一种光纤端口的控制实现方法与流程

本发明涉及光通信领域，具体涉及一种光纤端口的控制实现方法。

背景技术：

目前，配线连接设备主要使用光纤配线架(odf)或光交箱(occ)；光纤配线架或光交箱最主要的部件就是光纤适配器阵列；其中，光纤配线架或者光交箱分成多个配线子框，每个配线子框由多个配线盘组成，每个配线盘中安装有十多个依序号排列的光纤适配器。为进行配线管理，光纤配线架或光交箱内设有端口标识记录纸，用于记录和识别光纤适配器所连接光纤的纤芯序号或传输路序信息；插入光纤适配器的光纤活动连接器的尾纤上常常粘贴上旗型标签，旗型标签上记录有识别此光纤活动连接器连接光纤的纤芯序号或传输路序信息。常规的光纤配线管理就是分别识别和管理光纤适配器和光纤活动连接器上的纤芯序号或传输路序信息，从而指导对光纤配线的调度与维护管理；但由于ftth(fiber-to-the-home，光纤到户)建设拉动，odn(opticaldistributionnetwork，光分配网)迎来爆发式增长；由于ftth主要采用pon(passiveopticalnetwork，无源光网络)技术，它将一个olt(opticallineterminal，光线路终端)分路给数十上百个onu(opticalnetworkunit，光网络单元)，这就使得odn网的用户端产生出海量的光纤线路需要进行配线调度和维护管理，上述光纤配线管理方案不再适用当前高效、精准要求。

为解决上述问题，通常利用eid电子标签技术和电子自动采集的方式对光纤配线进行管理，以杜绝人工管理可能产生的错误，并利用计算机网络技术对网络维护进行指导，从而可以迅速在密密麻麻的光线配线架适配器阵列中突出显示出需要进行操作的端口，以降低劳动强度，具体如下：

在光纤配线设备的每个配线子框上安装一个配线端口指示器，显示待操作光纤适配器所在配线盘的编号和光纤适配器编号；在一个光纤配线设备中只有一个配线端口指示器与现场操作计算机互联，为主配线端口指示器，其余的为从配线端口指示器，与主配线端口指示器的专用端口连接或以总线方式互联，由主配线端口指示器进行管理；所述主配线端口指示器中安装有表征其所在光纤配线设备身份的eid(electronicidentity，电子身份标识)标签，作为主用设备身份信息标签。

由于光纤配线架或光交箱的光纤端口过多，对在位eid标签及配线端口指示器的控制过于复杂，为了解决上述问题，目前，在业务盘上采用mcu进行控制，虽然这类方案接口方式简单，但是需要在每个业务盘上加入mcu单元，还涉及独开发及烧录程序，不仅其esd防护标准(静电防护标准)难以达到运营商对于室外光配线设备的要求，并且后期的升级维护成本偏高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有解决光纤配线调度和管理控制线过多的方案，是通过在业务盘上采用mcu控制方式，不仅增加成本投入，而且esd防护标准难以达到要求，升级维护成本偏高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种光纤端口的控制实现方法,包括以下步骤：

微处理器利用n路数据选通信号线、一路eid控制总线和一路led控制总线管理控制n个光纤端口；一路数据选通信号线对应一个光纤端口；

微处理器通过分时方式控制n路数据选通信号线的通断，在每个时隙内只选通一路数据选通信号线，实现对该路数据选通信号线对应光纤端口的访问，通过多个分时操作在一个轮询周期内完成对n个光纤端口的访问；

当一路数据选通信号线为选通状态时，eid控制总线和led控制总线分别对该光纤端口对应的eid器件和led进行相关操作。

在上述方法中，n路数据选通信号线采用微处理器、译码器以及n个对应连接的nmos管或npn三级管的电路连接实现；

微处理器通过m路控制线连接译码器输入端，译码器输出n路数据选通信号线，每路数据选通信号线对应连接一个nmos管或npn三级管，通过nmos管或npn三级管控制eid器件和led阴极与gnd的选通或截止；其中，2^m≥n。

在上述方法中，当光纤管理系统包括多个智能配线单元时，微处理器分别利用n路数据选通信号线、一路eid控制总线和一路led控制总线管理控制每个智能配线单元n个光纤端口。

在上述方法中，微处理器能够并行管理智能配线单元的最大数量由光交箱实际芯数及微处理器内部资源决定。

在上述方法中，对该光纤端口对应的eid器件和led进行相关操作包括：

对eid器件进行插拔状态检测、对指定eid器件进行读、写注册码操作；

对led进行点亮或熄灭、快闪或慢闪操作。

在上述方法中，完成对n个光纤端口的访问的一个轮询周期包括n+1个时隙；

前n个时隙对n个对eid器件进行轮询，并对led进行相关操作，具体为：

在每个时隙内检测对应一个光纤端口eid器件的插拔状态，并根据插拔状态操作对应端口的led点亮或熄灭；

在最后一个时隙，根据命令对指定eid器件进行读、写注册码操作。

在上述方法中，在一个轮询周期中，最后一个时隙大于前n个时隙。

在上述方法中，当在最后一个时隙内没有完成对指定eid器件进行读、写注册码操作时，下一个轮询周期继续用来进行对指定eid器件进行读、写注册码操作，并在完成对指定eid器件进行读、写注册码操作之后的下一个周期恢复正常的轮询。

