一種實現同步數字體系高階交叉的交叉板的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光纖通信交叉板,特別涉及一種實現同步數字體系高階交叉的交叉板。
【背景技術】
[0002]光纖通信由于傳輸容量大、損耗小、重量輕、體積小、抗電磁干擾能力強和保密性好等優點,在通信中有著越來越廣泛的應用,不但骨干網、城域網全部采用光纖傳輸,而且接入網也普遍采用光纖實現匯聚。由此所帶來的問題是,對浩如煙海的光網絡信息進行技術偵聽和偵察的難度越來越大,尤其是在大容量接入的情況下實現交叉時,對硬件電路設計是很大的挑戰。
【發明內容】
[0003]鑒于現在技術存在的問題,本實用新型提供一種實現同步數字體系高階交叉的交叉板,利用交叉芯片實現了 640G X 640G的交叉容量,并利用FPGA實現了 40G X 20G的高階交叉,具體技術方案是,一種實現同步數字體系高階交叉的交叉板,包括供電模塊、時鐘模塊、維護及管理模塊、業務處理模塊、控制模塊和通信模塊六個功能模塊,其特征在于:熱插拔模塊以48V電壓軌連接供電模塊,供電模塊向全電路供電,熱插拔模塊還以3.3V電壓軌向維護及管理模塊供電,時鐘模塊分別與業務處理模塊、通信模塊單向連接,業務處理模塊與控制模塊通過并口雙向連接,控制模塊與通信模塊通過I2C接口雙向連接,控制模塊與維護及管理模塊通過串口雙向連接,維護及管理模塊通過SPI接口與通信模塊雙向連接,還通過485接口、12C接口與ZD接插件雙向連接,通信模塊通過LVDS接口與ZD接插件雙向連接,ZD接插件向時鐘模塊發送19.44M時鐘,并通過差分線與業務處理模塊雙向連接;所述的供電模塊包括光耦合芯片、DC/DC電源模塊、數字電源模塊、電源芯片,業務供電模塊首先使用DC/DC電源模塊獲得12V電源軌,再使用數字電源模塊得到板卡所需的各個電源軌,該數字電源支持上電順序和掉電順序的設置,并可以通過PMBUS總線將電源的電壓電流狀態上報給維護及管理模塊;
[0004]同時電源芯片TPS74401產生不需要配置上電掉電順序的電源軌;所述的通信模塊由FPGA和FLASH組成,FLASH為FPAG的配置芯片,通過SPI總線與FPGA雙向連接,FPGA接收上位機下發的交叉指令,解析后通過I2C總線發給控制模塊,同時還監測LVDS的通信狀態和交叉狀態,并向維護及管理模塊實時上報監測狀態;所述的時鐘模塊主要由三個芯片串接組成,由ZD接插件進入的19.44M差分時鐘經過第一個MLVDS驅動芯片輸出19.44M單端時鐘給第二個芯片,第二個芯片主要負責時鐘的濾波、去抖和倍頻,輸出155.52M的差分時鐘給第三個芯片,第三個芯片將155.52M的時鐘復制成4路,I路給通信模塊的FPGA作為參考時鐘,3路給業務處理模塊的FPGA作為參考時鐘;所述的控制模塊采用的芯片為單片機,對外的接口有I2C接口、串口和并行接口,單片機控制模塊通過I2C接口與通信模塊通信,接收通信模塊下發的交叉路由信息和均衡預加重信息,通過并行接口與業務模塊通信,將接收到的路由信息和均衡預加重信息配置到業務處理模塊,并通過此端口讀取當前業務處理模塊的交叉狀態,通過串口與維護及管理模塊通信,將交叉錯誤次數和交叉芯片溫度等監控信息上報給維護及管理模塊;所述的維護及管理模塊采用的芯片為ARM7,主要的對外接口有I2C接口、RS485接口和PMBUS接口,通過PMBUS接口與供電模塊通信,讀取整板的電壓電流信息,控制各個數字電源模塊的上電掉電順序,通過I2C接口與ZD接插件相連,當交叉芯片溫度過高或電源模塊發生故障時,將告警信息上報給上位機,通過SPI接口與通信模塊相連,讀取通信模塊上報的LVDS總線狀態和光模塊光功率等監控信息,通過485總線與ZD接插件相連,將其版本信息、光模塊光功率和交叉芯片溫度等信息上報給上位機;所述的業務處理模塊包括交叉芯片、FPGA、2 X SFP+光模塊、2 X SMA接頭,交叉芯片通過并行接口與控制模塊相連,接收控制模塊下發的交叉命令,將ZD接插件接收的128路5G信號交叉后發回ZD接插件,并復制其中的8路5G信號給FPGA,供輪詢功能使用,FPGA通過8路SERDES與交叉芯片相連,接收來自交叉芯片復制的8路5G信號,經過高階交叉,重新合成兩路1G的SDH信號并通過2路SFP+光模塊發出;
