以太网链路切换装置的制作方法

本实用新型涉及网络技术领域，具体地，涉及一种以太网链路切换装置。

背景技术：

工业以太网吸引着越来越多的制造业厂商，因为其有低成本、高智能、高扩展性和高实效的能力。在许多工业通信控制领域的实际应用中，设备所处在的环境很复杂，用户对以太网的可靠性、稳定性要求也越来越高。为了保证在通信控制系统，网络掉线或交换机故障的情况下，整个通信系统不会瘫痪，现在大多采用以太网链路切换装置来提高网络容错能力。

图1是现有的以太网冗余链路切换装置的结构框图。如图1所示，现有的以太网冗余链路切换装置采用了CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)模块和以太网物理层芯片PHY。中央处理器通过MAC(multiple access channel，多址接入信道)端口和GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)端口连接CPLD模块，CPLD模块再通过数据线与控制线分别连接两个以太网物理层芯片。该方案的缺点在于：如果CPLD模块出现问题，那么CPLD模块后面的器件或系统都无法运行了，易产生网络连接故障，增加了维修成本。

技术实现要素：

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种以太网链路切换装置，以减少网络连接故障，降低维修成本。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种以太网链路切换装置，包括：

一个主链路和至少一个冗余链路；

主链路包括第一以太网控制器、与第一以太网控制器连接的第一以太网物理层芯片、与第一以太网物理层芯片连接的第二以太网物理层芯片；

每一冗余链路包括第二以太网控制器、与第二以太网控制器连接的第三以太网物理层芯片、与第三以太网物理层芯片连接的第四以太网物理层芯片；

链路切换装置，用于在主链路发生数据传输故障时，切换为由一冗余链路进行数据传输。

在其中一种实施例中，还包括：连接于第一以太网物理层芯片与第二以太网物理层芯片之间的第一以太网网络变压器，用于匹配第一以太网物理层芯片发送的请求信号与第二以太网物理层芯片发送的应答信号的电平。

在其中一种实施例中，还包括：连接于第一以太网网络变压器与第二以太网物理层芯片之间的第一RJ45连接器，用于传输第一以太网物理层芯片发送的请求信号、第二以太网物理层芯片发送的应答信号。

在其中一种实施例中，每一冗余链路上设有第二以太网网络变压器，连接在该冗余链路上第三以太网物理层芯片与第四以太网物理层芯片之间，用于匹配该冗余链路上第三以太网物理层芯片发送的请求信号与第四以太网物理层芯片发送的应答信号的电平。

在其中一种实施例中，每一冗余链路上还设有第二RJ45连接器，连接在该冗余链路上第二以太网网络变压器与第四以太网物理层芯片之间，用于传输该冗余链路上第三以太网物理层芯片发送的请求信号、第四以太网物理层芯片发送的应答信号。

在其中一种实施例中，第二以太网物理层芯片和至少一个第四以太网物理层芯片位于计算机内部。

在其中一种实施例中，还包括：网络交换机，包括多个输入端口，以及与输入端口一一对应的多个输出端口；

网络交换机的其中一个输入端口连接主链路上第一RJ45连接器，与该输入端口对应的输出端口连接主链路上第二以太网物理层芯片；

网络交换机的另多个输入端口分别连接一冗余链路上第二RJ45连接器，与该多个输入端口一一对应的多个输出端口分别连接该冗余链路上第四以太网物理层芯片。

在其中一种实施例中，第一以太网物理层芯片具体用于：向第二以太网物理层芯片发送请求信号，在预定时长内没有收到第二以太网物理层芯片的应答信号时，向第一以太网控制器发送数据传输故障信号；

