CN104125172A - 一种接口模式自动匹配的交换设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种交换设备。本发明实施例提供的交换设备包括控制单元、至少一个光口连接单元、每个光口连接单元一一对应的光检测及选通单元、每个光检测及选通单元一一对应的光电转换单元和每个光电转换单元一一对应的物理层接口转换单元。本发明实施例将光电转换单元集成在交换设备内部，交换设备对外的端口为LC接口和MPO接口，由于LC接口和MPO接口占用的空间较小，可以极大地提高交换设备的端口密度。交换设备的端口的接口模式由控制单元根据端口接收信号情况进行自动配置，无需人工参与，效率较高，且在配置交换设备的端口的接口模式后也无需重启交换设备，可有效避免交换设备中其它端口的业务中断。

Description

一种接口模式自动匹配的交换设备

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种交换设备。

背景技术

光纤通信是指一种利用光与光纤(optical fiber)传递信号的通信方式，属于有线通信的一种。光纤通信具体利用光波作为载波来传送信息，并以光纤作为传输介质实现信息传输，以达到通信目的。

通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的，而光频作为载频已达到通信载频的上限，因为光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信，容量极大，具有极大的吸引力，光通信是通信发展的必然方向。

目前，光通信的具体实现方式为：在交换设备的端口插入光模块，通过光模块将交换设备发送给对端设备的电信号转换为光信号，并通过光纤将光信号传输至插入对端设备的端口的光模块；插入交换设备的端口的光模块在接收到插入对端设备的端口的光模块发送的光信号时，将接收到的光信号转换为电信号，再将电信号传输至交换设备进行处理。

如图1所示为现有的交换设备使用光模块进行通信的示意图，其中，交换设备1的端口1中插入光模块1，交换设备2的端口2中插入光模块2。当交换设备1需要向交换设备2发送信号时，交换设备1将电信号通过端口1传输至光模块1，光模块1将电信号转换为光信号通过光纤传输至光模块2，光模块2将接收到光信号转换为电信号通过端口2传输至交换设备2，通过上述过程完成交换设备1向交换设备2发送信号，交换设备2向交换设备1发送信号的过程类似。

现有的光模块具有不同的封装形式，常见的封装形式可以包括插拔式小型封装形式(SFP+，Small Form-factor Pluggable)和四通道插拔式小型封装形式(QSFP+，Quad Small Form-factor Pluggable)。现有的光模块都是单独设计，其体积普遍较大，将现有的光模块插入交换设备的端口时，导致交换设备可使用的端口数量较少，交换设备的业务端口密度较低。

此外，在通信过程中，交换设备的端口的接口模式必须与对端设备对应端口的接口模式相匹配，其中，端口的接口模式包括多通道模式和单通道模式。例如，交换设备的一个端口连接四个接收通道和四个发送通道，如果该端口的接口模式为四通道模式，则该端口的四个接收通道同时接收数据、四个发送通道同时发送数据，假设每个通道的速率为10Gbps(吉位每秒)，该端口的速率为40Gbps；如果该端口的接口模式为单通道模式，则该端口的各接收通道之间没有关联、各发送通道之间没有关联。

现有技术中采用手动方式对交换设备的端口的接口模式进行配置，例如，假设对端设备光模块选用的是QSFP+(四通道)，则通过修改交换设备的配置文件，将交换设备对应端口的接口模式配置为四通道模式；假设对端设备光模块选用的是SFP+(单通道)，则通过修改交换设备的配置文件，将对应端口的接口模式配置为单通道模式，并且在修改完配置文件后需要重新启动交换设备，端口的接口模式才会生效，由此可能导致交换设备中其它端口的业务中断。

发明内容

本发明实施例提供了一种交换设备，用以解决现有技术中存在的光模块体积大导致交换设备的端口密度低，以及采用手动方式对交换设备的端口的接口模式进行配置导致交换设备中其它端口的业务中断的问题。

本发明实施例一种交换设备，包括控制单元、至少一个光口连接单元、每个光口连接单元一一对应的光检测及选通单元、每个光检测及选通单元一一对应的光电转换单元和每个光电转换单元一一对应的物理层接口转换单元，其中：

所述光口连接单元与对应的光检测及选通单元之间包含N个第一接收光通道和N个第二接收光通道；所述光检测及选通单元与对应的光电转换单元之间包含N个第三接收光通道；所述光电转换单元与对应的物理层接口转换单元之间包含N个接收数据通道；

所述光口连接单元，用于将从透光连接器LC接口接收到的一路光信号通过解复用模块分解成N路光信号，通过N个第一接收光通道发送至对应的光检测及选通单元；或将从多光纤插入MPO接口接收到的每一路光信号通过对应的第二接收光通道发送至对应的光检测及选通单元；其中，所述MPO接口连接N个第二接收光通道；

所述光检测及选通单元包括光检测模块和光选通模块；

所述光检测及选通单元的光检测模块，用于对N个第一接收光通道和N个第二接收光通道的光信号进行检测；在N个第一接收光通道中至少一个第一接收光通道检测到光信号时，向所述控制单元发送第一检测信号；在N个第二接收光通道中至少一个第二接收光通道检测到光信号时，向所述控制单元发送第二检测信号；

