CN216210067U - Sfp插槽的前端电路和路由器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通讯设备，提供了一种SFP插槽的前端电路和路由器，包括：供电电路，与所述SFP插槽耦接，用于提供直流电；检测电路，与所述SFP插槽连接，用于检测插接在所述SFP插槽上的模块的类型，根据所确定的所述模块的类型控制所述供电电路改变所输出的所述直流电的电压至所述SFP插槽，以使所述模块上电与所述SFP插槽建立通讯；所述模块包括光模块、电模块和SFP结构的USB模块。SFP插槽接入任意模块时，内部的插入检测系统会对插入模块类型进行识别，并且进行自适应供电，正常供电后通过系统配置，将SFP插槽和SFP模块的结构转换为相应的接口，从而实现该接口的功能。

Description

SFP插槽的前端电路和路由器

技术领域

本申请属于通讯设备技术领域，尤其涉及一种SFP插槽的前端电路和路由器。

背景技术

目前，现有的路由器存在两个缺点，一是结构上通用串行总线(USB)接口和小型化可互换产品(Small Form-factor Pluggables，SFP)接口不能兼容，纯USB接口路由器和纯SFP接口路由器都不能很好地覆盖所有用户的需求。而同时搭载两种接口的路由器，不仅制造成本高，而且同时拥有两种接口占用大量空间，对壳体设计和散热方案要求高；并且，电路设计上USB接口电路和 SFP接口电路不能复用，两种接口的转换电路、供电电路设计差别较大，同时拥有两种接口的路由器，外围电路挤占大量印制电路板(Printed CircuitBoard， PCB)面积，不利于布局设计。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种SFP插槽的前端电路和路由器，旨在解决传统的SFP接口不能兼容多种接口模块的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种SFP插槽的前端电路，包括：

供电电路，与所述SFP插槽耦接，用于提供直流电；

检测电路，与所述SFP插槽连接，用于检测插接在所述SFP插槽上的模块的类型，根据所确定的所述模块的类型控制所述供电电路改变所输出的所述直流电的电压至所述SFP插槽，以使所述模块上电与所述SFP插槽建立通讯；

所述模块包括光模块、电模块和SFP结构的USB模块。

在其中一个实施例中，当插接在所述SFP插槽上的模块为第一SFP模块时，所述检测电路控制所述供电电路为所述SFP插槽提供第一工作电压，以使所述第一SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯；

当插接在所述SFP插槽上的模块为第二SFP模块时，所述检测电路控制所述供电电路为所述SFP插槽提供不同于所述第一工作电压的第二工作电压，以使所述第二SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯。

在其中一个实施例中，所述第一SFP模块为所述电模块或所述光模块；所述第二SFP模块为所述SFP结构的USB模块。

在其中一个实施例中，当插接在所述SFP插槽上的模块为所述第一SFP模块时，所述检测电路检测到所述SFP插槽提供两个第一电平信号，所述检测电路根据所述两个第一电平信号控制所述供电电路为所述SFP插槽提供第一工作电压，以使所述第一SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯。

在其中一个实施例中，当插接在所述SFP插槽上的模块为所述第二SFP模块时，所述检测电路检测到所述SFP插槽提供一个第一电平信号和一个第二电平信号，所述检测电路根据所述一个第一电平信号和一个第二电平信号控制所述供电电路为所述SFP插槽提供第二工作电压，以使所述第二SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯；

其中，所述第一电平信号和所述第二电平信号其中一个为高电平信号，另一个为低电平信号。

在其中一个实施例中，所述检测电路包括一个控制器，所述控制器的两个输入管脚分别与所述SFP插槽的输出管脚和检测管脚连接，所述控制器用于根据所述SFP插槽的输出管脚和检测管脚的输出的两个电平信号输出控制所述供电电路改变所输出的所述直流电的电压的控制信号。

在其中一个实施例中，所述供电电路包括与所述检测电路连接的控制端和与所述SFP插槽连接的输出端，所述供电电路的控制端根据所述控制信号的变化改变所述输出端所输出的所述直流电的电压。

