一种光纤热备份装置及其方法
阅读说明：本技术 一种光纤热备份装置及其方法 (Optical fiber hot backup device and method thereof ) 是由 陈其燕 田茂发 王建波 陈建 席娟 詹洪娇 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种光纤热备份装置及其方法,包括网络接口模块,FPGA单元、主用光路和备用光路,主用光路和备用光路并联后与FPGA单元、网络接口模块串联。本发明提供了一种光纤热备份装置及其方法,通过增加一路光纤链路,结合FPGA实现光纤链路的切换,实现了光纤热备份,当一路光链路出现故障时,自动切换至另一路光链路,有效的提高了光链路的可靠性和维修性。(The invention provides an optical fiber hot backup device and a method thereof, which comprises a network interface module, an FPGA unit, a main optical path and a standby optical path, wherein the main optical path and the standby optical path are connected in parallel and then are connected in series with the FPGA unit and the network interface module. The invention provides an optical fiber hot backup device and a method thereof, which realize the switching of optical fiber links by adding one optical fiber link and combining FPGA (field programmable gate array), realize the hot backup of optical fibers, automatically switch to another optical link when one optical link fails, and effectively improve the reliability and maintainability of the optical links.)
技术领域
本发明属于光钎通讯技术领域领域，具体涉及一种光纤热备份装置及其方法。
背景技术
随着通信行业的快速发展，光通信在整个通信行业占有重要地位，光纤是光通信的重要组成部分。具有高带宽、质量轻、延时低、抗干扰能力强、传输距离远等优点，但同时也存在质地脆、易断、连接比较困难等缺点，需要专用的连接机构，如公开号为CN100480759C的中国专利提供了一种角度型光连接器，是一种光钎的安装固定机构，但由于缺少冗余设计，导致光链路可靠性较低、维护困难，一旦光纤出现损坏，将中断数据传输，严重影响生产生活。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤热备份装置及其方法，通过增加一路光纤链路，结合FPGA实现光纤链路的切换，实现了光纤热备份，当一路光链路出现故障时，自动切换至另一路光链路，有效的提高了光链路的可靠性和维修性。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种光纤热备份装置，包括网络接口模块，FPGA单元、主用光路和备用光路，主用光路和备用光路并联后与FPGA单元、网络接口模块串联，通过增加一路光纤链路，结合FPGA实现光纤链路的切换，实现了光纤热备份，当一路光链路出现故障时，自动切换至另一路光链路，有效的提高了光链路的可靠性和维修性，减少了人力修复的时间，能够在短时间内自动修护光钎链路，保证信息传递畅通，实现在不影响数据传输的状态下，对故障光钎链路进行维护、维修或更换。
所述FPGA单元包括主备状态指示模块、数据收发模块、链路状态检测模块和主备切换模块，数据收发模块、主备状态指示模块和链路状态检测模块三者之间两两双向数据传输连接，主备状态指示模块与主备切换模块双向数据传输连接，主备切换模块输出端与链路状态检测模块数据传输连接，数据收发模块分别与网络接口模块、主用光路和备用光路双向数据传输连接，实现对主备光纤链路的监控及切换功能。
所述FPGA单元还包括初始化模块，初始化模块输出端分别与主备状态指示模块和链路状态检测模块数据传输连接，实现上电时状态自检和初始化。
所述主用光路包括主用光电转换模块、主用光收发模块和主用光钎。
所述备用光路包括备用光电转换模块、备用光收发模块和备用光钎。
本申请还提供一种光纤热备份方法，使用上述的光纤热备份装置，在主用光路上并联备用光路后，连接FPGA单元监控主用光路状态，并由FPGA单元控制光钎链路的切换，当主用光路出现故障时，自动切换至备用光路。
所述FPGA单元对主用光路状态监控过程，包括以下步骤：