所述光检测及选通单元的光选通模块，用于在接收到所述控制单元发送的第一选通信号时，将每个第一接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通；在接收到所述控制单元发送的第二选通信号时，将每个第二接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通；

所述光电转换单元，用于在接收到所述控制单元发送的第一控制信号时，触发第一组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有不同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号分别转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元；在接收到所述控制单元发送的第二控制信号时，触发第二组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有相同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元；

所述物理层接口转换单元，用于对与对应的光电转换单元相连的N个接收数据通道进行检测，针对一个接收数据通道，在检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第一状态；在没有检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第二状态；

所述控制单元，用于在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第一检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第一选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第一控制信号；在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第二检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第二选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第二控制信号；在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第一检测信号或第二检测信号时，配置所述光检测及选通单元对应的物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式为N通道模式，并判断预设时间段内所述N个接收数据通道的信号连接状态是否一直均为第一状态，若是，则保持所述N个接收数据通道的模式为N通道模式；若否，则配置所述N个接收数据通道的模式为单通道模式，并在判断出预设时间段内所述N个接收数据通道中至少一个接收数据通道的信号连接状态一直为第一状态时，保持所述N个接收数据通道的模式为单通道模式；N为不小于1的正整数。

本发明实施例将光电转换单元集成在交换设备内部，交换设备对外的端口为LC接口和MPO接口，由于LC接口和MPO接口占用的空间较小，可以极大地提高交换设备的端口密度。此外，本发明实施例中交换设备的端口的接口模式由控制单元根据端口接收信号情况进行自动配置，无需人工参与，效率较高，且在配置交换设备的端口的接口模式后也无需重启交换设备，可有效避免交换设备中其它端口的业务中断。

较佳地，所述控制单元，具体用于在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第一检测信号后，判断所述光检测模块上一次发送的检测信号是否为第一检测信号，并在判断出所述光检测模块上一次发送的检测信号也为第一检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第一选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第一控制信号；在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第二检测信号后，判断所述光检测模块上一次发送的检测信号是否为第二检测信号，并在判断出所述光检测模块上一次发送的检测信号也为第二检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第二选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第二控制信号。

如此，控制单元可在光检测及选通单元的光检测模块发送稳定的检测信号时，向该光检测及选通单元的光选通模块发送对应的选通信号，向该光检测及选通单元对应的光电转换单元发送对应的控制信号。

较佳地，所述物理层接口转换单元与对应的光电转换单元之间还包含N个发送数据通道；

所述物理层接口转换单元，还用于将需要发送给对端设备的电信号通过对应的发送数据通道发送至对应的光电转换单元。

较佳地，所述光电转换单元与对应的光检测及选通单元之间还包含N个第三发送光通道；

所述光电转换单元，还用于在接收到所述控制单元发送的第一控制信号时，触发第一组N个激光器根据对应的物理层接口转换单元发送的电信号生成N路具有不同波长的光信号，通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元；在接收到所述控制单元发送的第二控制信号时，触发第二组N个激光器根据对应的物理层接口转换单元发送的电信号生成N路具有相同波长的光信号，通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元。

如此，即可在确定对端设备向本交换设备发送N路具有不同波长的光信号时，向对端设备发送N路具有不同波长的光信号；在确定对端设备向本交换设备发送N路具有相同波长的光信号时，向对端设备发送N路具有相同波长的光信号。

较佳地，所述光检测及选通单元与对应的光口连接单元之间还包含N个第一发送光通道和N个第二发送光通道；

所述光检测及选通单元的光选通模块，还用于在接收到所述控制单元发送的第一选通信号时，将每个第一发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通；在接收到所述控制单元发送的第二选通信号时，将每个第二发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通。

如此，即可将光电转换单元的第一组N个激光器生成的N路具有不同波长的光信号从第三发送光通道传输至第一发送光通道，或者将光电转换单元的第二组N个激光器生成的N路具有相同波长的光信号从第三发送光通道传输至第二发送光通道。

较佳地，所述光口连接单元还包括：复用模块，其中：

所述复用模块，用于将所述光口连接单元对应的光检测及选通单元通过N个第一发送光通道发送的N路光信号合成一路光信号发送给所述LC接口；

所述LC接口，还用于将接收到一路光信号通过光纤发送给对端设备；

所述MPO接口，还用于将所述光口连接单元对应的光检测及选通单元通过第二发送光通道发送的每一路光信号通过光纤发送给对端设备；其中，所述MPO接口连接N个第二发送光通道。

如此，即可将第一发送光通道传输的N路具有不同波长的光信号通过LC接口通过光纤发送给对端设备；或者将第二发送光通道传输的N路具有相同波长的光信号通过MPO接口通过光纤发送给对端设备。

较佳地，所述光检测及选通单元的光检测模块，还用于在N个第一接收光通道和N个第二接收光通道均没有检测到光信号时，向所述控制单元发送第三检测信号；

所述控制单元，还用于在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第三检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块轮流发送第一选通信号和第二选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第三控制信号；

