_A数据并切换到光纤物理通道M_B，使得用户逻辑通过光纤物理通道M_B与网络交换机备份建立数据通信。由于链路层项用户层提供统一网络层接口，故这一切换过程对用户层透明。
进一步地，当光纤物理通道M_B通信发生故障时，冗余控制模块基于上述同样的策略，再次切换到光纤物理通道M_A通道。同时，链路状态遥测处理模块将切换状态打包下传，地面控制中心或星上设备根据此遥测信息控制主备电路的电源开关，从而对电路的主备份进行切换控制。当主份电路的两个通道均产生故障时，可根据使用环境，通过电源电路自主决策切换到备份电路。此时，主份电路断电，备份电路加电，光纤物理通道S_A与网络交换机主份连接，光纤物理通道S_B与网络交换机备份连接，分别用于与网络交换机的主备份机建立数据通信。同样，通信过程中，若光纤物理通道S_A或光纤物理通道S_B发生故障，备份电路中冗余控制模块自动在两个通道间进行切换。
本实施例，通过相同的主份电路和备份电路实现网络接口的冗余备份，同时通过主份和备份电路内部包含的两个独立的物理通道实现网络接口的交叉备份，使得接口电路与交换机之间任意二个主备接口均可进行网络通信，大大提高了拓扑结构的可靠性。
图2为本发明提供的冗余控制模块的原理框图；如图2所示，主要包括接口处理、数据缓存、数据判决、链路选择、定时器等功能模块。网络数据收发过程如下：
(1)网络数据接收时，数据经链路层接口处理后存入数据缓存，链路选择模块从当前工作通道对应的缓存中读取数据并送往用户接口缓存，最终经用户接口处理模块输出给用户层。数据接收的同时，数据判决模块会对数据进行错帧、误帧检查，同时启动定时器计数，链路选择模块根据数据检查结果和定时器状态决策是否切换通道。
(2)网络数据发送时，数据由用户接口处理模块接收并存入缓存，链路选择模块从缓存中读取数据，并将其写入当前工作通道对应的数据缓存中，最终由链路层接口处理模块发送到链路层。
冗余控制模块隔离了用户层和链路层，使得链路层以下的物理切换过程对用户层透明，而且通过模块内部的缓存和切换逻辑，保证了切换过程的平滑，不会造成数据错乱和丢失。
图3为本发明提供的自适应切换的以太网交叉冗余备份方法的流程示意图；如图3所示，冗余控制模块的控制方法包括如下步骤：
S1：电路加电后，冗余控制模块切换到默认网络通道，并启动定时计数器，计数器的溢出时间阈值为Tov，跳至步骤S2；
S2：读取物理层PHY芯片状态，判断链路是否断开(即LINK DOWN)，若断开，则跳至步骤S4，若未断开，则跳至步骤S3；
S3：判断是否接收到以太网包，若接收到以太网包，则跳至步骤S5；若未接收到以太网包，则判断定时计数器计数时间是否超过阈值Tov(即溢出)，若超出阈值，则跳至步骤S4，若未超出阈值，则跳至步骤S2；
S4：冗余控制模块切换至另一网络通道，并跳至步骤S2；
S5：对数据进行错帧检查，并根据检查结果进行错帧率计算，若错帧率达到阈值Pe，则跳至步骤S4；若错帧率未达到阈值，则跳至步骤S6；
S6：对以太网数据类型及合法性进行检查，并根据检查结果进行误帧率计算，若误帧率达到阈值Pm，则跳至步骤S4；若误帧率未达到阈值Pm，则跳至步骤S2。
溢出时间阈值Tov，错帧率阈值Pe和误帧率阈值Pm三个参数为可变参数，某宇航型号中，设置Tov＝1s，Pe＝10-8，Pm＝10-12，确保了物理链路有较高的可靠性。
本实施例中，溢出时间阈值Tov，错帧率阈值Pe和误帧率阈值Pm三个参数为可变参数，可根据具体***的应用环境和使用要求综合确定。
本实施例中，错帧检查基于以太网帧格式中的CRC校验，对每个接收的以太网包按照协议进行CRC计算，将计算结果与包中的CRC区域进行比较，若不相同，则判定该帧为错帧。
具体地，计算多项式为：G(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x1+x0，将计算结果与包中的CRC区域进行比较，若不相同，则判定该帧为错帧。
本实施例中，误帧检查基于以太网帧格式和类型检查，利用太网帧格式中的“类型/帧长”、“物理地址”等字段信息进行误帧检查，若与预设条件不符，则判定该帧为误帧。其中，预设条件如下：
(1)源物理地址或目的物理地址与规定值不匹配；
(2)收到的数据包包长小于64字节；
(3)当“帧长”字段为0x0000到0x002D之间，但没有按照协议要求进行最短帧填充；
(4)当“帧长”字段为0x002E到0x0600之间，但实际帧长与该字段指示不一致；
(5)“类型”字段为0x0806(ARP包)和0x0800(IP包)以外的值。
需要说明的是，本发明提供的所述自适应切换的以太网交叉冗余备份方法中的步骤，可以利用所述自适应切换的以太网交叉冗余备份***中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照所述***的技术方案实现所述方法的步骤流程，即，所述***中的实施例可理解为实现所述方法的优选例，在此不予赘述。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的***及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种自适应切换的以太网交叉冗余备份***，其特征在于，包括：独立供电的主份电路和备份电路；所述主份电路和备份电路中均包含有冗余控制模块；所述主份电路还包括光纤物理通道M_A和光纤物理通道M_B；所述备份电路还包括光纤物理通道S_A和光纤物理通道S_B；所述光纤物理通道M_A、所述光纤物理通道S_A均与网络交换机主份连接，所述光纤物理通道M_B、光纤物理通道S_B均与网络交换机备份连接；所述网络交换机采用热备份方式；其中，所述冗余控制模块用于实现各个光纤物理通道的自适应切换。
