专利名称：工业型监控光交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业型交换机，具体地说是在传输距离和传输速率适应能力极强的工业型监控光交换机。
背景技术：
从2000年开始，视频监控进入了高请IP时代，多数监控信号至少要求达到1280*720P的分辨率，为了节省传输带宽，一般采用了压缩传输方式，首先在前端将摄像机视频信号压缩为以4M 12M带宽的以太网信号，然后通过网络传输，在中心将以太网信号存储、解码显示。随着监控数量和密度增大，在一个范围内的以太网监控信号汇集后，通过光纤传输成为了性价比较高的传输方式。目前工业上的以太网交换机，信号传输距离受局限，以太网信号在5类或5类以上的双绞线上传输的距离在100米之内，这样同一个以太网交换机只能支持100米范围内的信号传输。本实用新型是针对此现状而开发，使同一台以太网交换机能支持500米范围内的信号传输。
发明内容本实用新型的目的是针对1000M以太网信号在5类或超5类的双绞线上传输距离被限制在100米以内，限制了普通交换机在连接比较分散的以太网信息点所起的作用的问题，为了突破此距离限制，提出一种工业型监控光交换机。该工业型监控光交换机使双绞线的最远传输距离达到500 米，可以将此范围内的IP信号通过双绞线连接到交换机，并且还可以通过光纤口远距离传输。本实用新型专利的技术方案是:一种工业型监控光交换机，它包括16路长距离以太网接口、8路普通以太网接口、4路以太网光纤接口、二选一电路模块、4个光模块、交换芯片和两个长线驱动PHY芯片；所述以太网交换机的各路以太网接口均与外界的以太网设备连接，16路长距离以太网接口通过两个长线驱动PHY芯片与交换芯片连接，4路普通以太网接口与交换芯片的PHY接口连接，另4路普通以太网接口与二选一电路模块连接，4路以太网光纤接口通过4个光模块与二选一电路模块连接，二选一电路模块与交换芯片的PHY接口连接，两个长线驱动PHY芯片通过SGMII接口管脚与交换芯片的SGMII接口连接。本实用新型的4路普通以太网接口与交换芯片之间各串接一以太网接口变压器，另4路普通以太网接口与二选一电路模块之间各串接一以太网接口变压器，16路长距离以太网接口与两长线驱动PHY芯片之间各串接一以太网接口变压器。本实用新型的监控光交换机还包括FLASH存储器、EEPROM存储器、SRAM存储器、系统重启电路和LED指示电路；所述FLASH存储器通过8位数据/地址总线与交换芯片连接，EEPROM存储器通过I2 C总线与交换芯片连接，SRAM存储器通过8位数据/地址总线与交换芯片连接，系统重启电路与交换芯片连接，LED指示电路直接与交换芯片的指示管脚连接。本实用新型的交换芯片和两个PHY芯片各有独立的时钟电路，交换芯片时钟电路接交换芯片的时钟管脚，两个PHY芯片时钟电路各接两个长线驱动PHY芯片的时钟管脚。本实用新型还包括RS232通信接口和RS232通信电路，网管软件模块与RS232通信接口连接，RS232通信接口通过RS232通信电路与交换芯片的RS232接口连接。 本实用新型的电源输入可以是48V电压输入，48V电源工业接线端子通过第一 DC/DC转换电路输出5V电压，5V电压通过第二 DC/DC转换电路输出3.3V和1.2V工作电压，第二 DC/DC转换电路输出端接交换芯片和PHY芯片的电压输入管脚；本实用新型的电源输入还可以是5V电压输入，5V电源工业接线端子通过第二 DC/DC转换电路输出3.3V和1.2V工作电压，第二 DC/DC转换电路输出端接交换芯片和PHY芯片的电压输入管脚。本实用新型的有益效果:本实用新型利用双绞线既可以以1000M的速率连接f 100米范围内的以太网信号，也可以以IOM或100M的速率连接100米飞00米范围内的以太网信号，另外也可以利用光纤以1000M的速率传输100公里范围内的以太网信号，这样可以将500米范围内的20多路以太网信号利用双绞线连接到同一台交换机上，再通过光纤远距离传输到中心端。