CN205304857U - 一种万兆光网络交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种万兆光网络交换机，属于交换机，本实用新型要解决的技术问题为如何能够减低交换机的成本，同时满足越来越复杂的计算机环境的需求。技术方案为：其结构包括电源、电源轨、配置单元、基板管理控制器、交换芯片、PHY芯片一、PHY芯片二和光传输单元，电源连接电源轨，电源轨与配置单元、基板管理控制器、PHY芯片一、PHY芯片二、交换芯片、千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块连接以提供电源供电，配置单元通过PHY芯片一与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆配置网口；基板管理控制器通过PHY芯片二与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆管理网口。

Description

一种万兆光网络交换机

技术领域

本实用新型涉及一种交换机，具体地说是一种万兆光网络交换机。

背景技术

随着科技的发展，关于数据的采集、交互日益增加，整个计算机环境也日益复杂，当前的计算环境中除了包括通常终端用户所接触的计算机外还包括了存储器、服务器、交换机、管理模块等，其中交换机主要用于完成如信息、数据的交互、实现局域网络的划分、抑制广播风暴、端口镜像等功能，故应用十分广泛，但是目前市场上存在的交换机成本较高，随着计算机环境越来越复杂，对交换机的需求也越来越大。

专利号为CN203813815U的专利文献公开了一种紧凑型万兆交换机，该万兆交换机包括核心交换模块，主备电源模块，主管理模块，时钟模块，万兆模块PHY芯片和千兆PHY芯片，所述主备电源模块与所述核心交换模块，主管理模块及万兆PHY芯片连接以提供电源供电，所述核心交换模块与所述时钟模块，万兆模块PHY芯片和千兆PHY芯片连接，所述时钟模块还分别与主管理模块，千兆PHY芯片连接。但是该专利的交换机不能满足越来越复杂的计算机环境的需求。

故如何能够减低交换机的成本，同时满足越来越复杂的计算机环境的需求是现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种结构简单、生产成本低、易于加工、对环境无污染的万兆网络交换机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种万兆光网络交换机，包括电源、电源轨、配置单元、基板管理控制器、交换芯片、PHY芯片一、PHY芯片二和光传输单元，所述光传输单元包括1个千兆光收发一体模块、4个万兆光收发一体模块、12个光发送模块和12个光接收模块，电源连接电源轨，电源轨与配置单元、基板管理控制器、PHY芯片一、PHY芯片二、交换芯片、千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块连接以提供电源供电，配置单元通过PHY芯片一与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆配置网口；基板管理控制器通过PHY芯片二与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆管理网口；基板管理控制器通过交换芯片分别与万兆光收发一体模块、光发送模块及光接收模块连接，引出64个万兆光接口；配置单元通过PCIE总线连接交换芯片，主要完成对交换芯片的配置功能，如WarpCore端口配置方式、单个SerDsLane带宽等。

作为优选，所述千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块均采用表贴式光模块。表贴式光模块就是贴在表面上的光模块。采用国产表贴式光模块，其具有集成度高、加固特性强等特点。其中，表贴式光模块共包括三种类型，包括4收4发光模块、12收光模块、12发光模块，其中4收4发光模块为两种，其中一种主要用于千兆网络信号传输，另一种主要用于万兆网络信号传输，12收与12发光模块主要用于万兆网络信号传输。

三种光模块均采用LCC48封装，尺寸均为16.4mm×16.4mm×4mm，光接口为MT/MPO接口。光模块采用850nmVCSEL阵列实现光信号的发送功能。

4收4发光模块利用3.3V电源分别对发射与接收部分进行供电，每通道可支持最高速率为3.125Gbps/10.3125Gbps，其工作波长为850nm，可用于光背板传输、并行光互联等传输，其功耗低于1W。

12收与12发光模块指标相同，均可提供12个并行光通道，采用3.3V电源供电，具有I2C通信功能，其工作波长为850nm，每个通道通信传输速率可达10.3125Gbps；其广泛应用于背板互联、雷达与处理器互联等多个领域，其功耗低于2W。

交换芯片、PHY芯片一以及PHY芯片二均通过光纤线缆与表贴式光模块连接，光纤线缆包括8芯与12芯两种带状多模光纤线缆，其以芯片尾纤方式输出。其中，8芯光纤线缆最远可传输300m，通过1个MT连接头与LRM连接器光接口连接。12芯光纤线缆最远可传输100m，通过1个MT连接器与LRM连接器的光接口连接。

作为优选，所述交换芯片包括18个WarpCore，每个WarpCore包括4个SerDesLane，每个SerDesLane的速率配置为10Gbps，每个WarpCore配置4个网络接口，速率均为10Gbps。18个WarpCore的每一个Lane均配置为10Gbps来实现64个万兆网络的搭建功能。故该交换机可对外提供64个万兆光接口，1个配置网口，1个管理网口，各端口可实现全线速无阻塞交互、包转发延时可低于4us。

更优地，所述交换芯片的型号为BMC56846，交换芯片主要执行交换机的传送面功能，它提供二层交换、三层路由。交换芯片采用Broadcom公司的BCM56846，其总带宽为640Gbps，可用来实现64路万兆光纤网络的数据交互功能，该芯片采用模块化、高性能流水线式分组交换体系结构，具有灵活的端口配置、可伸缩的吞吐量等特点，可支持XLAUI、10GBASE-KR、SFI、XFI、XAUI、RXAUI、DXAUI等标准，支持2层交换，多点广播、三层路由（IPv4，IPv6）及风暴控制等功能。

