光通信网中设备的状态收集和远端控制的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明的光通信网中设备的状态收集和远端控制的方法，包括由CPU运行路由协议，进行路由信息的维护，通过路由表查找出通信网中其它的设备，发送远程控制命令和定时查询其它设备的状态信息，其使用FPGA作为协处理器，把远程控制数据分成两部分：需要定时上报或查询的数据和普通的查询和控制数据，把需要定时上报或查询的数据随路由信息一起打包进行传输，只在相邻的设备之间进行交互，其它数据作为远程控制数据由FPGA进行转发；CPU读取FPGA中路由表，实现远端设备状态的收集。本发明还涉及实现上述方法的装置。由于路由数据和远程控制数据在光通道中使用独立的子通道进行传输，可避免两种数据相互阻塞，降低CPU的工作量。
【专利说明】光通信网中设备的状态收集和远端控制的方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光通信网中设备网络管理，具体是光通信网中设备的状态收集和远端 控制的方法及装置，用于由光端机组成的光通信网中，解决设备状态信息实时收集和设备 远程控制的问题。
【背景技术】
[0002] 通常光通信网中设备网络管理使用简单网络管理协议SNMP，但是SNMP管理包的 底层传输方式没有统一的规定，一般使用两种方式。第一种方式对SNMP管理包进行简单的 广播方式，当管理包地址和本设备地址不同时，往其他光接口转发该管理包。第二种方式为 由CPU运行路由协议，进行路由信息的维护，通过路由表查找出通信网中其它的设备，中心 站点发送远程控制命令和定时查询其它设备的状态信息。第一种方式采用的广播方式，当 SNMP管理包数据量比较大时，容易引起传输线路堵塞；第二种解决方式不容易引起传输线 路堵塞，性能优于第一种解决方式，但是需要其中一个站点为中心站点，中心站点定时查询 其它站点的状态。当通信网对系统的可靠性和故障告警的实时性要求很高时，为了防止中 心站点故障导致无法监控系统中设备运行状态，需要从任意站点都可以对其他所有站点的 通信设备进行监控，系统中任意站点都需要定时查询其它设备的状态信息。随着通信网中 设备状态信息数量和站点的增加，CPU的工作量成几何式增长。
【发明内容】
[0003] 为减轻光通信网中设备网络管理中CPU的工作量，使CPU更好地执行其它算法，本 发明的目的在于提供一种光通信网中设备的状态收集和远端控制的方法。
[0004] 本发明的光通信网中设备的状态收集和远端控制的方法，包括由CPU运行路由协 议，进行路由信息的维护，通过路由表查找出通信网中其它的设备，发送远程控制命令和定 时查询其它设备的状态信息，其使用FPGA作为协处理器，把远程控制数据分成两部分：需 要定时上报或查询的数据和普通的查询和控制数据，把需要定时上报或查询的数据随路 由信息一起打包进行传输，只在相邻的设备之间进行交互，其它数据作为远程控制数据由 FPGA进行转发； (PU读取FPGA中路由表，实现远端设备状态的收集。
[0005] 本发明把远程控制数据分成两部分：需要定时上报或查询的数据和普通的查询和 控制数据。需要定时上报或查询的数据主要为设备的状态信息，这些信息需要频繁地进行 传输，如果每个站点的设备都向其它的设备发送这些信息，那么数据量非常大。因此把这些 数据设备的状态信息随路由信息一起打包进行传输，只在相邻的设备之间进行交互，可以 明显减少传输的数据量。其它数据作为远程控制数据由FPGA进行转发。并且由于现在光 端机的通道开销都非常丰富，可以给FPGA分配多个独立的通道开销进行设备间交互。因此 路由数据和远程控制数据在光通道中使用独立的子通道进行传输，避免了两种数据相互阻 塞，可以很好地保证两种数据传输的实时性。
[0006] 该发明在设备中应用后，CPU可以快速的从FPGA中读取远程设备的状态数据，其 他的控制数据也可以快速无阻塞的和其他的远程设备进行交互，避免了 CPU因为频繁的读 取其他设备的信息和进行路由维护而频繁地产生中断，使CPU可以专注于其他的算法，降 低了 CPU设计的复杂性。
[0007] 本发明中，FPGA转发远程控制命令包括： 接收的远程控制命令由两部分组成：CPU通过SPI总线发送给FPGA的远程控制命令 和从光接口接收到的远程控制命令，两种命令处理方式相同，在确定远程控制命令正确后 存入接收缓存区中，然后远程控制命令转发模块从远程控制命令缓存区中读取远程控制命 令，分析目的地址，如果目的地址和本设备相同，把远程控制命令写入本地CPU的远程控制 命令发送缓存区，等待本地CPU读取后发送；如果目的地址和本设备不相同，从路由表中读 出该目的地址的路由信息，查找该路由信息的光口号，然后把该远程控制信息发送到相应 光接口的发送缓存区中，等待从光接口发送。
[0008] 在本地CPU需要发送远程控制命令时，通过SPI总线把远程控制命令传送给本地 FPGA，由于FPGA分析CPU远程控制命令包比较困难，所以本发明还包括FPGA在转发数据包 时，把远程控制命令数据按下表格式进行二次封包：
