CN203554447U - 一种千兆智能型光纤收发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种千兆智能型光纤收发器，包括处理器控制单元，其输入输出端分别与背板单元、串口、集成了PHY物理层的交换单元的输入输出端相连。本实用新型中的处理器控制单元为集成了增强型8051处理器硬核和FPGA等资源于一体的智能型处理器，能够实现完全可定制系统设计和IP保护能力，简化了设计，易于使用且降低了成本；交换单元为集成了PHY物理层的MAC芯片，通过一个千兆Fiber接口和一个GE接口进行数据交换。可见，本实用新型只需2个集成芯片即可完成，不仅结构简单，易于应用，且性能强大、成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及以太网通信技术领域，尤其是一种千兆智能型光纤收发器。
背景技术
随着现代信息化的快速发展，对各种多媒体通信的需求日益强烈，促进了以太网接入技术的发展，使得接入网覆盖的范围迅速扩大，对接入网的接入能力要求也越来越高。现有的大量铜线和双绞线构成的接入网只能将电信号传输几百米甚至更短，不管在传输距离还是在涵盖范围方面已经无法满足要求，引入光纤来满足这些要求是十分必要的。光纤通信具有体积小、信息容量大、传输距离长、保密性良好、无中继等优点，使光纤接入网成为未来接入网发展的主要方向，尤其是光纤直接到用户端。
传统的光纤接入网技术不仅要配有光纤信息出口和光纤配线箱，而且需要配备光纤网卡和光出口集线器等一系列设备，投资过大，很大的浪费了现有的大量铜线双绞线。由于宽带业务的需求存在着很多的不确定因素，而且在以后的一段时间内铜线双绞线还具有使用价值的情况下，一些由铜线设备光纤产品的过渡产品将会有很大的市场。光纤收发器的出现，将双绞线电信号和光纤光信号进行相互转换，确保了数据包在两个网络间的顺畅传输，同时它将传输距离的极限从几百米扩展到100公里（单模光纤）。光纤收发器不仅大大简化了局域网的升级，而且可以保护原有铜缆LAN设备的投资。现有应用的光纤收发器有的只支持10M/100M，有的是非智能型的，有的设计比较复杂、成本比较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低的千兆智能型光纤收发器。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种千兆智能型光纤收发器，包括处理器控制单元，其输入输出端分别与背板单元、串口、集成了PHY物理层的交换单元的输入输出端相连。
所述处理器控制单元由FPGA控制模块、DPRAM模块和MCU控制模块组成，FPGA控制模块通过RS422总线与背板单元通讯，FPGA控制模块通过MII接口与交换单元通讯，FPGA控制模块的输入输出端与DPRAM模块的输入输出端相连，DPRAM模块的输入输出端通过本地数据地址总线与MCU控制模块的输入输出端相连，MCU控制模块通过CLI命令行界面与串口通讯，MCU控制模块通过MDIO接口与交换单元通讯。
所述交换单元采用MAC芯片，MAC芯片为二层快速以太网交换芯片。
所述处理器控制单元采用CME-M1处理器。
所述背板单元向处理器控制单元、交换单元供电。
由上述技术方案可知，本实用新型中的处理器控制单元为集成了增强型8051处理器硬核和FPGA等资源于一体的智能型处理器，能够实现完全可定制系统设计和IP保护能力，简化了设计，易于使用且降低了成本；交换单元为集成了PHY物理层的MAC芯片，通过一个千兆Fiber接口和一个GE接口进行数据交换。可见，本实用新型只需2个集成芯片即可完成，不仅结构简单，易于应用，且性能强大、成本较低。
附图说明
图1为本实用新型的电路框图。
具体实施方式
