CN104935381B - 一种多路以太网电口转光口单向传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多路以太网电口转光口单向传输装置，利用具有N个以太网电口和N+1个以太网光口的、带VLAN功能的以太网交换芯片就可以实现N路独立的以太网电口转光口单向传输，在以太网光物理层与光电转换模块之间，利用一个多余的光物理层单元收信号和发信号自环后，输出一个已经编码的电信号，为其他光物理层单元模拟一个远端的以太网光口，输入给其他光物理层单元，从而保证了上述N路光链路的完整性，N路光链路通过划分VLAN实现彼此之间完全隔离，设备外不需要增加额外的分光器等设备。对于只需要单向传输的业务，可以在不增加分光器等设备的情况下节约一根回传光纤或一个回传波长从而节约了运营成本，有利于系统安全、可靠的运行。

Description

一种多路以太网电口转光口单向传输装置

技术领域

本发明涉及一种光通信技术，尤其涉及一种以太网中光口单向发送的实现方法，同时本发明也提供了一种多路以太网电口转光口单向传输装置，本发明属于通信领域。

背景技术

随着信息化的突飞猛进，光纤网络已经日渐成熟。大部分企业的主干网是光纤，而内部局域网的传输介质一般是铜线、双绞线。主干网和内部局域网之间就需要光电转换设备来实现。由于光口必须是双向的，即要有接收才能有发送，所以现有的光电转换设备大都是可以互相光电转换的双向传输设备。但是在某些特殊的场合，如：网络监控、安防领域等，从网络安全的角度考虑，往往希望仅提供单向发送功能。而且随着互联网的发展和人们网络安全意识的增强，网络监控已经成为一大热门，对网络信息的监测，只需要将网络上传输的信息复制发送到监测后台，并不需要有交互式的行为。因此，单向传输就可以满足这种应用场景要求，采用双向传输则会浪费了一根光纤或一个波长。

但是以太网的物理层传输要求链路具有完整性，此功能使得以太网物理层芯片在一定的时间内如果没有接收到数据，则会自动禁止其发送功能，也就是只能进行双向传输，无法进行单向传输。但是对于光口而言，双向的传输主要有以下两种方法，第一种是需要两根光纤，一根用于发送信号，另一根用于接收信号；第二种是单纤双向技术，发送和接收功能利用不同的波长来实现在一根光纤中传输；在上述仅需单向传输的应用场景中使用这两种方法则一种是浪费了一根光纤，另一种是浪费一个波长。并且目前出于对网络安全和成本的考虑，这两种方法在要求单向传输的场合都没有被采用。

目前能够实现以太网光口单向传输的只有专利技术：200610124593，专利名称为：以太网电口转光口单向传输的实现方法及其光纤收发器，申请人为武汉光迅科技有限责任公司。现有网络中的光口单向发送装置就是采用这种技术来实现的，这种方法如图1所示，在传统的光纤收发器与光传输系统的光纤之间，增加分光设备、光电转换功能单元和光物理层功能单元来模拟一个远端的以太网光口，但是这种方法在光输出端口增加了分光设备，引入了光功率衰减，同时由于需要增加了光电转换功能单元和光物理层功能单元，导致设备成本增加，集成度低。因此目前产业界迫切需要寻找一种能够简单高效地实现真正意义上的以太网光口单向传输的方法。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术和设备上的不足，在不额外增加分光器等设备的情况下解决以太网电口转光口后光信号单向传输的技术问题，本发明提供一种以太网电口转光口单向传输的方法和采用该方法实现一种两路以太网电口转光口的装置。

本发明的一种多路以太网电口转光口单向传输装置，包括以太网交换芯片和N个光电转换单元，其特征在于：所述以太网交换芯片包括N个以太网电口物理层功能单元、电信号处理单元和N+1个以太网光口物理层功能单元；其中一个以太网光口物理层功能单元的输入端和输出端相互电连接以实现其收发信号的自环，同时将该以太网光口物理层功能单元的输出端电连接到其余N个以太网光口物理层功能单元的输入端，所述其余N个以太网光口物理层功能单元的输出端分别与N个光电转换单元的电输入端对应电连接。

在上述技术方案中，所述以太网交换芯片具有VLAN功能，并且所述以太网交换芯片分N+1个VLAN，其中1个VLAN仅包括收发信号自环的以太网光口物理层功能单元，其余N个VLAN分别包括1个以太网电口物理层功能单元和1个以太网光口物理层功能单元，并且每个以太网电口物理层功能单元和每个以太网光口物理层功能单元仅属于1个VLAN，N+1个VLAN之间的信号完全隔离。

在上述技术方案中，所述以太网电口物理层功能单元用来实现以太网物理层的编码/解码功能和以太网电口信号完整性监测功能；所述电信号处理单元用来将将适合以太网电口传输的数据转换成适合以太网光口传输的数据；所述以太网光口物理层功能单元用来实现以太网光口的编码/解码功能和以太网光口信号的完整性测试功能；所述光电转换单元用来实现以太网光口物理层的电/光转换功能。

