CN203135910U

CN203135910U - 万兆以太网单向传输处理设备

Info

Publication number: CN203135910U
Application number: CN 201220642360
Authority: CN
Inventors: 欧阳捷; 照尔格图
Original assignee: SCIVO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SCIVO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2022-11-28

Abstract

本实用新型提供了一种万兆以太网单向传输处理设备，涉及通信技术领域。该设备包括：处理器，将待转发的数据包以万兆的速度分别发送至N个万兆以太网物理层收发器；N个万兆以太网物理层收发器，分别将待转发的数据包以SFI/XFI接口形式的万兆高速差分信号形式发送至第一级扇出缓冲器；至少一级扇出缓冲器，其第一级扇出缓冲器中的N个扇出缓冲器分别与N个万兆以太网物理层收发器相连；每一级扇出缓冲器分别将复制接收到的信号得到的多路信号发送至后一级扇出缓冲器或第一光模块；多个第一光模块，分别将至少一级扇级缓冲器发送的信号发送出去。本实用新型的设备能够在实现万兆以太网数据一点到多点的单向传输的前提下，降低设备成本。

Description

万兆以太网单向传输处理设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种万兆以太网单向传输处理设备。

背景技术

万兆（10G）以太网目前广泛用于骨干网、城域网，其规范包含在IEEE 802.3标准的补充标准IEEE 802.3ae中，该标准扩展了IEEE802.3协议和介质访问控制层（Medium AccessControl，MAC）规范，使其支持10Gb/s的传输速率。除此之外，通过广域网（Wide Area Network，WAN）接口子层（WANInterface Sublayer，WIS），10G以太网也能被调整为较低的传输速率，如9.584640Gb/s（光纤载波192（OC-192）），这就允许10G以太网设备与同步光纤网络（Synchronous Optical Network，SONET）STS-192c传输格式相兼容。10G以太网包括10GBASE－X、10GBASE－R、10GBASE－W以及基于铜缆的10GBASE－T等规格。不同的规格可实现面向局域网（Local AreaNetwork，LAN）或WAN，支持短波（850nm）、长波（1310nm）或超长波（1550nm）的多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF）或单模光纤（Single-mode Fiber，SMF），光纤距离从2m到40km不等。

广播视音频内容流量很大，可以通过10G以太网传送，这种应用具有两个显著特点：一是具有方向上的明显不对称性，即所有流量基本上集中在一个方向；二是网络拓扑结构呈树形，总是一点向多点发送。传统的10G以太网设备的特点是兼顾收发两个方向，并且支持复杂的网状拓扑结构，用传统的10G以太网设备虽然可以实现广播视音频内容一到多点的传送，但相对于其并未得到充分使用的功能来说，造成了很大的资源浪费且其成本相当昂贵。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种万兆以太网单向传输处理设备，以在实现万兆以太网数据一点到多点的单向传输的前提下，降低设备成本。

为了实现上述目的，第一方面，根据本实用新型的实施例提供了一种万兆以太网单向传输处理设备，包括：

处理器，接收万兆和/或千兆以太网组播或广播数据，并将待发的数据包以万兆的速度分别发送至N个万兆以太网物理层收发器；

N个万兆以太网物理层收发器，与所述处理器相连，接收所述数据包，并分别将所述数据包转换所得的SFI/XFI接口形式的的万兆高速差分信号发送至第一级扇出缓冲器，其中，N为不小于1的正整数，所述第一级扇出缓冲器中包括N个扇出缓冲器；

至少一级扇出缓冲器，其第一级扇出缓冲器中的所述N个扇出缓冲器分别与所述N个万兆以太网物理层收发器相连，接收所述万兆高速差分信号；每一级扇出缓冲器分别将复制接收到的所述万兆高速差分信号所得的多路信号发送至后一级扇出缓冲器或第一光模块；以及

多个第一光模块，分别接收来自所述至少一级扇级缓冲器发送的万兆高速差分信号，并将所接收到的万兆高速差分信号发送出去。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述处理器进一步包括：

处理单元，接收万兆和/或千兆以太网组播或广播数据，将待转发的数据包存储到缓冲单元，从所述缓冲单元中并将所述待转发的数据包以万兆的速度分别发送至所述N个万兆以太网物理层收发器；

缓冲单元，与所述处理单元相连，接收并存储所述待转发的数据包。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，每个扇出缓冲器的扇出数全部相同或不全相同。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，该设备还包括：

第二光模块，与所述处理器相连，接收万兆以太网和/或千兆以太网组播或广播数据，并将所述万兆以太网和/或千兆以太网组播或广播数据发送至所述处理器。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，该设备还包括：

