一种基于业务感知的光电自适应切换系统及方法与流程

本发明涉及家庭基站设备领域，具体来讲涉及一种基于业务感知的光电自适应切换系统及方法。

背景技术：

femtocell家庭基站，能够以最大的数据速率提供住宅内部的移动通信能力，而且不需要安装微蜂窝节点。它被业界认为是解决室内覆盖的手段之一，也是固定与移动网络融合的一种方式。

femtocell设备的回程网络依托于固网宽带，需要通过固网资源经公共ip网络接入internet，因此接入环境成为femtocell设备布局过程中的一大限制。对于以网线入户的小区，需要使用电以太网上行的femtocell设备；对于光纤入户的小区，需要使用光以太网或者pon(passiveopticalnetwork，无源光纤网络)上行的femtocell设备。这样就增加了femtocell的设备形态、以及设备开发和维护成本。

目前，用于解决此问题的技术方案主要是针对于：不同运营商的入户网络环境布局不同的家庭网关设备，然后接入femtocell设备。这样的做法，对于运营商和家庭用户来说，增加了网络设备的数量，增加网络配置的复杂程度。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于业务感知的光电自适应切换系统及方法，实现零配置的自动切换功能，避免增加网络设备的数量，降低网络配置的复杂程度。

为达到以上目的，本发明采取一种基于业务感知的光电自适应切换系统，包括cpu、phy芯片和以太网变压器，cpu内部集成mac芯片，mac芯片通过rgmii接口与phy芯片的rgmii接口连接，cpu的mdio接口连接至phy芯片的mdio接口，所述phy芯片的copper接口连接至以太网变压器，phy芯片的sgmii侧设置一个光以太网模块，phy芯片的sgmii接口连接至光以太网模块的sgmii接口；

所述phy芯片内部包括：

接口状态寄存器，包括copper接口状态寄存器和sgmii接口状态寄存器，分别用于记录来自电以太网和光以太网的业务数据状态；

感知寄存器，用于感知copper接口状态寄存器和sgmii接口状态寄存器的状态变化；

优先级寄存器，用于设置copper接口和sgmii接口的优先级；

控制寄存器，包括copper控制寄存器和sgmii控制寄存器，分别在对应的接口优先级为高时，导通该对应接口。

在上述技术方案的基础上，所述以太网变压器连接rj45接口，以太网变压器与copper接口组成电以太网模块。

在上述技术方案的基础上，所述cpu的mac芯片和phy芯片之间形成mac层和phy层数据通道，cpu和phy芯片之间形成控制通道。

本发明还提供一种基于业务感知的光电自适应切换方法，包括：s1.phy芯片初始化，优先级寄存器设置默认接口优先级，优先级高的接口导通；s2.cpu通过感知寄存器监测两个接口状态寄存器的状态，当发生变化时，判断此时接收到业务数据的接口；s3.优先级寄存器设置将此时收到业务数据的接口设置为高优先级，phy芯片通过与高优先级接口对应的控制寄存器导通该接口，进入s2。

在上述技术方案的基础上，所述s1中，phy芯片驱动加载后，通过mdio接口进行初始化设置，根据默认的接口优先级，初始化两个接口状态寄存器和两个控制寄存器的默认状态。

在上述技术方案的基础上，所述s2中，phy驱动程序通过kthread进程，循环读取phy芯片内部copper接口状态寄存器和sgmii接口状态寄存器，监测两个接口接收数据的状态。

在上述技术方案的基础上，所述s2中，当监测到来自以太网变压器的数据时，copper接口连接状态寄存器记录电业务数据状态；当检测到来自光以太网模块的数据时，sgmii接口连接状态寄存器记录业务光数据状态。

在上述技术方案的基础上，所述s2中，当copper接口连接状态寄存器或者sgmii接口连接状态寄存器改变时，感知寄存器的状态同时发生翻转变化。

在上述技术方案的基础上，所述s3中，phy芯片通过copper控制寄存器导通copper接口，使能电以太网接口；或者通过sgmii控制寄存器导通sgmii接口，使能光以太网接口。

本发明的有益效果在于：通过phy(physicallayer，物理层)芯片的sgmii(reducedgigabitmediaindependentinterface，简化的吉比特介质独立接口)侧设置一个光以太网模块，phy芯片的sgmii接口连接至光以太网模块的sgmii接口，phy芯片的copper接口连接至以太网变压器，使cpu内部的mac(mediaaccesscontrol，媒体介入控制层)芯片与外部的以太网变压器和光以太网模块形成了两个物理网络通道，可以分别适配电以太网和光纤上行环境；使一种形态的femtocell设备能够兼容两种上行网络环境，避免增加网络设备的数量。通过phy芯片内部设置的控制寄存器、接口优先级寄存器、接口状态寄存器和感知寄存器，对接收业务数据接口进行判断和设置，实现零配置的光电自适应切换功能，降低网络配置的复杂程度。

