一种光纤串接设备热备份保护系统.pdf

本发明公开一种光纤串接设备热备份保护系统，光开关切换单元包括驱动电路和4组光开关；液晶显示单元连接在控制处理单元上；控制处理单元的输入端与被保护设备即2个具有光纤链路接口的服务器的故障上传通信接口相连，控制处理单元的输出端经驱动电路与4组光开关相连。2组光开关的共用光接口分别与第一网络节点的光信号输入和输出端相连，另2组光开关的共用光接口分别与第二网络节点的光信号输入和输出端相连，4组光开关的第一光接口均与第一服务器相连，4组光开关的第二光接口均与第二服务器相连。本发明其能在保护光设备在自身出现故障时，迅速切换到备用光设备的系统，保证整个网络不受影响。

权利要求书1.  一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：包括供电电源单元、以及与供电电源单元相连的液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元；光开关切换单元包括驱动电路和4组光开关；液晶显示单元连接在控制处理单元上；控制处理单元的输入端与被保护设备即2个具有光纤链路接口的服务器的故障上传通信接口相连，控制处理单元的输出端经驱动电路与4组光开关的控制端相连；其中2组光开关的共用光接口分别与第一网络节点的光信号输入端和光信号输出端相连，另2组光开关的共用光接口分别与第二网络节点的光信号输入端和光信号输出端相连，4组光开关的第一光接口均与第一服务器相连，4组光开关的第二光接口均与第二服务器相连。2.  根据权利要求1所述的一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：供电电源单元由稳压芯片U1，电容C1和π型电路组成；稳压芯片U1的第3引脚作为供电电源单元的输入端，与外部供电相连；稳压芯片U1的第1引脚接地；电容C1的一端与稳压芯片U1的第3引脚相连，另一端与稳压芯片U1的第1脚相连；稳压芯片U1的第2引脚经π型电路后，形成供电电源单元的输出端，并与液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元相连。3.  根据权利要求2所述的一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：π型电路由电容C2、C3及电感L1构成；其中电感L1的一端分为2路，一路连接稳压芯片U1的第2引脚，另一路经电容C2接地；电感L1的另一端也分为2路，一路形成π型电路即供电电源单元的输出端，另一路经电容C3接地。4.  根据权利要求2或3所述的一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：供电电源单元的输出端经过一电源检测二极管D1后，再与液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元相连。5.  根据权利要求1或2所述的一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：控制处理单元由单片机U4、复位电路、晶体震荡电路、使能电阻R10和程序烧录接口J1组成；复位电路包括电阻R9和电容C7；单片机U4的第4引脚连接电阻R9的一端和电容C7的阴极；电阻R9的另一端接地，电容C7的阳极接供电电源单元的输出端；晶体震荡电路包括晶振Y1和电容C8、C9；单片机U4的第15引脚与晶振Y1的一端和电容C8的一端相连，单片机U4的第14引脚与晶振Y1的另一端与和电容C9的一端 相连；电容C8和C9的另一端均接地；单片机U4的第29引脚与使能电阻R10的一端相连，使能电阻R10的另一端与供电电源单元的输出端相连；单片机U4的第1-4引脚分别接程序烧录接口J1的第3-6引脚；单片机U4的第23和24引脚分别接驱动电路的控制端；单片机的U4的第5和7引脚与服务器相连。6.  