控制器，与所述处理器相连，向所述处理器发送控制信号。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述第一光模块为单发光模块或收发光模块。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第六种可能的实施方式中，所述第二光模块为单发光模块或收发光模块。

结合第一方面的第一至第六种可能的实现方式中的任一种，在第七种可能的实现方式中，所述处理器为现场可编程门阵列处理器或万兆交换芯片。

本实用新型实施例提供的万兆以太网单向传输处理设备针对应用特点，采用了至少一级扇出缓冲器，将10G单向高速差分信号进行多次复制，从而使得仅需使用小口数的处理器和少量10G以太网PHY收发器，可在实现万兆以太网数据一点到多点的单向传输的前提下，大幅节约成本，简化设备结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的万兆以太网单向传输处理设备的结构框图；

图2为本实用新型实施例所提供的万兆以太网单向传输处理设备的另一种结构框图；

图3为本实用新型实施例所提供的万兆以太网单向传输处理设备的详细结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提出的万兆以太网单向传输处理设备，结合附图和实施例详细说明如下。

本实用新型提供的10G以太网单向传输用的处理设备能够接收10G以太网和/或100M以太网中的IP数据包（主要是组播或广播数据），并对需要转发的IP数据包及其信号进行必要的处理和多重复制，最后通过多个10G以太网收发光模块或10G以太网单发光模块将同样的数据分发到多根单向10G以太网光纤上。

如图1所示，本实用新型实施例的万兆以太网单向传输处理设备包括：处理器1、N个万兆以太网物理层收发器2、至少一级扇出缓冲器3以及多个第一光模块4。其中：

处理器1接收万兆和/或千兆以太网组播或广播数据，并将待转发的数据包分别发送至N个万兆以太网物理层收发器。具言之，处理器1可进一步包括处理单元11以及缓冲单元12。其中，处理单元11对接收到的万兆和/或千兆以太网数据包的载荷—IP报文进行解析，依据IP地址和/或用户数据报协议（UserDatagram Protocol，UDP）端口号筛选出需要转发的数据包，将这些待转发的数据包缓存到先进先出（FIFO）缓冲单元12。然后处理单元11再以10Gbps的速率从缓冲单元12读出数据包，根据需要将其复制成N组数据包后送往输出用的10G以太网物理层（PHY）收发器2。

N个10G以太网PHY收发器2与处理器1相连，分别接收该N组数据包，并分别将该N组数据包转换为SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号形式发送至第一级扇出缓冲器，其中，N为不小于1的正整数，且第一级扇出缓冲器中包括N个扇出缓冲器。

至少一级扇出缓冲器3，其第一级扇出缓冲器中的N个扇出缓冲器分别与N个10G以太网物理层收发器2相连，接收来自该N个10G以太网物理层收发器2发送的N组SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号。其中，每一级扇出缓冲器分别根据其自身的扇出能力，将接收到的信号复制多路后发送至后一级扇出缓冲器或第一光模块4。具言之，当仅有一级扇出缓冲器时，其将复制后的多路SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号发送至第一光模块4；当具有多级扇出缓冲器时，每一级扇出缓冲器将复制后的多路SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号发送至下一级扇出缓冲器，由最后一级扇出缓冲器将最终输出发送至第一光模块4。需要说明的是，每一级扇出缓冲器中的扇出缓冲器可能具有对应的下一级扇出缓冲器，也可能没有对应的下一级缓冲器，这种情况下，具有下一级扇出缓冲器的扇出缓冲器将其输出发送至对应的下一级的扇出缓冲器，没有对应的下一级扇出缓冲器的，直接将其输出发送至第一光模块4。

第一光模块4为单发光模块或收发光模块，其接收来自至少一级扇级缓冲器3发送的万兆高速差分信号，并将所接收到的万兆高速差分信号发送出去，例如发送到单根光纤。

另外，每一级扇出缓冲器中所包含的扇出缓冲器的扇出数（即将输入的电信号复制为多少份的能力）可全部相同也可不全相同。对于每一级扇出缓冲器中的所有扇出缓冲器的扇出数均相同的情况下，不同级的扇出缓冲器的扇出数可全部相同也可不全相同。

本发明实施例提供的设备针对应用特点（即数据内容不同的万兆接口很少，大部分万兆接口是复制信号），采用了至少一级扇出缓冲器，将10G单向高速差分信号进行多次复制，从而使得仅使用小口数的处理器和少量10G以太网物理层收发器，即可在实现万兆以太网数据一点到多点的单向传输的前提下，大幅节约成本，简化设备结构。