在上述方法中，在每个轮询周期开始对n个对eid器件进行轮询前，增加一个复位时隙，用于对eid器件的充电等待时间。

本发明，独创的以微处理器加上逻辑组合器件的方式，提供一种新型的电路拓扑方法，组建了矩阵式的读取信号方式，采用共阴的控制方式，分别与led线的正极、单总线的正极分时控制led及单总线的各种状态，能并行控制多条led控制线及6条单总线信号，可以节省大量硬件资源，在功耗和成本控制上有着巨大优势；而且微处理器在时序管理上相比mcu控制方式更为迅捷，采用并行处理方式，运行速度相比mcu控制方式有很大提升；另外，在后期维护升级时，仅需要更换中继管理单元，不需要涉及大量业务单元的更换，不会给运营商的智能化升级带来不便，升级过程中不需要停止光纤传输业务。

附图说明

图1为本发明提供的一种光纤端口的控制实现方法的电路拓扑结构示意图；

图2为本发明中eid器件复位应答时序图；

图3为本发明中通过238译码器与电子开关的组合模块实现对13个eid芯片和13个led灯选址的电路图；

图4为本发明中业务盘内部逻辑控制示意图.

具体实施方式

本发明提供了一种实现智能光配线系统对控制节点通信的新型电路拓扑结构，解决了对在位eid标签及配线端口指示器进行控制时，控制线过多、导致接插件芯数过多变大的问题；同时，其配套的端口指示灯和单总线器件的阴极采用时分复用方法，节省逻辑器件的控制管脚，达到对单总线的正常操作以及对端口指示灯的亮闪灭任意组合，优化系统功耗和成本，具有实现逻辑电路搭建方法简单、通信稳定性高的优势，适于大规模推广。下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。

如图1所示，中继管理单元与主控管理单元通过485进行通信，中继管理单元通过rj45接插件与微处理器通信，本发明提供的一种光纤端口的控制实现方法,包括以下步骤：

微处理器(可以是fpga，field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)利用n路数据选通信号线、一路eid控制总线和一路led控制总线管理控制n个光纤端口；一路数据选通信号线对应一个光纤端口；

微处理器通过分时方式控制n路数据选通信号线的通断，在每个时隙内只选通一路数据选通信号线，实现对该路数据选通信号线对应光纤端口的访问，通过多个分时操作在一个周期内完成对n个光纤端口的访问；

当一路数据选通信号线为选通状态时，eid控制总线和led控制总线分别对该光纤端口对应的eid器件和led进行相关操作；即在一个周期内eid控制总线和led控制总线采用时分复用的方式实现对n个eid器件和n个led的相关操作，这里的相关操作包括对eid器件进行插拔状态检测、对指定eid器件进行读、写注册码操作；以及对led进行点亮或熄灭、快闪或慢闪操作。

当光纤管理系统包括多个智能配线单元时，微处理器分别利用n路数据选通信号线、一路eid控制总线和一路led控制总线管理控制每个智能配线单元n个光纤端口；多个智能配线单元之间相互独立，互不干扰。

在本发明中，微处理器能够并行管理智能配线单元的最大数量由光交箱实际芯数及微处理器内部资源而定，一般情况下，智能配线单元的数量为6个；而每个智能配线单元下可能下挂13个led和13个eid器件，即每个智能配线单元下有13个光纤端口。

一般情况下，完成对n个光纤端口的访问的一个轮询周期包括n+1个时隙；前n个时隙对n个对eid器件进行轮询，并对led进行相关操作，具体为：

在每个时隙内检测对应一个光纤端口eid器件的插拔状态，并根据插拔状态操作对应端口的led点亮或熄灭；

在最后一个时隙，根据命令对指定eid器件进行读、写注册码操作。

为了有足够的时间完成对指定eid器件进行读、写注册码操作，在本发明中，最后一个时隙大于前n个时隙；如果在最后一个时隙内仍没有完成对指定eid器件进行读、写注册码操作，接下来的下一个轮询周期继续用来进行对指定eid器件进行读、写注册码操作，在完成对指定eid器件进行读、写注册码操作之后的下一个周期才恢复正常的轮询。

由于单总线器件(eid器件)接通阴极的时间过短，导致不能正常复位应答，因此在轮询前，增加一个复位时隙，增加了检测单总线器件或芯片(以ds2431芯片为例)复位应答前对芯片的充电等待时间，用以减少上电时间太过于短暂，致使轮循操作eid芯片无法工作的异常情况，实际效果证明有不错的效果，特别是在无法提高总线电压的方式下，延长上电等待时间，对于短时间内，芯片能否正常工作有着较为显著的改善效果，保证在对单总线器件轮循的时候，能够准确地读取到相关器件。

下面以完成对13个光纤端口的访问为例进行说明，轮询周期为20ms(或者40ms，这个需要在微处理器程序中改动参数得以实现)，包括15个时隙，前14个时隙为每时隙1ms，最后一个时隙为6ms；