根据权利要求5所述的一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：显示单元由液晶模块U3，三极管Q3和电阻R6-R8组成；液晶模块U3的第1引脚接地，第2引脚接供电电源单元的输出端，第3引脚通过电阻R6与第16引脚相连，第4-6引脚分别与单片机U4的第18-20引脚相连，第7-14引脚分别与单片机U4的30-37脚相连，第15引脚连接三极管Q3的发射极相连；三极管Q3的集电极经电阻R7与供电电源单元的输出端相连；三极管Q3的基极经电阻R8与单片机U4的第21引脚相连。7.  根据权利要求1或2所述的一种光纤串接设备热备份保护系统，其特征在于：驱动电路由三极管Q2，二极管D3，电容C4和电阻R4组成；二极管D3的阳极和三极管Q2的发射极与光开关的接地端相连；三极管D3和三极管D4的阴极接供电电源单元的输出端；三极管Q2的基极与电容C4的一端和电阻R4的一端相连，电容C4的另一端接地，电阻R4的另一端形成驱动电路的控制端。

说明书一种光纤串接设备热备份保护系统
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体涉及一种光纤串接设备热备份保护系统。
背景技术
光网络应用正在迅速发展，使得互联网面临的压力也越来越大，骨干网部署方案多种多样，也愈加复杂，之前网络安全设备的多种部署方式也逐渐改为由旁路干预转为串行控制。因此，当网络节点设备故障时，需要一种能自动响应网络节点设备故障命令，并迅速切换到备用网络节点设备的系统，保证整个网络设备正常传输。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光纤串接设备热备份保护系统，其能在保护光设备自身出现故障时，迅速切换到备用光设备，保证整个网络不受影响。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种光纤串接设备热备份保护系统，包括供电电源单元、以及与供电电源单元相连的液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元；光开关切换单元包括驱动电路和4组光开关；液晶显示单元连接在控制处理单元上；控制处理单元的输入端与被保护设备即2个具有光纤链路接口的服务器的故障上传通信接口相连，控制处理单元的输出端经驱动电路与4组光开关的控制端相连。2组光开关的共用光接口分别与第一网络节点的光信号输入端和光信号输出端相连，另2组光开关的共用光接口分别与第二网络节点的光信号输入端和光信号输出端相连，4组光开关的第一光接口均与第一服务器相连，4组光开关的第二光接口均与第二服务器相连。
上述方案中，供电电源单元由稳压芯片U1，电容C1和π型电路组成；稳压芯片U1的第3引脚作为供电电源单元的输入端，与外部供电相连；稳压芯片U1的第1引脚接地；电容C1的一端与稳压芯片U1的第3引脚相连，另一端与稳压芯片U1的第1脚相连；稳压芯片U1的第2引脚经π型电路后，形成供电电源单元的输出端，并与液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元相连。
上述方案中，π型电路由电容C2、C3及电感L1构成；其中电感L1的一端分为2路，一路连接稳压芯片U1的第2引脚，另一路经电容C2接地；电感L1的另一端也分为2路，一路形成π型电路即供电电源单元的输出端，另一路经电容C3接地。
上述方案中，供电电源单元的输出端经过一电源检测二极管D1后，与液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元相连。
上述方案中，控制处理单元由单片机U4、复位电路、晶体震荡电路、使能电阻R10和程序烧录接口J1组成；复位电路包括电阻R9和电容C7；单片机U4的第4引脚连接电阻R9的一端和电容C7的阴极；电阻R9的另一端接地，电容C7的阳极接供电电源单元的输出端；晶体震荡电路包括晶振Y1和电容C8、C9；单片机U4的第15引脚与晶振Y1的一端和电容C8的一端相连，单片机U4的第14引脚与晶振Y1的另一端与和电容C9的一端相连；电容C8和C9的另一端均接地；单片机U4的第29引脚与使能电阻R10的一端相连，使能电阻R10的另一端与供电电源单元的输出端相连；单片机U4的第1-4引脚分别接程序烧录接口J1的第3-6引脚；单片机U4的第23和24引脚分别接驱动电路的控制端；单片机的U4的第5和7引脚与服务器相连。
