网络交换模块及交换机的制作方法

专利2026-05-09  2


本申请涉及以太网协商,具体涉及一种网络交换模块及交换机。


背景技术:

1、在现有以太网应用中,一个网络接口只能支持10m、100m、1000m速率中的一种速率,这取决于硬件电路设计。例如,一款100m的交换机对应的网络接口仅能支持10m或者100m速率,仅需要四芯的网线即可完成传输。但在实际的工程应用中所使用的网线往往是八芯,即最大支持1000m速率。在这种应用中,网线就存在浪费。并且,一旦四芯中的某一根存在异常,通信就会异常,达不到冗余传输的功能。


技术实现思路

1、本申请提出了一种网络交换模块及交换机,用以解决上述问题。

2、为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种网络交换模块,该网络交换模块应用于交换机,交换机包括控制器及网络接口,网络交换模块包括以太网交换芯片、第一端口物理层、第二端口物理层及切换电路,以太网交换芯片与控制器连接,用于进行数据的转发和交换;第一端口物理层与控制器及以太网交换芯片连接,第一端口物理层包括第一组输出引脚及第二组输出引脚,其中,第一组输出引脚与网络接口连接;第二端口物理层与控制器及以太网交换芯片连接,其中,第二端口物理层包括第三组输出引脚;切换电路分别与控制器、第二组输出引脚、第三组输出引脚及网络接口连接,用于接收控制器的控制信号,并基于控制信号控制第二组输出引脚或第三组输出引脚与网络接口连接。

3、其中,第一组输出引脚、第二组输出引脚及第三组输出引脚均包括四根输出引脚,切换电路包括四个切换子电路;每一个切换子电路均与控制器及网络接口连接,且每一个切换子电路与第二组输出引脚中的每个输出引脚及第三组输出引脚的每个输出引脚一一对应连接。

4、其中,每个切换子电路包括控制模块及切换模块,控制模块与控制器连接,用于接收控制信号,并基于控制信号生成电平信号;切换模块与控制模块的输出端连接,切换模块的第一输入端与第二组输出引脚中的一个输出引脚连接,切换模块的第二输入端与第三组输出引脚中的一个输出引脚连接;切换模块的输出端与网络接口连接;切换模块用于基于电平信号导通第一输入端或第二输入端与输出端之间的通路。

5、其中,控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一晶体管及第二晶体管;其中,第一电阻的第一端接收控制信号,第一电阻的第二端与第一晶体管的控制端及第一电容的第一端连接,第一电容的第二端接地,第一晶体管的第一通路端与第二电阻的第一端及第三电阻的第一端连接,第一晶体管的第二通路端接地,第二电阻的第二端接收预设电压,第三电阻的第二端与第二电容的第一端及第二晶体管的控制端连接,第二电容的第二端接地,第四电阻的第一端接收预设电压,第四电阻的第二端与第二晶体管的第一通路端连接,第二晶体管的第二通路端接地,第四电阻的第二端与第二晶体管的第一通路端之间的连接节点作为控制模块的输出端输出电平信号;响应于控制信号为逻辑高电平信号,第一晶体管导通,第二晶体管关断,输出的电平信号为逻辑高电平信号,响应于控制信号为逻辑低电平信号,第一晶体管关断,第二晶体管导通,输出的电平信号为逻辑低电平信号。

6、其中,切换模块包括二极管及继电器,控制模块的输出端与继电器的第一控制端连接,继电器的第二控制端接收预设电压,继电器的第一输入端作为切换模块的第一输入端与第二组输出引脚中的一个输出引脚连接;继电器的第二输入端作为切换模块的第二输入端与第三组输出引脚中的一个输出引脚连接;继电器的输出端作为切换模块的输出端与网络接口连接;二极管的正极与继电器的第一控制端连接,二极管的负极与继电器的第二控制端连接;响应于电平信号为逻辑高电平信号,继电器的第一输入端与继电器的输出端之间的通路导通;响应于电平信号为逻辑低电平信号,继电器的第二输入端与继电器的输出端之间的通路导通。

7、为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种交换机,该交换机包括上述任意一项的网络交换模块、控制器及网络接口,网络接口通过网线与终端进行连接;网络交换模块与网络接口连接,控制器与网络交换模块连接,其中,控制器用于对网络交换模块进行配置管理,并生成控制信号发送至切换电路,以控制网络交换模块实现10m、100m、1000m、双100m、双10m或100m与10m组合的速率自适应协商及通信。

8、其中,交换机还包括隔离变压器,隔离变压器的输入端与网络交换模块连接,隔离变压器的输出端与网络接口连接。

9、其中,响应于网络接口通过普通网线与一个终端进行连接时,控制信号设置为逻辑高电平,响应于网络接口通过y型特殊网线与两个终端进行连接时,控制信号设置为逻辑低电平。

10、其中,当网络接口通过普通网线与一个终端进行连接时,若终端为最大支持1000m速率的终端,切换电路基于逻辑高电平的控制信号导通第二组输出引脚与网络接口之间的连接通路,第一端口物理层通过第一组输出引脚及第二组输出引脚向终端发送快速连接信号,以使交换机与终端协商成1000m速率;若终端为最大支持1000m速率的终端,第一端口物理层则通过第一组输出引脚向终端发送快速连接信号,以使交换机与终端协商成100m或10m速率。

