CN102377575B

CN102377575B - 有控制芯片的塑料光纤墙面交换机

Info

Publication number: CN102377575B
Application number: CN201110321968.0A
Authority: CN
Inventors: 宋昌林; 唐波; 储九荣; 刘中一
Original assignee: SICHUAN HUIYUAN PLASTIC OPTICAL FIBER CO Ltd
Current assignee: SICHUAN HUIYUAN PLASTIC OPTICAL FIBER CO Ltd
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: CN102377575A

Abstract

本发明有控制芯片的塑料光纤墙面交换机，包括供电电路，与供电电路的直流电压输出端连接的滤波电路，有IP178CH控制芯片的控制芯片电路，分别与控制芯片电路连接的抗干扰电路、有25HMz晶振集成块的晶振电路、有EDL300T集成电路的塑料光纤接口电路、分别有RJ45集成电路的第一、第二、第三网络电缆接口电路。本发明安装、使用方便、应用范围广、外形小巧美观，占用空间极小。

Description

有控制芯片的塑料光纤墙面交换机

技术领域：

本发明涉及光网络通信技术，是一种基于塑料光纤墙面交换技术的有控制芯片的塑料光纤墙面交换机。

技术背景：

随着当今信息技术的高速化发展，光通信信息产业作为新兴生产力的代表，其发展水平已成为衡量一个国家综合国力的重要标准。以信息技术为代表的新技术革命的迅速发展，引起世界经济结构的加速调整。经济全球化、信息网络化进程明显加快，对后起的发展中国家既提出了挑战，也提供了难得的历史机遇。

塑料光纤是一种采用透明聚合物材料制造的光波导纤维，具有易耦合、传输稳定、柔性好、安全可靠、维护方便、占用空间小以及抗电磁干扰能力强等优点；与石英光纤比较，通信用塑料光纤不用熔接、不用接头、连接方便、价格低廉、可绕性好、柔韧性强、抗震性能突出、容易维护、布线方便；与铜五类线相比，耗能更少，成本更低，并可节省有限的铜资源，符合国家“光进铜退”的产业发展方向。与石英光纤相比其信号衰减相对较大，塑料光纤作为优异的短距离通信传输介质，目前主要用于家庭、办工室、工业控制、汽车、飞机、火车等各种短距离通信领域。特别是现在“三网融合”的光纤到户等通信方式。通信用塑料光纤为解决最后100米的全光网络提供了一种有力方案，将再次加快推进我国宽带网络和光纤到户的发展速度。

由于塑料光纤具有较大的直径，便于塑料光纤与器件、光源、探测器等设备的连接，且成本较为低廉，这使得塑料光纤在短距离宽带局域网中具有良好的优势。塑料光纤在家庭中只需进行有效的切割就能进行光传输，使得在家庭数据通信网络中具有良好的优势。

传统的交换机只能放置于电源插座旁边，既不美观又占地方，这在很多应用场合限制了其应用。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种安装、使用方便、应用范围广、外形小巧美观，占用空间面积小的可采用一条650nm双芯塑料光纤作为通信传输介质的墙面交换机。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明有控制芯片的塑料光纤墙面交换机，包括供电电路，与供电电路的直流电压输出端连接的滤波电路，有IP178CH控制芯片的控制芯片电路，分别与控制芯片电路连接的抗干扰电路、有25HM z晶振集成块的晶振电路、有EDL300T集成电路的塑料光纤接口电路、分别有RJ45集成电路的第一、第二、第三网络电缆接口电路。

