一种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，所述以太网串接设备和所述无闪断旁路装置共用供电电源，所述无闪断旁路装置包括用于检测所述以太网串接设备的供电状态的电源检测单元、用于检测所述以太网串接设备的故障状态的故障分析单元、用于将所述以太网串接设备无闪断旁路或者无闪断串接入以太网的通信线路的无闪断处理单元、根据供电状态和故障状态控制无闪断处理单元的无闪断控制单元以及用于在所述供电电源失效时供电的掉电保护单元。本发明能在以太网串接设备供电中断或者故障时，实现无闪断切入切出，保持三速以太网通信线路一直接通，而不对网络产生影响。
【专利说明】—种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置
【技术领域】
[0001]本发明属于通信控制领域，涉及一种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，具体地说，在以太网交互数据的通信线路中，串接到该通信链路的通信设备发生供电中断，或者设备故障时，本发明能够立即旁路该通信设备，实现串接设备无闪断切入切出，保持通信线路始终接通。
【背景技术】
[0002]目前，为了保障以太网中的通信设备的正常工作，一般从设备的供电安全保护和继电器机械切换两个方面采取措施，
[0003]通常采用以下两种方式保障可靠供电:
[0004]方式1:对通信设备采用双路同时供电，在两路电源都正常工作时，设备同时使用这两路供电，其中任一路供电电源出现故障，另一路电源就承担全部电源提供的任务。
[0005]方式2:对通信设备采用主备用供电方式，通信设备选择其中一路电源作为其主供电电源，当主供电电源出现故障时，设备自动切换到另一路电源，保证电源的正常提供。
[0006]继电器机械切换方式:
[0007]串接设备使用继电器将设备串接到链路中，当设备正常供电时，信令节点之间的信令数据通道经串接设备连接，设备供电异常时，继电器切换到链路另外端口，旁路掉串接设备。
[0008]上述方法第一种是从对通信设备的供电角度，进行安全保护，以保证设备的正常工作的可用性在允许的范围内，这对于网络中大部分通信设备都能达到可靠性指标要求。但对于要求接入在信令链路中的设备，对可靠性要求更高，希望能在双路供电同时失效时，通信线路还能保持接通，以保障原有信令链路的安全，上述方式就不能完成这种要求，如果提供3路以上供电方式来提高供电的可靠性，就完全改变了现有体制方式，没有可实施性。
[0009]上述方法第二种是利用继电器方式对链路进行切换，进行安全保护，这对于网络中的大部分通信设备而言都能达到可靠性要求，但是对于100M以太网的串接链路要求的无闪断时延满足不了，且目前以太网物理芯片都使用1000M/100M/10M三速自适应工作方式，上述方式不能完成以太网串接无闪断要求，如果将1000M，100M串接设备分开设计，又增加了硬件成本。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，在以太网串接设备供电中断或者故障时，实现无闪断切入切出，保持三速以太网通信线路一直接通，而不对网络产生影响。
[0011]实现上述目的的技术方案是:
[0012]一种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，所述以太网串接设备和所述无闪断旁路装置共用供电电源，所述无闪断旁路装置包括:[0013]电源检测单元，检测所述以太网串接设备的供电状态，发送供电状态信号；
[0014]故障分析单元，检测所述以太网串接设备的故障状态，发送故障状态信号；
[0015]无闪断处理单元，用于将所述以太网串接设备无闪断旁路，或者用于将所述以太网串接设备无闪断串接入以太网的通信线路；
[0016]无闪断控制单元，分别连接所述电源检测单元、故障分析单元和无闪断处理单元，接收所述供电状态信号和故障状态信号，并判断:在所述以太网串接设备供电正常并且无故障时，控制所述无闪断处理单元将该以太网串接设备无闪断串接入以太网的通信线路；在所述以太网串接设备供电失效或者故障时，控制所述无闪断处理单元将该以太网串接设备无闪断旁路；以及
[0017]掉电保护单元，分别连接所述电源检测单元、故障分析单元、无闪断控制单元和无闪断处理单元，用于在所述供电电源失效时供电。
[0018]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述无闪断处理单元包括:
[0019]第一模拟开关，包含两路通道，其第一路通道连接所述通信线路的第一端和所述以太网串接设备的第一端；其第二路通道连接所述通信线路的两端；
