专利名称：一种同步数字体系设备光接口支路保护倒换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同步数字体系设备的光接口支路保护倒换装置。
背景技术：
SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)设备TPS(TributaryProtect Switch，支路保护倒换)采用图1或图2所示的体系结构，这两种体系结构十分类似，区别在于，图1支路保护倒换TPS结构采用共享的支路保护倒换TPS保护总线10，适于低速应用；图2支路保护倒换TPS结构采用点到点的支路保护倒换TPS保护总线10，适合高速应用。两种体系结构同步数字体系SDH支路业务的接入均分为两个部分支路接口板12和支路处理板13。其中，该接口板12完成支路业务的接入和输出以及支路保护倒换TPS倒换动作，接口板12上一般没有有源器件，可靠性很高。支路处理板13完成业务处理，结构复杂，故障率较高。接口板12和支路处理板13一一对应，正常工作时，由支路处理板13处理对应接口板12的业务。此外系统中设置有备用处理板14，当某块支路处理板13发生故障后，系统控制单元16控制接口板12，把故障支路处理板13’对应的接口板12业务从故障支路处理板13’倒换到备用处理板14上。这样就形成了对故障支路的1:N TPS保护。
在传统的同步数字体系SDH设备中，接口板12上主备信号的保护倒换依靠继电器121来完成，如图3所示。由于继电器121倒换时间可长达几十甚至上百ms，因此导致业务中断时间过长；另外对信号的衰减过大，影响系统可靠性。
在专利CN 2669497Y中提出了一种改进的以太网端口支路保护倒换装置，如图4所示，该专利将以太网PHY(物理层)芯片置于接口板上，用PLD(可编程逻辑器件)替代继电器作为端口倒换器件，可编程逻辑器件PLD从工作总线和TPS保护总线中选择一组总线连接到物理层PHY芯片。在支路保护倒换TPS保护总线和工作总线上还连接有SERDES(Serializer and Deserializer，串行器和解串器)器件，这是由于接口板的工作线SMII(Serial MediaIndependence Interface，串行媒体无关接口)/SSSMII(Source Synchronous SerialMedia Independence Interface，源同步串行媒体无关接口)或RGMII(ReducedGigabit Media Independence Interface，精简GE媒体无关接口)/TBI(Ten BitInterface，十比特接口)数目太多，而且高速LVTTL信号不适合在背板长距离传送，所以在接口板上设置SERDES，将SMII/SSSMII或RGMII/TBI复用成高速低电压差分信令LVDS线路，并在处理板上同样设置SERDES，通过SERDES将高速低电压差分信令LVDS线路再转换到低速SMII/SSSMII或RGMII/TBI，完成业务信号的倒换和传递。
专利CN 2669497Y中的倒换装置虽然克服了传统继电器倒换的倒换时间长、对传递信号影响大的缺点，但倒换装置结构复杂，SMII/SSSMII或RGMII/TBI接口信号相互间时序关系的限制将对可编程逻辑器件PLD器件以及SERDES器件提出苛刻要求，从而限制该方案的实际应用；特别是该方案必须将物理层PHY芯片、可编程逻辑器件PLD以及SERDES器件置于接口板上，大大增加了接口板的复杂度和故障风险，一定程度上破坏了支路保护倒换机制的应用前提——“接口板上一般没有有源器件，可靠性很高”，使实际应用受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种支路保护倒换装置，以解决上述现有同步数字体系SDH设备支路光接口保护倒换装置存在的问题和不足。
为了实现上述目的，本发明提供了一种同步数字体系设备的光接口支路保护倒换装置，包括一接口板，用于完成支路业务的接入、输出及支路保护倒换TPS动作；一处理板，用于处理一一对应的接口板的业务；一备用处理板，用于替代发生故障的处理板；一控制单元，用于当处理板发生故障时，控制接口板将发生故障的处理板对应的接口板业务倒换到备用处理板上；其特征在于还包括一物理层芯片，设置在所述处理板上；一端口倒换器件，设置在所述接口板上；
所述接口板与处理板之间通过工作总线相连，所述接口板与备用处理板之间通过点到点的TPS总线相连，所述端口倒换器件通过所述TPS总线和/或工作总线连接至所述物理层芯片。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述端口倒换器件为低电压差分信令LVDS交叉开关。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述物理层芯片为以太网物理层芯片。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述以太网物理层芯片通过低电压差分信令LVDS-PECL正射极耦合逻辑接口转换器件连接至背板LVDS工作总线和/或TPS总线。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述背板LVDS工作总线和/或TPS总线进一步连接至所述低电压差分信令LVDS交叉开关。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述处理板工作总线和/或备用处理板TPS总线上连接有低电压差分信令LVDS-PECL正射极耦合逻辑接口转换器件。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述LVDS交叉开关与所述接口板的以太网光接口之间连接有低电压差分信令LVDS-PECL正射极耦合逻辑接口转换器件。
上述光接口支路保护倒换装置，其特点在于，所述点到点的TPS总线方式为所有的接口板与备用处理板分别单独连接。
由上可知，本发明将物理层PHY芯片置于处理板上，在接口板上只放置简单的低电压差分信号LVDS交叉开关和低电压差分信号LVDS-正射极耦合逻辑PECL接口转换器件，保证了接口板的设计简单，具有很高的可靠性。LVDS交叉开关作为端口倒换器件，具有1ns级的倒换速度，远远高于现有倒换装置，同时保证了信号的质量，而且对支路保护倒换TPS总线和工作总线高速低电压差分信号LVDS信号质量的影响可忽略不计。低电压差分信号LVDS-正射极耦合逻辑PECL接口转换器件保证低电压差分信号LVDS总线与以太网光接口可靠连接。
