专利名称：物理隔离以太网交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种物理隔离以太网交换机。
背景技术：
配用电网是电能分配使用的重要通道，是电网的重要组成部分。配用电网通信网是保证配用电网正常运行、故障快速相应、资源高效利用、业务实时实现、电カ生产可持续的信息通道。随着智能电网的建设进展，配用电网的通信系统需要解决更多业务信息的接入问题，包括高级配电自动化、用电信息采集、分布式电源接入、智能交互用电、三网融合和视频/环境监测等业务。传统的配用电网的通信网一般按照业务划分来独立建网，投入了大量的资金在通信系统中，特别是光纤通信系统的投资更大。这么多不同业务的通信网带 了极大的运行维护量和管理问题。业务网络融合是智能配用电网的发展趋势，可避免通信网的重复建设、实现数据有效利用、提高网络的使用效率。根据电カ二次系统安全防护规定，智能配用电网的这些业务分属于生产控制大区和管理信息大区，这些大区之间要实现物理隔离的融合。庞大的配用电网由于其自身特点，无法与主网ー样分别建设调度数据网和综合数据网类满足不同类型业务进行承载。同时，配用电网的通信设备所处的环境和变电站的环境不一样，有的在环网柜内，有的在柱上开关侧，有的在配电房等。在这些开放式的环境下，需要考虑外界对通信网的恶意攻击、数据截取等入侵行为。为实现各个业务之间在通信层面的物理隔离，当前的做法是在配网站点放置两台通信设备，两类业务分别接入。这种方法虽然实现了物理隔离，但需要采用双网双设备布线，不仅増加大量成本，而且还不利于安装、维护和管理。
发明内容本实用新型的目的就是提供一种设备成本低、网络布线简单、管理和维护方便的物理隔离以太网交换机。本实用新型的物理隔离以太网交换机，包括两组组件类型及连接方式相同的通信端ロ、波分复用合波模块、波分复用分波模块和光纤接ロ，每ー组通信端ロ包括处理器、闪存、静态存储器、交换芯片、百兆以太网接ロ芯片、千兆以太网接ロ芯片、切换开关、光模块、网ロ变压器、双绞线接ロ，处理器与闪存、静态存储器连接组成中央处理模块，用于管理和配置交换芯片，处理数据信息，交換芯片与处理器连接，并与百兆以太网接ロ芯片、千兆以太网接ロ芯片连接组成交换模块，用于组内数据的交換，百兆以太网接ロ芯片通过网ロ变压器与双绞线网络接ロ连接组成本地端ロ模块，用于连接終端或下层设备，千兆以太接ロ芯片通过切换开关与光模块连接，用于连接上联端ロ ；波分复用合波模块将把从光模块发送过来的不同波长的光载波信号通过合波器汇合在一起，并耦合到一根光线中，通过光纤接ロ往外传输，波分复用分波模块则把从光纤接ロ接收到的光波信号通过分波器分离出不同波长的光波信号，然后通过光模块转换成电信号传输给千兆以太网接ロ芯片，千兆以太网接ロ芯片再把电信号发给交换芯片转发给本地終端设备。本实用新型的物理隔离以太网交换机，光模块与千兆以太网接ロ芯片之间通过切换开关连接，通过控制按钮操作切换开关，实现在不改变终端设备的连接的情况下快速实现两组端ロ的互換，它实现了在不增加网络设备、不改变布线拓扑的情况下，使得不同组别内的业务数据在交換和传输中的完全物理隔离。ー个站点只需一台设备，外联只需一个网络拓扑，即可实现物理隔离，这就大大降低了设备成本，简化了网络布线，方便了管理和维护。
图I本实用新型的原理框图；图2为波分复用模块信号连接图。
具体实施方式
參见图1，ー种物理隔离以太网交换机的A组处理器与闪存、静态存储器连接组成中央处理模块，用于管理和配置交换芯片，处理一些数据信息；交換芯片与处理器连接，并与百兆以太网接ロ芯片、千兆以太网接ロ芯片连接组成交换模块，用于组内数据的交換；百兆以太网接ロ芯片通过网ロ变压器与双绞线接ロ(RJ45 ロ )连接组成本地端ロ模块，用于连接终端或下层设备；千兆以太网接ロ芯片通过切换开关与光模块连接，用于连接上联端ロ。所述物理隔离以太网交换机的B组组件类型及连接方式与A组相同。A组端ロ用于连接实行某一业务的終端设备或者下联交换机等网络设备，B组端ロ用于连接另ー类需与A组业务隔离的其它终端设备或者下联交换机等网络设备。上联ロ为光纤接ロ，用于跟远端的物理隔离以太网交换机互联。各组组内的終端设备的数据可以通过组内的交換芯片进行交換、转发，不同组间的数据则无法交換，只能通过上联ロ与远端的物理隔离交换机进行数据通信。