更优地，所述交换芯片的网络接口分别连接至4个万兆光收发一体模块、12个光发送模块和12个光接收模块。

作为优选，所述配置单元包括CPU，CPU的型号为BCM53003，它通过PCIE×2完成对网络交换芯片的配置功能，通过1路SGMII网络信号与交换单元Warpcore1的一个Lane进行通信。该芯片是一款专门用来做交换控制和管理的处理器，其内核主频为600MHz，包含一个32KB的数据缓存，32KB的指令缓存和一个64条目的TLB(translationlookasidebuffer)，内存为128MB，支持GbE交换，具有MII/RGMII/SGMII接口与PCIE×2接口等。

作为优选，所述PHY芯片一和PHY芯片二的型号为BCM5464。其中，PHY芯片一和PHY芯片二主要作用是将RGMII信号转换为SerDes信号。其中，RGMII（ReducedGigabitMediaIndependentInterface）是ReducedGMII（吉比特介质独立接口）。RGMII均采用4位数据接口，工作时钟125MHz，并且在上升沿和下降沿同时传输数据，因此传输速率可达1000Mbps。同时兼容MII所规定的10/100Mbps工作方式，支持传输速率：10M/100M/1000Mb/s，其对应clk信号分别为：2.5MHz/25MHz/125MHz。RGMII数据结构符合IEEE以太网标准，接口定义见IEEE802.3-2000。采用RGMII的目的是降低电路成本，使实现这种接口的器件的引脚数从25个减少到14个。

作为优选，所述基板管理控制器为BMC芯片，BMC芯片的型号为AST2400。其中，AST2400芯片通过传感器对各芯片温度及电压信息进行采集。

本实用新型的一种万兆光网络交换机和现有技术相比，本实用新型可对外提供64个万兆光数据业务接口，1个配置网口，1个管理网口，各端口可实现全线速无阻塞交互、包转发延时可低于4us，千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块均采用国产表贴式光模块，其具有集成度高、加固特性强等特点,满足越来越复杂的计算机环境对交换机的需求。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为一种万兆光网络交换机的结构框图；

附图2为附图1中交换芯片BCM56846的内部架构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，本实用新型的一种万兆光网络交换机，其结构包括电源、电源轨、配置单元、基板管理控制器、交换芯片、PHY芯片一、PHY芯片二和光传输单元，所述光传输单元包括1个千兆光收发一体模块、4个万兆光收发一体模块、12个光发送模块和12个光接收模块，电源连接电源轨，电源轨与配置单元、基板管理控制器、PHY芯片一、PHY芯片二、交换芯片、千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块连接以提供电源供电，配置单元通过PHY芯片一与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆配置网口。基板管理控制器通过PHY芯片二与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆管理网口。基板管理控制器通过交换芯片与万兆光收发一体模块连接，引出16个万兆光接口，基板管理控制器通过交换芯片与光发送模块及光接收模块连接，引出48个万兆光接口，即基板管理控制器通过交换芯片分别与万兆光收发一体模块、光发送模块及光接收模块连接，共引出64个万兆光接口。配置单元通过PCIE总线连接交换芯片。千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块均采用表贴式光模块。交换芯片的型号为BMC56846。配置单元包括CPU，CPU的型号为博通BCM53003。PHY芯片一和PHY芯片二的型号为BCM5464。基板管理控制器为BMC芯片，BMC芯片采用ASPEED公司的AST2400芯片，该部分主要通过对电压、温度传感器信息的采集来跟踪板卡健康信息，具体信息如下表所示：

此外，BMC通过网络接口与其他板卡实现通信功能，按照IPMI协议规范，BMC对采集到的信息进行处理，并转换为IPMI协议数据格式，按IPMI标准协议通过MIB库方式输出设备状态信息。

如附图2所示，交换芯片包括18个WarpCore，每个WarpCore包括4个SerDesLane，每个SerDesLane的速率配置为10Gbps，每个WarpCore配置4个网络接口，速率均为10Gbps，18个WarpCore的每一个Lane均配置为10Gbps来实现64个万兆网络的搭建功能。交换芯片的网络接口分别连接至4个万兆光收发一体模块、12个光发送模块和12个光接收模块。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型并不限于上述的一种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

1.一种万兆光网络交换机，其特征在于：包括电源、电源轨、配置单元、基板管理控制器、交换芯片、PHY芯片一、PHY芯片二和光传输单元，所述光传输单元包括1个千兆光收发一体模块、4个万兆光收发一体模块、12个光发送模块和12个光接收模块，电源连接电源轨，电源轨与配置单元、基板管理控制器、PHY芯片一、PHY芯片二、交换芯片、千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块连接以提供电源供电，配置单元通过PHY芯片一与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆配置网口；基板管理控制器通过PHY芯片二与千兆光收发一体模块连接，引出1个千兆管理网口；基板管理控制器通过交换芯片分别与万兆光收发一体模块、光发送模块及光接收模块连接，引出64个万兆光接口；配置单元通过PCIE总线连接交换芯片。

2.根据权利要求1所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述千兆光收发一体模块、万兆光收发一体模块、光发送模块和光接收模块均采用表贴式光模块。

3.根据权利要求1所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述交换芯片包括18个WarpCore，每个WarpCore包括4个SerDesLane，每个SerDesLane的速率配置为10Gbps，每个WarpCore配置4个网络接口，速率均为10Gbps。

4.根据权利要求3所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述交换芯片的型号为BMC56846。

5.根据权利要求3所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述交换芯片的网络接口分别连接至4个万兆光收发一体模块、12个光发送模块和12个光接收模块。

6.根据权利要求1所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述配置单元包括CPU，CPU的型号为BCM53003。

7.根据权利要求1所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述PHY芯片一和PHY芯片二的型号为BCM5464。

8.根据权利要求1所述的一种万兆光网络交换机，其特征在于：所述基板管理控制器为BMC芯片，BMC芯片的型号为AST2400。