OptiXNGSDH主备交叉.docx

1、OptiXNGSDH主备交叉 OptiX NG-SDH主备交叉&时钟保护专题 华为技术有限公司版权所有XX 修订记录 目录1NGSDH主备交叉实现原理 (52NGSDH主备时钟实现原理 (63NGSDH交叉板主备倒换 (73.1主备倒换实现方法 (73.2主备人工倒换 (103.3主备自动倒换 (103.3.1业务板发现故障启动倒换 (113.3.2交叉板发现故障启动倒换 (11 OptiX NG-SDH主备交叉&时钟保护专题文档密级:内部公开关键词:主备交叉主备主备倒换倒换原理摘要:本文简要介绍了OSN 3500主备交叉、主备时钟的实现原理以及倒换机理。缩略语清单:无。参考资料清单无。 Op

2、tiX NG-SDH主备交叉&时钟保护专题文档密级:内部公开OptiX NG-SDH主备交叉&时钟保护专题前言:NGSDH系统中有主备交叉和主备时钟模块,主备模块热备份工作,主模块失效后自动倒换到备模块工作。但是在物理上,交叉模块和时钟模块是在一块单板上。在介绍主备交叉和主备时钟的原理时,本文按照逻辑模块介绍,分别介绍主备交叉和主备时钟实现原理,在介绍倒换时,则按照单板介绍,将交叉主备倒换和时钟主备倒换一起介绍,原因是交叉模块和时钟模块的主备倒换往往是捆绑在一起的。1 NGSDH主备交叉实现原理NGSDH采用主备交叉热备份方式工作,主交叉失效后自动倒换到备交叉模块。NGSDH系统采取“双总线”

3、结构设计,如图1-1所示: 图1-1主备交叉实现原理业务单板接收光口业务,经开销处理后,将业务双发至主备二块交叉板,主备交叉板完成业务交叉后将数据发送到业务单板,业务单板在接收交叉侧数据时进行二选一的选收。两个交叉模块的总线完全独立,互不干涉,业务单板要完成的就是往交叉侧业务的双发和接收交叉侧数据的选收,这就是所谓的系统双总线结构。交叉板A和交叉板B的交叉配置完全相同,业务板根据交叉送来的业务好坏、状态好坏和主备状来进行业务的二选一选收。设备上电时,默认9号板为主板,10号板为备板。至于主备交叉详细的主备倒换问题,将在下面的“交叉板主备倒换”章节中详细描述。 2 NGSDH主备时钟实现原理时钟

4、模块的功能是完成网元时钟跟踪,保证本网元的时钟和其他网元或基准定时单元时钟同步,NGSDH的时钟单元是热备份工作的,主时钟模块失效后自动切换到备时钟模块。框图如图1-2: 图1-2主备时钟实现原理网元的参考时钟(包括线路提取的时钟和外同步参考时钟同时送时钟主板和备板,时钟主板和备板同时产生系统需要的同步系统时钟,时钟板A给交叉模块A和其他所有业务单板提供系统时钟,同样,时钟板B给交叉模块B和其他所有业务单板提供系统时钟。业务板总是选择主时钟模块的时钟工作,一旦主时钟模块异常,则选择备时钟模块工作。那么业务板是怎么识别时钟模块的主备呢?主时钟板会将单板的在位线、好坏线、主备线这几条状态线都送到业

5、务板,业务板按照先在位、再好坏、最后主备的优先级顺序进行二选一的倒换动作。为了保证业务单板在主备时钟模块之间切换时钟时业务没有瞬断,主备时钟模块送给业务单板的时钟必须是同步的,即频率相同,相差很小(我们的设备主备时钟模块相差在3ns以下,我们怎么保证主备时钟板的系统时钟频率相同呢?1、当时钟板工作在跟踪模式时,主备时钟板同时跟踪同一个参考源,这个参考源可能是线路提取的8K参考时钟,也可能是设备外同步输入时钟,即BITS设备输入时钟,这样可以保证主备板的时钟频率同步。 2、当时钟板工作在保持或自由振荡模式时,时钟备板需要跟踪时钟主板的时钟,通过上图所示的主板送备板的38M时钟进行跟踪,同样可以保

