CN102014051A - 一种工业以太网交换机 - Google Patents

一种工业以太网交换机 Download PDF

Info

Publication number
CN102014051A
CN102014051A CN2010102875086A CN201010287508A CN102014051A CN 102014051 A CN102014051 A CN 102014051A CN 2010102875086 A CN2010102875086 A CN 2010102875086A CN 201010287508 A CN201010287508 A CN 201010287508A CN 102014051 A CN102014051 A CN 102014051A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
industrial ethernet
ethernet switch
adopts
switch according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102875086A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102014051B (zh
Inventor
陈财建
柴若愚
罗海卫
李明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Xingyu Rongke Power Electronics Co ltd
Original Assignee
CHENGDU XINGYU ENERGY-SAVING TECHNOLOGY STOCK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHENGDU XINGYU ENERGY-SAVING TECHNOLOGY STOCK Co Ltd filed Critical CHENGDU XINGYU ENERGY-SAVING TECHNOLOGY STOCK Co Ltd
Priority to CN2010102875086A priority Critical patent/CN102014051B/zh
Publication of CN102014051A publication Critical patent/CN102014051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102014051B publication Critical patent/CN102014051B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种工业以太网交换机,可应用于数字化变电站,工业,军事和交通领域,其包括外壳、电源模块、插件模块、级联插件模块,自愈环网模块,PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、Atmega128模块,CPLD模块和FLASH等,本发明是特别针对电力自动化和数字化变电站环境所设计的工业以太网交换机,在变电站环境下拥有强大的抗电磁干扰能力;交换性能极佳,无阻塞交换构架;物理连接故障(N-1)情况下,保护倒换会导致数据包不丢失,通信恢复延时为零;管理存储量强大,智能管理维护。从而达到减少人工操作、减少人工失误、降低运营成本,且全面满足电力环境,交通环境等的严苛要求,可用于数字化变电站网络,交通监控网络等。