在上述技术方案中，N取值为2。

本发明具有以下优点：

本方法利用一颗可以出N个以太网电口和N+1个以太网光口的带VLAN功能的交换芯片实现了N路独立的电口到光口的单向传输(N为大于等于1的自然数)，这类交换芯片技术成熟，较普通，易于选型。

在不增加分光器等设备的情况下解决了以太网光口无法单向发送的问题。避免了由于增加分光器等设备带来的输出光功率衰减和设备成本的增加。

本设备通过对交换芯片划分VLAN的方式实现了多个电口转光口单向传输，多路完全隔离，集成度高。对于只需要单向传输的业务，每路可以节约一根回传光纤或一个回传波长。节约了运营成本和设备成本。

不会有其他无用的信号引入到系统中，使得本系统可以安全、可靠的运行。

本方法适用于所有的以太网光电接口，对交换芯片的选型较简单，实现方便，适用性比较强。

附图说明

图1：现有技术中的以太网电口转光口单向传输装置原理框图。

图2：本发明提供的两路独立的电口转光口单向传输装置原理框图。

其中：1-以太网电口物理层功能单元、8-以太网电口物理层功能单元、2-电信号处理单元、3-以太网光口物理层功能单元、6-以太网光口物理层功能单元、7-以太网光口物理层功能单元、4-光电转换单元、5-光电转换单元、9-以太网交换芯片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。

本发明提供的两路以太网电口转光口单向传输装置的原理图如图2所示，包括以太网交换芯片9和两个光电转换单元4、5，其中以太网交换芯片9具有至少两个以太网电口和至少三个以太网光口，并且具有VLAN功能。如图2所示，以太网交换芯片9典型地包括电信号处理单元2、与所述电信号处理单元2相互通信的两个以太网电口物理层功能单元1、8和三个以太网光口物理层功能单元3、6。

其中，以太网电口物理层功能单元1、8的功能包括实现以太网物理层编码/解码功能和以太网电口信号完整性监测功能；电信号处理单元2的功能是将适合以太网电口传输的数据转换成适合以太网光口传输的数据；以太网光口物理层功能单元3、6、7的功能包括实现以太网光口的编码/解码功能和以太网光口信号的完整性测试功能。光电转换单元4、5的功能是为光模块完成光/电、电/光转换功能。

如图2所示以太网光口物理层功能单元3、6的输出端分别与光电转换单元4、5的输入端口相连接，以电信号方式进行通信。以太网光口物理层功能单元7的输出端输出的电信号被分为三路，其中一路输出的电信号接入以太网光口物理层功能单元7的输入端，实现以太网光口物理层功能单元7的输出端的收信号和发信号自环连接，另外两路电信号分别接入到以太网光口物理层功能单元3、6的输入端，从而在本地为以太网光口物理层功能单元3、6分别模拟出一个以太网光输入信号。并且，以太网光口物理层功能单元7可以进一步具有编解码功能，使得其输出的编码数据能够符合以太网光口传输要求。

本发明所提供的两路以太网电口转光口单向传输装置的具体工作步骤为：首先将以太网交换芯片9划分三个VLAN，以太网电口物理层功能单元1和以太网光口物理层功能单元3划分为第一个VLAN，为第一路以太网电口转光口单向传输通路；以太网电口物理层功能单元8和以太网光口物理层功能单元6划分为第二个VLAN，为第二路以太网电口转光口单向传输通路；以太网光口物理层功能单元7划分为第三个VLAN，这三个VLAN完全隔离，从而实现两路以太网电口转光口单向传输通路之间的相互隔离。以太网光口物理层功能单元7的收信号和发信号以自环方式连接，完成信号编码和链路完整性测试脉冲的发送和接收功能，可正常Link，同时将输出的已经编码的电信号同时连接到以太网光口物理层功能单元3、6的输入端，模拟远端的以太网光口发送返回的信号。将以太网电口物理层功能单元1、8分别对从两路以太网双绞线上接收到的电信号进行解码，将解码后的数据送到电信号处理单元2进行处理，之后送到以太网光口物理层功能单元3、6，完成对以太网电口输入信号的编码以符合光口的传输要求，以太网光口物理层功能单元3、6同时完成链路完整性测试脉冲的发送和接收工作，发送的信号分别传送到光电转换单元4、5，完成以太网光信号的发送工作。通过将以太网光口物理层功能单元7收发自环后发送的符合以太网光口传输要求的信号接入到以太网光口物理层功能单元3、6，使得以太网光口物理层功能单元3、6的接收端一直能够收到已经编码好的、符合以太网光口传输要求的信号，相当于以太网光口物理层功能单元3、6认为其所对应的光口一直有信号接收，从而能够继续其发送功能，这样就可以实现以太网电口转光口后光信号的单方向发送功能而不会由于以太网光口接收不到返回信号而导致网络中断。