第一以太网控制器具体用于：将数据传输故障信号发送给链路切换装置；

链路切换装置具体用于：在接收到数据传输故障信号后，确定在主链路发生数据传输故障，切换为由一冗余链路进行数据传输。

在其中一种实施例中，第一以太网物理层芯片还包括寄存器，用于设置向第一以太网控制器发送数据传输故障信号的时间。

在其中一种实施例中，发送数据传输故障信号的时间为0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一。

本实用新型实施例的以太网链路切换装置，包括：一个主链路和至少一个冗余链路；主链路包括第一以太网控制器、与第一以太网控制器连接的第一以太网物理层芯片、与第一以太网物理层芯片连接的第二以太网物理层芯片；每一冗余链路包括第二以太网控制器、与第二以太网控制器连接的第三以太网物理层芯片、与第三以太网物理层芯片连接的第四以太网物理层芯片；链路切换装置在主链路发生数据传输故障时，切换为由一冗余链路进行数据传输，无需CPLD模块即可完成链路切换，减少了网络连接故障，降低了维修成本。

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他的附图。

图1是现有的以太网冗余链路切换装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例以太网链路切换装置的结构框图；

图3是本实用新型实施例以太网链路切换装置第一种实施例的结构框图；

图4是本实用新型实施例以太网链路切换装置第二种实施例的结构框图；

图5是本实用新型实施例以太网链路切换装置第三种实施例的结构框图；

图6是本实用新型实施例以太网链路切换装置第四种实施例的结构框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

鉴于目前以太网冗余链路切换装置易产生网络连接故障，增加了维修成本，本实用新型实施例提供一种以太网链路切换装置，包括：一个主链路和至少一个冗余链路；主链路包括第一以太网控制器、与第一以太网控制器连接的第一以太网物理层芯片、与第一以太网物理层芯片连接的第二以太网物理层芯片；每一冗余链路包括第二以太网控制器、与第二以太网控制器连接的第三以太网物理层芯片、与第三以太网物理层芯片连接的第四以太网物理层芯片；链路切换装置在主链路发生数据传输故障时，切换为由一冗余链路进行数据传输，无需CPLD模块即可完成链路切换，减少了网络连接故障，降低了维修成本。以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

图2是本实用新型实施例以太网链路切换装置的结构框图。如图2所示，以太网链路切换装置包括：一个主链路和至少一个冗余链路；主链路包括第一以太网控制器11、与第一以太网控制器11连接的第一以太网物理层芯片13、与第一以太网物理层芯片13连接的第二以太网物理层芯片15；每一冗余链路包括第二以太网控制器12、与第二以太网控制器12连接的第三以太网物理层芯片14、与第三以太网物理层芯片14连接的第四以太网物理层芯片16；链路切换装置10，用于在主链路发生数据传输故障时，切换为由一冗余链路进行数据传输。

其中，第一以太网控制器11和第二以太网控制器12均可以采用千兆以太网控制器eTSEC，通过RGMII接口(Reduced Gigabit Media Independent Interface，吉比特介质独立接口)进行数据传输；第一以太网物理层芯片13、第二以太网物理层芯片15、第三以太网物理层芯片14和第四以太网物理层芯片16均可以采用以太网物理层芯片88E1512。

实施例中，第一以太网物理层芯片13具体用于：向第二以太网物理层芯片15发送请求信号，在预定时长内没有收到第二以太网物理层芯片15的应答信号时，向第一以太网控制器11发送数据传输故障信号；第一以太网控制器11具体用于：将数据传输故障信号发送给链路切换装置10；链路切换装置10具体用于：在接收到数据传输故障信号后，确定在主链路发生数据传输故障，切换为由一冗余链路进行数据传输。

当由一冗余链路进行数据传输时，进行数据传输的冗余链路上的第三以太网物理层芯片14向该冗余链路上的第四以太网物理层芯片16发送请求信号，在预定时长内没有收到第四以太网物理层芯片16的应答信号时，向第二以太网控制器12发送数据传输故障信号；第二以太网控制器12将数据传输故障信号发送给链路切换装置10；链路切换装置10在接收到数据传输故障信号后，确定在进行数据传输的冗余链路上发生数据传输故障，切换为由另一个冗余链路进行数据传输。

图3是本实用新型实施例以太网链路切换装置第一种实施例的结构框图。如图3所示，以太网链路切换装置还可以包括：连接于第一以太网物理层芯片13与第二以太网物理层芯片15之间的第一以太网网络变压器30，用于匹配第一以太网物理层芯片13发送的请求信号与第二以太网物理层芯片15发送的应答信号的电平。