在其中一个实施例中，所述供电电路包括：

开关电路，与所述控制器连接，用于根据所述控制信号在接通第一工作电压和接通第二工作电压之间切换；

输出电路，与所述开关电路连接，用于对所述第一工作电压或所述第二工作电压平滑滤波后输出。

在其中一个实施例中，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、稳压二极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一开关管的控制端连接所述检测电路，所述第一开关管的第一导通端连接所述第二开关管的控制端，所述第一开关管的第二导通端接地；

所述第二开关管的第一导通端连接到工作电源，且通过第一电阻连接到所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的第二导通端连接到所述第三开关管的控制端，且通过所述第二电阻接地；

所述第三开关管的第一导通端连接到所述第二工作电压，所述第三开关管的第二导通端连接到所述输出电路的输入；

所述稳压二极管的阳极连接所述第一工作电压，阴极连接所述输出电路的输入。

在其中一个实施例中，所述输出电路包括至少一条输出通道，每条所述输出通道包括一个滤波电感和一个滤波电容，所述滤波电感的一端作为所述输出电路的输入，另一端作为所述输出电路的输出，且通过所述滤波电容接地。

本申请实施例的第二方面提供了一种路由器，包括SFP插槽，以及上述的 SFP插槽的前端电路。

上述SFP插槽的前端电路和路由器中，可以通过检测插接到SFP接口的模块类型来确定给SFP插槽提供适配当前插接到SFP接口的模块类型的电源电压，以使得SFP插槽与插接到SFP接口的模块能够相互通讯，让一个SFP接口能够兼容USB(接口)模块、光模块、电模块，使得USB接口电路和SFP接口电路能够复用，不需要单独设计两种不同的前端电路，减少这部分电路在PCB上面积的占比，利于整体的布局设计。

附图说明

图1为本申请实施例提供的SFP插槽的前端电路的结构示意图；

图2为SFP插槽的原理图；

图3为图1所示的前端电路中供电电路的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干个”的含义是一个或多个，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本申请实施例提供的一种SFP插槽10的前端电路，包括：供电电路20和检测电路30.

供电电路20与SFP插槽10耦接，用于提供直流电；

检测电路30与SFP插槽10连接，用于检测插接在SFP插槽10上的模块的类型，根据所确定的模块的类型控制供电电路20改变所输出的直流电的电压至SFP插槽10，以使模块上电与SFP插槽10建立通讯；模块包括光模块、电模块和SFP结构的USB模块。

可以理解的是，由于光模块、电模块的供电电压一般为3.3V，而SFP结构的USB模块的供电电压一般为5V，因此，本申请的SFP插槽10的前端电路在硬件电路上实现SFP插槽10插入检测，对插入的模块进行识别，再提供相应的电压进行供电；插入的模块正常上电后，通过系统配置即可以实现数据通信，从而实现了插入模块自适应。

请参阅图2，为SFP协议规定的20pin脚SFP插槽10原理图，对SFP插槽 10进行本申请相关的介绍：

(2)根据SFP协议定义，SFP1_SDA为SFP插槽10的输出管脚，SFP1_ABS 为SFP插槽10的检测管脚，SFP插槽10悬空时输出管脚SFP1_SDA默认输出低电平，当SFP插槽10插入可识别的光/电模块时输出管脚SFP1_SDA输出高电平，当SFP插槽10插入SFP结构的USB模块，输出管脚SFP1_SDA输出低电平。

(2)硬件电路上设计，SFP插槽10悬空时，检测管脚SFP1_ABS默认输出低电平，插入SFP结构的光/电模块或SFP结构的USB模块后，检测管脚 SFP1_ABS被插入模块相关引脚拉高为高电平。