上述方案中，显示单元由液晶模块U3，三极管Q3和电阻R6-R8组成；液晶模块U3的第1引脚接地，第2引脚接供电电源单元的输出端，第3引脚通过电阻R6与第16引脚相连，第4-6引脚分别与单片机U4的第18-20引脚相连，第7-14引脚分别与单片机U4的30-37脚相连，第15引脚连接三极管Q3的发射极相连；三极管Q3的集电极经电阻R7与供电电源单元的输出端相连；三极管Q3的基极经电阻R8与单片机U4的第21引脚相连。
上述方案中，驱动电路由三极管Q2，二极管D3，电容C4和电阻R4组成；二极管D3的阳极和三极管Q2的发射极与光开关的接地端相连；三极管D3和三极管D4的阴极接供电电源单元的输出端；三极管Q2的基极与电容C4的一端和电阻R4的一端相连，电容C4的另一端接地，电阻R4的另一端形成驱动电路的控制端。
与现有技术相比，本发明能够实时监测第一服务器和第二服务器的故障上报，实现服务器故障智能切换，完成光路控制，可用于保护光设备在自身出现故障时，迅速切换到备用光设备的系统，保证整个网络不受影响，并具有插入损耗小，切换速度快等特点。
附图说明
图1为一种光纤串接设备热备份保护系统的原理图。
图2为图1中供电电源单元的原理图。
图3为图1中光开关切换单元的原理图。
图4为图1中显示单元的原理图。
图5为图1中控制处理单元的原理图。
具体实施方式
一种光纤串接设备热备份保护系统，如图1所示，包括供电电源单元、以及与供电电源单元相连的液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元。 光开关切换单元包括驱动电路和4组光开关。液晶显示单元连接在控制处理单元上。控制处理单元的输入端与被保护设备即2个具有光纤链路接口的服务器的故障上传通信接口相连，控制处理单元的输出端经驱动电路与4组光开关的控制端相连。
对于上述4组光开关的光路连接方式，其中2组光开关的共用光接口分别与第一网络节点的光信号输入端和光信号输出端相连，另2组光开关的共用光接口分别与第二网络节点的光信号输入端和光信号输出端相连，4组光开关的第一光接口均与第一服务器相连，4组光开关的第二光接口均与第二服务器相连。即：
第一网络节点A的光信号输入端与第一光开关的共用光接口相连，第一光开关的第二光接口与第二服务器的光信号输出端相连，第一光开关的第一光接口与第一服务器的输出端相连。
第一网络节点A的光信号输出端与第二光开关的共用光接口相连，第二光开关的第二光接口与第二服务器的光信号输入端相连，第二光开关的第一光接口与第一服务器的输入端相连。
第二网络节点B的光信号输入端与第三光开关的共用光接口相连，第三光开关的第二光接口与第二服务器的光信号输出端相连，第三光开关的第一光接口与第一服务器的输出端相连。
第二网络节点B的光信号输出端与第四光开关的共用光接口相连，第四光开关的第二光接口与第二服务器的光信号输入端相连，第四光开关的第一光接口与第一服务器的输入端相连。
供电电源单元由稳压芯片U1，电容C1-C3和电感L1组成。稳压芯片U1的VIN引脚作为供电电源单元的输入端VIN，该输入端VIN与外部供电相连。稳压芯片U1的GND引脚接地。电容C1的一端与稳压芯片U1的VIN引脚相连，另一端与稳压芯片U1的GND引脚相连。稳压芯片U1的VOUT引脚经π型电路后，形成供电电源单元的输出端VCC，该输出端VCC经电源检测二极管D1或直接与系统内的各用单元即液晶显示单元、控制处理单元和光开关切换单元相连。上述π型电路由电容C2、C3及电感L1构成。其中电感L1的一端分为2路，一路连接稳压芯片U1的VOUT引脚，另一路经电容C2接地；电感L1的另一端也分为2路，一路形成输出端VCC，另一路经电容C3接地。参见图2。
根据光开关U2内部集成光开关的个数确定驱动电路的个数。当光开关U2内部集成有4组光开关时，此时只需1个驱动电路即可构成光开关切换单元；当光开关U2内部集成有2组光开关时，此时需2个驱动电路即可构成光开关切换单元；当光开关U2内部集成有1组光开关时，此时需4个驱动电路即可构成光开关切换单元。