具体实施时，第一以太网物理层芯片13的接口电平与第二以太网物理层芯片15的接口电平不一致，此时第二以太网物理层芯片15无法接收第一以太网物理层芯片13发送的请求信号，第一以太网物理层芯片13也无法接收第二以太网物理层芯片15发送的应答信号。第一以太网网络变压器30可以匹配第一以太网物理层芯片13发送的请求信号与第二以太网物理层芯片15发送的应答信号的电平，令第一以太网物理层芯片13可以接收到经过电平匹配的应答信号，第二以太网物理层芯片15也可以接收到经过电平匹配的请求信号。

如图3所示，每一冗余链路上还可以设有第二以太网网络变压器31，连接在该冗余链路上第三以太网物理层芯片14与第四以太网物理层芯片16之间，用于匹配该冗余链路上第三以太网物理层芯片14发送的请求信号与第四以太网物理层芯片16发送的应答信号的电平。

其中，第一以太网网络变压器30和第二以太网网络变压器31均可以采用以太网网络变压器HX5020NL，通过MDI(Medium Dependent Interface，介质相关接口)传输数据。

图4是本实用新型实施例以太网链路切换装置第二种实施例的结构框图。如图4所示，以太网链路切换装置还可以包括：连接于第一以太网网络变压器30与第二以太网物理层芯片15之间的第一RJ45连接器40，用于传输第一以太网物理层芯片13发送的请求信号、第二以太网物理层芯片15发送的应答信号。

如图4所示，每一冗余链路上还设有第二RJ45连接器41，连接在该冗余链路上第二以太网网络变压器31与第四以太网物理层芯片16之间，用于传输该冗余链路上第三以太网物理层芯片14发送的请求信号、第四以太网物理层芯片16发送的应答信号。

图5是本实用新型实施例以太网链路切换装置第三种实施例的结构框图。如图5所示，以太网链路切换装置还可以包括：网络交换机50，包括多个输入端口，以及与输入端口一一对应的多个输出端口；网络交换机50的其中一个输入端口连接主链路上第一RJ45连接器40，与该输入端口对应的输出端口连接主链路上第二以太网物理层芯片15，用于增强第一RJ45连接器40传输的请求信号、第二以太网物理层芯片15发送的应答信号；网络交换机50的另多个输入端口分别连接一冗余链路上第二RJ45连接器41，与该多个输入端口一一对应的多个输出端口分别连接该冗余链路上第四以太网物理层芯片16，用于增强该冗余链路上第二RJ45连接器41传输的请求信号、第四以太网物理层芯片16发送的应答信号。

图6是本实用新型实施例以太网链路切换装置第四种实施例的结构框图。如图6所示，第二以太网物理层芯片15和至少一个第四以太网物理层芯片16可以位于计算机20内部。

具体实施时，第一以太网物理层芯片13还可以包括寄存器，用于设置向第一以太网控制器11发送数据传输故障信号的时间。其中，发送数据传输故障信号的时间为可以为0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一。现有技术中以太网链路切换装置的切换链路时间需要100ms以上，而本实用新型可以将切换链路的时间控制在50ms以内，因此，本实用新型大大缩短了切换以太网链路的时间。

综上，本实用新型实施例的以太网链路切换装置，包括：一个主链路和至少一个冗余链路；主链路包括第一以太网控制器、与第一以太网控制器连接的第一以太网物理层芯片、与第一以太网物理层芯片连接的第二以太网物理层芯片；每一冗余链路包括第二以太网控制器、与第二以太网控制器连接的第三以太网物理层芯片、与第三以太网物理层芯片连接的第四以太网物理层芯片；链路切换装置在主链路发生数据传输故障时，切换为由一冗余链路进行数据传输，无需CPLD模块即可完成链路切换，减少了网络连接故障，降低了维修成本。

本实用新型还可以通过以太网物理层芯片中设置的寄存器，将发送数据传输故障信号的时间设定为0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一，大大缩短了切换以太网链路的时间。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。