CN215187168U

CN215187168U - 自动切换交换机

Info

Publication number: CN215187168U
Application number: CN202121409560.4U
Authority: CN
Inventors: 周果平
Original assignee: Guangdong Taiying Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Taiying Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2031-06-23

Abstract

本实用新型涉及交换机技术领域，具体公开一种自动切换交换机，包括：第一以太网芯片，所述第一以太网芯片包括用作上行端口的第一PHY接口和用作数据传输接口的第一非PHY接口；第二以太网芯片，所述第二以太网芯片包括用作下行端口的若干第二PHY接口和用作数据传输接口的第二非PHY接口；第一非PHY接口和第二非PHY接口导通，使得所述第一PHY接口与各所述第二PHY接口通信连接。本实用新型提供一种自动切换交换机，能解决传统以太网交换机因使用单一以太网芯片导致无法对更大的带宽进行有效利用的问题。

Description

自动切换交换机

技术领域

本实用新型涉及交换机技术领域，尤其涉及一种自动切换交换机。

背景技术

随着我国网络技术的迅速崛起，以太网在各相关领域出现大量应用。特别是一些家庭用户或者小办公室区域，使用的人员不多，但对数据的传输要求比较高，对网速的快慢非常在意。

以太网芯片是以太网交换机的核心部件。一般地，以太网芯片包含若干种数据传输端口，例如PHY接口、SGMII接口和RGMII接口等。

其中，PHY(英语：Physical)，中文可称之为端口物理层，是一个对OSI模型物理层的共同简称。PHY连接一个数据链路层的设备(MAC)到一个物理媒介，如光纤或铜缆。例如，以太网交换器上的网线接口就是通过PHY接口与以太网芯片连接的，此外，电脑等外接设备也主要通过网线与网线接口实现网络连接。因此，PHY接口是以太网交换机的重要部分。PHY接口数量的多少，决定了外接设备的最大接入数量。

此外，SGMII接口和RGMII接口等均是为了适配各种标准协议进行设计的数据传输接口，该类接口均为现有技术，本实用新型不对其具体含义和作用等进行赘述。

目前市面上的千兆以太网交换机只包含一颗千兆以太网芯片，千兆以太网芯片常包括若干千兆端口(每一千兆端口连接于一PHY接口)，其中一个千兆端口为上行端口，其余的千兆端口为下行端口，即，N个下行端口共用1个上行端口。因此，虽然上行端口和下行端口均为千兆端口，但由于各下行端口的总速率与上行端口速率是相等的，故每个下行端口实际工作时分得的速率只是上行端口速率的1/N。

参见图1，以一台五口千兆以太网交换机为例(五口千兆具体指以太网交换机内的千兆以太网芯片1一共拥有一个1Gbps的上行端口101和四个1Gbps的下行端口102)，千兆以太网芯片1通过网络变压器2上的网线接口201与光猫3或者电脑等外接设备4连接。

千兆以太网芯片1的第一端口作为上行端口101接1Gbps的光猫3，第二至第五端口作为下行端口102分配给四台不同的电脑等外接设备4。因为上行端口101只有1Gbps，所以四个下行端口102同时拥有的最大总速率只有1Gbps，平均每一个下行端口102只能拥有250Mbps的速度。

然而，随着社会的发展，1Gbps的光猫3早已不能满足人们的需求，目前已经出现了2.5Gbps的光猫3。

理论上，适配2.5Gbps的光猫3的以太网芯片，上行端口101速率应该就是2.5Gbps。然而，目前市面上行端口101速率能达到2.5Gbps的以太网芯片，其PHY接口数量太少，例如只有一个，无法满足连接众多外接设备4的需求。

因此，目前仍主要使用传统的千兆以太网交换机与2.5Gbps的光猫3进行连接。使用传统的千兆以太网芯片1与2.5Gbps的光猫3连接时，第一端口作为上行端口101接2.5Gbps的光猫3，第二至第五端口作为下行端口102分配给四台不同的电脑设备。在这种连接模式中，传统的千兆以太网芯片1的上行端口101只有1Gbps，故虽然光猫3输出的速率有2.5Gbps，但因为上行端口101只有1Gbps，所以下行的四个端口同时拥有的最大总速率依然只有1Gbps，平均每一个端口仍只能拥有250Mbps的速度，带宽的利用率极低，对客户的使用产生很大的不良影响。

因此，需要对现有的以太网交换器进行改进，以解决其因使用单一以太网芯片导致无法对更大的带宽进行有效利用的问题。

本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种自动切换交换机，能解决传统以太网交换机因使用单一以太网芯片导致无法对更大的带宽进行有效利用的问题。

为达以上目的，本实用新型提供一种自动切换交换机，包括：

第一以太网芯片，所述第一以太网芯片包括用作上行端口的第一PHY接口和用作数据传输接口的第一非PHY接口；

第二以太网芯片，所述第二以太网芯片包括用作下行端口的若干第二PHY接口和用作数据传输接口的第二非PHY接口；第一非PHY接口和第二非PHY接口导通，使得所述第一PHY接口与各所述第二PHY接口通信连接。