6、证主板时钟板的频率相同。至于保证主备板间的系统时钟相位同步,我们有另外的处理方法,参见下图: 图1-3主备时钟实现原理二主要方法就是将三级钟的时钟先倍频到很高频率,然后再通过主备板之间时钟的受控分频来控制主备板之间的系统时钟相位同步,详细的实现在这里不再熬述。3 NGSDH交叉板主备倒换在前面已经说到,交叉和时钟两个模块在一块单板上,叫交叉时钟板SSN1GXCSA或SSN1EXCSA,由两块这样的单板可以组成交叉主备和时钟主备,本章主要讨论这些倒换的实现方法和控制命令。3.1 主备倒换实现方法主备交叉时钟板之间、交叉时钟板和业务板之间的互通线如下图所示,需要说明的是,因为交叉模块和时钟模块在一

7、个单板上,所以,这里的单板在位状态线、好坏状态线、主备状态线都是指这个单板状态线,包含了交叉模块和时钟模块的状态在一起。 图1-4主备倒换实现方法主备倒换有两种情况:第一种主备倒换首先在业务板接收处发生,正常情况下,业务板按照业务线(含时钟和幀头好坏、在位否、好坏否、主备状态的优先级选择是工作在哪一块交叉板上,它通过交叉板送出的这几条状态线识别交叉板的工作状态,比如,当业务板检测到两块交叉板的业务线、在位线、好坏线和主备线都正常时,它将工作在交叉主板上,一旦发现主板的业务线坏、或者在位线坏、或者好坏线坏、或者由主板变成备板,则业务板马上将所有的业务线、好坏线、在位线同时切换到交叉备板上,这就是

8、第一种主备倒换;第二种主备倒换是指由交叉时钟板发起的,交叉板可以同时检测到本板和对板的在位线、好坏线和主备线,从而来决定哪一块单板为主板,哪一块板为备板,一旦某个状态线发生了变化,两个交叉时钟板的主备关系也将随之变化,当然,这种倒换也必将会影响到业务单板的倒换。影响交叉板在位状态变化的情况可能是:1、拔板。2、将拉手条的上下扳手都打开,通过微动开关起作用将交叉板置离位(注意,只打开一个扳手不会置离位。影响交叉板好坏状态的情况在于交叉板对单板的运行状态检测:1、电源检测:(1大板的3.3V电源模块输出的电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏(2合路后的3.3V电源电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏(

9、3大板的1.8V电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏 (4大板的5V电压线性调整器输出的电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏(5扣板的1.8V的电压线性调整器输出的电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏(6扣板的1.6V的电压线性调整器输出的电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏(7扣板的1.5V的电压线性调整器输出的电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏(8扣板的5V的电压线性调整器输出的电压欠、过压(AD检测,作为硬件坏2、时钟检测:(138M三级钟时钟源丢失(硬件坏(2155M时钟源丢失(硬件坏(350M时钟丢失(硬件坏(42路2M的时钟源丢失(硬件坏(5PEB22554的主时钟2M丢失(硬件坏(638

10、M三级钟时钟源频偏过大(锁相环失锁,单板坏(7155M时钟源频偏过大(锁相环失锁,单板坏(8155M模拟锁相环失锁(锁相环失锁,单板坏(92路2M模拟锁相环失锁(锁相环失锁,单板坏3、业务检测:(1SD606检测到输入的622M业务信号有LOS、OOF、B1,而对板的SD606检测到输入的622M业务信号正常(单板坏4、本板的状态检测:(1对主要芯片读写操作异常,如:SD606、SD572、PEB22554、SD575等。(硬件坏(2检测FPGA异常。(硬件坏本板的主备状态是根据本板、对板的在位状态,本板、对板的好坏状态,对板的主备状态来定,依据在位、好坏和主备的优先级得出来的结果。 3.2

11、主备人工倒换主备板人工倒换的意思是,主备交叉时钟板的在位、好坏、和主备状态都没有异常,但是需要人为的测试一下倒换,可以通过人工倒换来实现,人工倒换的命令为:cfg-set-dpsswitch:1,9 9号板倒换为主板:cfg-set-dpsswitch:1,10 10号板倒换为主板查询交叉时钟板主备状态命令为:cfg-get-dpsstate:1此命令的返回值为:DPS-SWITCH-STATEPG-ID MASTER-BOARD SLAVE-BOARD1 9 10Total records :1表示9号板为主板,10号板为备板。返回值如果为:DPS-SWITCH-STATEPG-ID MAS

12、TER-BOARD SLAVE-BOARD1 10 9Total records :1则表示10号板为主板,9号板为备板。注意,目前协议的处理下移到了交叉时钟时钟板上,如果在复用段倒换的瞬间发生了交叉时钟板主备倒换,可能会导致复用段倒换异常。3.3 主备自动倒换主备自动倒换,是指业务板检测到交叉业务或者某一种状态线由于某种故障触发了倒换逻辑,这种倒换是不需要人为控制的即不是下命令的,还有一种就是主备交叉板之间互送的状态线发生了变化从而导致两块板的主备状态改变。OptiX NG-SDH 主备交叉&时钟保护专题 文档密级：内部公开 3.3.1 业务板发现故障启动倒换 当业务板检测到交叉板备板的业务