所述光电转换单元，还用于在接收到所述控制单元发送的第三控制信号时，触发第一组N个激光器生成N路具有不同波长的光信号通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元，并触发第一组N个接收器和第二组N个接收器停止工作。

如此，即可在没有收到对端设备发送的信号时，向对端设备发送测试信号。

较佳地，所述控制单元，还用于在配置了一个物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式后，将所述物理层接口转换单元的N个发送数据通道的模式配置成与所述物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式相同。

如此，即可保证物理层接口转换单元的发送数据通道的模式与接收数据通道的模式相同。

可选地，各光电转换单元通过同一内部整合电路I2C与所述控制单元连接，各物理层接口转换单元通过同一I2C与所述控制单元连接。

具体地，所述N为4或10。

附图说明

图1为现有的交换设备使用光模块进行通信的示意图；

图2为本发明实施例中交换设备的结构示意图；

图3为本发明实施例中交换设备的另一结构示意图；

图4为本发明实施例中交换设备的又一结构示意图。

具体实施方式

为了增加交换设备的端口密度，本发明实施例将光电转换单元集成在交换设备内部，交换设备对外的端口为LC接口和MPO接口，由于LC接口和MPO接口占用的空间较小，可以极大地提高交换设备的端口密度。此外，本发明实施例中交换设备的端口的接口模式(即本发明实施例中交换设备的物理层接口转换单元的通道的模式)由控制单元根据端口接收信号情况进行自动配置，无需人工参与，效率较高，且在配置交换设备的端口的接口模式后也无需重启交换设备，可有效避免交换设备中其它端口的业务中断。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供了一种交换设备，如图2所示，包括控制单元101、至少一个光口连接单元102、每个光口连接单元102一一对应的光检测及选通单元103、每个光检测及选通单元103一一对应的光电转换单元104和每个光电转换单元104一一对应的物理层接口转换单元105，其中：

光口连接单元102与对应的光检测及选通单元103之间包含N个第一接收光通道和N个第二接收光通道；光检测及选通单元103与对应的光电转换单元104之间包含N个第三接收光通道；光电转换单元104与对应的物理层接口转换单元105之间包含N个接收数据通道；

光口连接单元102，用于将从透光连接器(LC，Lucent Connector)接口接收到的一路光信号通过解复用模块分解成N路光信号，通过N个第一接收光通道发送至对应的光检测及选通单元103；或将从多光纤插入(MPO，Multi-fiber Push On)接口接收到的每一路光信号通过对应的第二接收光通道发送至对应的光检测及选通单元；其中，MPO接口连接N个第二接收光通道；

光检测及选通单元103包括光检测模块和光选通模块；

光检测及选通单元103的光检测模块，用于对N个第一接收光通道和N个第二接收光通道的光信号进行检测；在N个第一接收光通道中至少一个第一接收光通道检测到光信号时，向控制单元101发送第一检测信号；在N个第二接收光通道中至少一个第二接收光通道检测到光信号时，向控制单元101发送第二检测信号；

光检测及选通单元103的光选通模块，用于在接收到控制单元101发送的第一选通信号时，将每个第一接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通；在接收到控制单元101发送的第二选通信号时，将每个第二接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通；

光电转换单元104，用于在接收到控制单元101发送的第一控制信号时，触发第一组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有不同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号分别转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元105；在接收到控制单元101发送的第二控制信号时，触发第二组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有相同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元105；

物理层接口转换单元105，用于对与对应的光电转换单元相连的N个接收数据通道进行检测，针对一个接收数据通道，在检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第一状态；在没有检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第二状态；

控制单元101，用于在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第一检测信号时，向该光检测及选通单元103的光选通模块发送第一选通信号，以及向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第一控制信号；在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第二检测信号时，向该光检测及选通单元103的光选通模块发送第二选通信号，以及向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第二控制信号；在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第一检测信号或第二检测信号时，配置该光检测及选通单元103对应的物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为N通道模式，并判断预设时间段内该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的信号连接状态是否一直均为第一状态，若是，则保持该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为N通道模式；若否，则配置该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式，并在判断出预设时间段内该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道中至少一个接收数据通道的信号连接状态一直为第一状态时，保持该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式；N为不小于1的正整数。具体地，本发明实施例方案中，N的取值可以为4或10。

需要说明的是，图2中仅以交换设备中包含一个光口连接单元、该光口连接单元对应的光检测及选通单元、该光检测及选通单元对应的光电转换单元、该光电转换单元对应的物理层接口转换单元以及N等于4为例进行示意，交换设备包含多个光口连接单元、每个光口连接单元一一对应的光检测及选通单元、每个光检测及选通单元一一对应的光电转换单元和每个光电转换单元一一对应的物理层接口转换单元的情况可以很容易地从图2的示意中得出。

其中，光口连接单元102中从LC接口接收到的一路光信号通过解复用模块的处理后将输出N路具有不同波长的光信号；而从MPO接口接收到的光信号可能是N路具有相同波长的光信号，可能是小于N路具有相同波长的光信号，也可能只有一路光信号。