各组端ロ所连接的終端设备的数据通过百兆以太网接ロ芯片发往组内的交換芯片，交换芯片再把该数据转发给千兆以太网接ロ芯片，千兆以太网接ロ芯片把数据转换成差分输出信号，定义为A组Signal_out+/_和B组Signal_out+/-,两组Signal_out+/_通过切换开关后发送给光模块，再通过光模块把差分信号转换成光波信号，A组光模块转换成的光波波长为1550nm( λ I) ,B组光模块转换成的光波波长为1310nm( λ 3)。两种波长的光波信号(λ 1，λ 3)通过波分复用模块汇合在一起，耦合进一根光纤中，最后通过光纤接ロ输送出去。当远端设备往本地終端设备发送数据时，波分复用分波模块对光纤中的光波信号进行分波，分离出1550nm( λ 2)和1310nm( λ 4)波长的光波信号，1550nm的光波信号发送给A组光模块，1310nm的光波信号发送给B组光模块，光模块把光信号转换成差分电信号，在此定义为A组Signal_in+/_和B组Signal_in+/_,两组Signal_in+/_通过切换开关后发送给千兆以太网接ロ芯片，接ロ芯片再发给交换芯片，然后由交换芯片把数据转发给本地的終端设备。波分复用模块的连接方式及光波信号的传输方向參见图2说明，本地的A组端ロ设备只能与远端的A组端ロ设备通信，本地的B组端ロ设备也只能与远端的B组端ロ设备通信，如果本地的B组端ロ设备需要与远端的A组端ロ设备通信，可以通过控制切换开关实现，本实用新型采用了两颗四路ニ选一的高速电子模拟开关做为切换开关，用一个锁定按钮控制，模拟开关的A端与光模块连接，光模块的输出差分电信号定义为RX+/-，输入差分电信号定义为TX+/-，模拟开关的BI端和B2端分别与千兆以太网接ロ芯片的signal_out+/-、signal_in+/_信号连接。当按钮松开时,切换开关把A组光模块与A组千兆以太网接ロ芯片连通，把B组光模块与B组千兆以太网接ロ芯片连通；按下按钮时，切换开关把B组光模块与A组千兆以太网接ロ芯片连通， 把A组光模块与B组千兆以太网接ロ芯片连通，此时本地的A组端ロ设备只能与远端的B端ロ设备通信，本地的B组端ロ设备只能与远端的A端ロ设备通信。
权利要求1.ー种物理隔离以太网交换机，包括两组组件类型及连接方式相同的通信端ロ、波分复用合波模块、波分复用分波模块和光纤接ロ，其特征在干每ー组通信端ロ包括处理器、闪存、静态存储器、交换芯片、百兆以太网接ロ芯片、千兆以太网接ロ芯片、切换开关、光模块、网ロ变压器、双绞线接ロ，处理器与闪存、静态存储器连接组成中央处理模块，用于管理和配置交换芯片，处理数据信息，交換芯片与处理器连接，并与百兆以太网接ロ芯片、千兆以太网接ロ芯片连接组成交换模块，用于组内数据的交換，百兆以太网接ロ芯片通过网ロ变压器与双绞线网络接ロ连接组成本地端ロ模块，用于连接終端或下层设备，千兆以太接ロ芯片通过切换开关与光模块连接，用于连接上联端ロ ；波分复用合波模块把从光模块发送过来的不同波长的光载波信号通过合波器汇合在一起，并耦合到一根光线中，通过光纤接ロ往外传输，波分复用分波模块则把从光纤接ロ接收到的光波信号通过分波器分离出不同波长的光波信号，然后通过光模块转换成电信号传输给千兆以太网接ロ芯片，千兆以太网接ロ芯片再把电信号发给交换芯片转发给本地終端设备。
专利摘要一种本实用新型的物理隔离以太网交换机，包括两组组件类型及连接方式相同的通信端口、波分复用合波模块、波分复用分波模块和光纤接口，每一组通信端口由处理器与闪存、静态存储器连接组成中央处理模块，用于管理和配置交换芯片，交换芯片与处理器连接，并与百兆以太网接口芯片、千兆以太网接口芯片连接组成交换模块，百兆以太网接口芯片通过网口变压器与双绞线网络接口连接，千兆以太接口芯片通过切换开关与光模块连接。本实用新型实现了在不增加网络设备的情况下，使得不同组别内的业务数据在交换和传输中的完全物理隔离，这就大大降低了设备成本，简化了网络布线，方便了管理和维护。
文档编号H04L12/56GK202602694SQ20122027494
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者李健 申请人:江西省电力公司信息通信分公司