本实用新型可以广泛应用在电信和广电接入运营网、城域主干网络、安防视频监控、智能交通、宽带接入和网吧运营系统、高可靠工业自动化以太网通信、电力自动化配网、企事业、厂矿企业网络和校园网络、信息发布和新闻中心、交通诱导和信息显示系统、户外大屏显示系统、大型舞台展示和AV娱乐中心、体育运动赛场、电视直播、多功能多媒体会议系统、军事指挥和演习、指挥控制中心、医学影像处理、自动化控制中心及多媒体教学系统等领域。尤其目前随着IP高清监控的市场占有率超过50%，已及公安部320工程的快速推进，IP监控视频的传输需 求加快，工业监控以太网交换机作为将视频从监控点接入监控中心的核心设备必将获得较大发展。本实用新型工业型监控光交换机具有交换带宽高、接口方式多(包含普通以太口、长线驱动口、光纤口)、模块化设计、配置灵活、性价比高等特点，可根据客户实际工程需要配置相应的接口，有效节约成本，同时可以依据现场情况，通过交换机网管软件组成点对点、汇聚、总线、环路自愈、双通道备份、多种方式混合等拓扑结构。
图1是本实用新型工业型监控光交换机的原理图。图2是本实用新型工业型监控光交换机的详细连接图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1、2所示，交换机的核心是VSC7390交换芯片。4路普通以太网RJ45接口将外界的以太网信号连接到两个以太网接口变压器初级，以太网接口变压器的次级连接二选一电路的输入端。4路千兆以太网光纤接口将外界的光信号连接到4个光模块，4个光模块将光信号转化为差分电信号并接到二选一电路的输入端。二选一电路模块选择光纤接口信号或普通以太网信号中的一种，将选择的信号连接到交换芯片的PHY接口。另4路普通以太网RJ45接口将外界的以太网信号连接到两个以太网接口变压器初级，以太网变压器的次级连接交换芯片的PHY接口，8路BroadR-Reach长距离RJ45接口将外界的以太网信号连接到4个以太网接口变压器的初级，以太网接口变压器的次级与一个BroadR-Reach长距离PHY芯片(BCM54880)的输入口连接，该BroadR-Reach长距离PHY芯片的SGMII与交换芯片对应的SGMII接口连接。另8路BroadR-Reach长距离RJ45接口将外界的以太网信号连接到另4个以太网接口变压器的初级，以太网接口变压器的次级与另一个BroadR-Reach长距离PHY芯片(BCM54880)的输入口连接，该BroadR-Reach长距离PHY芯片的SGMII与交换芯片对应的SGMII接口连接。24路以太网信号被转成标准的SGMII信号后进入核心交换芯片，交换芯片在IOS操作系统的配合下，对24路信号完成信号输入、信号交换和信号输出的工作。交换机配置接口 Console接口通过接口转换芯片将外界标准的电脑串口 RS232信号转化为TTL信号后与 交换芯片VSC7390连接。可以通过此接口配置交换机，传输交换机的网管软件等。EEPROM存储器通过I2 C总线与交换芯片连接，可以在开机时为系统提供基本的IOS操作系统。FLASH存储器通过8位数据/地址总线与交换芯片连接，为系统保存运行配置参数。SRAM存储器通过8位数据/地址总线与交换芯片连接，当系统上电启动时，FLASH存储器中的完整的IOS操作系统被读入SRAM存储器中，并保存。LED指示电路直接与交换芯片的指示管脚连接，用于指示交换机各个接口和系统的工作状态。交换芯片和两个PHY芯片各有独立的时钟电路，交换芯片时钟电路接交换芯片的时钟管脚，两个PHY芯片时钟电路各接两个长线驱动PHY芯片的时钟管脚，所述3个时钟电路为3块芯片提供了时钟信号。电源接口可以接48V电压输入，也可以接5V电压输入。如果是48V输入，则电源首先通过第一 DC/DC转换模块输出5V电压，然后5V电压通过第二 DC/DC转换模块输出3.3V和1.2V工作电压；如果是5V输入，则5V电压直接通过第二 DC/DC转换模块输出3.3V和1.2V工作电压，5V电压、3.3V电压和1.2V电压分别给系统提供独立的电源功率。本实用新型工业型监控光交换机的核心交换芯片采用市售芯片VSC7390 ;长线驱动芯片采用BROADCOM公司的BCM54880PHY芯片。