在本发明中优选实施例中，光开关U2集成有2组光开关，即光开关U2的第3和8引脚形成光开关切换单元的2个共用光接口，光开关U2的第2和 6引脚形成光开关切换单元的2个第二光接口，光开关U2的第4和7引脚形成光开关切换单元的2个常闭光接口，此时，光开关切换单元由2个驱动电路和2个光开关U2构成。驱动电路由三极管Q2、Q3，二极管D3、D4，电容C4、C5和电阻R4、R5组成。光开关U2的第1和10引脚同时接供电电源单元的输出端VCC。光开关U2的第5引脚与二极管D3的阳极和三极管Q2的发射极相连。光开关U2的第6引脚与二极管D4的阳极和三极管Q3的发射极相连。三极管D3和三极管D4的阴极同时接供电电源单元的输出端VCC。三极管Q2的基极与电容C4的一端和电阻R4的一端相连，电容C4的另一端接地，电阻R4的另一端与单片机U4的第23引脚相连。三极管Q3的基极与电容C5的一端和电阻R5的一端相连，电容C5的另一端接地，电阻R5的另一端与单片机U4的第24引脚相连。单片机U4的第23和24引脚通过给出01电平，驱动光开关发生切换，进入主路状态A。单片机U4的第23和24引脚通过给出10电平，驱动光开关发生切换，进入旁路状态B。通过单片机U4发出控制命令，达到驱动光开关发生切换的目的。参见图3。
显示单元由液晶模块U3，三极管Q3和电阻R6-R8组成。液晶模块U3的第1引脚接地，第2引脚接供电电源单元的输出端VCC，第3引脚通过电阻R6与第16引脚相连，第4-6引脚分别与单片机U4的第18-20引脚相连，第7-14引脚分别与单片机U4的30-37脚相连，第15引脚连接三极管Q3的发射极相连。三极管Q3的集电极经电阻R7与供电电源单元的输出端VCC相连。三极管Q3的基极经电阻R8与单片机U4的第21引脚相连。电阻R7、R8及三极管Q3一起组成液晶背光控制电路。单片机U4的第21引脚输出高电平时，三极管Q3截止，液晶背光无供电电源，液晶进入背光状态；单片机U4的第21引脚输出低电平时，三极管Q3导通，液晶背光有电源，液晶进入正常显示状态。通过控制达到了精确的液晶显示与否控制。参见图4。
控制处理单元由单片机U4、复位电路、晶体震荡电路、使能电阻R10和程序烧录接口J1组成。复位电路包括电阻R9和电容C7。单片机U4的第4引脚连接电阻R9的一端和电容C7的阴极。电阻R9的另一端接地，电容C7的阳极接供电电源单元的输出端VCC。复位电路给单片机U4提供上电复位电平，使得单片机复位。晶体震荡电路包括晶振Y1和电容C8、C9。单片机U4的第15引脚与晶振Y1的一端和电容C8的一端相连，单片机U4的第14引脚与晶振Y1的另一端和电容C9的一端相连。电容C8和C9的另一端均接地。晶体震荡电路提供时钟信号。单片机U4的第29引脚与使能电阻R10的一端相连，使能电阻R10的另一端与供电电源单元的输出端VCC相连。单片机U4的第1-4引脚分别接程序烧录接口J1的第3-6引脚，程序烧录接口J1为单片机U4提供程序烧录接口。单片机U4的第23和24引脚分别接光开关切换单元的控制端ctl 1和ctl2。单片机的U4的第5和7引脚与被保护设备的对应RS232串口相连，完成与被保护设备的串口RS232通信。参见图5。
2个服务器的故障上传通信接口由串口RS232通信接口组成，使得控制 处理单元与被保护设备即第一服务器和第二服务器间进行标准RS232通信。系统上电后各个部件开始工作，控制处理单元通过RS232接口及协议实时监测第一服务器和第二服务器上传的故障状态。当第一服务器设备自身故障时候，第一服务器通过RS232通信接口向控制处理单元传输<SENT_DEVICE1_ERROR>命令，控制处理单元收到第一服务器上报的故障指令后，将原链路切换到第二服务器链路(图1中实线所示光路)，并对第一服务器进行回复<SENT_DEVICE1_OK>。当第二服务器设备自身故障时候，第二服务器通过RS232通信接口向控制处理单元传输<SENT_DEVICE2_ERROR>命令，控制处理单元收到第二服务器上报的故障指令后，将原链路切换到第一服务器链路(图1中虚线所示光路)，并对第二服务器进行回复<SENT_DEVICE2_OK>。
本发明的工作原理是：控制处理单元实时监测第一服务器和第二服务器上传的故障状态，若收到第一服务器上报的故障信号，则立即切换到第二服务器状态，把第二服务器接入链路中，并报警；否则若收到第二服务器上报的故障信号，则立即切换到第一服务器状态，把第一服务器接入链路中，并报警。