CN203057154U - 一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备。本实用新型包括光纤收发器，用户双光口千兆收发器，基站收发器、PTN光传输网、基站控制器、三层交换机、中心控制器。十六台光纤收发器通过光纤连接一台用户双光口千兆收发器，用户双光口千兆收发器通过双链路光纤连接基站收发器，基站收发器与PTN传输网相连，基站控制器汇聚相关连的基站收发器，基站控制器与三层交换机相连，中心控制器与三层交换机相连，中心控制器通过三层交换机、PTN传输网与用户双光口千兆收发器进行通讯和管理。本实用新型为用户提供16路光以太接口通过光纤收发器实现光纤到户，或为用户提供16路电以太接口，最大带宽达到1000M。

Description

一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备

技术领域

    本实用新型属于PTN（分组传送网）数据通信领域，涉及一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备。 

背景技术

目前运营商的城域网或局域网主要以SDH（同步传输体系）与EPON（以太网无源光网络）为主，由于受到上网业务、办公业务不管在数量上还是在带宽的需求上均大规模膨胀，以及光纤到户的普及。现有的SDH网络或EPON网络已经很难在满足大众对宽带业务的需求，因此运营商急需铺设一个全新的PTN网络，用以解决宽带瓶颈的问题。以及目前用户端的设备均为简单的光纤收发器设备，其设备存在不可网管、以太网业务无1+1保护、用户业务以太接口偏少的三重问题。 

运营商目前在基于PTN网络提供宽带业务时，用户端设备解决方案有以下2种： 

第一种是用户机房或者楼道使用1台光纤收发器，用户数据通过交换机汇聚在通过以太网线连接收发器，收发器把电以太数据转换成光以太数据，通过光纤连接至基站PTN的光口，基站PTN设备通过PTN网络把用户数据传输至用户数据中心汇聚端。这种方案的缺点是用户设备不能够被管理，无法保证专线业务高质量和故障快速相应和用户设备无光纤保护，无法实现以太网业务1+1保护，成本高需要在楼道增加16口的交换机设备，传输距离有限，光纤只能到机房或者楼道。

第二种是用户机房使用PTN用户端设备，用户数据通过交换机汇聚在通过以太网线连接PTN用户端设备，PTN用户端设备把电以太数据转换成光以太数据，通过光纤连接至基站PTN的光口，基站PTN设备通过PTN网络把用户数据传输至用户数据中心汇聚端。这种方案的缺点是用户端设备成本太高，设备种类繁多，设备功率太大，设备体积太大，以及需要基站PTN设备提供大量的光口，以及传输距离有限，光纤只能到达机房。 发明内容 

本实用新型的目的在于针对现有PTN网络接入解决方案的不足，提供一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备，使用相对低成本，绝对低功耗，并且实现所有在线设备的远程统一网管功能以及以太网数据1+1保护功能，并提供16路用户光以太接口，通过光纤收发器的连接实现光纤到户。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案为： 

一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备包括光纤收发器，用户双光口千兆收发器，基站收发器、PTN光传输网、基站控制器、三层交换机、中心控制器。十六台光纤收发器通过光纤连接一台用户双光口千兆收发器，用户双光口千兆收发器通过双链路光纤连接基站收发器，基站收发器与PTN传输网相连，基站控制器汇聚相关连的基站收发器，基站控制器与三层交换机相连，中心控制器与三层交换机相连，中心控制器通过三层交换机、PTN传输网与用户双光口千兆收发器进行通讯和管理。

所述用户双光口千兆收发器包括第一光电转换模块，第二光电转换模块，第一以太网PHY模块，第二以太网PHY模块，千兆以太网数据处理模块，以太网数据交换模块，第一OAM检测模块，第一OAM发送模块，电压检测模块，VLAN检测模块，CPU数据处理配置模块，CPU数据处理获取模块，激光器检测模块。第一光电转换模块与千兆以太网数据处理模块相连，第二光电转换模块与千兆以太网数据处理模块相连，第一以太网PHY模块与千兆以太网数据处理模块相连，第二以太网PHY模块与千兆以太网数据处理模块相连，千兆以太网数据处理模块与以太网数据交换模块相连，以太网数据交换模块与第一OAM检测模块相连，第一OAM检测模块与VLAN检测模块相连，VLAN检测模块与CPU数据处理配置模块相连，CPU数据处理配置模块与千兆以太网数据处理模块相连，千兆以太网数据处理模块与CPU数据处理获取模块相连，激光器检测模块与CPU数据处理获取模块相连，CPU数据处理获取模块与VLAN检测模块相连，VLAN检测模块与第一OAM发送模块相连，电压检测模块与第一OAM发送模块相连，第一OAM发送模块与以太网数据交换模块相连。 

