CN1674547A - 一种用于以太网sfp接口的光/电接口模块空间复用方法以及装置 - Google Patents

一种用于以太网sfp接口的光/电接口模块空间复用方法以及装置 Download PDF

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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,使用本发明提供的复用装置,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以及装置
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和装置,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: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,并激活大系统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和大系统将配置此用户端口工作于1000BASE-X模式;处理流程分支2:用户插入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和大系统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,则大系统可以设置此端口优先工作于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,则大系统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,则大系统将定时查询或中断方式10/100/1000BASE-T SFP电口模块的在位信号,如果大系统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,大系统将检测到电口模块在位信号有效,则大系统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,大系统将检测到电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1000BASE-X模式;如果缺省工作模式为推荐的10/100/1000BASE-T情况,则大系统将定时查询或中断方式1000BASE-X SFP光口模块的在位信号,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,一旦用户插入SFP 1000BASE-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。
同时,作为一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用的装置,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。该装置的电信号主要包含10/100/1000BASE-T的MDI/MDIX信号组、可选的电口模块在位指示信号、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,并将所有这些电信号从PHY芯片所在PCB,转接引入到同一SFP CAGE(SFP笼子)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。
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大系统处理步骤流程示意图1
图2为实现本发明方法的大系统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MDI0+/-(4组MDI/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12C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千兆光接口板,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 (4)

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,并激活大系统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和大系统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和大系统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,则大系统可以设置此端口优先工作于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,则大系统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,则大系统将定时查询或中断方式10/100/1000BASE-T SFP电口模块的在位信号,如果大系统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SFP 10/100/1000BASE-T电口模块,大系统将检测到电口模块在位信号有效,则大系统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,大系统将检测到电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,则大系统将定时查询或中断方式1000BASE-X SFP光口模块的在位信号,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-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,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。
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,是业界已成熟应用的SFP 1000BASE-X光口模块,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。
4.一种用于以太网SFP接口的光/电接口模块空间复用的装置,其特征在于:
1)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;
2)该装置的电信号主要包含10/100/1000BASE-T的MDI/MDIX信号组、可选的电口模块在位指示信号、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,并将所有这些电信号从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。
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