13、信号有 LOS、LOF 或 B1SD 时，交叉备 板会上报告警 TLOS，当检测到交叉备板的时钟或幀头丢失时，交叉备板会 上报告警 TLOC，但是这些告警不会引发交叉主备倒换。 当业务板检测到交叉主板的业务或时钟信号异常时，主板除了上报 TLOS 或 TLOC 告警外，还会引发业务板进行主备倒换，同样当检测到交叉主板离位 或单板变坏时也会引发主备倒换。 由于一个网元中有很多业务单板，当一块单板检测到交叉主板故障倒换到交 叉备板后，其他业务板可能没有检测到告警而没有发生倒换，这样造成了部 分业务板工作在交叉主板上，部分业务板工作在交叉备板上，显然这是不合 理的，所以当这种情况发生后，交叉板自动进

14、行一次主备倒换，让所有的业 务板统一工作在新的交叉主板上。 3.3.2 交叉板发现故障启动倒换 如图 1-1 所示，交叉板检测故障启动倒换有几种情况： 1、 检测到业务板送来的业务线故障，这时交叉板会启动自动倒换，同时上 报 BUS _ERROR 告警。注意交叉是对 622M 总线的检测，不能检测 VC4。 2、 交叉板会检测单板自己的好坏状态包括电源、时钟、芯片读写等，一旦 检测到故障，将单板置坏，触发主备倒换。引起交叉板倒换的条件有： 电源检测： （1）大板的 3.3V 电源模块输出的电压欠、过压 （2）合路后的 3.3V 电源电压欠、过压 （3）大板的 1.8V 电压欠、过压 （4）大板

15、的 5V 电压线性调整器输出的电压欠、过压 （5）扣板的 1.8V 的电压线性调整器输出的电压欠、过压 （6）扣板的 1.6V 的电压线性调整器输出的电压欠、过压 （7）扣板的 1.5V 的电压线性调整器输出的电压欠、过压 （8）扣板的 5V 的电压线性调整器输出的电压欠、过压 时钟检测： 2005-03-22 华为机密，未经许可不得扩散 第11页, 共12页 OptiX NG-SDH 主备交叉&时钟保护专题 文档密级：内部公开 （1）38M 三级钟时钟源丢失（硬件坏） （2）155M 时钟源丢失（硬件坏） （3）50M 时钟丢失（硬件坏） （4）2 路 2M 的时钟源丢失（硬件坏） （5）P

16、EB22554 的主时钟 2M 丢失（硬件坏） （6）38M 三级钟时钟源频偏过大（锁相环失锁，单板坏） （7）155M 时钟源频偏过大（锁相环失锁，单板坏） （8）155M 模拟锁相环失锁（锁相环失锁，单板坏） （9）2 路 2M 模拟锁相环失锁（锁相环失锁，单板坏） 业务检测： （1）SD606 检测到输入的 622M 业务信号有 LOS、OOF、B1，而对板的 SD606 检测到输入的 622M 业务信号正常 本板的状态检测： （ 1 ） 对 主 要 芯 片 读 写 操 作 异 常 ， 如 ： SD606 、 SD572 、 PEB22554 、 SD575 等。（硬件坏） （2）检测

17、FPGA 异常。（硬件坏） 3、 主交叉拔板倒换，即主板离位触发倒换。这里需要说明的是，交叉板的 拉手条上装有微动开关。 为了改善直接拔主板的倒换效果，在交叉板拉手条上装有微动开关，在拔板 的时候必需要触动上下两个扳手，这样会触发主备倒换，这样就可以在主板 被拔出前先发生倒换，从而明显改善拔主板的倒换效果。 交叉板上的微动开关有上下两个，只有在两个微动开关都同时打开时才会触 发倒换. 微动开关打开相当于单板不在位，但是如果两块交叉板的拉手条都被打开， 则由交叉板来保证先打开拉手条的那块单板为离位，另一块仍为在位状态。 在 NGSDH 中，当只配置高阶交叉业务时，交叉板主备倒换和人工拔板倒换 可以保证无误码倒换，但是在配置有低阶交叉连接时，倒换会有业务瞬断， 这是由低阶交叉的实现原理决定的，无法解决。 2005-03-22 华为机密，未经许可不得扩散 第12页, 共12页