可选的，所述第一非PHY接口和所述第二非PHY接口的接口类型相同。

可选的，所述第一非PHY接口和所述第二非PHY接口均为SGMII接口。

可选的，所述第一以太网芯片的芯片型号为GPY211，其包括一个10/100/1000/2500Mbps四速以太网PHY接口和一个10/100/1000/2500Mbps四速SGMII接口；

所述第一以太网芯片的四速以太网PHY接口为第一PHY接口、所述第一以太网芯片的四速SGMII接口为第二接口。

可选的，所述第一以太网芯片内置有切换装置，所述切换装置包括：

速率侦测电路，用于获取与所述第一PHY接口连接的光猫的最大速率；

速率切换电路，用于调节所述第一PHY接口的最大限速。

可选的，所述第二以太网芯片的芯片型号为GSW140，其包括四个10/100/1000Mbps三速以太网PHY接口、一个10/100/1000/2500Mbps四速SGMII接口以及一个10/100/1000Mbps三速RGMII接口；

所述第二以太网芯片的三速以太网PHY接口为第二PHY接口、所述第二以太网芯片的四速SGMII接口为第二非PHY接口。

可选的，所述第二以太网芯片内置有限速装置，所述限速装置用于对四个所述第二PHY接口进行自定义限速。

可选的，四个所述第二PHY接口的最大速率分别为1Gbps、1Gbps、250Mbps和250Mbps。

本实用新型的有益效果在于：提供一种自动切换交换机，上行端口属于第一以太网芯片、下行端口则属于第二以太网芯片，选用第一以太网芯片时，只需要考虑第一PHY接口的速率是否能与光猫匹配，无需考虑第一PHY接口的数量是否足够，而选用第二以太网芯片时，只需要考虑第二PHY接口的数量是否满足外接设备的数量要求，无需考虑第二PHY接口的速率是否能与光猫匹配。选型后，第一非PHY接口和第二PHY接口耦合，即可使得自动切换交换机既具有能与光猫匹配的上行速率，又具有足够多数量的下行端口以供外接设备进行连接。

因此，本实施例提供的自动切换交换机使用两颗以太网芯片进行耦接即可同时满足加大上行速率和加大外接设备数量的双重要求，能有效降低外接设备、以太网芯片和光猫三者之间的匹配难度，解决使用单一以太网芯片导致带宽利用效率下降的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为背景技术提供的五口千兆以太网交换机的结构框图；

图2实施例提供的自动切换交换机的结构框图。

图中：

1、千兆以太网芯片；101、上行端口；102、下行端口；

2、网络变压器；201、网线接口；

3、光猫；

4、外接设备；

5、第一以太网芯片；501、第一PHY接口；502、第一非PHY接口；503、速率侦测电路；504、速率切换电路；

6、第二以太网芯片；601、第二PHY接口；602、第二非PHY接口；603、限速装置；

7、第一网络变压器；701、第一网线接口；

8、第二网络变压器；801、第二网线接口。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供一种自动切换交换机，适用于提高带宽利用效率的应用场景，具体使用两颗以太网芯片进行耦接的方式解决了传统以太网交换机因使用单一以太网芯片导致无法对更大的带宽进行有效利用的问题。

参见图2，本实施例提供的自动切换交换机包括第一以太网芯片5和第二以太网芯片6。其中，所述第一以太网芯片5包括用作上行端口的第一PHY接口501和用作数据传输接口的第一非PHY接口502。所述第二以太网芯片6包括用作下行端口的若干第二PHY接口601和用作数据传输接口的第二非PHY接口602；第一非PHY接口502和第二非PHY接口602导通，使得所述第一PHY接口501与各所述第二PHY接口601通信连接。由于以太网芯片需要适配对应的网络变压器，故本实施例中，光猫3通过第一网络变压器7中的第一网线接口701与第一PHY接口501连接，每一外接设备4分别通过第二网络变压器8中的一个第二网线接口801与一第二PHY接口601连接。

进行数据传输时，第一PHY接口501为上行端口、各第二PHY接口601均为下行端口。各下行端口的数据集中到第二非PHY接口602处，并通过第一非PHY接口502传输到第一PHY接口501，最后通过第一网线接口701传输到光猫3。

本实施例提供的自动切换交换机，提供一种自动切换交换机，上行端口属于第一以太网芯片5、下行端口则属于第二以太网芯片6，选用第一以太网芯片5时，只需要考虑第一PHY接口501的速率是否能与光猫3匹配，无需考虑第一PHY接口501的数量是否足够，而选用第二以太网芯片6时，只需要考虑第二PHY接口601的数量是否满足外接设备4的数量要求，无需考虑第二PHY接口601的速率是否能与光猫3匹配。选型后，第一非PHY接口502和第二PHY接口601耦合，即可使得自动切换交换机既具有能与光猫3匹配的上行速率，又具有足够多数量的下行端口以供外接设备4进行连接。