如图2所示，本实用新型实施例的设备在图1所示出的各部分的基础上还可包括第二光模块5，其与处理器1相连，用于接收万兆以太网和/或千兆以太网组播或广播数据，并将接收到的万兆以太网和/或千兆以太网组播或广播数据以XGMII/XAUI/GMII/RGMII等接口信号形式发送至处理器2。

此外，本实用新型实施例的设备还包括：控制器6，与处理器2相连，用于向处理器2发送控制信号，以对处理器2进行配置和控制，并和处理器2一起对扇出缓冲器进行控制。

下面通过具体的实施例来说明本实用新型实施例的万兆以太网单向传输处理设备对数据的传输处理过程。

如图3所示，本实用新型实施例的设备包括：千兆以太网物理层收发器51、第二SFP+/XFP光模块52、10G以太网物理层收发器53、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或10G以太网交换芯片1（本实用新型实施例的设备中的缓冲单元可为处理器的片内RAM或外接的存储器）、N个10G以太网物理层收发器21，...,2N、多级扇出缓冲器、第一SFP+/XFP光模块4、以及控制器6。

其中，第一级扇出缓冲器中包括N个1：n扇出缓冲器31A，...,31N，第二级扇出缓冲器中包括n个1：m扇出缓冲器32a，...,32n，且该n个1：m扇出缓冲器32a，...,32n分别与第一级扇出缓冲器中的扇出缓冲器31N的n个输出相连，n为大于1的正整数，m＝n或≠n均可，优选地，m≠n。

FPGA/10G以太网交换芯片1上具有XGMII/XAUI/GMII/RGMII等接口。来自千兆以太网的信号通过千兆以太网物理层收发器51以GMII/RGMII接口信号的形式进入FPGA/10G以太网交换芯片1；来自10G以太网的信号依次通过第二SFP+/XFP光模块52以及10G以太网物理层收发器53以XGMII/XAUI接口信号的形式进入FPGA/10G以太网交换芯片1。

FPGA/10G以太网交换芯片1对上述以太网数据的载荷—IP报文进行解析，依据IP地址和/或UDP端口号筛选出待转发的数据包，将这些待转发的数据包存入缓冲单元，然后以10Gbps的速度从缓冲单元读出数据包，复制成N组后分别送往N个10G以太网物理层收发器31A，...,31N。

N个10G以太网物理层收发器31A，...,31N输出N组SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号。

第一级扇出缓冲器31A，...,31N对N组10G高速差分信号进行复制，并根据需要对该差分信号进行预加重处理，然后，除扇出缓冲器31N输出的SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号进入第二级扇出缓冲器外，其余N-1个扇出缓冲器的SFI/XFI接口数据形式的10G高速差分信号分别输出至第一SFP+/XFP光模块4；扇出缓冲器31N对n组SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号进行复制以及根据需要进行的预加重处理后，分别发送至n个第二级扇出缓冲器32a，...,32n，每个第二级扇出缓冲器32a，...,32n将各自处理后的m组SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号发送至第一SFP+/XFP光模块4。

每个第一SFP+/XFP光模块4将接收到的SFI/XFI接口形式的10G高速差分信号送出至10G以太网单根光纤。

需要说明的是，本实用新型提供的设备的存在形式可以是安装或焊接了芯片、元件和组件的单块电路板，或者是接收整机主电路板的一部分，或者是多个组件或电路板的某种组合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种万兆以太网单向传输处理设备，其特征在于，包括：

处理器，接收万兆和/或千兆以太网组播或广播数据，并将其中待转发的数据包以万兆的速度分别发送至N个万兆以太网物理层收发器；

N个万兆以太网物理层收发器，与所述处理器相连，接收所述数据包，并分别将所述数据包转换所得的SFI/XFI接口形式的万兆高速差分信号发送至第一级扇出缓冲器，其中，N为不小于1的正整数，所述第一级扇出缓冲器中包括N个扇出缓冲器；

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器进一步包括：

处理单元，接收万兆和/或千兆以太网组播或广播数据，将待转发的数据包存储到缓冲单元，从所述缓冲单元中将所述待转发的数据包以万兆的速度分别发送至所述N个万兆以太网物理层收发器；

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，每个扇出缓冲器的扇出数全部相同或不全相同。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

控制器，与所述处理器相连，向所述处理器发送控制信号。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一光模块为单发光模块或收发光模块。

7.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第二光模块为单发光模块或收发光模块。

8.如权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器为现场可编程门阵列处理器或万兆交换芯片。