上述的抗干扰电路中有分别装在EDL300T集成电路及IP178CH控制芯片模拟电压输入端的磁珠L₂、L₃、L₄。

上述的晶振电路中的25MHz晶振集成块的脚X₁、脚X₂分别与IP178CH控制芯片的脚54、脚55连接。

上述的塑料光纤接口电路中的EDL300T脚1、脚2、脚8、脚9、脚10分别与IP178CH控制芯片的脚45、脚46、脚57、脚49、脚50连接。

上述的第一网络电缆接口电路中RJ45集成电路脚1、脚3、脚6、脚8分别通过网络变压器PHULSE H1102与IP178CH控制芯片脚123、脚122、脚127、脚126连接，脚9、脚11输入+3.3V、RJ45集成电路脚10连接IP178CH控制芯片脚72，RJ45集成电路脚12连接IP178CH控制芯片脚99，第二网络电缆接口电路中RJ45集成电路脚1、脚3、脚6、脚8分别通过网络变压器PHULSE H1102与IP178CH控制芯片脚6、脚7、脚2、脚3连接，RJ45集成电路脚9、脚11输入+3.3V，RJ45集成电路脚10连接IP178CH控制芯片脚71，RJ45集成电路脚12连接IP178CH控制芯片脚97，第三网络电缆接口电路中RJ45集成电路脚1、脚3、脚6、脚8分别通过网络变压器PHULSE H1102与IP178CH控制芯片脚10、脚9、脚14、脚13连接，RJ45集成电路脚9、脚11输入+3.3V，RJ45集成电路脚10连接IP178CH控制芯片脚70，RJ45集成电路脚12连接IP178CH控制芯片脚96。

本发明以IP178CH控制芯片为核心主控板，所构成的三口墙面交换机；控制芯片IP178CH分别具有以下控制和服务功能块：支持1K的MAC地址查找引擎、512K的数据包缓冲存储器、支持10Mbps的自动极性、支持过滤器/向前特殊DA的选项、支持广播风暴保护、自动MDI-MDIX的选项、支持端口安全选项锁定的第一个MAC地址、支持一个MII/RMII端口，在100Mbps全双工路由器的应用、VLAN、支持的CoS、支持SMART MAC功能、支持跨越树协议、支持最大转发数据包长度1552/1536字节选项、支持8级带宽控制、支持SCA。

本发明是按照每一个数据帧中的MAC地址相对简单地决策信息转发来实现数据交换的。端口是通过借助网络数据帧的MAC地址、逻辑地址或协议类型来确定虚拟网的从属。当有一个网络节点刚连接入网时，交换机端口还未分配，于是交换机通过读取网络节点的MAC动态地址将端口划入某个虚拟网。这样一旦网络人员配置好后，用户的计算机可以灵活地改变交换机的使用端口，而不会改变用户的虚拟网络的从属性，而且如果网络中出现未定义的MAC地址，则需要向网络管理人员报告。

本发明的工作过程由IP178CH控制芯片内部的地址信息、过滤和数据转发、消除回路等阶段

(1)MAC地址表的学习：

本发明在工作中会根据了解到的每个端口相连接设备的MAC地址，并建立MAC地址与对应的端口形成映射关系，然后将其保存在交换机的MAC地址表中。在每个端口连接有设备的情况下，MAC地址都会有相应的映射关系。

本发明采用的是直通转发方式，允许交换机在检测到数据帧中的目标地址时就开始转发数据帧。目标设备的地址(MAC地址)在数据帧中占用6个字节，即只需要接收到前6个字节就开始转发数据帧，因而在转发数据帧之前并不作错误的校验，而是在目的设备中进行校验，如果收到的是错误的帧，则会丢弃该帧，并要求重传。

当交换机接收到一个数据帧时，它会在MAC地址表中查询目标端口，如果找到了该端口(实际上是找到了目标社的MAC地址所对应的端口号)，便将数据帧转发到该端口，否则会将改数据帧排除发出该数据帧的源端口外的其他端口。

本发明中有一个MAC表，具有两个主要的功能，一是跟踪连接到交换机上的设备，建立设备与交换机之间的对应关系；二是当接收到一个数据帧后，通过MAC地址表决定该数据帧转发到那个端口。对于新接入网络中的交换机而言，其MAC地址表是空，应通过学习功能来填充MAC地址。