需要说明的是，本发明实施例方案中，一个光口连接单元102只可能从LC接口和MPO接口中的一种接口接收到光信号，其中，LC接口可以连接远距离传输(LR，Long Reach)模式的光纤，MPO接口可以连接短距离传输(SR，Short Reach)模式的光纤。具体地，本发明实施例方案中的LC接口为LC母头接口，可以与LC公头接口的光纤相连接；本发明实施例方案中的MPO接口为MPO母头接口，可以与MPO公头接口的光纤相连接。

光检测及选通单元103的光检测模块在N个第一接收光通道中至少一个第一接收光通道检测到光信号，表示对应的光口连接单元102从LC接口接收到光信号，此时，光检测模块向控制单元101发送第一检测信号，如“2’b10”。

控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第一检测信号后，即可获知该光检测及选通单元103对应的光口连接单元102从LC接口接收到光信号，此时，控制单元101向该光检测及选通单元103的光选通模块发送第一选通信号，并向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第一控制信号。

较佳地，控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第一检测信号后，可先判断该光检测模块上一次发送的检测信号是否为第一检测信号，并在判断出该光检测模块上一次发送的检测信号也为第一检测信号时，向该光检测及选通单元103的光选通模块发送第一选通信号，并向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第一控制信号。如果控制单元101判断出该光检测模块连续两次发送的检测信号不都为第一检测信号，可不做任何处理。

光检测及选通单元103的光选通模块在接收到控制单元101发送的第一选通信号后，将每个第一接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通，例如，以图2为例，将第一接收光通道1和第三接收光通道1选通，将第一接收光通道2和第三接收光通道2选通，将第一接收光通道3和第三接收光通道3选通，将第一接收光通道4和第三接收光通道4选通。基于此，从LC接口接收到的光信号可从第一接收光通道传输至第三接收光通道。需要说明的是，在默认情况下，光检测及选通单元103的光选通模块将每个第一接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通。

光电转换单元104在接收到控制单元101发送的第一控制信号后，触发第一组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有不同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号分别转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元105。由于从LC接口接收到的一路光信号通过解复用模块的处理后输出的是N路具有不同波长的光信号，因此，需要使用一组能够接收不同波长光信号的接收器进行接收，并将接收到的光信号转换成电信号。光电转换单元104的第一组N个接收器中，每个接收器的工作波长不同，即不同接收器可接收不同波长的光信号。

具体地，本发明实施例方案中的接收器为光电探测器。其中，当第一组N个接收器处于工作状态时，第二组N个接收器均不处于工作状态。

光检测及选通单元103的光检测模块在N个第二接收光通道中至少一个第二接收光通道检测到光信号，表示对应的光口连接单元102从MPO接口接收到光信号，此时，光检测模块向控制单元101发送第二检测信号，如“2’b01”，其中“2”表示两位，“b”表示二进制(binary)。

控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第二检测信号后，即可获知该光检测及选通单元103对应的光口连接单元102从MPO接口接收到光信号，此时，控制单元101向该光检测及选通单元103的光选通模块发送第二选通信号，并向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第二控制信号。

较佳地，控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第二检测信号后，可先判断该光检测模块上一次发送的检测信号是否为第二检测信号，并在判断出该光检测模块上一次发送的检测信号也为第二检测信号时，向该光检测及选通单元103的光选通模块发送第二选通信号，并向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第二控制信号。如果控制单元101判断出该光检测模块连续两次发送的检测信号不都为第二检测信号，可不做任何处理。

光检测及选通单元103的光选通模块在接收到控制单元101发送的第二选通信号后，将每个第二接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通，例如，以图2为例，将第二接收光通道1和第三接收光通道1选通，将第二接收光通道2和第三接收光通道2选通，将第二接收光通道3和第三接收光通道3选通，将第二接收光通道4和第三接收光通道4选通。基于此，从MPO接收接口接收到的光信号可从第二接收光通道传输至第三接收光通道。

光电转换单元104在接收到控制单元101发送的第二控制信号后，触发第二组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有相同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号分别转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元105。由于从MPO接口接收到的可能是N路具有相同波长的光信号，因此，需要使用一组能够接收相同波长光信号的接收器进行接收，并将接收到的光信号转换成电信号。光电转换单元104的第二组N个接收器中，每个接收器的工作波长相同，即不同接收器可接收相同波长的光信号。

具体地，本发明实施例方案中的接收器为光电探测器。其中，当第二组N个接收器处于工作状态时，第一组N个接收器均不处于工作状态。

物理层接口转换单元105对自身与对应的光电转换单元104相连的N个接收数据通道(如图2中的接收数据通道1～4)进行检测，针对一个接收数据通道，在检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第一状态；在没有检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第二状态。具体地，针对一个接收数据通道，如果检测到该接收数据通道接收到电信号，则将该接收数据通道的LINK(连接)寄存器的值设置为“1’b1”；如果没有检测到该接收数据通道接收到电信号，则将该接收数据通道的LINK寄存器的值设置为“1’b0”，其中“1”表示一位，“b”表示二进制(binary)。