第一个时隙为复位时隙，增加eid器件的充电等待时间(如图2所示)；

从第二个时隙开始依次对13个eid器件进行轮询，并对led进行相关操作，即每个时隙1ms内检测对应一个端口eid器件的插拔状态，并根据插拔状态操作对应端口的led灯点亮或熄灭；

最后一个6ms的时隙根据命令对指定eid器件进行读、写注册码操作，如果在最后一个6ms的时隙内没有完成对指定eid器件进行读、写注册码操作，将最后一个时隙延长一个轮询周期，即最后一个时隙延长至26ms，如果仍无法完成，继续延长，直到在最后一个时隙内能够完成对指定eid器件进行读、写注册码操作，完成操作后，恢复下一轮的正常轮询。

在本发明中，n路数据选通信号线采用微处理器、译码器以及n个对应连接的nmos管或npn三级管的电路连接实现，此方案简单易行，开关速度快，功耗低。

微处理器通过m路控制线连接译码器输入端，译码器输出n路数据选通信号线，每路数据选通信号线对应连接一个nmos管或npn三级管，通过nmos管或npn三级管控制eid器件和led阴极与gnd的选通或截止；其中，2^m≥n。

如图3所示，下面以对13路数据选通信号线的选通或截止为例进行详细说明，此时m取4，即微处理器通过4路控制线a、b、c、d与2组238译码器连接，238译码器输出13路数据选通信号线；每路数据选通信号线对应连接一个nmos管，通过nmos管控制eid器件和led阴极与gnd的选通或截止，实现对13个eid芯片(含：12个金手指所对应的智能连接器eid芯片ds2431g+，1个本盘eid芯片ds2431p+)和13个led(含：12个金手指所对应的端口指示灯led，1个盘灯)的选址(对应信号线com[1:13])，具体为：

在第14个时隙内，微处理器通过4路控制线a、b、c、d向238译码器输入四路电平1100，此时对应的第13路数据选通信号线输出高电平，与其连接的nmos管导通，对应连接的led阴极和eid器件接地脚接地选通，可以对该led和eid器件进行访问；

此时，eid控制总线发送握手信号，如果与第13路数据选通信号线对应的eid器件在位，则eid控制总线会检测到对应eid器件的应答信号，实现对该eid器件插拔状态的检测；led控制总线输出高电平或低电平，与第13路数据选通信号线对应led将被点亮或熄灭。

对其他数据选通信号线的选通以及对与其对应的eid器件和led的控制与上述过程相同，在此不再赘述。

如图1、2所示，中继管理单元与主控管理单元通过485进行通信，中继管理单元通过rj45接插件对输入的6路控制信号(包括信号控制线one-wire总线,led控制总线ledcontrol,由微处理器连接译码器的a、b、c、d四路控制线，四路控制线的信号电平组合通过238译码器可控制13组信号的电平变化)，来实现对13个eid器件,13个led的控制。

对于业务盘的操作，包含了5大模块：定时器模块(time)、灯控模块(led_control)、串口监控模块(uart_monitor)、寄存器模块(register_control)和eid控制模块(ds2431_control3)见图4)。

定时器模块，输出3个时间控制信号cnt_1ms、flag_250ms和flag_500ms，即生成1ms定时时基、250ms定时时基、500ms定时时基。每过1个clock(2.048mhz)周期cnt_1ms就自加1，cnt_1ms每加1圈时间就过了1ms，一直加到2047再从0继续自加，如此周而复始。flag_500ms每过500ms翻转1次，flag_250ms每过250ms翻转1次，这3个信号提供给整个工程作为时间控制的依据。cnt_1ms信号主要用来控制轮询时隙；flag_250ms和flag_500ms信号主要用来控制led的快闪和慢闪。

寄存器模块，是mcu与微处理器之间数据交换的桥梁，mcu通过此模块对微处理器内部寄存器和ram进行读、写操作，即mcu单元通过内部总线读写微处理器的寄存器模块内容，微处理器模块针对寄存器的不同内容进行相应的操作，如mcu将微处理器的01寄存器写入值1，微处理器监测到后触发灯控模块将1号灯点亮，否则，将此寄存器写入值0,则微处理器则将0号灯熄灭。

灯控模块，利用time模块输出的信号flag_250ms和flag_500ms根据相关寄存器时分复用控制led的状态(灭、亮、慢闪和快闪)即根据定时器模块产生的不同时基，生成时钟不同的灯状态。

串口监控模块，根据异步串口总线协议，监测异步串口总线上是否有数据流与8字节激活码lead_code匹配，若发现有匹配的数据流则唤醒mcu。

eid控制模块，根据one-wire总线协议和ds2431时序实现对eid器件的控制，实现eid器件在位状态查询、读取和写入数据到eid器件。该模块对eid器件的控制包括：

1、轮询6组共78个eid器件，并记录在线状态。

2、记录6组eid器件中的在位状态变化信息并唤醒mcu。

3、对eid器件进行相关操作(高速读32bytes、写8bytes和读取8bytes注册码)。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。