应保证每个端口连接的设备至少发送一次数据帧到交换机，MAC地址表即完成建立。

(2)数据转发和过滤：

数据帧中包含有源设备的MAC地址和目标设备的MAC地址，交换机利用已经建立好的MAC地址表快速发现目标设备，然后通过对应的端口将数据转发出去。

(3)消除回路机制

为防止从某个端口发出的数据经过网络传输又回到源端口或其他端口的问题出现。为系统安全的考虑交换机设置成具有亢余链路的系统。

(4)抗干扰设计

在EDL300T集成电路及IP178CH控制芯片模拟电压输入端都加上磁珠(L₂、L₃、L₄)，通过磁珠(L₂、L₃、L₄)以滤除电源中的高频干扰，在电路板的TOP层和BOTTOM层都进行覆铜，并将所在覆铜接地。在网卡芯片和交换芯片的所有电源引脚上加上一个去耦电容。

在本发明中，直接采用MORNSUN(LD03-10B03)输入电压为100～240V交流电压转为3.3V直流电压。

墙面交换机是组成家庭局域网的核心设备。本发明是一个具有外形小巧美观，占用空间极小，安装、使用方便，低价，应用范围广，高性能和高端口密集特点的交换产品。本发明具有一个塑料光纤接口电路和三个网络电缆接口电路，进一步扩展了塑料光纤的应用，当用户需要建一个小型局域网络时，只需在铺设电缆线网络时增加一条如650nm双芯塑料光纤和一台塑料光纤墙面交换机就能实现墙面网络数据交换、视频通话、网络电视等功能的应用，对于后装的用户也比较方便，在原有的管道中穿入一条塑料光纤也能实现墙面交换机的应用。

附图说明：

图1为本发明的电路原理框图。

图2为控制芯片电路原理图。

图3为第一网络电缆接口电路原理图。

图4为第二网络电缆接口电路原理图。

图5为第三网络电缆接口电路原理图。

图6为塑料光纤接口电路原理图。

图7为电源供电电路图。

图8为本发明的晶振电路图。

具体实施方式：

参见图1～图8，本实施例塑料光纤墙面交换机由供电电路，滤波电路，抗干扰电路，含25MHz晶振集成块的晶振电路、有控制芯片IP178CH的控制芯片电路，有EDL300T集成电路的塑料光纤接口电路和分别有RJ45集成电路的第一、第二、第三网络电缆接口电路组成。

参见图7，供电电路包括100～240V交流电压转为+3.3V直流电压电路。

滤波电路分别连接在+3.3V直流电压的输出端。

参见图2、图6，抗干扰电路中有分别加在EDL300T集成电路及IP178CH控制芯片模拟电压输入端上的磁珠L₂、L₃、L₄，通过磁珠L₂、L₃、L₄以滤除电源中的高频干扰，在电路板的TOP层和BOTTOM层都进行覆铜，并将所覆铜接地。在网卡芯片和交换芯片的所有电源引脚上加上一个去耦电容。

参见图2、图8，晶振电路中25MHz集成块脚X₁脚X₂分别与IP178CH控制芯片脚54脚55连接。IP178CH控制芯片脚54输出信号到25MHz晶振集成块后路，输出时钟信号到IP178CH控制芯片脚55。

参见图2、图6，塑料光纤接口电路中EDL300T集成电路脚1通过电容C34连接IP178CH控制芯片脚45，脚2通过电容C55连接IP178CH控制芯片脚46，脚3、5、7接地，脚4和脚6接+3.3V直流电压，脚8接IP178CH控制芯片脚57，脚9通过电容C46连接IP178CH控制芯片脚49，脚10通过电容C48连接IP178CH控制芯片脚50。