【权利要求】
1. 光通信网中设备的状态收集和远端控制的方法，包括由CPU运行路由协议，进行路 由信息的维护，通过路由表查找出通信网中其它的设备，发送远程控制命令和定时查询其 它设备的状态信息，其特征在于：使用FPGA作为协处理器，把远程控制数据分成两部分： 需要定时上报或查询的数据和普通的查询和控制数据，把需要定时上报或查询的数据随路 由信息一起打包进行传输，只在相邻的设备之间进行交互，其它数据作为远程控制数据由 FPGA进行转发； (PU读取FPGA中路由表，实现远端设备状态的收集。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：FPGA转发远程控制命令包括： 接收的远程控制命令由两部分组成：CPU通过SPI总线发送给FPGA的远程控制命令 和从光接口接收到的远程控制命令，两种命令处理方式相同，在确定远程控制命令正确后 存入接收缓存区中，然后远程控制命令转发模块从远程控制命令缓存区中读取远程控制命 令，分析目的地址，如果目的地址和本设备相同，把远程控制命令写入本地CPU的远程控制 命令发送缓存区，等待本地CPU读取后发送；如果目的地址和本设备不相同，从路由表中读 出该目的地址的路由信息，查找该路由信息的光口号，然后把该远程控制信息发送到相应 光接口的发送缓存区中，等待从光接口发送。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：还包括FPGA在转发数据包时，把远程控 制命令数据按下表格式进行二次封包： 之后进行透明传输。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：CPU发送远程控制命令给FPGA的具体操 作如下：CPU在发送数据包给FPGA时，先查询FPGA的标志寄存器have_data，如果该寄存 器为高，表示FPGA还在处理上次接收的数据包，不能接收新数据，CPU暂停发送，等待一段 时间后，继续查询该地址；如果该寄存器地址为低，表示上次CPU发送给FPGA的数据包处 理完毕，FPGA可以接收新的数据包，然后CPU把数据包的目的地址写入寄存器addr_far_ equipment中，把数据包的数据写入FPGA的RAM中，并且把数据包在RAM中的起始地址和 结束地址写入寄存器addr_start和寄存器addr_end中，同时把FPGA的标志寄存器have_ data的值置为高，通知FPGA有新的数据等待FPGA处理；FPGA发现标志寄存器have_data 的值置为高时，把接收到的数据包进行二次封包，并且把封好的数据包存入远程控制命令 缓存区，和从光接口接收的数据包一起等待转发；同时把标志寄存器have_data的值置为 低，等待CPU写入新的远程控制命令。
5. 实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于：所述装置包括：实现路由表的维护及 远端设备状态信息的收集的部分和实现设备远程控制的部分。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述实现路由表的维护及远端设备状态 信息的收集的部分包括顺序连接的三个模块：路由信息接收模块、路由表操作模块和路由 信息发送模块： 1) 、路由信息接收模块：用于接收相邻设备发送的路由信息； 2) 、路由表的操作模块：用于监控如下信号：复位信号、定时更新信号、光异常信号和 路由信息缓存区指示信号，并当上述信号产生时，路由表分别进入复位状态、更新状态、光 异常处理状态和对比状态，产生相应的操作； 3)、路由信息发送模块：用于把设备中路由表中的路由信息通过光通道发送给相邻的 设备。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述实现设备远程控制的部分包括顺序 连接的三个模块：远程控制命令接收模块、远程控制命令缓存与转发模块和远程控制命令 发送模块： 1) 远程控制命令接收模块：用于接收CPU通过SPI总线发送给FPGA的远程控制命令 和从光接口接收到的远程控制命令； 2) 远程控制命令缓存与转发模块：用于从远程控制命令缓存区中读取远程控制命令， 分析目的地址，将目的地址与本设备地址相同的远程控制命令写入本地CPU的远程控制命 令缓存区，将将目的地址与本设备地址不同的远程控制命令转发到相应光口的缓存区； 3) 远程控制命令发送模块：用于通过本地CPU将写入本地CPU远程控制命令缓存区的 远程控制命令发送出去，或者通过光口将光口缓存区的远程控制命令发送出去。
【文档编号】H04B10/07GK104243204SQ201410444984
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】龚华达, 曹志文, 郑鹏 申请人:中国电子科技集团公司第三十四研究所, 桂林大为通信技术有限公司, 桂林信通科技有限公司