因此，本实施例提供的自动切换交换机使用两颗以太网芯片进行耦接即可同时满足加大上行速率和加大外接设备4数量的双重要求，能有效降低外接设备4、以太网芯片和光猫3三者之间的匹配难度，解决使用单一以太网芯片导致带宽利用效率下降的问题。

本实施例中，所述第一以太网芯片5的芯片型号为Intel公司的GPY211，其包括一个10/100/1000/2500Mbps四速以太网PHY接口和一个10/100/1000/2500Mbps四速SGMII接口；所述第一以太网芯片5的四速以太网PHY接口为第一PHY接口501、所述第一以太网芯片5的四速SGMII接口为第二接口。

所述第二以太网芯片6的芯片型号为Intel公司的GSW140，其包括四个10/100/1000Mbps三速以太网PHY接口、一个10/100/1000/2500Mbps四速SGMII接口以及一个10/100/1000Mbps三速RGMII接口；所述第二以太网芯片6的三速以太网PHY接口为第二PHY接口601、所述第二以太网芯片6的四速SGMII接口为第二非PHY接口602。

一般地，为了实现数据交互，第一非PHY接口502和第二非PHY接口602应当执行相同的数据传输协议，故所述第一非PHY接口502和所述第二非PHY接口602二者的接口类型优选为相同结构，例如，本实施例中，均为SGMII接口；于一些其它的实施例中，也可以均为RGMII接口等。

需要说明的是，所述第一以太网芯片5内置有切换装置，可以对上行端口(第一PHY接口501)的数据传输速率进行切换。具体地，所述切换装置包括速率侦测电路503和速率切换电路504。速率侦测电路503用于获取与所述第一PHY接口501连接的光猫3的最大速率；速率切换电路504用于调节所述第一PHY接口501的最大限速。

具体地，速率侦测电路503会通过上行端口向光猫3发送侦测数据，然后根据侦测数据的传输速率判断当前连接的光猫3属于1Gbps的光猫3抑或2.5Gbps的光猫3，如果当前连接的光猫3属于1Gbps的光猫3，则速率切换电路504将上行端口的最大限速切换至1Gbps；如果当前连接的光猫3属于2.5Gbps的光猫3，则速率切换电路504将上行端口的最大限速切换至2.5Gbps。

需要说明的是，所述第二以太网芯片6内置有限速装置603，所述限速装置603用于对四个下行端口(第二PHY接口601)进行自定义限速。本实施例中，使用限速装置603使得四个所述第二PHY接口601的最大速率分别为1Gbps、1Gbps、250Mbps和250Mbps。这样的设定有利于使得部分下行端口拥有更大的数据传输速率，满足某些特殊传输场景的需求。

当然，于一些其它的实施例中，也可以不进行自定义限速，各所述第二PHY接口601的速率均为上行端口速率的1/4。

进一步地，GPY211和GSW140均为业内技术人员熟知的以太网芯片，本实施例对上述二者的其它结构，例如DC/DC电路、闪存器Flash、时钟clock等不进行赘述。

本实施例提供的自动切换交换机，适用于提高带宽利用效率的应用场景，使用两颗以太网芯片进行耦接即可同时满足加大上行速率和加大外接设备4数量的双重要求，能有效降低外接设备、以太网芯片和光猫三者之间的匹配难度，解决使用单一以太网芯片导致带宽利用效率下降的问题。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种自动切换交换机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自动切换交换机，其特征在于，所述第一非PHY接口和所述第二非PHY接口的接口类型相同。

3.根据权利要求2所述的自动切换交换机，其特征在于，所述第一非PHY接口和所述第二非PHY接口均为SGMII接口。

4.根据权利要求3所述的自动切换交换机，其特征在于，所述第一以太网芯片的芯片型号为GPY211，其包括一个10/100/1000/2500Mbps四速以太网PHY接口和一个10/100/1000/2500Mbps四速SGMII接口；

5.根据权利要求4所述的自动切换交换机，其特征在于，所述第一以太网芯片内置有切换装置，所述切换装置包括：

速率切换电路，用于调节所述第一PHY接口的最大限速。

6.根据权利要求4所述的自动切换交换机，其特征在于，所述第二以太网芯片的芯片型号为GSW140，其包括四个10/100/1000Mbps三速以太网PHY接口、一个10/100/1000/2500Mbps四速SGMII接口以及一个10/100/1000Mbps三速RGMII接口；

7.根据权利要求6所述的自动切换交换机，其特征在于，所述第二以太网芯片内置有限速装置，所述限速装置用于对四个所述第二PHY接口进行自定义限速。

8.根据权利要求7所述的自动切换交换机，其特征在于，四个所述第二PHY接口的最大速率分别为1Gbps、1Gbps、250Mbps和250Mbps。