2.根据权利要求1所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份***，其特征在于，所述冗余模块，具体用于：
若光纤物理通道M_A出现故障时，自动切换至光纤物理通道M_B；若光纤物理通道M_B出现故障，则自动切换至光纤物理通道M_A；
若光纤物理通道M_A和光纤物理通道M_B均存在故障时，则在主备电路切换模块控制下切换到备份电路，并自动切换至光纤物理通道S_A；若光纤物理通道S_A存在故障，则自动切换至光纤物理通道S_B。
3.根据权利要求1所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份***，其特征在于，
所述光纤物理通道M_A包括依次通信连接的光电转换模块U1M_A、PHY芯片U2M_A、MAC控制器U3M_A；所述MAC控制器U3M_A与冗余控制模块U4M通信连接；
所述光纤物理通道M_B包括依次通信连接的光电转换模块U1M_B、PHY芯片U2M_B、MAC控制器U3M_B；所述MAC控制器U3M_B与冗余控制模块U4M通信连接；
所述光纤物理通道S_A包括依次通信连接的光电转换模块U1S_A、PHY芯片U2S_A、MAC控制器U3S_A；所述MAC控制器U3S_A与冗余控制模块U4S通信连接；
所述光纤物理通道S_B包括依次通信连接的光电转换模块U1S_B、PHY芯片U2S_B、MAC控制器U3S_B；所述MAC控制器U3S_B与冗余控制模块U4S通信连接。
4.根据权利要求3所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份***，其特征在于，
主份电路还包括：用户逻辑U5M和链路状态遥测处理模块U6M；其中，所述MAC控制器U3M_A、所述MAC控制器U3M_B、所述冗余控制模块U4M、所述用户逻辑U5M、所述链路状态遥测处理模块U6M通过可编程逻辑器件实现；
备份电路还包括：用户逻辑U5S和链路状态遥测处理模块U6S；其中，所述MAC控制器U3S_A、所述MAC控制器U3S_B、所述冗余控制模块U4S、所述用户逻辑U5S、所述链路状态遥测处理模块U6S通过可编程逻辑器件实现。
5.根据权利要求4所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份***，其特征在于，
所述光电转换模块U1M_A、所述光电转换模块U1M_B、所述光电转换模块U1S_A、所述光电转换模块U1S_B用于执行高速串行差分电信号和适于光纤传输的光信号之间的转换；
所述PHY芯片U2M_A、所述PHY芯片U2M_B、所述PHY芯片U2S_A、所述PHY芯片U2S_B用于实现IEEE802.3定义的以太网物理层标准，支持1000BASE-X光纤接口；
所述MAC控制器U3M_A、所述MAC控制器U3M_B、所述MAC控制器U3S_A、所述MAC控制器U3S_B用于实现IEEE802.3定义的以太网数据链路层控制标准；
所述冗余控制模块U4M、所述冗余控制模块U4S用于实现光纤物理通道间的自适应切换，并为上层用户逻辑屏蔽以太网物理层的备份功能；
所述用户逻辑U5M、所述用户逻辑U5S用于实现高层TCP/IP协议处理和用户自定义的其他功能；
所述链路状态遥测处理模块U6M、所述链路状态遥测处理模块U6S用于根据所述冗余控制模块U4M、所述冗余控制模块U4S提供的链路状态信息，对产生的遥测数据进行打包下传，使得地面控制中心或星上设备根据所述遥测信息控制主份电路和备份电路的电源开关，执行对主份电路和备份电路的切换控制。
6.一种自适应切换的以太网交叉冗余备份方法，其特征在于，应用在权利要求1-5中任一项所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份***中，所述方法包括：
S1：主份电路或者备份电路加电之后，切换到默认光纤物理通道，并启动定时计数器，计数器的溢出时间阈值为Tov，执行步骤S2；
S2：读取物理层PHY芯片的状态，判断光纤物理通道是否断开，若断开，则执行步骤S4，若未断开，则执行步骤S3；
S3：判断是否接收到以太网包，若接收到以太网包，则执行步骤S5；若未接收到以太网包，则判断所述计数器的计数时间是否超过阈值Tov，若超出阈值，则执行步骤S4，若未超出阈值，则返回执行步骤S2；
S4：切换至另一光纤物理通道，并返回执行步骤S2；
S5：对所述以太包中的数据进行错帧检查，并根据检查结果进行错帧率计算，若错帧率达到阈值Pe，则返回执行步骤S4；若错帧率未达到阈值，则执行步骤S6；
S6：对所述以太包中的数据类型及合法性进行检查，并根据检查结果进行误帧率计算，若误帧率达到阈值Pm，则返回执行步骤S4；若误帧率未达到阈值Pm，则返回执行步骤S2。
7.根据权利要求6所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份方法，其特征在于，所述溢出时间阈值Tov、错帧率阈值Pe和误帧率阈值Pm三个参数为可调参数。
8.根据权利要求6所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份方法，其特征在于，所述错帧检查是指：基于以太网帧格式中的CRC校验，用于对每个接收到的以太网包按照协议进行CRC计算，将计算结果与包中的CRC区域进行比较，若不相同，则判定对应帧为错帧。
9.根据权利要求6所述的自适应切换的以太网交叉冗余备份方法，其特征在于，所述误帧检查是指：基于以太网帧格式和类型检查，若以太网帧格式和类型与预设条件不符，则判定对应帧为误帧。
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