CN100349436C - 一种用于以太网sfp接口的光/电接口模块空间复用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以太网交换设备和路由器设备领域，主要是一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法和装置。该方法要点包括：1)采用支持10/100/1000BASE-T和1000BASE-X功能的PHY芯片；2)10/100/1000BASE-T的接口采用专用SFP电口模块；3)1000BASE-X采用通用的SFP千兆光口模块；4)在PHY芯片的SFP接口侧，使用本专利提供的复用装置，以支持SFP电模块和SFP光模块，在同一SFP CAGE空间中的空间复用；5)大系统根据检测结果，对该端口进行相应的配置，以使该端口工作于电口或光口模式。本发明可为用户灵活地提供SFP的10/100/1000BASE-T或1000BASE-X接口，降低系统成本。

Description

一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法
技术领域
本发明涉及以太网交换设备和路由器设备领域，主要是一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法，为了方便用户灵活选择10/100/1000BASE-T接口模块或1000BASE-X接口模块的空间复用技术。
背景技术
在目前的以太网SFP(小型可插拔模块，Small Form_Factor Pluggable)端口解决方案上，只能提供1)100BASE-X的SFP模块光接口；2)1000BASE-X的SFP模块光接口；3)1000BASE-T的SFP模块电接口。如上解决方案的缺陷主要包括：1)不能提供10/100BASE-T的SFP电接口解决方案；2)不能提供10/100/1000BASE-T的SFP电接口解决方案。而目前随着光接口密度的增加和光/电接口混合使用的普及，如何在有限的设备面板空间范围内，为用户提供最灵活、综合成本最低的全面解决方案，已经成为业界设备制造商的一个难题。
随着物理层(PHY)芯片光电接口同时支持能力的成熟，使此专利的解决方案在技术和成本上均具备了极大的竞争力。具体地说就是：在一台以太网设备上，相应的PHY芯片同时支持10/100/1000BASE-T的PHY功能和1000BASE-X的PHY功能，并且可根据当前的链路状态或模块状态自动配置当前有效的PHY功能类型。PHY芯片的用户侧，连接本专利的用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用装置，实现10/100/1000BASE-T SFP电口模块和1000BASE-X SFP光口模块的空间复用。
发明内容
综上所述，本发明的主要目的在于提供一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法，可在使用支持10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的物理层芯片(PHY IC)基础上，灵活地全面支持10/100/1000BASE-T或1000BASE-X接口，处理步骤主要包括：如果PHY芯片支持10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的自动选择功能，则PHY芯片将通过自动检测自身MDI/MDIX信号组和1.25G SerDes信号组中接收信号状态，来识别SFP接口模块的类型，并激活CPU配置此用户端口工作于相应模式；处理流程分支1：用户插入SFP 1000BASE-X光口模块后，PHY将检测到1.25G SerDes信号组接收信号状态发生变化，则PHY和CPU将配置此用户端口工作于1000BASE-X模式；处理流程分支2：用户改为插入SFP 10/100/1000BASE-T电口模块和用户网线后，PHY将检测到MDI/MDIX信号组接收信号状态发生变化，则PHY和CPU将配置此用户端口工作于10/100/1000BASE-T模式；处理流程分支3，即缺省配置：不具备分支1或分支2的条件，则CPU可以设置该PHY的SFP接口缺省作于10/100/1000BASE-T模式或1000BASE-X模式或者最先协商成功或前一协商成功的模式；如果PHY芯片不支持或不采用10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的自动选择功能，则CPU将通过检测SFP接口模块的在位信号，判断配置该用户端口工作于10/100/1000BASE-T模式还是1000BASE-X模式；如果该用户端口缺省工作模式为1000BASE-X，则CPU将定时查询或中断方式10/100/1000BASE-T