所述中心控制器包括上位机接口模块，PTN网络接口模块，发现设备在线检测模块，设备在线检测模块，第二OAM发送模块，第二OAM检测模块；上位机接口模块与上位机相连，同时与第二OAM发送模块相连，第二OAM发送模块与PTN网络接口模块相连，设备在线检测模块与上位机接口模块相连，同时PTN网络接口模块与第二OAM检测模块相连，第二OAM检测模块与上位机接口模块相连，发现设备在线检测模块与PTN网络接口模块相连。 

本实用新型相比于现有技术具备以下优点：以太网业务基于光链路的1+1保护，极大的降低了业务被中断的概率，为用户提供16路光以太接口通过光纤收发器实现光纤到户，或为用户提供16路电以太接口，最大带宽达到1000M，本实用新型具有强大的以太网二层交换功能，如支持802.1Q，802.1D，BPDU包等相关协议。网管方式为带内OAM管理，可自动响应VLAN包的OAM数据，业务数据中OAM的网管信息有OAM检测模块自动提取，中心控制器可以同时管理1000个多路以太网业务传输和带内OAM管理的接入层设备，具有非常强大的处理能力，用户双光口千兆收发器OAM数据具有非常强的穿透能力，可以穿透多种传输网络，使整个***具有远程统一网管功能。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为本实用新型中的用户双光口千兆收发器结构示意图；

图3为本实用新型中的中心控制器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 

如图1所示，光纤收发器7或者以太网接口设备7、用户双光口千兆收发器6、基站收发器5、PTN光传输网4、基站控制器3、三层交换机2、中心控制器1。用户双光口千兆收发器6外接光纤收发器7实现光纤到户的需要，或者用户双光口千兆收发器6外接以太网接口设备，接口数达16个，用户双光口千兆收发器6与基站收发器5之间利用双链路光纤进行传输，最大带宽为1000M，基站收发器5与PTN光传输网4相连，基站控制器3与PTN光传输网4相连，中心控制器1与三层交换机2中的一个以太接口相连，中心控制器1通过三层交换机2和PTN光传输网4与用户收发器6进行通信，三层交换机2通过PTN光传输网4与用户双光口千兆收发器6进行通信，最多与用户双光口千兆收发器6之间构成点对1000点的星形组网，以及用户双光口千兆收发器6与光纤收发器之间构成点对16点的星形组网，分别将用户双光口千兆收发器6的OAM数据和以太网数据传输至中心控制器和三层交换机。 

用户双光口千兆收发器将OAM数据与以太网数据进行处理汇聚至光纤（正常工作时业务只在一组光纤中传输，另一组光纤做为备份存在），通过双链路光纤连接基站收发器，基站收发器把以太光数据封装至PTN光传输网的虚通道内；一个基站控制器具有多个虚通道，通过PTN传输网与上千个基站收发器通讯，3层交换机连接基站控制器，3层交换机通过识别不同的VLAN，分离中心控制器数据和以太业务数据，中心控制器连接3层交换机，这样中心控制器就形成了与多个用户双光口千兆收发器进行管理的能力，从结构上构成星形组网；3层交换的业务端口能与多个用户双光口千兆收发器进行通信，用户双光口千兆收发器在与光纤收发器或者外接以太网设备进行通信，从而形成用户数据可以通过3层交换机的端口与外部通讯的能力。 

如图2所示，用户双光口千兆收发器包括，CPU数据处理配置模块6-1，CPU数据处理获取模块6-2，激光器检测模块6-3，VLAN检测模块6-4，第一OAM检测模块6-5，第一OAM发送模块6-6，电压检测模块6-7，以太网数据交换模块6-8，千兆以太网数据处理模块6-9，第一光电转换模块6-10，第二光电转换模块6-11，第一以太网PHY模块6-12，第二以太网PHY模块6-13,第三光电转换模块6-14（如图1所示，如果外接设备为以太网接口设备7，则用户双光口千兆收发器6中无需第三光电转换模块6-14，以下方案均为用户双光口千兆收发器6外接光纤收发器7的形式）。 