[0020]第二模拟开关，包含两路通道，其第一路通道连接所述以太网串接设备两端；其第二路通道连接所述通信线路的第二端和所述以太网串接设备的第二端；以及
[0021 ] 继电器，连接所述通信线路的两端。
[0022]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述第一模拟开关和第二模拟开关均为纳秒级切换的电子模拟开关。
[0023]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，在所述以太网串接设备供电正常并且无故障时，所述继电器呈断开状态；所述第一模拟开关的第一路通道呈闭合状态，第二路通道呈断开状态；所述第二模拟开关的第一路通道呈断开状态，第二路通道呈闭合状态；
[0024]在所述以太网串接设备供电失效或者故障时，所述继电器呈闭合状态。
[0025]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述以太网串接设备为1000M/1OOM/1OM三速串接链路中的设备。
[0026]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述以太网串接设备为IP数据包处理装置。
[0027]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述电源检测单元、故障分析单元和无闪断控制单元均通过MCU (微处理器)实现。
[0028]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述掉电保护单元通过电容提供延时实现，或者通过锂电池实现。
[0029]上述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其中，所述供电电源为双路供电电源。
[0030]本发明的有益效果是:同传统的供电安全保护和继电器机械切换技术比较，在供电中断时，本发明通过掉电保持链路切换的继电器和纳秒级切换的电子模拟开关的组合，无闪断旁路掉接入以太网通信线路中的串接设备，即一直保持通信设备两侧连接设备的正常通信，避免了单用继电器而不能到达无闪断切换的情况；同时本发明可以智能检测串接设备故障，避免了链路闪断致使有效数据包丢失，使通信线路一直处于接通状态，而不对网络产生影响。并且，本发明结构简单，易于实现，具有可实施性。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本发明的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置的结构示意图；
[0032]图2是本发明中无闪断处理单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0034]请参阅图1，以太网串接设备I通过无闪断旁路装置2串接入以太网的通信线路中，即以太网串接设备I通过无闪断旁路装置2串接在第一设备100和第二设备200之间；以太网串接设备I和无闪断旁路装置2共用供电电源3，即以太网串接设备I和无闪断旁路装置2分别连接供电电源3。本实施例中，以太网串接设备I为1000M/100M/10M三速串接链路中的设备，特别针对串接在100M以太网链路中的设备，尤指IP数据包处理装置；供电电源3为双路供电电源。
[0035]无闪断旁路装置2包括电源检测单元21、故障分析单元22、无闪断控制单元23、无闪断处理单元24和掉电保护单元25，其中:
[0036]掉电保护单元25分别连接电源检测单元21、故障分析单元22、无闪断控制单元23和无闪断处理单元24，用于在供电电源3供电失效时供电；本实施例中，掉电保护单元25通过电容提供短时延时(如4ms )实现,或者通过其他电荷存储方式实现，或者通过锂电池供电方式实现，以满足掉电无闪断切换的要求；
[0037]电源检测单元21分别连接无闪断控制单元23和供电电源3，电源检测单元21通过检测供电电源3是否供电，来检测以太网串接设备I的供电状态，发送供电状态信号给无闪断控制单元23;供电状态信号分为供电正常信号和供电失效信号，特别地，当供电电源3为双路供电电源时，至少一路电源正常供电表示供电正常，两路电源都不供电表示供电失效；
[0038]故障分析单元22分别连接无闪断控制单元23和以太网串接设备I，故障分析单元22检测以太网串接设备I的故障状态，即接收以太网串接设备I的故障告警信息，进行告警等级分析以确定是否进行切换，然后根据结果发送故障状态信号给无闪断控制单元23 ;故障状态信号分为故障存在信号和故障消失信号，其中，在故障分析单元22进行告警等级分析并确定需要进行切换后，发送故障存在信号，即认为存在故障；在故障分析单元22进行告警等级分析并确定不需要进行切换后，发送故障消失信号，即认为不存在故障；