Description

一种工业以太网交换机
技术领域
本发明涉及一种通信网络设备,尤其涉及一种工业以太网交换机。
背景技术
随着电力系统信息技术的发展,IEC61850作为国际唯一的变电站网络通信标准出现,人们的目光越来越多投向了“数字化变电站”和“数字电网”的研究与开发,工业通讯与控制平台占据重要的角色地位,其中嵌入式通信管理机与工业以太网交换机是最具代表性的产品.
电力行业尤其是变电站环境对数字化网络通信的可靠性,安全性要求十分苛刻。按照IEC61850标准的要求,工业以太网交换机产品至少要满足其中的功能性要求、电磁兼容设计要求、宽温环境要求和机械结构验证四大类要求。
目前的工业以太网交换机,他们大部分存在下述不足之处:一是抗电磁干扰能力不强,有的具有一定抗电磁干扰能力,但不是很强大;二是性能不佳,很多不能达到线速;三是组网受交换机台数限制;四是物理连接故障(N-1)情况下,保护倒换会导致数据包的丢失,通信恢复延时过大;五是管理储存容量不足。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,本发明公开了一种强大抗电磁干扰、物理连接故障(N-1)情况下,保护倒换零延时零丢包、管理存储量强大,智能管理维护、性能可靠,无阻塞交换构架、功能全面的工业以太网交换机。
本发明采用的技术方案是这样的:一种工业以太网交换机,包括外壳,还包括电源模块、插件模块、级联插件模块,PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、Atmega128模块、CPLD模块和FLASH模块,其中,
所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成,用于提供装置的工作和控制输出电源;
所述插件模块为后24端口或前24端口,为后24端口时,其一端与PHY模块连接,另一端外接网络设备;为前24端口时,其一端与MAC芯片模块连接,另一端外接网络设备,所述插件模块支持光口或电口,可根据用户需求定制;
所述级联插件模块一端与MAC芯片模块连接,另一端外接网络设备,所述PHY模块一端与后24端口的插件模块连接,另一端与MAC芯片模块连接;
所述MAC芯片模块有六个接口,上游端分别与PHY模块、前24端口插件模块和级联插件模块相连,下游端分别与与中央处理器模块和电源模块相连。
所述中央处理器模块分别与MAC 芯片模块,Atmega128模块和电源模块连接,所述中央处理器对整个系统进行管理;
所述Atmega128模块分别与CPLD模块和中央处理器模块连接;所述Atmega128模块接受中央处理器指令,通过CPLD模块译码逻辑将FLASH里面的网表加载到自愈环网模块里面。
所述CPLD模块分别与Atmega128模块和FLASH模块相连,所述CPLD模块接收Atmega128模块指令,对FLASH操作。
作为优选:还包括自愈环网模块,所述自愈环网模块分别与MAC芯片模块,Atmega128模块和FLASH相连。
作为优选:所述插件模块设有48个10/100Mbps双绞线电口或24个100Mbps光口。
作为优选:所述级联插件模块设行4个千兆光口或4个10/100/1000Mbps双绞线电口。
作为优选:所述CPLD模块采用XC95288,该模块具有译码逻辑功能。
作为优选:所述MAC芯片模块采用Broadcom的BCM5348芯片。BCM5348是全集成48端口快速以太网交换芯片,集成了4个千兆以太网端口和24个10/100物理层。此芯片具有丰富的功能,包括支持先进访问控制列表(ACL)以提高安全性并实现双标记交换,流量汇聚,支持BS-Ring协议族,支持MSTP,RSTP(802.1w)和增强型RSTP(eRSTP),链路聚合(802.3ad)等冗余协议等功能。
作为优选:所述PHY模块采用了Broadcom的BCM5248芯片,此芯片支持八个独立的快速以太网收发器,支持光纤口和电口等优良特性。
作为优选:所述自愈环网模块是采用型号为XC6SLX45的FPGA。在系统加电时,Atemaga128单片机将FLASH里面的程序(网表)加载在XC6SLX45器件里而。加载成功后,可以按照设置程序初始化自愈环网模块,为正常工作做准备。所述自愈环网模块(XC6SLX45)采用SDH通道保护技术实现零丢包零延时功能,外接两个自愈环端口。
作为优选:所述中央处理器模块采用PPC405。
作为优选:所述外壳采用1U或者2U结构,24口以及24口以下采用1U机箱,24口以上采用2U机箱。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、零延时零丢包自愈功能。该功能可实现物理连接故障(N-1)情况下,保护倒换不会导致数据包的丢失,通信恢复零延时实时监测配电变压器的运行。采用SDH通道保护技术;
2、最多支持48个10/100Mbps双绞线电口或24个100Mbps光口,和最多4个千兆光口或4个10/100/1000Mbps双绞线电口;用产根据需求可定制,灵活配置;
3、支持BS-Ring协议族,支持MSTP,RSTP(802.1w)和增强型RSTP(eRSTP),链路聚合(802.3ad)等冗余协议;
4、具有时间同步功能,支持IRIG-B(DC),RS-485差分输入,或SNTP协议,便于设备工作状态监控管理;
5、支持即插即用,QoS(802.1p)4个队列,VLAN(802.1Q)。支持双重标签和GVRP,GMRP,IGMP Snooping多播过滤;
6、支持端口速率限制和广播风暴抑制;
7、支持RJ45口双绞线,自动协商,自动交叉,自动极性转换;
8、支持多级用户密码,SSH/SSL加密,激活/禁用端口,支持基于MAC地址的端口安全,支持基于端口的访问控制(802.1x),Radius认证,VLAN(802.1q)隔离和SNMP v3安全访问;
9、支持Web、Telnet、CLI、SNMP v1/v2c/v3和RMON多种管理方式,具备丰富完整的诊断日志和报警信息;
10、机箱采用1U或者2U结构,24口以及以下采用1U机箱,24口以上采用2U机箱,1U机箱最大配置:3个普通口插件+1个级联口插件;2U机箱最大配置:6个普通口插件+1个级联口插件。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构框图;
图2是本发明实施例2的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
如图1所示,一种工业以太网交换机,包括外壳、电源模块、插件模块、级联插件模块,自愈环网模块(采用XC6SLX45),PHY模块(采用BCM5248)、MAC芯片模块(采用BCM5348)、中央处理器模块(采用PPC405)、ATMEGA128模块和CPLD(采用XC95288)模块和FLASH;
外壳采用1U机箱,配置为3个插件模块和1个级联口插件,
电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成,提供装置的工作和控制输出电源;工作电压是100~300VDC,