(3)检测电路30，比如控制器(例如CPU)通过检测输出管脚SFP1_SDA 和检测管脚SFP1_ABS的电平变化，控制控制管脚SFP_SW电平高低来切换 SFP插槽10的供电电压。一般地，输出管脚SFP1_SDA和检测管脚SFP1_ABS 分别连接到控制器的两个输入管脚，当控制器检测到输出管脚SFP1_SDA和检测管脚SFP1_ABS均为低电平或者高电平时，控制控制管脚SFP_SW输出高电平；当CPU检测到输出管脚SFP1_SDA和检测管脚SFP1_ABS分别为低电平和高电平时，控制控制管脚SFP_SW输出低电平，以实现改变供电电路20所输出的直流电的电压。

请参阅图2和图3，其中，图2和图3中名称相同的管脚应当是相互连接的。

当插接在SFP插槽10上的模块为光模块时，检测电路30控制供电电路20 为SFP插槽10提供第一工作电压VDD3.3(3.3V)，以使第一SFP模块上电与 SFP插槽10建立通讯；当插接在SFP插槽10上的模块为第二SFP模块时，检测电路30控制供电电路20为SFP插槽10提供不同于第一工作电压VDD3.3 (3.3V)的第二工作电压VDD5(5V)，以使第二SFP模块上电与SFP插槽 10建立通讯。本例中，第一SFP模块为电模块或光模块；第二SFP模块为SFP 结构的USB模块。

在一个可选的实施例中，当插接在SFP插槽10上的模块为光模块时，检测电路30将检测到SFP插槽10提供两个第一电平信号(均为低电平或者高电平)，检测电路30根据两个第一电平信号控制供电电路20为SFP插槽10提供第一工作电压VDD3.3，以使光模块上电与SFP插槽10建立通讯。

在一个可选的实施例中，当插接在SFP插槽10上的模块为电模块时，检测电路30检测到SFP插槽10提供两个第一电平信号(均为低电平或者高电平)，检测电路30根据两个第一电平信号控制供电电路20为SFP插槽10提供第一工作电压VDD3.3，以使电模块上电与SFP插槽10建立通讯。

当插接在SFP插槽10上的模块为SFP结构的USB模块时，检测电路30 检测到SFP插槽10提供一个第一电平信号和一个第二电平信号，检测电路30 根据一个第一电平信号和一个第二电平信号控制供电电路20为SFP插槽10提供第二工作电压VDD5，以使SFP结构的USB模块上电与SFP插槽10建立通讯；其中，第一电平信号和第二电平信号其中一个为高电平信号，另一个为低电平信号。

通过检测输出管脚SFP1_SDA和检测管脚SFP1_ABS的电平状态，判断插入模块的类型，从而控制控制管脚SFP_SW切换SFP插槽10的供电系统，用于模块的自适应供电，使得SFP插槽10可以兼容SFP结构的USB模块的使用。

在其中一个实施例中，供电电路20包括与检测电路30连接的控制端和与 SFP插槽10连接输出端，供电电路20的控制端根据控制信号的变化改变输出端所输出的直流电的电压。供电电路20可以由简单的开关器件实现，也可以由开关电源电路实现。

请参阅图3，在其中一个实施例中，供电电路20包括开关电路22和输出电路24。

开关电路22与控制器的控制管脚SFP_SW连接，用于根据控制信号在接通第一工作电压VDD3.3和接通第二工作电压VDD5之间切换。可以通过MOS 管、三极管、继电器、互感器实现，现提供使用P型MOS管作开关的其中一种可实现电路。输出电路24与开关电路22连接，用于对第一工作电压VDD3.3 或第二工作电压VDD5平滑滤波后输出。供电电路20简单，成本低。

在其中一个实施例中，开关电路22包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、稳压二极管D1、第一电阻R1、输出电容C1和第二电阻R2。

第一开关管Q1的控制端连接检测电路30，第一开关管Q1的第一导通端连接第二开关管Q2的控制端，第一开关管Q1的第二导通端接地；第二开关管Q2的第一导通端连接到工作电源，且通过第一电阻R1连接到第二开关管Q2 的控制端，第二开关管Q2的第二导通端连接到第三开关管Q3的控制端，且通过第二电阻R2接地；第三开关管Q3的第一导通端连接到第二工作电压VDD5，第三开关管Q3的第二导通端连接到输出电路24的输入；稳压二极管D1的阳极连接第一工作电压VDD3.3，阴极连接输出电路24的输入，且通过输出电容 C1接地。