[0039]无闪断处理单元24连接无闪断控制单元23，无闪断处理单元24用于将以太网串接设备I无闪断旁路，或者用于将以太网串接设备I无闪断串接入以太网的通信线路，即无闪断地串接在第一设备100和第二设备200之间，如图1所示。请参阅图2，本实施例中，无闪断处理单元24包括第一模拟开关Ka、第二模拟开关Kb和继电器S，其中:
[0040]第一模拟开关Ka包含两路通道al和a2，第一路通道al连接通信线路的第一端NI (通信线路连接第一设备100的一端)和以太网串接设备I的第一端Ml ;第二路通道a2连接通信线路的两端NI和N2 ；[0041]第二模拟开关Kb包含两路通道bl和b2，第一路通道bl连接以太网串接设备I的两端Ml和M2 ;第二路通道b2连接通信线路的第二端N2 (通信线路连接第二设备200的一端)和以太网串接设备I的第二端N2 ;本实施例中，第一模拟开关Ka和第二模拟开关Kb均为纳秒级切换的电子模拟开关，需要供电，在掉电后，功能消失；
[0042]继电器S连接通信线路的两端NI和N2，其闭合时可以直接连通通信线路，并且继电器S在掉电后保持链路切换。
[0043]无闪断控制单元23接收上述的供电状态信号和故障状态信号，并依据供电状态信号和故障状态信号判断以太网串接设备I是否供电失效和是否存在故障，然后根据判断结果分为如下两种状态，为叙述方便，分别记为状态(I)和状态(2)。
[0044]状态(I):在以太网串接设备I供电正常并且无故障时(包括供电恢复和故障排除时)，无闪断控制单元23控制无闪断处理单元24将以太网串接设备I串接入以太网的通信线路；此时，无闪断处理单元24中各部件的状态如下:继电器S断开；第一模拟开关Ka的第一路通道al闭合，第二路通道a2断开；第二模拟开关Kb的第一路通道bl断开，第二路通道b2闭合；
[0045]状态(2):在以太网串接设备I供电失效或者故障时，无闪断控制单元23控制无闪断处理单元24将以太网串接设备I旁路；此时，无闪断处理单元24中，继电器S处于闭合状态。因为当继电器S闭合时，无论第一、第二模拟开关Ka、Kb各自通道的状态如何，以太网串接设备I均被芳路；
[0046]此两种状态相继发生时，无闪断控制单元23才执行切换操作，如果一直持续一种状态，只需执行开始状态变换时的一次操作即可。下面以“状态(I)”到“状态(2)”再到“状态(I)”为例，叙述具体的无闪断切换过程，如下:
[0047]首先，状态(I )，此时，继电器S断开；第一模拟开关Ka的第一路通道al闭合，第二路通道a2断开；第二模拟开关Kb的第一路通道bl断开，第二路通道b2闭合；以太网串接设备I通过第一模拟开关Ka的第一路通道al和第二模拟开关Kb的第二路通道b2串接在第一设备100和第二设备200之间；无闪断控制单元23—直接收到供电正常信号和故障消失信号，不动作；
[0048]接着，状态(I)到状态(2)，此时，无闪断控制单元23接收到供电失效信号或者故障存在信号或者两者都接收到。当仅接收到故障存在信号时，因为供电电源3正常供电，所以掉电保护单元25不工作；当接收到供电失效信号时，因为供电电源3不供电，所以掉电保护单元25提供供电，足够完成控制过程；然后，无论在哪种情况下，无闪断控制单元23分别发出控制信号给第一、第二模拟开关Ka、Kb和继电器S,使得第一模拟开关Ka的第一路通道al断开，第二路通道a2闭合；使得第二模拟开关Kb的第一路通道bl闭合，第二路通道b2断开；使得继电器S闭合；因为第一、第二模拟开关Ka、Kb和继电器S的动作上面有时间间隔:第一、第二模拟开关Ka、Kb在ns级时间内先完成动作，继电器S在us级时间内后完成动作。所以第一设备100和第二设备200先通过第一模拟开关Ka的第二路通道a2通信，因为是ns级时间，所以实现无闪断切换；然后继电器S完成动作，使得第一设备100和第二设备200可以通过继电器S通信；最后，如果掉电保护单元25工作(即开始时，接收到供电失效信号)，并且提供短时供电时(例如:通过电容提供短时延时实现)，其供电结束后，第一、第二模拟开关Ka、Kb的功能消失，继电器S继续闭合；如果掉电保护单元25工作，并且一直提供供电时(例如:通过锂电池实现)，此时第一模拟开关Ka的第一路通道al保持断开，第二路通道a2保持闭合，第二模拟开关Kb的第一路通道bl保持闭合，第二路通道b2保持断开，继电器S继续闭合；如果掉电保护单元25不工作的话(即开始时，仅接收到故障存在信号，供电电源3供电有效)，此时第一模拟开关Ka的第一路通道al保持断开，第二路通道a2保持闭合，第二模拟开关Kb的第一路通道bl保持闭合，第二路通道b2保持断开，继电器S继续闭合。无论何种情况，以太网串接设备I均被旁路，实现状态(2)；
