一種基于fpga網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)管幀發(fā)送方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于FPGA網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)管幀發(fā)送方法，它是在MAC與PHY之間建立的網(wǎng)管通道中，傳輸按照標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀格式打包成的網(wǎng)管幀，F(xiàn)PGA將收到網(wǎng)管幀信息存儲(chǔ)在RAM中，收發(fā)器中的單片機(jī)根據(jù)上層需要，通過SPI模塊讀寫存儲(chǔ)網(wǎng)管信息的RAM，在網(wǎng)管幀和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)幀不沖突和較高帶寬利用率的條件下，實(shí)現(xiàn)局端和遠(yuǎn)端設(shè)備的靈活通信。
【專利說明】—種基于FPGA網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)管幀發(fā)送方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于FPGA的光纖收發(fā)器網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)管幀發(fā)送方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著以太網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展與完善，以太網(wǎng)技術(shù)己經(jīng)走向成熟，可以為用戶提供不同的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。無論作為局域網(wǎng)應(yīng)用還是作為接入網(wǎng)技術(shù)，以太網(wǎng)都在成為適應(yīng)場(chǎng)合最多，應(yīng)用面最廣的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一。網(wǎng)管系統(tǒng)的出現(xiàn)讓所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能通過統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺(tái)來進(jìn)行遠(yuǎn)程的管理，客戶不用為了配置遠(yuǎn)端基站點(diǎn)的某一個(gè)收發(fā)器而跑很遠(yuǎn)的路，有了網(wǎng)管系統(tǒng)就可以直接在局端機(jī)房對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行配置，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)的對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如有情況，部分問題可以直接在本端處理。極大的減輕了運(yùn)營商的人力財(cái)力物力成本。因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)管系統(tǒng)將是實(shí)際網(wǎng)絡(luò)組建中不可缺少的一部分。
[0003]目前，現(xiàn)有的光纖收發(fā)器網(wǎng)管系統(tǒng)都不夠靈活，無法迅速的完成較大網(wǎng)管數(shù)據(jù)的傳輸，影響了網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)端的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有的網(wǎng)管系統(tǒng)無法靈活的及時(shí)傳輸大量網(wǎng)管信息的問題，本發(fā)明專利提供一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA (Field — Programmable Gate Array)網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)管幀發(fā)送方法，該網(wǎng)管幀發(fā)送方法不僅可以靈活的使用多個(gè)字節(jié)的網(wǎng)管數(shù)據(jù)，而且?guī)捓寐士梢赃_(dá)到99.9Mbps。
[0005]本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:在用戶端也就是遠(yuǎn)端光纖收發(fā)器上加裝主控CPU，然后利用FPGA設(shè)計(jì)出來的網(wǎng)管系統(tǒng)，占用極少的帶寬資傳輸鏈路源，在其中建立網(wǎng)管通道，進(jìn)行傳輸按照標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀格式打包成的網(wǎng)管幀，與遠(yuǎn)端設(shè)備交流。局端設(shè)備中的單片機(jī)不僅可以通過本設(shè)計(jì)中的MCU通信接口，獲取到遠(yuǎn)端從單片機(jī)發(fā)過來的遠(yuǎn)端的設(shè)備信息狀態(tài)，而且可以根據(jù)項(xiàng)目需要配置管理遠(yuǎn)端設(shè)備，其自定義網(wǎng)管數(shù)據(jù)幀可以充分的發(fā)揮智能網(wǎng)管性能，使用戶可以在局端設(shè)備上直接管理和監(jiān)控的本端和遠(yuǎn)端的多種工作狀態(tài)及配置。此方法運(yùn)用在數(shù)據(jù)鏈路層(MAC)和物理層(PHY)之間，F(xiàn)PGA采用標(biāo)準(zhǔn)的MII借口連接PHY和MAC，要將數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)下來的業(yè)務(wù)幀數(shù)據(jù)和用戶自定義網(wǎng)管幀通過物理層發(fā)送給對(duì)端設(shè)備，并且將對(duì)端設(shè)備發(fā)過來的業(yè)務(wù)幀數(shù)據(jù)接收后解析，網(wǎng)管幀將通過SPI接口來實(shí)現(xiàn)本端主MCU與遠(yuǎn)端從MCU之間的網(wǎng)管通信，業(yè)務(wù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)鏈路層。
[0006]本專利的有益效果是，由單片機(jī)去控制網(wǎng)管幀的發(fā)送，所有的網(wǎng)管數(shù)據(jù)單片機(jī)都可以讀寫，主動(dòng)權(quán)在單片機(jī)上，單片機(jī)要讀要寫，都是有自己決定的，且不會(huì)發(fā)生沖突，F(xiàn)PGA處理起來也方便，而且可有單片機(jī)來控制，如果在只使用臺(tái)式設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，這時(shí)不需要網(wǎng)管信息，只需要在單片機(jī)上關(guān)閉網(wǎng)管功能，讓單片機(jī)不觸發(fā)網(wǎng)管發(fā)送，這樣就不會(huì)占用帶寬，達(dá)到IOOMbps滿帶寬傳輸?shù)哪康?。【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利進(jìn)一步說明。
[0008]圖1是網(wǎng)管幀發(fā)送接收原理圖；
[0009]圖2是本發(fā)明工作在光纖收發(fā)器上的實(shí)施例示意圖；
[0010]圖3是本發(fā)明在整個(gè)網(wǎng)管型收發(fā)器應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在圖1中，收發(fā)器在正常傳輸以太網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀的同時(shí)，從光口插入用戶自定義管理幀，管理幀中的數(shù)據(jù)可由微控制單元MCU (Micro Control Unit),即單片機(jī)，進(jìn)行靈活讀寫，接收端接收到管理幀后，將管理信息存儲(chǔ)在特定區(qū)域，這樣在本端與遠(yuǎn)端的MCU之間就建立起了一條網(wǎng)管通道，用戶可自定義網(wǎng)管傳輸協(xié)議，達(dá)到直接在局端網(wǎng)管界面直接監(jiān)控遠(yuǎn)端收發(fā)器的功能。
