[发明专利]基于FPGA的波分设备电层保护实现系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的波分设备电层保护实现系统及方法，涉及波分设备领域。该系统包括用户管理单元、主控盘、业务盘，主控盘、业务盘均含有FPGA，业务盘的FPGA发起APS请求TLV和告警，到达主控盘的FPGA；主控盘的FPGA解析保护组对应的APS请求TLV和告警，作为APS协议状态机的输入参数进行运算；主控盘的FPGA发送APS响应TLV和倒换命令到框内业务盘，框内业务盘解析倒换命令中的开销信息，执行倒换命令，转发APS开销。本发明采用FPGA对APS协议进行高速并行处理，避免波分设备大批量保护组倒换超时和CPU占用过高。

技术领域

本发明涉及波分设备领域，具体是涉及一种基于FPGA的波分设备电层保护实现系统及方法。

背景技术

在POTN(Packet enhanced Optical Transport Network，分组增强型光传送网络)系统中，业务保护的状态机逻辑处理采用集中式的方案。随着现在波分设备业务容量大幅度提高，基于维护业务的稳定性，一般业务都以保护组的方式存在，保护组的数目也随之增加。现行方案采用一种基于CPU(Central Processing Unit，中央处理器)的集中式处理方案，CPU逐个串行执行每个保护组的状态机逻辑，所有保护组逻辑都计算结束后，然后采用以太网帧的方式下达保护控制命令。当保护组数量过大的时候，会产生两个问题，一是CPU要消耗大量的时间进行逻辑处理，从而导致业务不能及时倒换，产生超时；二是保护处理长时间不间断占用CPU，导致CPU占用率太高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于FPGA的波分设备电层保护实现系统及方法，采用FPGA对APS协议进行高速并行处理，避免波分设备大批量保护组倒换超时和CPU占用过高。

本发明提供一种基于FPGA的波分设备电层保护实现系统，该系统包括用户管理单元、主控盘、业务盘，主控盘、业务盘均含有现场可编程门阵列FPGA，

业务盘的FPGA发起自动保护倒换APS请求TLV和告警，APS请求TLV包括业务端口标示值和APS消息，经过业务盘二层交换，将APS请求TLV和告警发送到主控盘的交换芯片，并经过交换芯片到达主控盘的FPGA；主控盘的FPGA根据开销ID，解析保护组对应的APS请求TLV和告警，作为APS协议状态机的输入参数进行运算，主控盘的CPU定时对FPGA的状态和告警存储寄存器进行读操作，获取告警和当前信息用于上报；

主控盘的FPGA发出APS响应TLV和倒换命令后，经过交换芯片，发送到框内业务盘；框内业务盘通过本盘的交换芯片，接收主控盘发来的APS响应TLV和倒换命令，并且到达本盘的FPGA和业务盘CPU，业务盘解析倒换命令中的开销信息，执行倒换命令，转发APS开销。

在上述技术方案的基础上，所述主控盘还包括APS模块，APS模块用于：接收适配层下发的配置数据和控制命令，转发到FPGA中，并读取FPGA中运行的保护逻辑状态数据和告警信息，输出到用户管理单元；

用户管理单元将配置数据输出到主控盘的适配层，主控盘的适配层解析后输出到APS模块，APS模块对配置数据进行合法性判断，如果全部合法，则经内部总线写入FPGA的配置寄存器，同时APS模块向适配层反馈已成功接收配置数据；只要其中有一个配置数据有错误，则返回配置数据接收失败；

FPGA将配置数据作为参数，运行APS协议状态机，以太网口通过背板以太网总线向业务盘发送倒换动作指令和APS数据，同时APS模块读取FPGA内APS协议处理单元寄存器的值，向主控盘的适配层上报状态信息和告警数据，主控盘的适配层再向用户管理单元输出数据。

在上述技术方案的基础上，所述FPGA包括配置接收寄存器、逻辑处理有限状态机、定时器、控制命令判决片选单元、状态存储单元、事件记录单元和处理结果输出单元，其中：