专利名称：一种工业以太网交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通信网络设备，尤其涉及一种工业以太网交换机。
背景技术：
随着电力系统信息技术的发展，IEC61850作为国际唯一的变电站网络通信标准出现，人们的目光越来越多投向了 “数字化变电站”和“数字电网”的研究与开发，工业通讯与控制平台占据重要的角色地位，其中嵌入式通信管理机与工业以太网交换机是最具代表性的产品.电力行业尤其是变电站环境对数字化网络通信的可靠性，安全性要求十分苛刻。 按照IEC 61850标准的要求，工业以太网交换机产品至少要满足其中的功能性要求、电磁兼容设计要求、宽温环境要求和机械结构验证四大类要求。目前的工业以太网交换机，他们大部分存在下述不足之处一是抗电磁干扰能力不强，有的具有一定抗电磁干扰能力，但不是很强大；二是性能不佳，很多不能达到线速； 三是组网受交换机台数限制；四是物理连接故障(N-I)情况下，保护倒换会导致数据包的丢失，通信恢复延时过大；五是管理储存容量不足。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，本实用新型公开了一种强大抗电磁干扰、物理连接故障(N-I)情况下，保护倒换零延时零丢包、管理存储量强大，智能管理维护、性能可靠，无阻塞交换构架、功能全面的工业以太网交换机。本实用新型采用的技术方案是这样的一种工业以太网交换机，包括外壳，还包括电源模块、插件模块、级联插件模块，PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、AtmegaUS 模块、CPLD模块和FLASH模块，其中，所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成，用于提供装置的工作和控制输出电源；所述插件模块为后M端口或前M端口，为后M端口时，其一端与PHY模块连接， 另一端外接网络设备；为前M端口时，其一端与MAC芯片模块连接，另一端外接网络设备， 所述插件模块支持光口或电口，可根据用户需求定制；所述级联插件模块一端与MAC芯片模块连接，另一端外接网络设备，所述PHY模块一端与后M端口的插件模块连接，另一端与MAC芯片模块连接；所述MAC芯片模块有六个接口，上游端分别与PHY模块、前M端口插件模块和级联插件模块相连，下游端分别与与中央处理器模块和电源模块相连。所述中央处理器模块分别与MAC芯片模块，AtmegaUS模块和电源模块连接，所述中央处理器对整个系统进行管理；所述AtmegaUS模块分别与CPLD模块和中央处理器模块连接；所述AtmegaUS模块接受中央处理器指令，通过CPLD模块译码逻辑将FLASH里面的网表加载到自愈环网模块里面。所述CPLD模块分别与Atmegal^模块和FLASH模块相连，所述CPLD模块接收 Atmegal28模块指令，对FLASH操作。作为优选还包括自愈环网模块，所述自愈环网模块分别与MAC芯片模块， Atmegal28模块和FLASH相连。作为优选所述插件模块设有48个10/100Mbps双绞线电口或M个IOOMbps光□。作为优选所述级联插件模块设有4个千兆光口或4个lO/lOO/lOOOMbps双绞线电口。作为优选所述CPLD模块采用)(C95^8，该模块具有译码逻辑功能。作为优选所述MAC芯片模块采用Broadcom的BCM5348芯片。BCM5348是全集成 48端口快速以太网交换芯片，集成了 4个于兆以太网端口和M个10/100物理层。此芯片具有丰富的功能，包括支持先进访问控制列表(ACL)以提高安全性并实现双标记交换，流量汇聚，支持BS-Ring协议族，支持MSTP，RSTP (802. Iw)和增强型RSTP (eRSTP)，链路聚合 (802. 3ad)等冗余协议等功能。作为优选所述PHY模块采用了 Broadcom的BCM5248芯片，此芯片支持八个独立的快速以太网收发器，支持光纤口和电口等优良特性。作为优选所述自愈环网模块是采用型号为)(C6SLX45的FPGA。在系统加电时， Atemagal^单片机将FLASH里面的程序(网表)加载在)(C6SLX45器件里面。加载成功后，可以按照设置程序初始化自愈环网模块，为正常工作做准备。所述自愈环网模块0CC6SLX45) 采用SDH通道保护技术实现零丢包零延时功能，外接两个自愈环端口。作为优选所述中央处理器模块采用PPC405。作为优选所述外壳采用IU或者2U结构，24 口以及24 口以下采用IU机箱，M 口以上采用2U机箱。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是1、零延时零丢包自愈功能。