[发明专利]光纤通信数据的存储方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种光纤通信数据的存储方法。

背景技术

光纤通道是一种设备之间高性能的数据传输接口，实现大数据量、高速率的数据传输。光纤通信是一种通信协议，包括物理层、传输协议层、信令协议层、公共服务层以及光纤通道的应用接口层。

物理层定义光纤通道端口间的物理介质，包括线缆类型、不同数据速率下的光学与电气参数、最大传输距离与噪声限。传输协议层定义传输协议，包括编译码规则、特殊字符和错误控制。光纤通道采用8B/10B编译码技术将8位元数据与一个10位元的传输字符对应起来。信令协议层定义了传送成块数据的规则和机制。信令协议层的功能包括服务类型、帧格式定义、序列的分段和重装、交换管理、地址分配、别名地址定义、多播管理和栈式连接请求。公共服务层定义高级特性所需要的公共服务。光纤通道的应用接口层即光纤通道的最上层协议定义光纤通道的应用接口，即定义上层协议到光纤通道较低层的映射规范。

光纤通道中传输数据的分析对深入研究光纤通道以及光纤通信系统具有重要的作用，而能够将光纤通道中的数据完整正确的存储下来是分析数据的首要前提，因此，完整正确的采集并存储光纤通道中的数据对光纤通道的研究与发展有着深远的影响。

光纤通道数据的存储方法主要应用于光纤系统两节点通信的过程中数据的采集。光纤通道在两节点之间传输数据的过程中由于软硬件等问题可能会导致数据的丢失或错误，从而影响整个系统的正常工作，严重时甚至会造成系统瘫痪不能工作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种光纤通信数据的存储方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种光纤通信数据的存储方法，其包括如下步骤：

步骤S1：光纤通道数据采集板卡的设计与实现；

该步骤中，所述光纤通道数据采集板卡采用以FPGA为主结合光电转换模块并适应PCIe总线标准的设计架构，所述FPGA模块按A通道、B通道两个通道来采集两个光电转换模块输出的电信号，按照光纤通道中传输的帧类型的不同，在数据信号中添加帧头、帧尾来组帧，帧头中包含的信息有：数据的传输通道、当前帧的类型、系统时间以及时标，帧尾中包含的信息有当前数据长度以及CRC校验和；然后通过PCIE总线标准传输向主机传输数据并进行数据存储；

步骤S2：基于PCIe总线的数据传输与存储的实现；

该步骤包括PCIe寄存器访问子步骤、DMA传输处理子步骤、缓存操作管理子步骤；其中，

DMA传输处理子步骤中，DMA传输中与上位机的握手协议通过查询的方法来实现，DMA的启动方式采用DMA被动启动方式；FPGA将采集到的数据按A通道、B通道分别存放到FPGA的两块缓存中，为了合理利用资源加快数据的传输速率，每个通道的缓存分成两块，按照乒乓存储方式来存储传输数据到缓存；

上位机采集单元首先初始化DMA并在内存开辟缓存，将缓存起始地址以及缓存大小告知光纤通道数据采集板卡，然后上位机采集单元开始查询数据满标志，若有数据满标志则按照A通道、B通道分别将文件存储为两个文件；

其中，所述乒乓存储方式为：每个缓存分为I，II区，先向I区存储，I区存满后生成数据满标志再向II区存储，II区存储后同样生成数据满标志再向I区存储，这样避免原先按一个存储区域存储时存储与读取操作只能分时进行，而不能同时处理的问题，从而实现不间断传输，避免数据丢失。

(三)有益效果

本发明技术方案通过采集存储光纤通道中的数据来分析光纤通道软硬件，能够将光纤通道中某段时间内传输的数据完整的保存下来，以便于分析数据格式及光纤通信系统，从而有助于针对光通信设备的研发以及光传输系统特性的测试，并避免软硬件中存在的隐患。

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

(1)充分利用了FPGA(可编程门阵列)硬件功能，保证数据采集的可靠性以及整个系统的实时性要求。

(2)将采集到的数据添加帧头、帧尾组帧、数据长度以及CRC校验和等有用信息，保证通过采集到的数据更充分地分析光纤通道。

(3)充分利用PCIe总线结构传输数据并利用“乒乓“方式来存储传输数据，实现了连续采样和不间断传输等关键技术，避免了数据的丢失。

附图说明

图1为光纤通道采集卡结构框图。

图2为光纤通道数据采集板卡示意图。

图3为DMA采集处理流程示意图。