[0049]最后，状态(2)再回到状态(1)，此时，无闪断控制单元23接收到供电正常信号和故障消失信号；无闪断控制单元23分别发出控制信号给第一、第二模拟开关Ka、Kb和继电器S，使得第一模拟开关Ka的第一路通道al闭合，第二路通道a2断开；使得第二模拟开关Kb的第一路通道bl断开，第二路通道b2闭合；继电器S断开；因为第一、第二模拟开关Ka、Kb和继电器S的动作上面有时间间隔:第一、第二模拟开关Ka、Kb在ns级时间内先完成动作，继电器S在us级时间内后完成动作。在继电器S断开前，第一设备100和第二设备200先通过继电器S通信；在继电器S断开后，以太网串接设备I通过第一模拟开关Ka的第一路通道al和第二模拟开关Kb的第二路通道b2串接在第一设备100和第二设备200之间，从而第一设备100和第二设备200之间通过以太网串接设备I通信。
[0050]本发明中，电源检测单元21、故障分析单元22和无闪断控制单元23均通过MCU或者其他类似器件实现。
【权利要求】
1.一种用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，所述以太网串接设备和所述无闪断旁路装置共用供电电源，其特征在于，所述无闪断旁路装置包括: 电源检测单元，检测所述以太网串接设备的供电状态，发送供电状态信号； 故障分析单元，检测所述以太网串接设备的故障状态，发送故障状态信号； 无闪断处理单元，用于将所述以太网串接设备无闪断旁路，或者用于将所述以太网串接设备无闪断串接入以太网的通信线路； 无闪断控制单元，分别连接所述电源检测单元、故障分析单元和无闪断处理单元，接收所述供电状态信号和故障状态信号，并判断:在所述以太网串接设备供电正常并且无故障时，控制所述无闪断处理单元将该以太网串接设备无闪断串接入以太网的通信线路；在所述以太网串接设备供电失效或者故障时，控制所述无闪断处理单元将该以太网串接设备无闪断旁路；以及 掉电保护单元，分别连接所述电源检测单元、故障分析单元、无闪断控制单元和无闪断处理单元，用于在所述供电电源失效时供电。
2.根据权利要求1所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述无闪断处理单元包括: 第一模拟开关，包含两路通道，其第一路通道连接所述通信线路的第一端和所述以太网串接设备的第一端；其第二路通道连接所述通信线路的两端； 第二模拟开关，包含两路通道，其第一路通道连接所述以太网串接设备两端；其第二路通道连接所述通信线路的第二端和所述以太网串接设备的第二端；以及 继电器，连接所述通信线路的两端。
3.根据权利要求2所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述第一模拟开关和第二模拟开关均为纳秒级切换的电子模拟开关。
4.根据权利要求3所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，在所述以太网串接设备供电正常并且无故障时，所述继电器呈断开状态；所述第一模拟开关的第一路通道呈闭合状态，第二路通道呈断开状态；所述第二模拟开关的第一路通道呈断开状态，第二路通道呈闭合状态； 在所述以太网串接设备供电失效或者故障时，所述继电器呈闭合状态。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述以太网串接设备为1000M/100M/10M三速串接链路中的设备。
6.根据权利要求5所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述以太网串接设备为IP数据包处理装置。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述电源检测单元、故障分析单元和无闪断控制单元均通过MCU实现。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述掉电保护单元通过电容提供延时实现，或者通过锂电池实现。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于以太网串接设备的无闪断旁路装置，其特征在于，所述供电电源为双路供电电源。
【文档编号】H02J9/06GK103855793SQ201210509185
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月3日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】胡正东, 胡琼方 申请人:上海粱江通信系统股份有限公司