控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第一检测信号或第二检测信号时，配置该光检测及选通单元103对应的物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为N通道模式(此处为初步配置)，并判断预设时间段(如200毫秒)内该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的信号连接状态是否一直均为第一状态，若是，则保持该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为N通道模式(此处为最终配置)；若否，则配置该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式(此处为初步配置)，并在判断出预设时间段内该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道中至少一个接收数据通道的信号连接状态一直为第一状态时，保持该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式(此处为最终配置)。

需要说明的是，在配置该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式后，如果该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道中所有接收数据通道的信号连接状态变为第二状态，表示N个接收数据通道均没有接收到电信号，则配置该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为默认模式。其中，物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的默认模式为N通道模式。

具体地，控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第一检测信号或第二检测信号后，可将该光检测及选通单元103对应的物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的属性设置为N通道模式(默认模式)，并对这N个接收数据通道的LINK寄存器的值进行检测，如果在预设时间段内这N个接收数据通道的LINK寄存器的值一直均为“1’b1”(条件1)，表示与该物理层接口转换单元105对应的光口连接单元102相连接的对端设备的端口的接口模式为N通道模式，此时，保持该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为N通道模式。

如果在预设时间段内这N个接收数据通道中至少有一个接收数据通道的LINK寄存器的值不为“1’b1”(条件2，与条件1相反)，表示与该物理层接口转换单元105对应的光口连接单元102相连接的对端设备的端口的接口模式并不是N通道模式，此时，将该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的属性初步设置为单通道模式，并进一步对这N个接收数据通道的LINK寄存器的值进行检测，如果在预设时间段内这N个接收数据通道中至少有一个接收数据通道的LINK寄存器的值一直为“1’b1”(条件3，是在条件2的基础上的进一步判断)，表示与该物理层接口转换单元105对应的光口连接单元102相连接的对端设备的端口的接口模式是单通道模式，保持该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式；如果在预设时间段内这N个接收数据通道的LINK寄存器的值均不为“1’b1”(条件4，与条件3相反)，将该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式设置为默认模式(即N通道模式)。

在配置该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为单通道模式后，如果该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道中所有接收数据通道的LINK寄存器的值都变为“1’b0”，则配置该物理层接口转换单元105的N个接收数据通道的模式为默认模式(即N通道模式)。

本发明实施例提供的交换设备可支持对端设备采用两种类型的光纤接口(LC接口和MPO接口)进行连接，并且由于LC接口和MPO接口占用的空间较小，可以极大地提高交换设备的端口密度。本发明实施例方案中，控制单元根据物理层接口转换单元的接收数据通道接收信号的情况对物理层接口转换单元的接收数据通道的模式进行配置，可保证本交换设备的端口的接口模式与对端设备的端口的接口模式相匹配，并且模式的配置过程无需人工参与，效率较高；无需重启交换设备，可有效避免交换设备中其它端口的业务中断。

较佳地，如图3所示，本发明实施例方案中，每个物理层接口转换单元105与对应的光电转换单元104之间还包含N个发送数据通道；其中，物理层接口转换单元105，还用于将需要发送给对端设备的电信号通过对应的发送数据通道发送至对应的光电转换单元104。

需要说明的是，图3中仅以交换设备中包含一个光口连接单元、该光口连接单元对应的光检测及选通单元、该光检测及选通单元对应的光电转换单元、该光电转换单元对应的物理层接口转换单元以及N等于4为例进行示意，交换设备包含多个光口连接单元、每个光口连接单元一一对应的光检测及选通单元、每个光检测及选通单元一一对应的光电转换单元和每个光电转换单元一一对应的物理层接口转换单元的情况可以很容易地从图3的示意中得出。

较佳地，控制单元101在配置了一个物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式后，可将该物理层接口转换单元的N个发送数据通道的模式配置成与该物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式相同。以图3为例，假设控制单元101配置一个物理层接口转换单元105的接收数据通道1～4的模式为四通道模式，则配置该物理层接口转换单元105的发送数据通道1～4的模式也为四通道模式。如果每个通道的速率为10Gbps，则接收数据通道1～4的总速率为40Gbps，发送数据通道1～4的总速率也为40Gbps。

需要说明的是，如果一个物理层接口转换单元与对应的光电转换单元之间包含10个接收数据通道和10个发送数据通道，假设控制单元配置该物理层接口转换单元的接收数据通道1～10和发送数据通道1～10的模式为十通道模式，每个通道的速率为10Gbps，则该物理层接口转换单元的接收数据通道1～10的总速率为100Gbps，发送数据通道1～10的总速率也为100Gbps。

较佳地，如图3所示，本发明实施例方案中，每个光电转换单元104与对应的光检测及选通单元103之间还包含N个第三发送光通道；其中，光电转换单元104，还用于在接收到控制单元101发送的第一控制信号时，触发第一组N个激光器根据对应的物理层接口转换单元发送的电信号生成N路具有不同波长的光信号，通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元103；在接收到控制单元101发送的第二控制信号时，触发第二组N个激光器根据对应的物理层接口转换单元发送的电信号生成N路具有相同波长的光信号，通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元103。