SFP电口模块的在位信号，如果CPU未检测到电口模块在位信号，则该用户端口无论1000BASE-X SFP光口模块是否插入，将一直工作于1000BASE-X模式，一旦用户插入SFP10/100/1000BASE-T电口模块，CPU将检测到电口模块在位信号有效，则CPU将配置此用户端口工作于10/100/1000BASE-T模式，一旦拔出SFP 10/100/1000BASE-T电口模块，CPU将检测到电口模块在位信号无效，则CPU将配置此用户端口回到缺省模式，即1000BASE-X模式；如果缺省工作模式为推荐采用的10/100/1000BASE-T情况，则CPU将定时查询或中断1000BASE-X SFP光口模块的在位信号，如果CPU未检测到光口模块在位信号，则该用户端口无论10/100/1000BASE-T SFP电口模块是否插入，将一直工作于10/100/1000BASE-T模式，一旦用户插入SFP 1000BASE-X光口模块，CPU将检测到光口模块在位信号有效，则CPU将配置此用户端口工作于1000BASE-X模式，一旦拔出SFP 1000BASE-X光口模块，CPU将检测到光口模块在位信号无效，则CPU将配置此用户端口回到缺省模式，即10/100/1000BASE-T模式。
所述的SFP 10/100/1000BASE-T电口模块，其连接器侧接口信号主要包含10/100/1000BASE-T的MDI/MDIX信号组、可选的电口模块在位指示信号，模块内部单板上主要包括网络变压器、RJ45和其他外围元件，用户接口的RJ45侧为10/100/1000BASE-T的标准接口。
所述的SFP 1000BASE-X光口模块，是符合SFP行业标准和1000BASE-X国际标准的模块，其连接器侧接口信号是包括1.25G SerDes信号组在内的1000BASE-X SFP光模块对外标准电信号集合，用户接口侧为1000BASE-X的光接口。
本专利的优点在于能够解决目前的某些特定应用成本难题：主要需求SFP光口，同时有少量10/100/1000BASE-T的端口需求。
附图说明
图1为实现本发明方法的CPU处理步骤流程示意图1
图2为实现本发明方法的CPU处理步骤流程示意图2
图3为实现本发明装置的信号转接示意图
具体实施方式
下面结合附图及具体方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的核心思想是：将包含10/100/1000BASE-T的MDI/MDIX信号组、可选的电口模块在位指示信号、包括1.25G SerDes信号组在内的1000BASE-X SFP光模块对外标准电信号集合，从PHY芯片所在PCB，转接引入到同一SFP CAGE空间中，实现10/100/1000BASE-T SFP电口模块和1000BASE-X SFP光口模块的空间复用。
实施例1：以单个千兆以太网SFP接口进行光电复用为例，本实施例中采用同时支持10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的物理层芯片，且支持两种模式自动选择功能，PHY芯片可工作于优先10/100/1000BASE-T模式或优先1000BASE-X模式或者最先协商成功或前一协商成功的模式。此实施例流程图设置为优先1000BASE-X的自动选择模式。电路参考图3，由PHY单元电路、该复用装置(即该专用连接器)组成，在实际使用上，用户可以根据需要在SFP CAGE中插入SFP电口模块或者SFP光口模块。下面分别详细介绍构成此专利的复用方法流程和复用装置：
1)用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法，如图1所示：大系统初始化时，配置该端口工作于优先1000BASE-X的自动选择模式，用户如果需要使用此模式进行组网，可直接插入1000BASE-X SFP光口模块和光纤；同时大系统定时查询PHY的自动选择状态是否发生改变，如果大系统未检测到自动选择状态发生改变，则该用户端口无论1000BASE-X SFP光口模块是否插入，将一直工作于1000BASE-X模式；一旦用户需要使用10/100/1000BASE-T电接口进行组网，可拔出光口模块，插入10/100/1000BASE-T SFP电口模块和网线，此模块用户组网接口为标准的RJ45接口，大系统将检测到PHY自动选择状态发生改变，并配置该端口工作于10/100/1000BASE-T模式；一旦用户拔出SFP 10/100/1000BASE-T电口模块，大系统将检测到PHY自动选择模式再次发生改变，则大系统将配置此用户端口回到缺省模式，即优先1000BASE-X的自动选择模式。