图1是一种同步数字体系SDH设备支路保护倒换TPS系统结构示意图；图2是另一种同步数字体系SDH设备支路保护倒换TPS系统结构示意图；图3是现有使用继电器的接口板倒换装置；图4是现有中国专利CN 2669497Y以太网端口倒换装置；图5是本发明以太网光接口倒换装置。
具体实施例方式
本实施例采用的支路保护倒换TPS系统结构，如图2所示。在SDH设备中，多个以太网接口板12与以太网处理板13之间设置支路保护倒换TPS线10，该支路保护倒换TPS线11采用点到点的布线方式。以太网备用处理板14保存有所有主用以太网处理板的业务配置信息，系统控制单元16通知以太网备用处理板14启用故障以太网处理板13的配置。当系统控制单元16探测到某块以太网处理板13发生故障后，则会通知系统业务交叉单元，把故障以太网处理板13’的业务倒换到以太网备用处理板14；同时，系统控制单元也需要把故障以太网处理板13’的所有业务配置信息同时下载到以太网备用处理板14中；另外，系统控制单元还需要控制接口板12，把接口板12的接口从故障以太网处理板13’倒换到以太网备用处理板14上。
如图5所示，该接口板倒换装置不含物理层PHY芯片和业务处理器件，以太网物理层芯片133设置在处理板13上，LVDS交叉开关122设置在接口板12上，以太网物理层芯片133的PECL接口134通过LVDS<->PECL接口转换器件131转换为LVDS电平，连接到背板LVDS工作总线132或TPS总线，通过背板LVDS工作总线1或TPS总线10连接到接口板LVDS交叉开关122。由于物理层PHY芯片13置于处理板13上，保证接口板结构简单，具有很高的可靠性。而端口倒换器件采用低电压差分信令LVDS交叉开关122。低电压差分信令LVDS交叉开关122受系统控制单元倒换控制信号的控制，选择支路以太网处理板工作总线1或备用以太网处理板支路保护倒换TPS总线10。低电压差分信令LVDS交叉开关122可以实现1ns级的倒换速度，而且对信号质量影响很小，从而实现快速、高效的信号倒换。低电压差分信令LVDS<->PECL正射极耦合逻辑电平接口器件123完成低电压差分信令LVDS电平与正射极耦合逻辑PECL电平之间的转换，实现低电压差分信令LVDS交叉开关122与以太网光接口120之间的接口适配，提高了背板低电压差分信令LVDS总线与以太网光接口之间连接的可靠性。
背板传递的信号为低电压差分信令LVDS电平信号，在处理板13上同样设置有低电压差分信令LVDS<->PECL正射极耦合逻辑接口转换器件131完成低电压差分信令LVDS电平与正射极耦合逻辑PECL电平之间的转换，实现背板低电压差分信令LVDS总线132与物理层正射极耦合逻辑PHY PECL接口134之间的适配。
以上具体实施方式
仅用于说明本发明，本发明不限于应用在以太网光接口支路保护倒换装置中，可广泛用于图1和图2支路保护倒换TPS结构的各种支路光接口保护倒换装置中。
权利要求
1.一种同步数字体系设备的光接口支路保护倒换装置，包括一接口板，用于完成支路业务的接入、输出及支路保护倒换TPS动作；一处理板，用于处理一一对应的接口板的业务；一备用处理板，用于替代发生故障的处理板；一控制单元，用于当处理板发生故障时，控制接口板将发生故障的处理板对应的接口板业务倒换到备用处理板上；其特征在于还包括一物理层芯片，设置在所述处理板上；一端口倒换器件，设置在所述接口板上；所述接口板与处理板之间通过工作总线相连，所述接口板与备用处理板之间通过点到点的TPS总线相连，所述端口倒换器件通过所述TPS总线和/或工作总线连接至所述物理层芯片。
2.根据权利要求1所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述端口倒换器件为低电压差分信令LVDS交叉开关。
3.根据权利要求1或2所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述物理层芯片为以太网物理层芯片。
4.根据权利要求3所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述以太网物理层芯片通过低电压差分信令LVDS-PECL正射极耦合逻辑接口转换器件连接至背板LVDS工作总线和/或TPS总线。
5.根据权利要求4所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述背板LVDS工作总线和/或TPS总线进一步连接至所述低电压差分信令LVDS交叉开关。
6.根据权利要求1、2或4所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述处理板工作总线和/或备用处理板TPS总线上连接有低电压差分信令LVDS-PECL正射极耦合逻辑接口转换器件。
7.根据权利要求2或4所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述LVDS交叉开关与所述接口板的以太网光接口之间连接有低电压差分信令LVDS-PECL正射极耦合逻辑接口转换器件。
8.根据权利要求1、2、4所述光接口支路保护倒换装置，其特征在于，所述点到点的TPS总线方式为所有的接口板与备用处理板分别单独连接。
全文摘要
本发明公开了一种同步数字体系设备的光接口支路保护倒换装置，包括一接口板，用于完成支路业务的接入、输出及支路保护倒换TPS倒换动作；一处理板，用于处理一一对应的接口板的业务；一备用处理板，用于替代发生故障的处理板；一控制单元，用于当处理板发生故障时，控制接口板将发生故障的处理板对应的接口板业务倒换到备用处理板上；一物理层芯片，设置在所述处理板上；一端口倒换器件，设置在所述接口板上，所述接口板与处理板之间通过工作总线相连，所述接口板与备用处理板之间通过点到点的TPS总线相连，所述端口倒换器件通过所述TPS总线和/或工作总线连接至所述物理层芯片。其接口板结构简单，可靠性好，且倒换速度快并能保证信号质量。
文档编号H04B1/74GK1881892SQ20051004058
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月13日 优先权日2005年6月13日
发明者周晓亮 申请人:中兴通讯股份有限公司