11、其中,当网络接口通过y型特殊网线与两个终端进行连接时,切换电路基于逻辑低电平的控制信号导通第三组输出引脚与网络接口之间的连接通路,第一端口物理层通过第一组输出引脚向两个终端的其中一个发送快速连接信号,以使交换机与终端协商成100m或10m速率;第二端口物理层通过第三组输出引脚向两个终端的另一个发送快速连接信号,以使交换机与终端协商成100m或10m速率。

12、本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请的网络交换模块包括以太网交换芯片、第一端口物理层、第二端口物理层及切换电路,以太网交换芯片与控制器连接;第一端口物理层与控制器及以太网交换芯片连接,第一端口物理层包括第一组输出引脚及第二组输出引脚,第一组输出引脚与网络接口连接;第二端口物理层与控制器及以太网交换芯片连接,第二端口物理层包括第三组输出引脚;切换电路分别与控制器、第二组输出引脚、第三组输出引脚及网络接口连接,用于基于控制信号控制第二组输出引脚或第三组输出引脚与网络接口连接。通过上述方式,本申请的网络交换模块可以通过切换电路控制第二组输出引脚或第三组输出引脚与网络接口连接,从而实现网络的10m、100m、1000m、双100m、双10m或100m与10m组合的速率自适应协商及通信。



技术特征:

1.一种网络交换模块,其特征在于,应用于交换机,所述交换机包括控制器及网络接口,所述网络交换模块包括:

2.根据权利要求1所述的网络交换模块,其特征在于,所述第一组输出引脚、所述第二组输出引脚及所述第三组输出引脚均包括四根输出引脚,所述切换电路包括四个切换子电路;

3.根据权利要求2所述的网络交换模块,其特征在于,每个所述切换子电路包括:

4.根据权利要求3所述的网络交换模块,其特征在于,所述控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一晶体管及第二晶体管;

5.根据权利要求3所述的网络交换模块,其特征在于,所述切换模块包括二极管及继电器,所述控制模块的输出端与所述继电器的第一控制端连接,所述继电器的第二控制端接收预设电压,所述继电器的第一输入端作为所述切换模块的第一输入端与所述第二组输出引脚中的一个输出引脚连接;所述继电器的第二输入端作为所述切换模块的第二输入端与所述第三组输出引脚中的一个输出引脚连接;所述继电器的输出端作为所述切换模块的输出端与所述网络接口连接;所述二极管的正极与所述继电器的第一控制端连接,所述二极管的负极与所述继电器的第二控制端连接;响应于所述电平信号为逻辑高电平信号,所述继电器的第一输入端与所述继电器的输出端之间的通路导通;响应于所述电平信号为逻辑低电平信号,所述继电器的第二输入端与所述继电器的输出端之间的通路导通。

6.一种交换机,其特征在于,包括权利要求1-5任意一项所述的网络交换模块、控制器及网络接口,所述网络接口通过网线与终端进行连接;所述网络交换模块与所述网络接口连接,所述控制器与所述网络交换模块连接,其中,所述控制器用于对所述网络交换模块进行配置管理,并生成控制信号发送至所述切换电路,以控制所述网络交换模块实现10m、100m、1000m、双100m、双10m或100m与10m组合的速率自适应协商及通信。

7.根据权利要求6所述的交换机,其特征在于,还包括隔离变压器,所述隔离变压器的输入端与所述网络交换模块连接,所述隔离变压器的输出端与所述网络接口连接。

8.根据权利要求6所述的交换机,其特征在于,响应于所述网络接口通过普通网线与一个终端进行连接时,所述控制信号设置为逻辑高电平,响应于所述网络接口通过y型特殊网线与两个终端进行连接时,所述控制信号设置为逻辑低电平。

9.根据权利要求8所述的交换机,其特征在于,当所述网络接口通过普通网线与一个终端进行连接时,若所述终端为最大支持1000m速率的终端,所述切换电路基于逻辑高电平的所述控制信号导通所述第二组输出引脚与所述网络接口之间的连接通路,所述第一端口物理层通过所述第一组输出引脚及所述第二组输出引脚向所述终端发送快速连接信号,以使所述交换机与所述终端协商成1000m速率;若所述终端为最大支持1000m速率的终端,所述第一端口物理层则通过所述第一组输出引脚向所述终端发送所述快速连接信号,以使所述交换机与所述终端协商成100m或10m速率。

10.根据权利要求8所述的交换机,其特征在于,当所述网络接口通过y型特殊网线与两个终端进行连接时,所述切换电路基于逻辑低电平的所述控制信号导通所述第三组输出引脚与所述网络接口之间的连接通路,所述第一端口物理层通过所述第一组输出引脚向两个终端的其中一个发送快速连接信号,以使所述交换机与所述终端协商成100m或10m速率;所述第二端口物理层通过所述第三组输出引脚向两个终端的另一个发送所述快速连接信号,以使所述交换机与所述终端协商成100m或10m速率。


技术总结
本申请公开了一种网络交换模块及交换机。该网络交换模块的以太网交换芯片与控制器连接;第一端口物理层与控制器及以太网交换芯片连接,第一端口物理层包括第一组输出引脚及第二组输出引脚,第一组输出引脚与网络接口连接;第二端口物理层与控制器及以太网交换芯片连接,第二端口物理层包括第三组输出引脚;切换电路分别与控制器、第二组输出引脚、第三组输出引脚及网络接口连接,用于基于控制信号控制第二组输出引脚或第三组输出引脚与网络接口连接。本申请的网络交换模块可以通过切换电路实现网络的10M、100M、1000M、双100M、双10M或100M与10M组合的速率自适应协商及通信。

技术研发人员:葛振杰,朱晓菲,杨建军
受保护的技术使用者:浙江大华技术股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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