其中，光电转换单元104接收到控制单元101发送的第一控制信号，表示该光电转换单元104对应的光口连接单元102从LC接口接收到光信号，由于从LC接口接收到的一路光信号通过解复用模块的处理后输出的是N路具有不同波长的光信号，也就是说对端设备发送的是N路具有不同波长的光信号，因此，可触发第一组N个激光器生成N路具有不同波长的光信号。其中，光电转换单元104的第一组N个激光器中，每个激光器的工作波长不同，即不同激光器可生成不同波长的光信号。需要说明的是，当第一组N个激光器处于工作状态时，第二组N个激光器均不处于工作状态。

光电转换单元104接收到控制单元101发送的第二控制信号，表示该光电转换单元104对应的光口连接单元102从MPO接口接收到光信号，由于从MPO接口接收到的可能是N路具有相同波长的光信号，也就是说对端设备发送的可能是N路具有相同波长的光信号，因此，可触发第二组N个激光器生成N路具有相同波长的光信号。其中，光电转换单元104的第二组N个激光器中，每个激光器的工作波长相同，即不同激光器可生成相同波长的光信号。需要说明的是，当第二组N个激光器处于工作状态时，第一组N个激光器均不处于工作状态。

较佳地，如图3所示，本发明实施例方案中，每个光检测及选通单元103与对应的光口连接单元102之间还包含N个第一发送光通道和N个第二发送光通道；其中，光检测及选通单元103的光选通模块，还用于在接收到控制单元101发送的第一选通信号时，将每个第一发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通；在接收到控制单元101发送的第二选通信号时，将每个第二发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通。

其中，光检测及选通单元103的光选通模块在接收到控制单元101发送的第一选通信号后，将每个第一发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通，例如，以图3为例，将第一发送光通道1和第三发送光通道1选通，将第一发送光通道2和第三发送光通道2选通，将第一发送光通道3和第三发送光通道3选通，将第一发送光通道4和第三发送光通道4选通。基于此，光电转换单元104的第一组N个激光器生成的N路具有不同波长的光信号可从第三发送光通道传输至第一发送光通道。需要说明的是，在默认情况下，光检测及选通单元103的光选通模块将每个第一发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通。

光检测及选通单元103的光选通模块在接收到控制单元101发送的第二选通信号后，将每个第二发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通，例如，以图3为例，将第二发送光通道1和第三发送光通道1选通，将第二发送光通道2和第三发送光通道2选通，将第二发送光通道3和第三发送光通道3选通，将第二发送光通道4和第三发送光通道4选通。基于此，光电转换单元104的第二组N个激光器生成的N路具有相同波长的光信号可从第三发送光通道传输至第二发送光通道。

较佳地，如图3所示，本发明实施例方案中，每个光口连接单元102还包括：复用模块，其中，复用模块，用于将光口连接单元102对应的光检测及选通单元103通过N个第一发送光通道发送的N路光信号合成一路光信号发送给LC接口；LC接口，还用于将接收到一路光信号通过光纤发送给对端设备；MPO接口还用于将光口连接单元102对应的光检测及选通单元103通过第二发送光通道发送的每一路光信号通过光纤发送给对端设备；其中，MPO接口连接N个第二发送光通道。

其中，复用模块将光口连接单元102对应的光检测及选通单元103通过N个第一发送光通道发送的N路具有不同波长的光信号合成一路光信号发送给LC接口。

需要说明的是，图3中的两个LC接口实际为一双LC接口，该双LC接口连接两个通道：一个第四接收光通道和一个第四发送光通道，该双LC接口的第四接收光通道与解复用模块相连，该双LC接口的第四发送光通道与复用模块相连。图3中画出两个LC接口是为了区别发送和接收通道。

较佳地，本发明实施例方案中，光检测及选通单元103的光检测模块，还用于在N个第一接收光通道和N个第二接收光通道均没有检测到光信号时，向控制单元101发送第三检测信号；控制单元101，还用于在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第三检测信号时，向该光检测及选通单元103的光选通模块轮流发送第一选通信号和第二选通信号，以及向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第三控制信号；光电转换单元104，还用于在接收到控制单元101发送的第三控制信号时，触发第一组N个激光器生成N路具有不同波长的光信号通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元103，并触发第一组N个接收器和第二组N个接收器停止工作。

其中，光检测及选通单元103的光检测模块在N个第一接收光通道和N个第二接收光通道中的所有接收光通道都没有检测到光信号，表示对应的光口连接单元102既没有从LC接口接收到光信号也没有从MPO接口接收到光信号，此时，光检测模块向控制单元101发送第三检测信号，如“2’b00”。

控制单元101在接收到一个光检测及选通单元103的光检测模块发送的第三检测信号后，即可获知该光检测及选通单元103对应的光口连接单元102既没有从LC接口接收到光信号也没有从MPO接口接收到光信号，此时，控制单元101向该光检测及选通单元103的光选通模块轮流发送第一选通信号和第二选通信号，以及向该光检测及选通单元103对应的光电转换单元104发送第三控制信号。