    用户双光口千兆收发器是基于光纤端口的双链路1+1保护，默认时工作在第一光电转换模块6-10，在第一路的光传输出现故障时，用户双光口千兆收发器可自动的切换到第二光电转换模块6-11，且外接以太网接口设备达16台。 

下行方向：第一光电转换模块6-10将光信号转换成模拟信号，发送给千兆以太网数据处理模块6-9，第二光电转换模块6-11将光信号转换成模拟信号，发送给千兆以太网数据处理模块6-9，千兆以太网数据处理模块负责把模拟信号转换成数字信号，分别发送给以太网数据交换模块6-8，第一以太网PHY模块6-12和第二以太网PHY模块6-13，第三光电转换模块6-14，将1-8路光信号转换成模拟信号，发送给第一以太网PHY模块6-12，第三光电转换模块6-14，将9-16路光信号转换成模拟信号，发送给第二以太网PHY模块6-13，第一以太网PHY模块6-12将模拟信号转换成数字信号发送给千兆以太网数据处理模块6-9，第二以太网PHY模块6-13将模拟信号转换成数字信号发送给千兆以太网数据处理模块6-9，千兆以太网数据处理模块负责汇聚16路100M数据，分别发送给以太网数据交换模块6-8，第一光电转换模块6-10和第二光电转换模块6-11，以太网数据交换模块6-8将标准的以太数据提取并缓存到内部缓存后发送给第一OAM检测模块6-5，第一OAM检测模块6-5检测是否接受到中心控制器下发的OAM数据，接受到OAM数据再发送给VLAN检测模块6-4，VLAN检测模块检查数据包是否为VLAN包，检测完成并整合协议后分别发送给CPU数据处理配置模块6-1和CPU数据处理获取模块6-2，CPU数据处理配置与获取模块处理完解析数据发送给千兆以太网数据处理模块6-9的交换芯片进行配置或者获取。 

上行方向：按照CPU数据处理获取模块6-2的功能区分，分别由千兆以太网数据处理模块6-9将芯片信息数据发送到CPU数据处理获取模块6-2，激光器检测模块6-3将检测数据发送到CPU数据处理获取模块6-2，CPU数据处理获取模块解析并整合成OAM数据帧发送到VLAN检测模块6-4，VLAN检测模块决定是否对需要发送的数据加上VLAN标记，完成以后将数据发送到第一OAM发送模块6-6，电压检测模块6-7实时检测设备电压，当被检测电压低于掉电电压时，发送掉电信号给第一OAM发送模块6-6，第一OAM发送模块将数据封装成标准的以太帧，发送给以太网数据交换模块6-8，以太网数据交换模块将数据发送给千兆以太网数据处理模块6-9，千兆以太网数据处理模块根据标准以太网转发机制，在把数据转发给第一光电转换模块6-10，第二光电转换模块6-11，第一以太网PHY模块6-12，第二以太网PHY模块6-13，第一以太网PHY模块将数字信号转换成模拟信号，发送给第三光电转换模块6-14的1-8路，第二以太网PHY模块将数字信号转换成模拟信号，发送给第三光电转换模块6-14的9-16路。 

上述模块中千兆以太网数据处理模块6-9采用IP1826C-LF芯片，第一光电转换模块6-10和第二光电转换模块6-11采用ATR-S0202D激光器芯片,第三光电转换模块6-14采用ATR-S0102D激光器芯片，第一以太网PHY模块6-12和第二以太网PHY模块6-13采用IP108A-LF芯片，OAM处理模块和以太网数据交换模块采用EP4CE6E22C8N芯片，电压检测模块6-9采用芯片为IMP809L，CPU处理模块采用W78L365A24PL。 

如图3所示，中心控制器包括上位机接口模块1-6，PTN网络接口模块1-5，发现设备在线检测模块1-4，设备在线检测模块1-3，OAM发送模块1-2，OAM检测模块1-1。中心控制器的OAM发送模块，OAM检测模块与用户收发器的OAM发送模块，OAM检测模块属于相同功能模块。 

下行方向：PTN上位机接口模块1-6 与上位机相连，PTN上位机接口模块负责把以太模拟信号转换成数字信号，并把数据包发送至OAM发送模块1-2，OAM发送模块负责把数据包转换成另外封装格式的包发给PTN网络接口模块1-5，发现设备在线检测模块1-4与PTN网络接口模块1-5相连，负责定时发送自定义格式的数据包给与之相连接的网络，用于查找与之相连的网络是否存在用户收发器，PTN网络接口模块负责把数据包转换成以太模拟信号发送给与之相连网络。 