[0005]高速信號通過ZD接插件后信號質量會變差,通過并行接口,控制模塊可以設置交叉芯片的均衡和預加重參數,以調節信號質量,并通過2路SMA接頭連接到高速示波器查看當前信號的眼圖。
[0006]本實用新型的技術效果是,實現了640G X 640G的交叉容量和40G X 20G的高階交叉,以完成交叉輪詢功能,操作簡單,交叉切換準確、實時、穩定。
【附圖說明】
[0007]圖1.是本實用新型的系統模塊電路框圖。
[0008]圖2.是本實用新型的供電模塊電路框圖。
[0009]圖3.是本實用新型的通信模塊電路框圖。
[0010]圖4是本實用新型的時鐘模塊電路框圖。
[0011 ]圖5.是本實用新型的業務處理模塊電路框圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示,系統功能劃分為六個功能模塊,供電模塊、通信模塊、控制模塊、業務處理模塊、時鐘模塊和維護及管理模塊。熱插拔模塊以48V電壓軌連接供電模塊,供電模塊向全電路供電,熱插拔模塊還以3.3V電壓軌向維護及管理模塊供電,時鐘模塊分別與業務處理模塊、通信模塊單向連接,業務處理模塊與控制模塊通過并口雙向連接,控制模塊與通信模塊通過I2C接口雙向連接,控制模塊與維護及管理模塊通過串口雙向連接,維護及管理模塊通過SPI接口與通信模塊雙向連接,還通過485接口、12C接口與ZD接插件雙向連接,通信模塊通過LVDS接口與ZD接插件雙向連接,ZD接插件向時鐘模塊發送19.44M時鐘,并通過差分線與業務處理模塊雙向連接;
[0013]系統工作總流程為供電模塊為板卡的所有器件供電并監控所有電源的電壓電流狀態,以保證板卡的正常運行。通信模塊通過LVDS總線接收上位機下發的交叉命令,解析后通過I2C總線下發給控制模塊,控制模塊接收到交叉指令后先檢查命令是否正確,如果正確通過并口配置業務處理模塊進行交叉處理。時鐘模塊將接收到的19.44M線路時鐘倍頻到155.52M并復制為4路,I路給通信模塊,3路給業務處理模塊,為它們提供所需要的參考時鐘,以保證系統的時鐘同步。維護及管理模塊通過PMBUS總線獲取整板電源的電壓電流信息,如果電壓電流有異常通過I2C總線上報上位機,并且關閉本板電源。同時該模塊還通過485總線向上位機上報本板的版本信息、交叉芯片溫度信息和FPGA溫度信息等。
[0014]如圖2所示,所述的供電模塊包括光耦合芯片、DC/DC電源模塊、數字電源模塊、電源芯片,光耦合芯片單向連接DC/DC電源模塊,DC/DC電源模塊單向連接7個數字電源模塊,得到板卡所需的7個電源軌,其中3.3V電源軌連接2個電源芯片產生兩個不需要配置上電掉電順序的電源軌。供電模塊主要功能是為板卡提供各種所需的電壓軌,本板是由48V電源供電,支持熱插拔,支持電壓、電流的實時監控,可以控制電源的上電掉電順序。熱插拔使用的是愛立信的PM4328熱插拔模塊,除了輸出48V電壓軌外,還單獨提供了 3.3V的電壓軌,保證了維護及管理模塊與板卡的其他電源完全隔離,這樣即使板卡的供電模塊發生故障,維護及管理模塊也能正常運行,并通過PMBUS總線讀取板卡各個電源的電壓電流信息,匯總后通過IC2總線上報上位機,以便快速定位故障,同時通過控制光耦TLP291將業務供電模塊關斷。業務供電模塊首先使用GE的DC/DC電源模塊EBVW020A0B641Z獲得12V電壓軌,再使用愛立信的數字電源模塊BMR464和BMR461得到板卡所需的各個電壓軌,該數字電源模塊支持上電順序和掉電順序的設置,并可以通過PMBUS總線將電源的電壓電流狀態上報給維護及管理模塊。同時為了減小板卡的成本,使用了TI的LDO電源芯片TPS74401產生不需要配置上電掉電順序并且功耗較小的電壓軌。
[0015]如圖3所示,所述的通信模塊由FPGA和FLASH組成,用配置總線雙向連接,通信模塊的主要功能是接收上位機的交叉指令解析后下發給控制模塊,同時向維護及管理模塊上報通信狀態和交叉狀態等信息。FPGA的型號是XILINX的XC6SLX25,FLASH的型號是M25P128,配置總線為SPI總線。XC6SLX25使用的參考時鐘來自時鐘模塊,保