步骤一：主备状态指示模块通过数据收发模块读取主用光路和备用光路状态，并赋值；
步骤二：链路状态检测模块实时通过数据收发模块读取当前使用的光钎链路状态，并赋值；
步骤三：主备状态指示模块每隔1s读取链路状态，当链路状态正常时，回到步骤二；当链路状态异常时，进行步骤四；
步骤四：主备状态指示模块将切换信息传递给主备切换模块，主备切换模块切换使用的光钎链路，并将切换后的信息反馈给主备状态指示模块和链路状态检测模块更新赋值。
所述步骤一中，光纤热备份装置通电时，主备状态指示模块和主备切换模块在工作前首先进行上电初始化。
所述步骤四中，主备切换模块每隔1s从主备状态指示模块读取切换通知。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，通过增加一路光纤链路，结合FPGA实现光纤链路的切换，实现了光纤热备份，当一路光链路出现故障时，自动切换至另一路光链路，有效的提高了光链路的可靠性和维修性，减少了人力修复的时间，能够在短时间内自动修护光钎链路，保证信息传递畅通，实现在不影响数据传输的状态下，对故障光钎链路进行维护、维修或更换。
附图说明
图1是本发明中光纤热备份装置的结构示意图；
图2是本发明中FPGA单元的结构示意图；
图3是本发明中主备状态指示模块的工作流程图；
图4是本发明中主备切换模块的工作流程图。
图中：1-网络接口模块，2-FPGA单元，3-主备状态指示模块，4-数据收发模块，5-链路状态检测模块，6-主备切换模块，7-初始化模块，8-主用光电转换模块，9-主用光收发模块，10-主用光钎，11-备用光电转换模块，12-备用光收发模块，13-备用光钎。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，一种光纤热备份装置，包括网络接口模块1，FPGA单元2、主用光路和备用光路，主用光路和备用光路并联后与FPGA单元2、网络接口模块1串联，通过增加一路光纤链路，结合FPGA实现光纤链路的切换，实现了光纤热备份，当一路光链路出现故障时，自动切换至另一路光链路，有效的提高了光链路的可靠性和维修性，减少了人力修复的时间，能够在短时间内自动修护光钎链路，保证信息传递畅通，实现在不影响数据传输的状态下，对故障光钎链路进行维护、维修或更换。
如图2所示，所述FPGA单元2包括主备状态指示模块3、数据收发模块4、链路状态检测模块5和主备切换模块6，数据收发模块4、主备状态指示模块3和链路状态检测模块5三者之间两两双向数据传输连接，主备状态指示模块3与主备切换模块6双向数据传输连接，主备切换模块6输出端与链路状态检测模块5数据传输连接，数据收发模块4分别与网络接口模块1、主用光路和备用光路双向数据传输连接，实现对主备光纤链路的监控及切换功能。
如图2所示，所述FPGA单元2还包括初始化模块7，初始化模块7输出端分别与主备状态指示模块3和链路状态检测模块5数据传输连接，实现上电时状态自检和初始化。
初始化模块7主要实现上电时状态自检和初始化；主备状态指示模块3实现当前主备状态指示，并通过当前链路状态判断是否需要切换链路；主备切换模块6接收主备状态指示模块3的切换通知并完成链路切换，切换完成后将切换信息通知相应模块；链路状态检测模块5实现当前链路状态检测，并把检测结果反馈给主备状态指示模块3；数据收发模块4实现数据接收和发送。
如图1所示，所述主用光路包括主用光电转换模块8、主用光收发模块9和主用光钎10。
如图1所示，所述备用光路包括备用光电转换模块11、备用光收发模块12和备用光钎13。
如图3、图4所示，本申请还提供一种光纤热备份方法，使用上述的光纤热备份装置，在主用光路上并联备用光路后，连接FPGA单元2监控主用光路状态，并由FPGA单元2控制光钎链路的切换，当主用光路出现故障时，自动切换至备用光路。
主备状态指示模块3工作流程图如图3所示，首先进行上电初始化，再通过数据收发模块4提供的数据判断当前主备工作状态，并做出相应指示，并且每隔1S读取一次链路状态，判断是否为故障告警，若是，则通知状态切换模块进行状态切换，若不是，则继续读取链路状态。
主备切换模块6工作流程图如图4所示，首先进行上电初始化，每隔1S从主备状态指示模块3读取切换通知，若有切换通知，则立即执行主备状态切换，并将切换信息分发给相应模块，若不是，继续读取切换通知。
链路状态检测模块5通过数据收发模块4提供的数据实时监测当前链路总线数据状态，当链路状态出现故障时，立即告警，并将告警信息发送给主备状态指示模块3。数据收发模块4对接收的数据进行处理，并判断当前主备状态，再将数据从正在工作的链路发送出去。
本发明提供的一种光纤热备份装置及其方法，通过增加一路光纤链路，结合FPGA实现光纤链路的切换，实现了光纤热备份，当一路光链路出现故障时，自动切换至另一路光链路，有效的提高了光链路的可靠性和维修性，减少了人力修复的时间，能够在短时间内自动修护光钎链路，保证信息传递畅通，实现在不影响数据传输的状态下，对故障光钎链路进行维护、维修或更换。
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