上行方向：PTN网络接口模块1-5与3层交换机相连，PTN网络接口模块负责把以太模拟信号转换成数字信号，并把数据包发送给设备在线检测模块1-3和OAM检测模块1-1，在线检测模块1-3负责检测是否有设备在线，如果有设备在线，则把信息通过自定义格式的数据包发送给上位机接口模块1-6，OAM检测模块1-1模块负责检测OAM数据，同时把数据转换成自定义格式数据包送给上位机接口模块1-6，上位机接口模块1-6负责把数字信号转换成以太模拟信号。 

上述模块中所有的功能都是围绕KS8695X进行的，KS8695X的***包括2颗SDRAM，型号为HY57V281620ETP-6和1颗FLASH，型号为AM29LV320DB，3颗芯片构成了嵌入式LINUX***的硬件构架。 

本实用新型的一个优选技术参数如下： 

1.用户双光口千兆收发器提供16路带QOS、支持802.1Q VLAN、支持802.1D、支持广播保护的100M以太网电接口或100M以太网光接口。

2.用户双光口千兆收发器具有2个1000M光以太接口，实现1+1光链路保护，具有16路用户以太接口，大幅度减少交换机设备。 

3.用户双光口千兆收发器支持可管理型激光器，提取激光器的各种告警与属性。 

4.用户双光口千兆收发器支持通过本端以太端口进行网管，支持用户双光口千兆收发器点对16点的拓布管理。 

5.用户双光口千兆收发器支持断电和断光纤在软件上以不同告警状态显示功能。 

6.中心控制设备具有2个以太网接口，为OAM数据接口和上位机网管接口。 

7.中心控制设备最多与1000个用户双光口千兆收发器构成星形组网，并对其进行管理。 

Claims (3)

1.一种基于分组传送网络可管理的千兆双光口接入层设备，包括光纤收发器，用户双光口千兆收发器，基站收发器、PTN光传输网、基站控制器、三层交换机、中心控制器，其特征在于：十六台光纤收发器通过光纤连接一台用户双光口千兆收发器，用户双光口千兆收发器通过双链路光纤连接基站收发器，基站收发器与PTN传输网相连，基站控制器汇聚相关连的基站收发器，基站控制器与三层交换机相连，中心控制器与三层交换机相连，中心控制器通过三层交换机、PTN传输网与用户双光口千兆收发器进行通讯和管理。

2.根据权利要求1所述的千兆双光口接入层设备，其特征在于：所述用户双光口千兆收发器包括第一光电转换模块，第二光电转换模块，第一以太网PHY模块，第二以太网PHY模块，千兆以太网数据处理模块，以太网数据交换模块，第一OAM检测模块，第一OAM发送模块，电压检测模块，VLAN检测模块，CPU数据处理配置模块，CPU数据处理获取模块，激光器检测模块；第一光电转换模块与千兆以太网数据处理模块相连，第二光电转换模块与千兆以太网数据处理模块相连，第一以太网PHY模块与千兆以太网数据处理模块相连，第二以太网PHY模块与千兆以太网数据处理模块相连，千兆以太网数据处理模块与以太网数据交换模块相连，以太网数据交换模块与第一OAM检测模块相连，第一OAM检测模块与VLAN检测模块相连，VLAN检测模块与CPU数据处理配置模块相连，CPU数据处理配置模块与千兆以太网数据处理模块相连，千兆以太网数据处理模块与CPU数据处理获取模块相连，激光器检测模块与CPU数据处理获取模块相连，CPU数据处理获取模块与VLAN检测模块相连，VLAN检测模块与第一OAM发送模块相连，电压检测模块与第一OAM发送模块相连，第一OAM发送模块与以太网数据交换模块相连。

3.根据权利要求1所述的千兆双光口接入层设备，其特征在于：所述中心控制器包括上位机接口模块，PTN网络接口模块，发现设备在线检测模块，设备在线检测模块，第二OAM发送模块，第二OAM检测模块；上位机接口模块与上位机相连，同时与第二OAM发送模块相连，第二OAM发送模块与PTN网络接口模块相连，设备在线检测模块与上位机接口模块相连，同时PTN网络接口模块与第二OAM检测模块相连，第二OAM检测模块与上位机接口模块相连，发现设备在线检测模块与PTN网络接口模块相连。

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