以太网接口采用标准的8 口 RJ45集成接口，以太网变压器采用15FB-41DNL集成千兆网络变压器。二选一芯片采用市售CBTLV3257选择芯片。光模块采用1.25G速率的光模块HWTR-24-335121252F/353121252F，光纤连接器可采用FC、ST、SC等法兰；时钟电路可采用市售芯片HX0-36B、25M晶振。[0038]LED驱动电路可采用市售芯片74L04，LED显示电路可采用市售发光二极管L-314 ；SRAM存储芯片采用市售的标准128K*8bit的存储芯片，EEPROM存储芯片采用128K的95A128芯片，FLASH存储芯片采用市售的标准39VF040。网管通信接口采用市售RS232芯片MAX3221。本实用 新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种工业型监控光交换机，其特征是它包括16路长距离以太网接口、8路普通以太网接口、4路以太网光纤接口、二选一电路模块、4个光模块、交换芯片和两个长线驱动PHY芯片；所述以太网交换机的各路以太网接口均与外界的以太网设备连接，16路长距离以太网接口通过两个长线驱动PHY芯片与交换芯片连接，4路普通以太网接口与交换芯片的PHY接口连接，另4路普通以太网接口与二选一电路模块连接，4路以太网光纤接口通过4个光模块与二选一电路模块连接，二选一电路模块与交换芯片的PHY接口连接，两个长线驱动PHY芯片通过SGMII接口管脚与交换芯片的SGMII接口连接。
2.根据权利要求1所述的工业型监控光交换机，其特征是所述4路普通以太网接口与交换芯片之间各串接一以太网接口变压器，另4路普通以太网接口与二选一电路模块之间各串接一以太网接口变压器，16路长距离以太网接口与两长线驱动PHY芯片之间各串接一以太网接口变压器。
3.根据权利要求1所述的工业型监控光交换机，其特征是所述监控光交换机还包括FLASH存储器、EEPROM存储器、SRAM存储器、系统重启电路和LED指示电路；所述FLASH存储器通过8位数据/地址总线与交换芯片连接，EEPROM存储器通过I2 C总线与交换芯片连接，SRAM存储器通过8位数据/地址总线与交换芯片连接，系统重启电路与交换芯片连接，LED指示电路直接与交换芯片的指示管脚连接。
4.根据权利要求1所述的工业型监控光交换机，其特征是所述交换芯片和两个PHY芯片各有独立的时钟电路，交换芯片时钟电路接交换芯片的时钟管脚，两个PHY芯片时钟电路各接两个长线驱动PHY芯片的时钟管脚。
5.根据权利要求1所述的工业型监控光交换机，其特征是所述监控光交换机还包括RS232通信接口和RS232通信电路，网管软件模块与RS232通信接口连接，RS232通信接口通过RS232通信电路与交换芯片的RS232接口连接。
6.根据权利要求1所述的工业型监控光交换机，其特征是48V电源工业接线端子通过第一 DC/DC转换电路输出5V电压，5V电压通过第二 DC/DC转换电路输出3.3V和1.2V工作电压，第二 DC/DC转换电路输出端接交换芯片和PHY芯片的电压输入管脚。
7.根据权利要求1所述的工业型监控光交换机，其特征是5V电源工业接线端子通过第二 DC/DC转换电路输出3.3V 和1.2V工作电压，第二 DC/DC转换电路输出端接交换芯片和PHY芯片的电压输入管脚。
专利摘要一种工业型监控光交换机，具有3种不同的以太网信号接口，普通千兆以太网接口、BroadR-Reach长距离以太网接口、1000BASE-X以太网光纤接口，每个接口的传输速率最大可以达到1000M，3种以太网接口的数量合计可以达到24个。此交换机可以满足500米范围内IP视频监控信号的汇聚集中传输，是一种实用性强，性价比较高的以太网交换机。
文档编号H04L12/931GK203120093SQ20132003700
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者姜小春 申请人:江苏新创光电通信有限公司