附图说明

图1为本发明实施例基于业务感知的光电自适应切换系统示意图；

图2为本发明实施例phy芯片内部示意图；

图3为本发明实施例业务感知的光电自适应切换方法流程图。

附图标记：

cpu1，mac芯片11；

phy芯片2，copper接口状态寄存器21、sgmii接口状态寄存器22、感知寄存器23、优先级寄存器24、copper控制寄存器25和sgmii控制寄存器26；

以太网变压器3；

光以太网模块4。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明基于业务感知的光电自适应切换系统，包括cpu1、phy芯片2和以太网变压器3，cpu1内部集成mac芯片11，mac芯片11通过rgmii接口与phy芯片2的rgmii接口连接，cpu1的mdio(managementdatainput/output，管理数据输入输出)接口连接至phy芯片2的mdio接口。cpu的mac芯片和phy芯片之间形成mac层和phy层数据通道，cpu和phy芯片之间形成控制通道。所述phy芯片2的copper接口连接至以太网变压器3，以太网变压器3连接rj45接口，且与copper接口组成电以太网模块。phy芯片2的sgmii侧设置一个光以太网模块4，phy芯片2的sgmii接口连接至光以太网模块4的sgmii接口。

如图2所示，所述phy芯片2内部包括copper接口状态寄存器21、sgmii接口状态寄存器22、感知寄存器23、优先级寄存器24、copper控制寄存器25和sgmii控制寄存器26。copper接口状态寄存器21在感知到电以太网业务数据时，用于记录来自电以太网的业务数据状态。sgmii接口状态寄存器22在感知到光以太网业务数据时，用于记录来自光以太网的业务数据状态。感知寄存器23用于监测copper接口状态寄存器和sgmii接口状态寄存器的状态变化，一但发生变化，感知寄存器23的状态同时发生翻转变化。优先级寄存器24用于预先设置copper接口和sgmii接口的优先级高低，还用于在感知寄存器23发生变化时，根据有业务数据的copper接口状态寄存器21或sgmii接口状态寄存器22，重新设置copper接口和sgmii接口的优先级高低。copper控制寄存器25在对应的copper接口优先级为高时，导通该copper接口；sgmii控制寄存器26在对应的sgmii接口优先级为高时，导通该sgmii接口。

如图3所示，本发明基于业务感知的光电自适应切换方法，包括如下步骤：

s1.femtocell系统上电后，嵌入式linux系统驱动程序使能cpu1内部mdio控制接口。当phy芯片2驱动加载后，内部逻辑通过mdio接口行初始化设置。其中，预先设置优先级寄存器24默认接口优先级，例如设置sgmii接口优先级为高，copper接口优先级为低；根据默认的优先级设置，初始化copper接口状态寄存器21、sgmii接口状态寄存器22、copper控制寄存器25和sgmii控制寄存器26的默认状态，默认优先级高的copper接口导通。

s2.cpu1内核通过phy驱动程序通过kthread进程，监测phy芯片2内部copper接口状态寄存器21和sgmii接口状态寄存器22。当监测到来自以太网变压器3的数据时，copper接口连接状态寄存器21记录电业务数据状态；当检测到来自光以太网模块4的数据时，sgmii接口连接状态寄存器22记录业务光数据状态。当copper接口连接状态寄存器21或者sgmii接口连接状态寄存器22数据状态发生改变时，感知寄存器23的状态同时发生翻转变化。

例如，初始化默认优先级高的sgmii接口导通，sgmii接口收到来自光以太网模块的数据，并由sgmii接口连接状态寄存器22记录，此时感知寄存器23的状态保持0不变。当copper接口收到来自电以太网模块3的数据时，copper接口状态寄存器21记录数据，sgmii接口连接状态寄存器22此时没有记录，同时感知寄存器23状态变为1，触发光电切换。

s3.优先级寄存器24重新配置优先级，将感知寄存器23状态翻转变化时，收到业务数据的接口设置为高优先级；phy芯片驱动根据重新配置的高优先级，再次配置对应的控制寄存器导通该接口，进入s2。

例如，优先级寄存器24根据步骤s2，配置copper接口为高优先级，phy芯片2通过copper控制寄存器25导通copper接口，使能电以太网接口，从而实现光电以太网业务切换和重新连接。相反，如果是配置sgmii接口为高优先级，phy芯片2通过sgmii控制寄存器26导通sgmii接口，使能光以太网接口。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。