综上所述，可以看出由于以太网光口物理层功能单元7收信号和发信号自环连接，可正常Link，完成了信号的编解码和链路完整性测试脉冲的发送和接收功能，同时将已经编码的电信号同时输出到以太网光口物理层功能单元3、6的输入端，从理论上模拟了一个远端的以太网光口从而保证了光链路的完整性，以太网光口物理层功能单元3、6分别输出编码好的电信号到光电转换单元4、5，因此光电转换单元4、5的光发送口可以完成光信号的单向传输。

本发明的重点在于，在不使用分光器等设备的情况下在电路层上模拟远端光口信息，完成光链路的物理层完整性。同时不会将无用的干扰信息输入到以太网的电口，避免影响以太网电口的正常工作。

本发明所涉及的技术方案同如图1所示的背景技术中的普通电口转光口单向传输装置的原理框图内容相比较，图1中模拟的远端光口主要是通过光电转换模块、分光设备和光物理层单元三部分实现的，图2中模拟的远端光口是通过一个光物理层单元实现的。由于实际应用中光物理层单元并不会单一存在，因此图1中除了用于主业务的交换芯片，还需要用到另外一个芯片，来模拟远端网光口，同时引入分光设备和光电转换模块，增加了设备成本和光功率的衰减。图2中用了一颗两个以太网电口和三个以太网光口的带VLAN功能的交换芯片，利用一个多余光端口的光物理层功能单元自收自发，正常Link，然后输出到另外两个光物理层单元的接收，保证了另外两个光物理层单元一直有接收，相当于模拟了两个远端光口，以保证物理层不中断，网络不中断。而本发明所涉及的技术方案是可以进行两路光口的单向传输的，不需要引入外部设备和外部光信号，既节约了一根光纤或一个波长，又减小了设备成本和光功率衰减。

以上是使用两路以太网电口转光口单向传输方案为例进行说明，实际上，本发明还可以提供更多路的以太网电口转光口单向传输装置，例如3路、4路、5路、6路、7路、8路、9路、10路、12路、16路、20路、24路、32路、64路、128路、等等。当提供3路的以太网电口转光口单向传输装置，只需使得以太网交换芯片包括三个以太网电口物理层功能单元和四个以太网光口物理层功能单元，同时对应使用三个光电转换单元，其中三个以太网电口物理层功能单元和三个对应的以太网光口物理层功能单元以及三个光电转换单元实现以太网电口转光口，多出的一个以太网电口物理层功能单元收发自环后为其余三个以太网光口物理层功能单元提供模拟远端返回的输入信号。当提供4路的以太网电口转光口单向传输装置，只需使得以太网交换芯片包括四个以太网电口物理层功能单元和五个以太网光口物理层功能单元，同时对应使用四个光电转换单元，多出的一个以太网电口物理层功能单元收发自环后为其余四个以太网光口物理层功能单元提供模拟远端返回的输入信号。

本发明已应用于产品中，经产品实际应用中证明：此方法可以很好地弥补原有以太网电口转光口单向传输设备需要外接分光器等设备的缺点，具有良好光传输性能。本发明详细描述了一种电口转光口的单向传输方法，本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变，这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种多路以太网电口转光口单向传输装置，包括以太网交换芯片(9)和N个光电转换单元(4、5)，其特征在于：所述以太网交换芯片(9)包括N个以太网电口物理层功能单元(1、8)、电信号处理单元(2)和N+1个以太网光口物理层功能单元(3、6、7)；其中一个以太网光口物理层功能单元(7)的输入端和输出端相互电连接以实现其收发信号的自环，同时将该以太网光口物理层功能单元(7)的输出端电连接到其余N个以太网光口物理层功能单元(3、6)的输入端，所述其余N个以太网光口物理层功能单元(3、6)的输出端分别与N个光电转换单元(4、5)的电输入端对应电连接；所述以太网交换芯片(9)具有VLAN功能，并且所述以太网交换芯片(9)划分N+1个VLAN，其中1个VLAN仅包括收发信号自环的以太网光口物理层功能单元(7)，其余N个VLAN分别包括1个以太网电口物理层功能单元和1个以太网光口物理层功能单元，并且每个以太网电口物理层功能单元和每个以太网光口物理层功能单元仅属于1个VLAN，N+1个VLAN之间的信号完全隔离。

2.如权利要求1中任一项所述的多路以太网电口转光口单向传输装置，其特征在于：所述以太网电口物理层功能单元(1、8)用来实现以太网物理层的编码/解码功能和以太网电口信号完整性监测功能；所述电信号处理单元(2)用来将将适合以太网电口传输的数据转换成适合以太网光口传输的数据；所述以太网光口物理层功能单元(3、6、7)用来实现以太网光口的编码/解码功能和以太网光口信号的完整性测试功能；所述光电转换单元(4、5)用来实现以太网光口物理层的电/光转换功能。

3.如权利要求1-2中任一项所述的多路以太网电口转光口单向传输装置，其特征在于：N取值为2。