该功能可实现物理连接故障(N-I)情况下，保护倒换不会导致数据包的丢失，通信恢复零延时实时监测配电变压器的运行。采用SDH通道保护技术；2、最多支持48个10/100Mbps双绞线电口或M个100Mbps光口，和最多4个千兆光口或4个lO/lOO/lOOOMbps双绞线电口 ；用户根据需求可定制，灵活配置；3、支持 BS-Ring 协议族，支持 MSTP，RSTP (802. Iw)和增强型 RSTP (eRSTP)，链路聚合(802. 3ad)等冗余协议；4、具有时间同步功能，支持^IG-B (DC)，RS-485差分输入，或SNTP协议，便于设备工作状态监控管理；5、支持即插即用，QoS(802. lp)4个队列，VLAN(802. 1Q)。支持双重标签和GVRP， GMRP, IGMP Snooping 多播过滤；6、支持端口速率限制和广播风暴抑制；7、支持RJ45 口双绞线，自动协商，自动交叉，自动极性转换；8、支持多级用户密码，SSH/SSL加密，激活/禁用端口，支持基于MAC地址的端口安全，支持基于端口的访问控制(802. Ix)，Radius认证，VLAN(802. Iq)隔离和SNMP v3安全访问；9、支持Web、Telnet、CLI、SNMP vl/v2c/v3和RMON多种管理方式，具备丰富完整的诊断日志和报警信息；10、机箱采用IU或者2U结构，24 口以及以下采用IU机箱，24 口以上采用2U机箱， IU机箱最大配置3个普通口插件+1个级联口插件；2U机箱最大配置6个普通口插件+1 个级联口插件。
图1是本实用新型实施例1的结构框图；图2是本实用新型实施例2的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例1 如图1所示，一种工业以太网交换机，包括外壳、电源模块、插件模块、级联插件模块，自愈环网模块(采用)(C6SLX45)，PHY模块(采用BCM5248)、MAC芯片模块(采用 BCM5348)、中央处理器模块(采用PPC4(^) ,ATMEGA128模块和CPLD (采用XC95^8)模块和 FLASH ；外壳采用IU机箱，配置为3个插件模块和1个级联口插件，电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成，提供装置的工作和控制输出电源；工作电压是100 300VDC，插件模块是前M端口，一端与MAC芯片模块(BCM5348)连接，另一端外接网络设备；本插件模块支持电口 ；级联插件模块一端与MAC芯片模块(BCM5348)连接，另一端外接网络设备；所述级联插件模块支持四个电口，PHY模块(BCM5248) —端与MAC芯片模块(BCM5348)连接；PHY模块采用了 Broadcom的BCM5248芯片，此芯片支持八个独立的快速以太网收发器，支持光纤口和电口等优良特性。所述MAC芯片模块(BCM5348)有六个接口，上游端分别接到PHY模块(BCM5248)和级联插件模块。下游接到自愈环网模块0CC6SLX45)。其受到中央处理器(PPC4(^)模块控制，并接受电源模块供电。所述MAC芯片模块采用Broadcom的BCM5348芯片。BCM5348是全集成48端口快速以太网交换芯片，集成了 4个千兆以太网端口和M个10/100物理层。 此芯片具有丰富的功能，包括支持先进访问控制列表(ACL)以提高安全性并实现双标记交换，流量汇聚，支持BS-Ring协议族，支持MSTP，RSTP (802. Iw)和增强型RSTP (eRSTP)，链路聚合(802. 3ad)第冗余协议等功能。[0047]中央处理器(PPC405)模块分别与MAC芯片模块(BCM5!M8)，Atmegal28模块和电源模块连接；所述中央处理器模块(PPC4(^)对整个系统进行管理。自愈环网模块(XC6SLX45)分别与MAC芯片模块(BCM5!M8)，Atmegal28模块和 FLASH连接；所述自愈环网模块是采用型号为)(C6SLX45的FPGA。在系统加电时，Atemaga 128 单片机将FLASH里面的程序(网表)加载在)(C6SLX45器件里面。加载成功后，可以按照设置程序初始化自愈环网模块，为正常工作做准备。自愈环网模块0CC6SLX45)采用SDH通道保护技术实现零丢包零延时功能，完成网络收发和自愈环算法管理，外接两个自愈环端口。所述AtmegaU8模块分别与自愈环网模块(XC6SLX45)，CPLD (XC95288)模块和中央处理器(PPC4(^)模块连接；所述AtmegaUS模块接受中央处理器(PPC4(^)指令，通过 CPLD(XC95288)译码逻辑将FLASH里面的网表加载到自愈环网模块0CC6SLX45)里面。