一种插卡式电子设备的制作方法

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种插卡式电子设备。

背景技术：

插卡式电子设备，如光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)可以包括主控板卡、业务板卡、上联板卡等部件，用于在无源光网络(Passive Optical Network，PON)架构中传输数据，且在光网络架构中，OLT的上层设备包括核心路由器、宽带网络网关控制设备(Broadband Network Gateway，BNG) 等，其中，BNG是城域网的边缘设备，与城域网的核心路由器，以及接入网的OLT连接，实现用户管理、数据路由转发等功能。

现有技术中至少存在以下技术问题：由于光网络架构包括的设备层级较多，使得网络维护较复杂，网络转发时延较大。

技术实现要素：

本实用新型提供一种插卡式电子设备，解决了光网络架构包括的设备层级较多，网络转发时延较大的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种插卡式电子设备，该插卡式电子设备可以包括：机框，位于机框上的背板，以及设置在机框上的至少一个插槽，至少一个插槽用于连接板卡，且背板通过至少一个插槽连接板卡，已连接插槽的板卡包括主控板卡、交换板卡、上联板卡和业务板卡。

主控板卡可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)和存储器。

交换板卡可以包括交换矩阵，该交换矩阵用于传输上联板卡和业务板卡之间的数据。

上联板卡可以包括依次连接的以太网接口、第一媒体访问控制(Media Access Control，MAC)芯片、第一网络处理器(Network Processor，NP) 和第一流管理(Traffic Management，TM)，以及与第一NP连接的第一三态内容寻址存储器(Ternary Content Addressable Memory，TCAM)和上联板卡的内部存储器，第一NP和第一TCAM用于传输大容量的数据。

业务板卡包括依次连接的外部接口、第二MAC芯片、第二NP和第二TM，以及与第二NP连接的第二TCAM和业务板卡的内部存储器，第二NP和所述第二TCAM用于传输大容量的数据。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上联板卡还可以包括第一协处理器，其中，第一协处理器分别与第一NP和上联板卡的内部存储器连接。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，业务板卡的类型包括PON板卡和汇聚板卡。其中，当业务板卡的类型为PON板卡时，外部接口为PON接口；当业务板卡的类型为汇聚板卡时，外部接口为以太网接口。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当业务板卡的类型为PON板卡时，PON板卡还可以包括第二协处理器，其中，第二协处理器分别与第二NP和PON板卡的内部存储器连接。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当业务板卡的类型为汇聚板卡时，汇聚板卡还可以包括第三协处理器，其中，第三协处理器分别与第二NP和汇聚板卡的内部存储器连接。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，已连接插槽的板卡还包括：风扇板卡和电源板卡。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，背板上具有传输板卡之间数据和控制消息的总线，总线包括低速总线和高速总线。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，插卡式电子设备可以为OLT。

本实用新型提供的插卡式电子设备，通过在已连接插槽的板卡中增加包括有交换矩阵的交换板卡，以传输上联板卡和业务板卡之间的数据，且通过在上联板卡和业务板卡上增加NP和TCAM，来传输大容量的数据，使得插卡式电子设备实现了BNG的功能，这样，通过在插卡式电子设备上集成BNG的功能，使得数据在光网络架构中进行传输时，减少了数据转发的跳数，从而减少了转发时延，简化了运维。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种插卡式电子设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种插卡式电子设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种上联板卡的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种业务板卡的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种上联板卡的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种PON板卡的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种汇聚板卡的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种插卡式电子设备，如图1和图2所示，该插卡式电子设备可以包括：机框11，位于机框11后部的背板12，以及设置在机框11上的至少一个插槽13。其中，至少一个插槽13用于连接板卡，且背板 12通过至少一个插槽13连接板卡，已连接插槽的板卡可以包括：一个或多个主控板卡14、一个或多个交换板卡15、一个或多个上联板卡16和一个或多个业务板卡17。

主控板卡14，用于控制交换板卡15、上联板卡16、业务板卡17，以及电源和风扇；还用于管理维护路由表的全局表项、变量，以及全局的业务逻辑。主控板卡14可以包括CPU和存储器。在具体的实现中，主控板卡14可以包括一个CPU和一组存储器，也可以包括多个CPU和多组存储器。其中，CPU 与存储器可以通过内部总线，如外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线进行连接。存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存或电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、非易失随机存取存储器(Non Volatile Random Access Memory，NVRAM)等。

且，在本实用新型实施例中，已连接插槽的板卡可以包括一块主控板卡14，也可以包括多块并行的主控板卡14，或，两块主控板卡14互为备份，来实现数据的同步和控制命令的协调。

作为一种可能的实现方式，主控板卡14上具备与外部交互的接口，如以太网口、串口等，用于插卡式电子设备的配置和管理。

交换板卡15，包括纵横路通的交换矩阵，该交换矩阵用于上联板卡16和业务板卡17之间的数据的转发。

作为一种可能的实现方式，在芯片的集成度、单个以太网端口的速率不断提升的条件下，交换板卡15和主控板卡14可以在同一个物理板卡上集成。

上联板卡16，如图3所示，可以包括依次连接的以太网接口161、第一 MAC芯片162、第一NP 163和第一TM 164，以及与第一NP 163连接的第一TCAM 165和上联板卡的内部存储器166。其中，第一NP 163和第一TCAM 165用于传输大容量的数据。在具体的实现中，可以根据数据容量的大小，在插槽中连接一块或多块上联板卡16，且可以将主控板卡14和上联板卡16集成到一块板卡上，以实现高度集成。