光检测及选通单元103的光选通模块在轮流接收到控制单元101发送的第一选通信号和第二选通信号后，轮流将N个第一接收光通道和N个第二接收光通道与N个第三接收光通道选通，以及轮流将N个第一发送光通道和N个第二发送光通道与N个第三发送光通道选通。这是因为，如果一个光检测及选通单元103的光检测模块在N个第一接收光通道和N个第二接收光通道中的所有接收光通道都没有检测到光信号，表示对端设备当前没有通过该光检测及选通单元103对应的光口连接单元102发送信号过来，本交换设备无法确定对端设备会通过哪种类型的接口(LC接口或MPO接口)发送信号，因此，控制单元101可控制该光检测及选通单元103的光检测模块轮流将N个第一接收光通道和N个第二接收光通道与N个第三接收光通道选通，以及轮流将N个第一发送光通道和N个第二发送光通道与N个第三发送光通道选通，以此为接收对端设备发送的信号以及向对端设备发送测试信号做准备。

光电转换单元104在接收到控制单元101发送的第三控制信号后，触发第一组N个激光器生成N路具有不同波长的光信号通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元103，并触发第一组N个接收器和第二组N个接收器停止工作。这样做的目的是在没有收到对端设备发送的信号时，向对端设备发送测试信号，如果对端设备接收到本交换设备发送的测试信号，可通过对应的光口连接单元向本交换设备发送信号，从而实现交换设备之间的通信。由于光口连接单元102的复用模块只能将N路具有不同波长的光信号合成一路光信号，而光口连接单元102的MPO接口可以发送N路具有不同波长的光信号，因此，在没有收到对端设备发送的信号时，光电转换单元104可在控制单元的控制下触发第一组N个激光器生成N路具有不同波长的光信号，如果后续收到对端设备发送的信号则可根据光检测及选通单元103的光检测模块的检测结果进行相应的处理。

可选地，如图4所示，本发明实施例方案中，各光电转换单元104通过同一内部整合电路(I2C，Inter-Integrated Circuit)与控制单元101连接，各物理层接口转换单元105通过同一I2C与控制单元101连接。其中，I2C是一种串行通讯总线，包括串行数据(SDA，Serial Data)线和串行时钟(SCL，SerialClock)，其中，SCL用于时钟的同步。控制单元101通过I2C的SDA线将控制信号发送给各光电转换单元104，并对各光电转换单元104的激光器的参数(如发送光信号的波长和功率)进行设置。控制单元101通过I2C的SDA线对物理层接口转换单元105的接收数据通道和发送数据通道的模式进行设置。

需要说明的是，图4中仅以交换设备中包含一个光口连接单元、该光口连接单元对应的光检测及选通单元、该光检测及选通单元对应的光电转换单元、该光电转换单元对应的物理层接口转换单元以及N等于4为例进行示意，交换设备包含多个光口连接单元、每个光口连接单元一一对应的光检测及选通单元、每个光检测及选通单元一一对应的光电转换单元和每个光电转换单元一一对应的物理层接口转换单元的情况可以很容易地从图4的示意中得出。

具体地，本发明实施例方案中的控制单元包含中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)和复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)，其中，CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，主要包括运算器和控制器两大部件；CPLD是一种用户可根据自身需要构造逻辑功能的数字集成电路。

本发明实施例提供的交换设备还可包含一交换单元，各物理层接口转换单元与该交换单元之间包含N个接收电信号通道和N个发送电信号通道，各物理层接口转换单元将对应的光电转换单元发送的电信号由相应的接口模式的数据信号转换为N个单通道模式的数据信号后通过接收电信号通道发送给交换单元，交换单元将需要发送的数据通过发送电信号通道发送给对应的物理层接口转换单元，由物理层接口转换单元从N个单通道模式的数据信号转换成相应的接口模式的数据信号后发送给对应的光电转换单元。交换单元主要进行数据封装和介质访问管理，其中，数据封装包括数据成帧、地址处理和错误检测，介质访问管理包括介质分配和冲突解决。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种交换设备，其特征在于，包括控制单元、至少一个光口连接单元、每个光口连接单元一一对应的光检测及选通单元、每个光检测及选通单元一一对应的光电转换单元和每个光电转换单元一一对应的物理层接口转换单元，其中：

所述光口连接单元与对应的光检测及选通单元之间包含N个第一接收光通道和N个第二接收光通道；所述光检测及选通单元与对应的光电转换单元之间包含N个第三接收光通道；所述光电转换单元与对应的物理层接口转换单元之间包含N个接收数据通道；

所述光口连接单元，用于将从透光连接器LC接口接收到的一路光信号通过解复用模块分解成N路光信号，通过N个第一接收光通道发送至对应的光检测及选通单元；或将从多光纤插入MPO接口接收到的每一路光信号通过对应的第二接收光通道发送至对应的光检测及选通单元；其中，所述MPO接口连接N个第二接收光通道；