第一开关管Q1为NPN三极管，也可以是N型MOS管，第二开关管Q2 和第三开关管Q3为P型MOS管，也可以是PNP三极管或IGBT管。

开关电路22可以对插入的模块进行自适应供电，对第一工作电压VDD3.3 电源添加了保护，在用户场景下带电切换模块，可对不同的模块进行适应性的供电，并且确保切换模块的过程中不会对模块的硬件电路造成不可逆的损伤。

在其中一个实施例中，输出电路24包括至少一条输出通道241，每条输出通道241包括一个滤波电感L1和一个滤波电容C2，滤波电感C2的一端作为输出电路24的输入，另一端作为输出电路24的输出，且通过滤波电容C2接地。

逻辑控制如表1所示，电路实现如图2、3所示：

表1

当SFP插槽10未接入模块时，此时SFP1_SDA、SFP1_ABS默认为低电平， SFP_SW默认输出高电平，第一开关管Q1导通，第二开关管Q2(Vgs<0V)导通，第三开关管Q3断开(Vgs＝0)，此时SFP插槽10由3.3V供电，插入检测模块处于监听状态；

当SFP插槽10插入光模块/电模块时，SFP1_SDA和SFP1_ABS被拉高为高电平，SFP_SW默认输出高电平，第一开关管Q1导通，第二开关管Q2 (Vgs<0V)导通，第三开关管Q3断开(Vgs＝0)，此时供电电路20提供3.3V 的工作电压，系统适配将SFP插槽10与光/电模块转换为光口/电口使用；

当SFP插槽10插入SFP结构的USB模块时，SFP插槽10的引脚与SFP 结构的USB模块中USB电源(VCC)相连来实现同其他模块的电平区分，进而实现检测功能。SFP1_ABS拉高为高电平，SFP1_SDA保持低电平，此时通检测电路30控制SFP_SW输出低电平，第二开关管Q2(Vgs＝0V)断开，第三开关管Q3导通(Vgs<0)，此时供电电路20提供5V的工作电压，系统适配将SFP插槽10与SFP结构的USB模块转换为USB接口使用；

当把插入的任意模块拔出后，SFP1_SDA恢复默认低电平，SFP1_ABS恢复默认低电平，SFP_SW输出高电平，第三开关管Q3断开(Vgs＝0)，第二工作电压VDD5电源模块输出被悬空，默认对下一个插入的模块提供第一工作电压VDD3.3电压，防止插入光模块/电模块在第二工作电压VDD5下发生损坏。

本申请实施例的第二方面提供了一种路由器，包括SFP插槽10，以及上述的SFP插槽10的前端电路。

基于带SFP插槽10的路由器上实现对SFP插槽10的SFP结构的USB模块的兼容。在SFP插槽10未插入模块时，不影响路由器正常工作；在插入任意一种SFP结构模块(光模块、电模块或SFP结构的USB模块)后，可通过插入检测电路30判断模块类型，并提供对应的工作电压，随后进行系统的适配，将SFP插槽10与插入模块转换为相应的接口(光口、电口、USB接口)；对已经正常上电的模块进行拔出时，拔出动作重置供电系统，检测模块恢复监听状态，实现插入模块自适应，以满足用户多样化的功能接口需求。

提供一种同时兼容SFP结构的光模块、电模块和SFP结构的USB模块带 SFP插槽10路由器，可以同时满足用户对光口、电口、USB接口的使用需求，且市面上暂无此类产品。此路由器基于带SFP插槽10的路由器，在支持光/电模块的基础上，通过更改电路设计兼容了SFP结构的SFP结构的USB模块，弥补了SFP插槽10实用率不高、光模块使用门槛高、电口模块速率浪费等缺点，可以极大地满足用户对于USB口的使用需求，用户只需要在SFP插槽10 上插上SFP结构的SFP结构的USB模块就可以很方便地通过USB口进行网络打印、下载(接移动硬盘)、充电、家庭网络共享等功能的使用。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种SFP插槽的前端电路，其特征在于，包括：