其中，以太网接口161，可以连接小型可插拔(Small Form Pluggable， SFP)、SFP+、10吉比特小型可插拔(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable，XFP)等封装的可插拔的以太网端口光模块，且可以按照技术规划和业务需求选择吉比特以太网(Gigabit Ethernet，GE)、100GE、40GE 的接口等。

第一NP 163，用于数据包处理、协议分析、查找转发表、汇聚数据等。第一NP 163可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit， ASIC)的NP，也可以是现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array， FPGA)的NP。

第一TM 164，具有多个输入输出队列，可以进行流量的管理、整形、实现服务质量(Quality Of Service，QoS)策略，以避免拥塞。

第一TCAM 165，用于和第一NP 163完成数据包的分类、路由器的查找。

业务板卡17，如图4所示，可以包括依次连接的外部接口171、第二MAC 芯片172、第二NP 173和第二TM 174，以及与第二NP 173连接的第二TCAM 175和业务板卡的内部存储器176。其中，第二NP 173和第二TCAM 175用于传输大容量的数据。需要说明的是，在本实用新型实施例中，第二NP 173、第二TM 174和第二TCAM 175的功能与上述图2中第一NP 163、第一TM 164和第一TCAM 165的功能类似，关于第二NP 173、第二TM 174和第二 TCAM 175的相关描述可以参考上述图2中的相关描述，本实用新型实施例不再一一赘述。

可选的，在本实用新型实施例中，结合图3，如图5所示，上联板卡16 还可以包括第一协处理器167。其中，第一协处理器167分别与第一NP 163 和上联板卡的内部存储器166连接。

第一协处理器167，通过对上联板卡16接收到的数据报文应用层的相关内容进行实时的逻辑运算和算数运算分析，来实现实时的检测网络、主动运维。例如，通过采用RFC4445定义的媒体传输索引(Media Delivery Index，MDI) 指标分析、视频平均主观意见分(Video Mean Opinion Score，VMOS)指标分析等方式，来确定视频质量(具体的可以通过实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)流丢失的数量、乱序数量、错序数量等确定视频质量)，以快速定位故障点。

这样，通过对上联板卡16接收到的数据报文进行分析，能够实现对上联板卡16数据处理情况的分析，便于故障定位。进一步的，通过进行深度包检测(Deep Packet lnspection，DPI)分析，能够确定数据报文的真正应用。

进一步的，在本实用新型实施例中，插槽中可以连接多块业务板卡17。业务板卡17的类型可以包括PON板卡和汇聚板卡，也就是说，连接插槽的业务板卡17的类型可以均为PON板卡，或者，连接插槽的业务板卡17的类型可以均为汇聚板卡，或者，连接插槽的业务板卡17的类型可以包括PON板卡和汇聚板卡。

其中，当业务板卡17的类型为PON板卡时，图3中的外部接口171为 PON接口，如以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)、吉比特无源光网络(Gigabit-Capable PON，GPON)、10吉比特无源光网络 (10 Gigabit-Capable PON，XGPON)、10G EPON等接口。当业务板卡17 的类型为汇聚板卡时，外部接口171可以为以太网接口。

需要说明的是，在本实用新型中，第二MAC芯片172可以支持EPON、 10G EPON、GPON、XGPON中的一种或多种PON协议的处理，且第二MAC 芯片172支持的PON协议需要与外部接口171连接的光模块类型相匹配。

可选的，在本实用新型实施例中，结合图4，如图6所示，当业务板卡17 的类型为PON板卡时，PON板卡还可以包括第二协处理器177。其中，第二协处理器177分别与第二NP 173和PON板卡的内部存储器176连接。且，第二协处理器177用于对PON板卡接收到的数据报文进行应用层的分析。

可选的，在本实用新型实施例中，结合图4，如图7所示，当业务板卡17 的类型为汇聚板卡时，汇聚板卡还可以包括第三协处理器187。其中，第三协处理器187分别与第二NP 173和汇聚板卡的内部存储器176连接。且，第三协处理器187用于对汇聚板卡接收到的数据报文进行应用层的分析。

进一步的，在本实用新型实施例中，已连接插槽的板卡还可以包括风扇板卡、电源板卡等。在具体的实现方式中，风扇板卡可以以横插的方式位于机框顶部，并与主控板卡通过低速总线通信，电源板卡可以以横插的方式位于机框底部，为其他板卡供电，并与主控板卡通过低速总线通信。

进一步的，在本实用新型实施例中，背板11上具有传输板卡之间数据和控制消息的总线，总线可以包括低速总线和高速总线。其中，低速总线用于主控板卡14分别与交换板卡15、上联板卡16、业务板卡17、电源板卡、风扇板卡的通信，高速总线用于交换板卡15、上联板卡16和业务板卡17之间进行通信。

且在具体的实现中，在已连接插槽的板卡中包括两块并行的主控板卡14 的情况下，背板11可以采用双星形总线，以使每块主控板卡14均分别与交换板卡15、上联板卡16和业务板卡17连接。

进一步的，在本实用新型实施例中，插入式电子设备具体的可以为OLT。

本实用新型提供的插卡式电子设备，通过在已连接插槽的板卡中增加包括有交换矩阵的交换板卡，以传输上联板卡和业务板卡之间的数据，且通过在上联板卡和业务板卡上增加NP和TCAM，来传输大容量的数据，使得插卡式电子设备实现了BNG的功能，这样，通过在插卡式电子设备上集成BNG的功能，使得数据在光网络架构中进行传输时，减少了数据转发的跳数，从而减少了转发时延，简化了运维。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何在本实用新型揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。