所述CPLD (XC95288)模块接收AtmegaU8模块的指令，对FLASH操作，所述 CPLD(XC95288)模块具有译码逻辑功能。实施例2:电源采集模块的工作电压为85 ^5VAC，插件模块为M端口，前12端口一端与 MAC芯片模块(BCM5348)连接，另一端外接网络设备，后12端口端口一端与PHY芯片模块 (BCM5248)连接，另一端外接网络设备，该插件模块支持光口，级联插件模块支持四个千兆光口，外壳采用2U机箱，配置为6个插件模块和1个级联插件，其余与实施例1相同。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种工业以太网交换机，包括外壳，其特征在于还包括电源模块、插件模块、级联插件模块，PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、Atmegal28模块、CPLD模块和FLASH 模块，其中，所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成；所述插件模块为后M端口或前M端口，为后M端口时，其一端与PHY模块连接，另一端外接网络设备；为前M端口时，其一端与MAC芯片模块连接，另一端外接网络设备；所述级联插件模块一端与MAC芯片模块连接，另一端外接网络设备；所述PHY模块一端与后M端口的插件模块连接，另一端与MAC芯片模块连接；所述MAC芯片模块有六个接口，上游端分别与PHY模块、前M端口插件模块和级联插件模块相连，下游端分别与与中央处理器模块和电源模块相连；所述中央处理器模块分别与MAC芯片模块，Atmegal28模块和电源模块连接；所述AtmegaUS模块分别与CPLD模块和中央处理器模块连接；所述CPLD模块分别与Atmegal观模块和FLASH模块相连。
2.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于还包括自愈环网模块，所述自愈环网模块分别与MAC芯片模块，Atmegal28模块和FLASH模块相连。
3.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述插件模块设有48个 10/100Mbps 双绞线电口或 24 个 IOOMbps 光口。
4.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述级联插件模块设有4 个千兆光口或4个10/100/1000Mbps双绞线电口。
5.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述CPLD模块采用 XC95288。
6.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述MAC芯片模块采用 BCM5;348。
7.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述PHY模块采用 BCM5M8。
8.根据权利要求2所述的工业以太网交换机，其特征在于所述自愈环网模块采用 )(C6SLX45。
9.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述中央处理器模块采用 PPC405。
10.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述外壳采用IU或者2U 结构，24 口以及24 口以下采用IU机箱，M 口以上采用2U机箱。
专利摘要本实用新型公开了一种工业以太网交换机，可应用于数字化变电站，工业，军事和交通领域，其包括外壳、电源模块、插件模块、级联插件模块，自愈环网模块，PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、Atmega128模块，CPLD模块和FLASH等，本实用新型是特别针对电力自动化和数字化变电站环境所设计的工业以太网交换机，在变电站环境下拥有强大的抗电磁干扰能力；交换性能极佳，无阻塞交换构架；物理连接故障(N-1)情况下，保护倒换会导致数据包不丢失，通信恢复延时为零；管理存储量强大，智能管理维护。从而达到减少人工操作、减少人工失误、降低运营成本，且全面满足电力环境，交通环境等的严苛要求，可用于数字化变电站网络，交通监控网络等。
文档编号H04L12/56GK201937617SQ201020536469
公开日2011年8月17日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者李明, 柴若愚, 罗海卫, 陈财建 申请人:成都星宇节能技术股份有限公司