插件模块是前24端口,一端与MAC芯片模块(BCM5348)连接,另一端外接网络设备;本插件模块支持电口;
级联插件模块一端与MAC芯片模块(BCM5348)连接,另一端外接网络设备;所述级联插件模块支持四个电口,
PHY模块(BCM5248)一端与MAC芯片模块(BCM5348)连接;PHY模块采用了Broadcom的BCM5248芯片,此芯片支持八个独立的快速以太网收发器,支持光纤口和电口等优良特性。
所述MAC芯片模块(BCM5348)有六个接口,上游端分别接到PHY模块(BCM5248)和级联插件模块。下游接到自愈环网模块(XC6SLX45)。其受到中央处理器(PPC405)模块控制,并接受电源模块供电。所述MAC 芯片模块采用Broadcom的BCM5348芯片。BCM5348是全集成48端口快速以太网交换芯片,集成了4个千兆以太网端口和24个10/100物理层。此芯片具有丰富的功能,包括支持先进访问控制列表(ACL)以提高安全性并实现双标记交换,流量汇聚,支持BS-Ring协议族,支持MSTP,RSTP(802.1w)和增强型RSTP(eRSTP),链路聚合(802.3ad)等冗余协议等功能。
中央处理器(PPC405)模块分别与MAC 芯片模块(BCM5348),Atmega128模块和电源模块连接;所述中央处理器模块(PPC405)对整个系统进行管理。
自愈环网模块(XC6SLX45)分别与MAC芯片模块(BCM5348),Atmega128模块和FLASH连接;所述自愈环网模块是采用型号为XC6SLX45的FPGA。在系统加电时,Atemaga128单片机将FLASH里面的程序(网表)加载在XC6SLX45器件里面。加载成功后,可以按照设置程序初始化自愈环网模块,为正常工作做准备。自愈环网模块(XC6SLX45)采用SDH通道保护技术实现零丢包零延时功能,完成网络收发和自愈环算法管理,外接两个自愈环端口。
所述Atmega128模块分别与自愈环网模块(XC6SLX45),CPLD(XC95288)模块和中央处理器(PPC405)模块连接;所述Atmega128模块接受中央处理器(PPC405)指令,通过CPLD(XC95288)译码逻辑将FLASH里面的网表加载到自愈环网模块(XC6SLX45)里面。
所述CPLD(XC95288)模块接收Atmega128模块的指令,对FLASH操作,所述CPLD(XC95288)模块具有译码逻辑功能。
实施例2:
电源采集模块的工作电压为85~265VAC,插件模块为24端口,前12端口一端与MAC芯片模块(BCM5348)连接,另一端外接网络设备,后12端口端口一端与PHY芯片模块(BCM5248)连接,另一端外接网络设备,该插件模块支持光口,级联插件模块支持四个千兆光口,外壳采用2U机箱,配置为6个插件模块和1个级联插件,其余与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的最佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业以太网交换机,包括外壳,其特征在于:还包括电源模块、插件模块、级联插件模块,PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、Atmega128模块、CPLD模块和FLASH模块,其中,
所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成;
所述插件模块为后24端口或前24端口,为后24端口时,其一端与PHY模块连接,另一端外接网络设备;为前24端口时,其一端与MAC芯片模块连接,另一端外接网络设备;
所述级联插件模块一端与MAC芯片模块连接,另一端外接网络设备;
所述PHY模块一端与后24端口的插件模块连接,另一端与MAC芯片模块连接;
所述MAC芯片模块有六个接口,上游端分别与PHY模块、前24端口插件模块和级联插件模块相连,下游端分别与与中央处理器模块和电源模块相连。
所述中央处理器模块分别与MAC芯片模块,Atmega128模块和电源模块连接;
所述Atmega128模块分别与CPLD模块和中央处理器模块连接;
所述CPLD模块分别与Atmega128模块和FLASH模块相连。
2.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:还包括自愈环网模块,所述自愈环网模块分别与MAC芯片模块,Atmega128模块和FLASH相连。
3.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述插件模块设有48个10/100Mbps双绞线电口或24个100Mbps光口。
4.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述级联插件模块设有4个千兆光口或4个10/100/1000Mbps双绞线电口。
5.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述CPLD模块采用XC95288。
6.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述MAC芯片模块采用BCM5348。
7.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述PHY模块采用BCM5248。
8.根据权利要求2所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述自愈环网模块采用XC6SLX45。
9.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述中央处理器模块采用PPC405。
10.根据权利要求1所述的工业以太网交换机,其特征在于:所述外壳采用1U或者2U结构,24口以及24口以下采用1U机箱,24口以上采用2U机箱。
CN2010102875086A 2010-09-20 2010-09-20 一种工业以太网交换机 Expired - Fee Related CN102014051B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102875086A CN102014051B (zh) 2010-09-20 2010-09-20 一种工业以太网交换机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102875086A CN102014051B (zh) 2010-09-20 2010-09-20 一种工业以太网交换机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102014051A true CN102014051A (zh) 2011-04-13
CN102014051B CN102014051B (zh) 2013-01-02