所述光检测及选通单元包括光检测模块和光选通模块；

所述光检测及选通单元的光检测模块，用于对N个第一接收光通道和N个第二接收光通道的光信号进行检测；在N个第一接收光通道中至少一个第一接收光通道检测到光信号时，向所述控制单元发送第一检测信号；在N个第二接收光通道中至少一个第二接收光通道检测到光信号时，向所述控制单元发送第二检测信号；

所述光检测及选通单元的光选通模块，用于在接收到所述控制单元发送的第一选通信号时，将每个第一接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通；在接收到所述控制单元发送的第二选通信号时，将每个第二接收光通道和对应的第三接收光通道分别选通；

所述光电转换单元，用于在接收到所述控制单元发送的第一控制信号时，触发第一组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有不同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号分别转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元；在接收到所述控制单元发送的第二控制信号时，触发第二组N个接收器可以从N个第三接收光通道接收N路具有相同波长的光信号，并将接收到的每一路光信号转换成电信号通过对应的接收数据通道发送至对应的物理层接口转换单元；

所述物理层接口转换单元，用于对与对应的光电转换单元相连的N个接收数据通道进行检测，针对一个接收数据通道，在检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第一状态；在没有检测到该接收数据通道接收到电信号时，将该接收数据通道的信号连接状态设置为第二状态；

所述控制单元，用于在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第一检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第一选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第一控制信号；在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第二检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第二选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第二控制信号；在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第一检测信号或第二检测信号时，配置所述光检测及选通单元对应的物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式为N通道模式，并判断预设时间段内所述N个接收数据通道的信号连接状态是否一直均为第一状态，若是，则保持所述N个接收数据通道的模式为N通道模式；若否，则配置所述N个接收数据通道的模式为单通道模式，并在判断出预设时间段内所述N个接收数据通道中至少一个接收数据通道的信号连接状态一直为第一状态时，保持所述N个接收数据通道的模式为单通道模式；N为不小于1的正整数。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述控制单元，具体用于在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第一检测信号后，判断所述光检测模块上一次发送的检测信号是否为第一检测信号，并在判断出所述光检测模块上一次发送的检测信号也为第一检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第一选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第一控制信号；在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第二检测信号后，判断所述光检测模块上一次发送的检测信号是否为第二检测信号，并在判断出所述光检测模块上一次发送的检测信号也为第二检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块发送第二选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第二控制信号。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物理层接口转换单元与对应的光电转换单元之间还包含N个发送数据通道；

所述物理层接口转换单元，还用于将需要发送给对端设备的电信号通过对应的发送数据通道发送至对应的光电转换单元。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述光电转换单元与对应的光检测及选通单元之间还包含N个第三发送光通道；

所述光电转换单元，还用于在接收到所述控制单元发送的第一控制信号时，触发第一组N个激光器根据对应的物理层接口转换单元发送的电信号生成N路具有不同波长的光信号，通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元；在接收到所述控制单元发送的第二控制信号时，触发第二组N个激光器根据对应的物理层接口转换单元发送的电信号生成N路具有相同波长的光信号，通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述光检测及选通单元与对应的光口连接单元之间还包含N个第一发送光通道和N个第二发送光通道；

所述光检测及选通单元的光选通模块，还用于在接收到所述控制单元发送的第一选通信号时，将每个第一发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通；在接收到所述控制单元发送的第二选通信号时，将每个第二发送光通道和对应的第三发送光通道分别选通。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光口连接单元还包括：复用模块，其中：

所述复用模块，用于将所述光口连接单元对应的光检测及选通单元通过N个第一发送光通道发送的N路光信号合成一路光信号发送给所述LC接口；

所述LC接口，还用于将接收到一路光信号通过光纤发送给对端设备；

所述MPO接口，还用于将所述光口连接单元对应的光检测及选通单元通过第二发送光通道发送的每一路光信号通过光纤发送给对端设备；其中，所述MPO接口连接N个第二发送光通道。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，

所述光检测及选通单元的光检测模块，还用于在N个第一接收光通道和N个第二接收光通道均没有检测到光信号时，向所述控制单元发送第三检测信号；

所述控制单元，还用于在接收到一个光检测及选通单元的光检测模块发送的第三检测信号时，向所述光检测及选通单元的光选通模块轮流发送第一选通信号和第二选通信号，以及向所述光检测及选通单元对应的光电转换单元发送第三控制信号；

所述光电转换单元，还用于在接收到所述控制单元发送的第三控制信号时，触发第一组N个激光器生成N路具有不同波长的光信号通过N个第三发送光通道发送至对应的光检测及选通单元，并触发第一组N个接收器和第二组N个接收器停止工作。

8.如权利要求3所述的设备，其特征在于，

所述控制单元，还用于在配置了一个物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式后，将所述物理层接口转换单元的N个发送数据通道的模式配置成与所述物理层接口转换单元的N个接收数据通道的模式相同。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

各光电转换单元通过同一内部整合电路I2C与所述控制单元连接，各物理层接口转换单元通过同一I2C与所述控制单元连接。

10.如权利要求1～9任一所述的设备，其特征在于，所述N为4或10。