[0012]在圖2中，在數(shù)據(jù)鏈路層(MAC)和物理層(PHY)之間，采用可編程邏輯門陣列FPGA來設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的MII接口連接PHY和MAC，要將數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)下來的業(yè)務(wù)幀數(shù)據(jù)和用戶自定義網(wǎng)管幀通過物理層發(fā)送給對(duì)端設(shè)備，并且將對(duì)端設(shè)備發(fā)過來的業(yè)務(wù)幀數(shù)據(jù)接收后解析，單片機(jī)主動(dòng)的控制網(wǎng)管幀的發(fā)送，再由幀發(fā)送模塊提供是否正在發(fā)送網(wǎng)管幀狀態(tài)，避免在發(fā)送的時(shí)候去修改發(fā)送緩存，由幀接收模塊提供是否更新接收數(shù)據(jù)緩存狀態(tài)來通知單片機(jī)讀取接收數(shù)據(jù)，避免FPGA在寫入接收緩存的同時(shí)，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)，網(wǎng)管幀將通過SPI接口來實(shí)現(xiàn)本端主MCU與遠(yuǎn)端從MCU之間的網(wǎng)管通信。
[0013]在圖3中，網(wǎng)管型收發(fā)器局端采用插卡式設(shè)計(jì)，此圖為網(wǎng)管型收發(fā)器的功能應(yīng)用。局端機(jī)架為可容納15張業(yè)務(wù)板卡和一張網(wǎng)管卡的多功能機(jī)架，業(yè)務(wù)板卡與網(wǎng)管卡之間通過背板連接，背板上引出El，V35等通信接口，所以此機(jī)架不僅可以插光纖收發(fā)器卡式，也可以兼容插入?yún)f(xié)轉(zhuǎn)，光貓，光端機(jī)等插卡式設(shè)備。網(wǎng)管盤NMS是機(jī)架中連接終端網(wǎng)管與各個(gè)板卡的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能卡，網(wǎng)管盤通過UART接口將每個(gè)槽位的卡狀態(tài)(包括卡類型，工作狀態(tài))信息收集上來，然后根據(jù)規(guī)定的協(xié)議將數(shù)據(jù)打包通過網(wǎng)絡(luò)接口上傳的終端服務(wù)器上，終端服務(wù)器上的網(wǎng)管軟件將數(shù)據(jù)包解析，在界面上顯示當(dāng)前整個(gè)機(jī)架的工作狀態(tài)，相反方向，當(dāng)網(wǎng)管軟件上有用戶配置信息改變，數(shù)據(jù)首先從服務(wù)器上發(fā)包到網(wǎng)管盤上，網(wǎng)管盤上解包，再根據(jù)配置數(shù)據(jù)判斷是配置哪一槽位的哪一個(gè)數(shù)據(jù)，把配置包按照規(guī)定的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的槽位，該槽位收到配置包后，做出相應(yīng)的配置，完成配置操作。圖中我們可以看到局端網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)通過本端收發(fā)器和遠(yuǎn)端收發(fā)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，機(jī)架中網(wǎng)管盤匪S對(duì)本端與遠(yuǎn)端收發(fā)器的工作狀態(tài)(如電口速率、雙工、自適應(yīng)等)進(jìn)行收集傳送給終端網(wǎng)管界面，再把網(wǎng)管界面上發(fā)下來的配置數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議發(fā)送到本端和遠(yuǎn)端進(jìn)行配置。相對(duì)于收發(fā)器中FPGA來說，它沒有本端遠(yuǎn)端之分，它只需要開辟一條健全的網(wǎng)管通道，每個(gè)設(shè)備中的本端和遠(yuǎn)端的MCU根據(jù)修訂好的協(xié)議傳輸信息就可以準(zhǔn)確的區(qū)分本端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備。
[0014]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的單元或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0015]在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，設(shè)備和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的設(shè)備實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，設(shè)備或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0016]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
[0017]另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
[0018]上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory,簡(jiǎn)稱ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory,簡(jiǎn)稱RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0019]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于FPGA網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)管幀發(fā)送方法，是在MAC與PHY之間建立的網(wǎng)管通道中，按照標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀格式封裝成的網(wǎng)管幀，其特征在于，包括: 在局端與遠(yuǎn)端之間傳輸自定義的網(wǎng)管幀，單片機(jī)根據(jù)所述MAC層以及PHY層的上層需要，通過SPI模塊讀寫存儲(chǔ)網(wǎng)管信息的RAM，實(shí)現(xiàn)局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)管幀發(fā)送方法，其特征在于，在發(fā)送網(wǎng)管幀時(shí)，先緩存待發(fā)送數(shù)據(jù)，待所述發(fā)送網(wǎng)關(guān)幀發(fā)送完畢后再恢復(fù)發(fā)送所述待發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀與網(wǎng)管幀的發(fā)送時(shí)間上不沖突。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)管幀發(fā)送方法，其特征在于，單片機(jī)控制網(wǎng)管幀的發(fā)送，如果在只使用臺(tái)式設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，不需要網(wǎng)管信息，只需要在單片機(jī)上關(guān)閉網(wǎng)管功能，以使單片機(jī)不觸發(fā)網(wǎng)管發(fā)送。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK103780438SQ201410058638
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】鄭向東 申請(qǐng)人:廣東九博電子科技有限公司