Family

ID=43844071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102875086A Expired - Fee Related CN102014051B (zh) 2010-09-20 2010-09-20 一种工业以太网交换机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102014051B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102624607A (zh) * 2011-12-31 2012-08-01 山东电力工程咨询院有限公司 基于以太网交换机物理端口建模的智能变电站通信方法
CN103457846A (zh) * 2013-09-11 2013-12-18 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 一种环形网络网关
CN104378313A (zh) * 2014-11-25 2015-02-25 国家电网公司 多组态智能网络交换机
CN106302538A (zh) * 2016-10-12 2017-01-04 华东师范大学 一种网络视频监控摄像机节点及服务器间隔离设备
CN107896348A (zh) * 2017-12-28 2018-04-10 深圳市源拓光电技术有限公司 一种光口自动组环的光纤交换机及其数据传输方法
CN111046620A (zh) * 2018-10-12 2020-04-21 三星电子株式会社 计算系统以及设计与制造存储器系统的方法
CN114726807A (zh) * 2021-11-23 2022-07-08 苏州汇云鼎技术服务有限公司 一种工业用网络数据交换机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115829A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Symbol Technologies, Inc. Method, system and apparatus for creating an active client list to support layer 3 roaming in wireless area networks (wlans)
CN101621382A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 深圳市沃其丰科技股份有限公司 基于ip网络的综合业务交换机
CN201515385U (zh) * 2009-09-24 2010-06-23 苏州恒启自动化工程有限公司 多接口以太网交换机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115829A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Symbol Technologies, Inc. Method, system and apparatus for creating an active client list to support layer 3 roaming in wireless area networks (wlans)
CN101621382A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 深圳市沃其丰科技股份有限公司 基于ip网络的综合业务交换机
CN201515385U (zh) * 2009-09-24 2010-06-23 苏州恒启自动化工程有限公司 多接口以太网交换机

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102624607A (zh) * 2011-12-31 2012-08-01 山东电力工程咨询院有限公司 基于以太网交换机物理端口建模的智能变电站通信方法
CN102624607B (zh) * 2011-12-31 2013-03-27 山东电力工程咨询院有限公司 基于以太网交换机物理端口建模的智能变电站通信方法
CN103457846A (zh) * 2013-09-11 2013-12-18 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 一种环形网络网关
CN104378313A (zh) * 2014-11-25 2015-02-25 国家电网公司 多组态智能网络交换机
CN106302538A (zh) * 2016-10-12 2017-01-04 华东师范大学 一种网络视频监控摄像机节点及服务器间隔离设备
CN107896348A (zh) * 2017-12-28 2018-04-10 深圳市源拓光电技术有限公司 一种光口自动组环的光纤交换机及其数据传输方法
CN111046620A (zh) * 2018-10-12 2020-04-21 三星电子株式会社 计算系统以及设计与制造存储器系统的方法
CN111046620B (zh) * 2018-10-12 2024-05-24 三星电子株式会社 计算系统以及设计与制造存储器系统的方法
CN114726807A (zh) * 2021-11-23 2022-07-08 苏州汇云鼎技术服务有限公司 一种工业用网络数据交换机

Also Published As

Publication number Publication date
CN102014051B (zh) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102014051B (zh) 一种工业以太网交换机
CN102231706B (zh) 矿用多协议以太环网交换机
CN201163781Y (zh) 基于drp协议的工业以太网交换机
CN201937617U (zh) 一种工业以太网交换机
CN103475093B (zh) 一种智能变电站数据监控方法及其系统
CN204928874U (zh) 用于能冗余操作的工业通信网络的通信设备
CN203554447U (zh) 一种千兆智能型光纤收发器
CN201898248U (zh) 一种实现网络供电设备端口互联的装置及系统
CN101938412A (zh) 以太网数据和异步数据隔离同传的电力以太网交换机
CN202818355U (zh) 千兆以太网交换机及应用该交换机的网络系统
CN104378313B (zh) 多组态智能网络交换机
CN205385496U (zh) 千兆以太网交换板卡
CN102315689A (zh) 基于电力线宽带载波通信的中压开关控制器
CN206350023U (zh) 一种冗余型以太网供电交换机
CN102377575A (zh) 有控制芯片的塑料光纤墙面交换机
CN202276356U (zh) 塑料光纤墙面交换机
CN204392291U (zh) 多组态智能网络交换机
CN208079287U (zh) 一种通讯管理机
CN203350710U (zh) 一种换流站辅助设备的智能监控系统
CN206060812U (zh) 一种ap专用poe供电交换机
CN204243907U (zh) 一种站控层设备不停电遥控系统
CN202276350U (zh) 有控制芯片的塑料光纤墙面交换机
CN204633776U (zh) 数字光网络传输系统
CN202218069U (zh) 基于电力线宽带载波通信的中压开关控制器
CN208158628U (zh) 用于信息安全数据采集的警口设备及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 610041, No. 2, pioneering Road, hi tech Zone, Sichuan, Chengdu

Patentee after: Chengdu Xingyu Rongke Power Electronics Co.,Ltd.

Address before: 610041, No. 2, pioneering Road, hi tech Zone, Sichuan, Chengdu

Patentee before: CHENGDU XINGYU ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
DD01 Delivery of document by public notice
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Patent of Chengdu Xingyu Rongke Power Electronics Co.,Ltd. The person in charge

Document name: payment instructions

DD01 Delivery of document by public notice
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Li Shan

Document name: Notice of termination of patent right

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130102

Termination date: 20210920