参见图2、图3，第一网络电缆接口中RJ45集成电路脚1连接网络变压器PULSE H1102脚16，脚2连接网络变压器PULSE H1102脚14，脚3连接网络变压器PULSE H1102脚11，脚4、5通过R27、R26、R25连接网络变压器PULSE H1102脚10、15，脚6连接网络变压器PULSE H1102脚9，脚7、8通过R28、R26、R25连接网络变压器PULSEH1102脚10、15，脚9、11通过R22、R24接+3.3V直流电压。脚10、12连接IP178CH控制芯片脚72、脚99。网络变压器PULSE H1102脚1、3、6、8连接IP178CH控制芯片脚123、122、127、126。脚2通过C36接地，脚7通过C37接地。

参见图2、图4，第二网络电缆接口中RJ45集成电路脚1连接网络变压器PULSE H1102脚16，脚2连接网络变压器PULSE H1102脚14，脚3连接网络变压器PULSE H1102脚11，脚4、5通过R38、R36、R37连接网络变压器PULSE H1102脚10、15，脚6连接网络变压器PULSE H1102脚9，脚7、8通过R35、R36、R37连接网络变压器PULSEH1102脚10、15，脚9、11通过R33、R34接+3.3V直流电压。脚10、12连接IP178CH控制芯片脚71、脚97。网络变压器PULSE H1102脚1、3、6、8连接IP178CH控制芯片脚6、7、2、3。脚2通过C41接地，脚7通过C42接地。

参见图2、图5，第三网络电缆接口中RJ45集成电路脚1连接网络变压器PULSE H1102脚16，脚2连接网络变压器PULSE H1102脚14，脚3连接网络变压器PULSE H1102脚11，脚4、5通过R48、R46、R47连接网络变压器PULSE H1102脚10、15，脚6连接网络变压器PULSE H1102脚9，脚7、8通过R45、R46、R47连接网络变压器PULSEH1102脚10、15，脚9、11通过R43、R44接+3.3V直流电压。脚10、12连接IP178CH控制芯片脚70、脚96。网络变压器PULSE H1102脚1、3、6、8连接IP178CH控制芯片脚1O、9、14、13。脚2通过C49接地，脚7通过C50接地。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims

1.有控制芯片的塑料光纤墙面交换机，其特征在于包括供电电路，与供电电路的直流电压输出端连接的滤波电路，有IP178CH控制芯片的控制芯片电路，分别与控制芯片电路连接的抗干扰电路、有25HMz晶振集成块的晶振电路、有EDL300T集成电路的塑料光纤接口电路、分别有RJ45集成电路的第一、第二、第三网络电缆接口电路，抗干扰电路中有分别装在EDL300T集成电路及IP178CH控制芯片模拟电压输入端的磁珠L₂、L₃、L₄，晶振电路中的25MHz晶振集成块的脚X₁、脚X₂分别与IP178CH控制芯片的脚54、脚55连接，塑料光纤接口电路中的EDL300T集成电路脚1、脚2、脚8、脚9、脚10分别与IP178CH控制芯片的脚45、脚46、脚57、脚49、脚50连接，第一网络电缆接口电路中RJ45集成电路脚1、脚3、脚6、脚8分别通过网络变压器PHULSE H1102与IP178CH控制芯片脚123、脚122、脚127、脚126连接，RJ45集成电路脚10连接IP178CH控制芯片脚72，RJ45集成电路脚12连接IP178CH控制芯片脚99，第二网络电缆接口电路中RJ45集成电路脚1、脚3、脚6、脚8分别通过网络变压器PHULSEH1102与IP178CH控制芯片脚6、脚7、脚2、脚3连接，RJ45集成电路脚10连接IP178CH控制芯片脚71，RJ45集成电路脚12连接IP178CH控制芯片脚97，第三网络电缆接口电路中RJ45集成电路脚1、脚3、脚6、脚8分别通过网络变压器PHULSE H1102与IP178CH控制芯片脚10、脚9、脚14、脚13连接，RJ45集成电路脚10连接IP178CH控制芯片脚70，RJ45集成电路脚12连接IP178CH控制芯片脚96，在电路板的TOP层和BOTTOM层都进行覆铜、并将所在覆铜接地，在网卡芯片和交换芯片的所有电源引脚上加上一个去耦电容。