2)用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用的装置，如图3所示，以不采用SFP电口模块在位信号的单SFP情况为例，配套使用的光/电模块只能二选一插入或者不插入：该装置是一种连接器，用于连接PHY芯片和10/100/1000BASE-T的SFP电口模块、1000BASE-X的SFP光口模块之间的电信号，并将这些信号从PHY芯片所在PCB，转接引入到同一SFP CAGE空间中，实现10/100/1000BASE-T SFP电口模块和1000BASE-X SFP光口模块的空间复用。该装置的PCB封装管脚共30个，其中10/100/1000BASE-T的MDI/MDIX信号组共10根信号，包括MDIO+/-(4组MIDI/MDIX差分对之0)、MDI1+/-(4组MDI/MDIX差分对之1)、MDI2+/-(4组MDI/MDIX差分对之2)、MDI3+/-(4组MDI/MDIX差分对之3)、COM(电口模块中变压器中间抽头)、GND(信号地)，1000BASE-X SFP光模块对外标准电信号集合共20根信号，包括VeeT(光模块发送地)、TX Fault(光模块发送故障指示)、TX Disable(光模块发送关断)、MOD-DEF2(光模块I2C的数据线)、MOD-DEF1(光模块I2C的时钟线)、MOD-DEF0(光模块内部接地的在位指示，低电平有效)、Rate Select(光模块速率选择，不使用)、LOS(光连接失锁指示)、VeeR(光模块接收地)、VeeR(光模块接收地)、VeeR(光模块接收地)、RD-(光模块接收信号SerDes光模块输出负)、RD+(光模块接收信号SerDes光模块输出正)、VeeR(光模块接收地)、VccR(光模块接收电源)、VccT(光模块发送电源)、VeeT(光模块发送地)、TD+(光模块发送信号SerDes光模块输入正)、TD-(光模块发送信号SerDes光模块输入负)、VeeT(光模块发送地)。此装置的具体实现方式有多种，但都是为了实现如上目标。为了指导本专利的实现，现列出其中的几种实现方式进行示例：实现方式1：将集成了这些信号的电连接器，与SFP CAGE物理上集成为同一个部件。实现方式2：单独制作其中的连接器，实际使用时与某种类型SFP CAGE配套，连接器管脚信号不变。
实施例2：以单个千兆以太网SFP接口进行光电复用为例，本实施例中采用同时支持10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的物理层芯片，大系统可配置此端口缺省工作于10/100/1000BASE-T模式或1000BASE-X模式，在位信号可以通过定时查询或者中断方式进行识别。此流程图以缺省10/100/1000BASE-T模式和定时查询光模块是否在位方式为例，电路参考图3(详见实施例1介绍)。下面详细介绍构成此专利的复用方法流程：
1)大系统初始化时，配置该端口工作于10/100/1000BASE-T模式，用户如果需要使用此模式进行组网，可直接插入10/100/1000BASE-T SFP电口模块，此模块用户组网接口为标准的RJ45接口；同时大系统定时查询1000BASE-X SFP光口模块是否在位，如果大系统未检测到光口模块在位信号，则该用户端口无论10/100/1000BASE-T SFP电口模块是否插入，将一直工作于10/100/1000BASE-T模式，一旦用户需要使用光接口进行组网，可拔出电口模块，插入SFP1000BASE-X光口模块，大系统将检测到光口模块在位信号有效，则大系统将配置此用户端口工
作于1000BASE-X模式；一旦用户拔出SFP 1000BASE-X光口模块，大系统将检测到光口模块在
位信号无效，则大系统将配置此用户端口回到缺省模式，即10/100/1000BASE-T模式。
