[发明专利]一种基于PCIE采集板卡的SDH协议信号分析平台

说明书

本发明涉及一种基于PCIE采集板卡的SDH协议信号分析平台，基于PCIE采集板卡数据采集功能，将SDH光纤信号通过光口接入后应用层软件配置开销提取模式，通过PCIE板上FPGA提取SDH信号的开销，通过PCIE数据传输通道，将开销数据高速上传给应用层软件，通过应用层软件的协议解析算法实现对SDH光纤信号的帧结构拓扑图的分析和展示输出；应用层软件配置数据分析模式，通过PCIE传输通道将SDH数据传输到应用层软件，通过应用层软件的协议内容解封装算法分析出GFP及POS封装里面承载的以太网数据，并落盘为pcap文件。利用python实现解析算法，给用户呈现SDH帧结构信息及解封装的以太网数据信息。

技术领域

本发明涉及一种基于PCIE采集板卡的SDH协议信号分析平台，用于对接入的SDH光纤信号进行信号帧结构分析和对信号内容进行解封装获取光纤信号中的以太网数据，进行相应的SDH光纤信号侦察分析。

背景技术

早期SDH多用来传输语音和电路业务，随着互联网的不断发展，数据业务流量迅速增长，采用EOS技术数据业务中的IP以太网可以承载到SDH信号中进行长距离传输，对于承载着以太网信息的SDH信号接收端需要具备对SDH的帧结构以及封装格式和解封装逻辑分析功能，才能得到真实的数据业务的信息，分析网络行为，当前在SDH协议解析技术领域中多为基于FPGA开发环境实现的单一封装结构的解封装方案，如基于FPGA开发环境的GFP的封装和解封装模块设计，FPGA接收SDH光信号识别出GFP封装之后，截取其中承载的GFP封装的payload负载，根据GFP封装协议解出其中承载的以太网信息。如基于FPGA开发环境的POS的解封装实现方案，同样是在SDH信号中识别出POS信号后根据POS的封装协议进行解封装获取以太网信息。对承载以太网的SDH信号的分析多停留在对单一封装结构的分析且鲜少有结合软件的实现方案。以往的SDH信号分析中FPGA只做单一封装解封装，对复杂分析逻辑具备设计缺陷，即FPGA不适合做复杂逻辑分析如SDH帧拓扑结构的全面分析得到每个节点的封装类型。

发明内容

鉴于现有技术的状况及存在的不足，本发明从SDH信号内部帧结构的全面分析入手，通过FPGA和应用层软件结合，将SDH帧结构分析得到封装类型，软件实现了不同封装类型的解封装逻辑。FPGA和应用层软件之间通过PCIE作为数据通道的媒介，使得整个发明设备具备SDH帧结构分析和多种封装结构的解封装能力，本发明结合了FPGA的实时并行处理的优势和应用层软件实现复杂分析和解封装的优势，通过PCIE板卡的数据通道，使FPGA和应用层软件进行协同工作，完成了对SDH信号的帧拓扑结构的全面分析及相应封装类型的解封装工作，这些功能即能FPGA和应用层进行切分协同完成，又可以让FPGA只作为数据通道传输者输送数据给应用层软件，让应用层软件完成所有信号分析功能进行离线分析。本发明的全面性和使用灵活性使得SDH协议解析不单单停留在单一封装的分析上，而是只要输入一个SDH光纤信号，通过本发明设备即可得到信号帧拓扑结构和以太网数据内容，呈现了一个综合性的SDH信号协议解析设备。

本发明采用的技术方案是：一种基于PCIE采集板卡的SDH协议信号分析平台，其特征在于：本SDH信号协议分析平台包括一个便携式主机，便携式主机中安装了centos操作系统，并带有支持PCIEx8的插槽，PCIE板卡插入主机的PCIE插槽中，PCIE板卡上带有4个SFP+万兆光纤接口，通过插入光模块并接上光纤输入SDH光纤信号，板上带有一个FPGA，FPGA 的型号为Kintex XC7K325T-2FFG900I,用来管理输入的光纤数据，以及与PC的4个传输通道，四个传输通道包括两个FPGA芯片数据发送通道C2H0和C2H1及FPGA芯片数据接收通道H2C0和H2C1,板上还包含JTAG烧写模块，DDR3存储模块，PWR电源模块；