供电电路，与所述SFP插槽耦接，用于提供直流电；

检测电路，与所述SFP插槽连接，用于检测插接在所述SFP插槽上的模块的类型，根据所确定的所述模块的类型控制所述供电电路改变所输出的所述直流电的电压至所述SFP插槽，以使所述模块上电与所述SFP插槽建立通讯；

所述模块包括光模块、电模块和SFP结构的USB模块。

2.如权利要求1所述的前端电路，其特征在于，当插接在所述SFP插槽上的模块为第一SFP模块时，所述检测电路控制所述供电电路为所述SFP插槽提供第一工作电压，以使所述第一SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯；

当插接在所述SFP插槽上的模块为第二SFP模块时，所述检测电路控制所述供电电路为所述SFP插槽提供不同于所述第一工作电压的第二工作电压，以使所述第二SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯。

3.如权利要求2所述的前端电路，其特征在于，所述第一SFP模块为所述电模块或所述光模块；所述第二SFP模块为所述SFP结构的USB模块。

4.如权利要求2或3所述的前端电路，其特征在于，当插接在所述SFP插槽上的模块为所述第一SFP模块时，所述检测电路检测到所述SFP插槽提供两个第一电平信号，所述检测电路根据所述两个第一电平信号控制所述供电电路为所述SFP插槽提供所述第一工作电压，以使所述第一SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯。

5.如权利要求2或3所述的前端电路，其特征在于，当插接在所述SFP插槽上的模块为所述第二SFP模块时，所述检测电路检测到所述SFP插槽提供一个第一电平信号和一个第二电平信号，所述检测电路根据所述一个第一电平信号和一个第二电平信号控制所述供电电路为所述SFP插槽提供所述第二工作电压，以使所述第二SFP模块上电与所述SFP插槽建立通讯；

其中，所述第一电平信号和所述第二电平信号其中一个为高电平信号，另一个为低电平信号。

6.如权利要求1至3任一项所述的前端电路，其特征在于，所述检测电路包括一个控制器，所述控制器的两个输入管脚分别与所述SFP插槽的输出管脚和检测管脚连接，所述控制器用于根据所述SFP插槽的输出管脚和检测管脚的输出的两个电平信号输出控制所述供电电路改变所输出的所述直流电的电压的控制信号。

7.如权利要求6所述的前端电路，其特征在于，所述供电电路包括与所述检测电路连接的控制端和与所述SFP插槽连接的输出端，所述供电电路的控制端根据所述控制信号的变化改变所述输出端所输出的所述直流电的电压。

8.如权利要求6所述的前端电路，其特征在于，所述供电电路包括：

开关电路，与所述控制器连接，用于根据所述控制信号在接通第一工作电压和接通第二工作电压之间切换；

输出电路，与所述开关电路连接，用于对所述第一工作电压或所述第二工作电压平滑滤波后输出。

9.如权利要求8所述的前端电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、稳压二极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一开关管的控制端连接所述检测电路，所述第一开关管的第一导通端连接所述第二开关管的控制端，所述第一开关管的第二导通端接地；

所述第二开关管的第一导通端连接到工作电源，且通过第一电阻连接到所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的第二导通端连接到所述第三开关管的控制端，且通过所述第二电阻接地；

所述第三开关管的第一导通端连接到所述第二工作电压，所述第三开关管的第二导通端连接到所述输出电路的输入；

所述稳压二极管的阳极连接所述第一工作电压，阴极连接所述输出电路的输入。

10.如权利要求8所述的前端电路，其特征在于，所述输出电路包括至少一条输出通道，每条所述输出通道包括一个滤波电感和一个滤波电容，所述滤波电感的一端作为所述输出电路的输入，另一端作为所述输出电路的输出，且通过所述滤波电容接地。

11.一种路由器，包括SFP插槽，其特征在于，还包括权利要求1至10任一项所述的SFP插槽的前端电路。

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