对于此整体解决方案的实际应用，举个例子来说：对于某块48端口的SFP干兆光接口板，用户主要使用其中的SFP光接口，已使用36个，还剩下12个SFP端口未使用，而用户正好有等于或少于12个10/100/1000BAASE-T的接口需求。此时，用户就不需要重新购买新的千兆电口板(成本较高)，而只需要购买相应数量的10/100/1000BASE-T的SPF电口模块。购买后，用户只需要将此电口模块插入SFP CAGE中，则大系统将根据检测结果，配置这些端口工作于10/100/1000BASE-T模式。
总之，以上所述仅为本发明的实施示例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法，其特征在于，处理步骤主要包括：
1)如果PHY芯片支持10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的自动选择功能，则PHY芯片将通过自动检测自身MDI/MDIX信号组和1.25G SerDes信号组中接收信号状态，来识别SFP接口模块的类型，并激活CPU配置此用户端口工作于相应模式；处理流程分支1：用户插入SFP 1000BASE-X光口模块后，PHY将检测到1.25G SerDes信号组接收信号状态发生变化，则PHY和CPU将配置此用户端口工作于1000BASE-X模式；处理流程分支2：用户改为插入SFP10/100/1000BASE-T电口模块和用户网线后，PHY将检测到MDI/MDIX信号组接收信号状态发生变化，则PHY和CPU将配置此用户端口工作于10/100/1000BASE-T模式；处理流程分支3，即缺省配置：不具备分支1或分支2的条件，则CPU可以设置该PHY的SFP接口缺省工作于10/100/1000BASE-T模式或1000BASE-X模式或者最先协商成功或前一协商成功的模式；
2)如果PHY芯片不支持或不采用10/100/1000BASE-T电口模式和1000BASE-X光口模式的自动选择功能，则CPU将通过检测SFP接口模块的在位信号，判断配置该用户端口工作于10/100/1000BASE-T模式还是1000BASE-X模式；如果该用户端口缺省工作模式为1000BASE-X，则CPU将定时查询或中断方式10/100/1000BASE-T SFP电口模块的在位信号，如果CPU未检测到电口模块在位信号，则该用户端口无论1000BASE-X SFP光口模块是否插入，将一直工作于1000BASE-X模式，一旦用户插入SFP10/100/1000BASE-T电口模块，CPU将检测到电口模块在位信号有效，则CPU将配置此用户端口工作于10/100/1000BASE-T模式，一旦拔出SFP 10/100/1000BASE-T电口模块，CPU将检测到电口模块在位信号无效，则CPU将配置此用户端口回到缺省模式，即1000BASE-X模式；如果缺省工作模式为推荐采用的10/100/1000BASE-T情况，则CPU将定时查询或中断1000BASE-X SFP光口模块的在位信号，如果CPU未检测到光口模块在位信号，则该用户端口无论10/100/1000BASE-TSFP电口模块是否插入，将一直工作于10/100/1000BASE-T模式，一旦用户插入SFP 1000BASE-X光口模块，CPU将检测到光口模块在位信号有效，则CPU将配置此用户端口工作于1000BASE-X模式，一旦拔出SFP 1000BASE-X光口模块，CPU将检测到光口模块在位信号无效，则CPU将配置此用户端口回到缺省模式，即10/100/1000BASE-T模式。
2.根据权利要求1所述的用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法，其特征在于：所述的SFP10/100/1000BASE-T电口模块，其连接器侧接口信号主要包含10/100/1000BASE-T的MDI/MDIX信号组、可选的电口模块在位指示信号，模块内部单板上主要包括网络变压器、RJ45和其他外围元件，用户接口的RJ45侧为10/100/1000BASE-T的标准接口。
3.根据权利要求1所述的用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用方法，其特征在于：所述的SFP1000BASE-X光口模块，是符合SFP行业标准和1000BASE-X国际标准的模块，其连接器侧接口信号是包括1.25G SerDes信号组在内的1000BASE-X SFP光模块对外标准电信号集合，用户接口侧为1000BASE-X的光接口。
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