一种千兆智能型光纤收发器，包括处理器控制单元2，其输入输出端分别与背板单元3、串口4、集成了PHY物理层的交换单元1的输入输出端相连。所述处理器控制单元2由FPGA控制模块、DPRAM模块和MCU控制模块组成，FPGA控制模块通过RS422总线与背板单元3通讯，FPGA控制模块通过MII接口与交换单元1通讯，FPGA控制模块的输入输出端与DPRAM模块的输入输出端相连，DPRAM模块的输入输出端通过本地数据地址总线与MCU控制模块的输入输出端相连，MCU控制模块通过CLI命令行界面与串口4通讯，MCU控制模块通过MDIO接口与交换单元1通讯。所述交换单元1采用MAC芯片，MAC芯片为二层快速以太网交换芯片。所述处理器控制单元2采用CME-M1处理器。如图1所示。
以下结合图1对本实用新型作进一步的说明。
所述交换单元1支持千兆数据流量数据的控制与转发，支持Qos服务质量、用户访问控制列表、NAT网络地址转换；交换单元1通过MDIO接口接收来自MCU控制模块的控制信号，通过介质无关接口MII与FPGA控制模块进行OAM的报文交互，通过MAC芯片、一个千兆Fiber接口和一个GE接口进行数据交换。
所述处理器控制单元2为集成了增强型8051处理器硬核和FPGA等资源于一体的智能型处理器，能够实现完全可定制系统设计和IP保护能力，简化了设计，易于使用且降低了成本。所述MCU控制模块将OAM指令写入DPRAM模块,FPGA控制模块从DPRAM模块中读取该信息，转换为高速OAM报文通过MII接口与交换单元1进行数据交换；FPGA控制模块接收从背板单元3传来的控制指令，将该指令写入DPRAM模块，MCU控制模块从DPRAM模块中将该控制指令读出；交换单元1通过MDIO接口接收MCU控制模块的控制信号，通过Fiber光纤和Lan局域网进行数据交换。
所述FPGA控制模块的预处理，包括OAM报文的组建与解析，OAM报文的FCS检验，低速/高速数据的时序匹配，背板单元1的RS422总线的控制命令的ID匹配等，FPGA控制模块从背板单元3获取光纤收发器的供电电源，MCU控制模块通过MDIO接口对交换单元1的寄存器和PHY物理层进行配置。MCU控制模块可由交换单元1的千兆Fiber接口所接受的OAM信息管理。MCU控制模块可接收背板单元3中的RS422总线所连接的主控卡的控制指令。
所述背板单元3通过RS422总线将控制卡发出的控制命令发送至处理器控制单元2中；所述背板单元3用于对所述处理器控制单元2、交换单元1提供所需电源，通过RS422总线用于对所述处理器控制单元2中的MCU控制模块提供控制信号；背板单元3的电源由双路开关电源提供，且互为冗余备份。
所述串口4通过CLI命令行界面对处理器控制单元2的MCU控制模块进行指令配置。
综上所述，本实用新型只需2个集成芯片即可完成，不仅结构简单，易于应用，且性能强大、成本较低。
Claims (5)
1.一种千兆智能型光纤收发器，其特征在于：包括处理器控制单元（2），其输入输出端分别与背板单元（3）、串口（4）、集成了PHY物理层的交换单元（1）的输入输出端相连。
2.根据权利要求1所述的千兆智能型光纤收发器，其特征在于：所述处理器控制单元（2）由FPGA控制模块、DPRAM模块和MCU控制模块组成，FPGA控制模块通过RS422总线与背板单元（3）通讯，FPGA控制模块通过MII接口与交换单元（1）通讯，FPGA控制模块的输入输出端与DPRAM模块的输入输出端相连，DPRAM模块的输入输出端通过本地数据地址总线与MCU控制模块的输入输出端相连，MCU控制模块通过CLI命令行界面与串口（4）通讯，MCU控制模块通过MDIO接口与交换单元（1）通讯。
3.根据权利要求1所述的千兆智能型光纤收发器，其特征在于：所述交换单元（1）采用MAC芯片，MAC芯片为二层快速以太网交换芯片。
4.根据权利要求1所述的千兆智能型光纤收发器，其特征在于：所述处理器控制单元（2）采用CME-M1处理器。
5.根据权利要求1所述的千兆智能型光纤收发器，其特征在于：所述背板单元（3）向处理器控制单元（2）、交换单元（1）供电。
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