一种新型多功能交换机的制作方法

本实用新型涉及网络通信领域，具体涉及一种新型多功能交换机。

背景技术：

以太网是一种传输速度快、带宽高的通信方式，具有性价比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。在系统设计过程中，通常会用到以太网通信。由于各个子系统网口资源有限，要实现多个子系统间的以太网通信必须使用以太网交换机。目前行业内主流的以太网交换机主要有以下特征：

1、以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥，能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。

2、以太网交换机的每个端口都可通过网线与主机相连，各端口由同一个电源适配器供电。

3、以太网交换机各端口统一采用二层或三层交换方式，采用二层交换方式的以太网交换机称为二层交换机，采用三层交换方式的以太网交换机称为三层交换机。

4、以太网交换机的物理尺寸、端口位置分布和端口数量出厂时都已固定，都由厂家依据大众化需求进行设计。

上述现有技术存在以下缺点：

1. 接入方式单一。目前常见的交换机只能通过光纤或网线与之连接，无法直接实现无线接入，要想实现无线接入还需外加无线设备，增加了系统设计的成本。

2. 一个交换机只能是二层交换机或三层交换机，对于同时需要执行两层交换和三层交换任务的系统，不能有针对性的进行处理，会造成硬件资源的浪费，同时也影响工作的效率。

3. 无法实现部分端口的休眠与唤醒控制。交换机电源开启后所有端口即开始工作，无法将未使用或者欲切断的网络的交换机端口关闭，增加了功耗。

4. 物理尺寸、端口位置分布、数量分配不灵活。系统设计时需要将特定端口数量的交换机装入19寸标准机柜中，考虑到整机系统的可操作性及美观度需要采用后出线的方式，目前标准的路由器很难同时满足系统的需求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型多功能交换机。

本实用新型的技术方案具体为：

一种新型多功能交换机：包括隔离电源模块、二层交换机模块、三层交换机模块、无线路由模块、LED灯组模块；隔离电源模块为无线路由模块、三层交换机模块、二层交换机模块提供工作电源，三层交换机模块和无线路由模块连接，LED灯组模块分别与无线路由模块、三层交换机模块、二层交换机模块、隔离电源模块连接用于实现电源状态指示与各端口工作状态指示。

进一步的：三层交换机模块通过网络变压器外接磁式RJ45插座用于实现各个端口基于IP的网络交互功能。

进一步的：二层交换机模块通过网络变压器外接磁式RJ45插座用于实现各个端口基于MAC的网络交互功能。

进一步的：所述隔离电源模块具体结构为；外部电源通过AC220V-DC12V变压器分为三路输出，其中一路输出通过程控开关为无线路由模块供电，一路输出经过DC12V-DC3.3V为三层交换机模块供电，一路输出依次经过程控开关、DC12V-DC3.3V为二层交换机模块供电，三路输出相互隔离。

进一步的：所述LED灯组模块包括有电源指示灯、运行指示灯、网络指示灯，电源指示灯、运行指示灯都与隔离电源模块连接，电源指示灯用于指示交换机单元的电源通断状态；运行指示灯用于指示交换机单元的休眠与唤醒状态；网络指示灯与三层交换机模块外部连接端口以及二层交换机模块外部连接端口连接用于指示各网络端口的连接状态与运行状态。

进一步的：所述的一种新型多功能交换机安装在机箱内部。

进一步的：所述机箱采用标准机柜上架式机箱。

进一步的：所述一种新型多功能交换机在机箱内部安装时隔离电源模块集成在电源板上，三层交换机模块和二层交换机模块都集成在交换机底板上，LED灯组模块集成在指示灯板上。

进一步的：电源板和交换机底板设置在机箱后部，指示灯板设置在机箱前部。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果为：

1.增加了无线接入功能，使得有线接入网络能直接通过此交换机单元与无线接入网络进行信息交互，无需外加无线设备，简化了系统设计，降低了系统成本。

2.交换机内部同时集成了二层交换机和三层交换机，两交换机模块相对独立，可以有针对性的处理不同层的数据交互任务，提高了工作效率；模块化的设计降低了维修难度，缩减了修复时间。

3.为交换机中的部分端口增加了电源控制功能，可以在该部分端口空闲时将其关闭，有效的降低了系统的功耗。

4.外观采用标准化设计，使得交换机单元可以在19寸标准机柜中使用。后出线的方式设计增加了系统的可操作性和美观度。

附图说明

图1是本实用新型设计框图。

图2为隔离电源模块原理框图。

图3为LED灯组模块原理框图。

图4为本实用新型侧视图。

图5为本实用新型顶端示意图。

图6为本实用新型前端示意图。

图7为本实用新型后端示意图。

图8为本实用新型内部示意图。

具体实施方式

一种新型多功能交换机，在硬件结构上分为以下几个部分：隔离电源模块、二层交换机模块、三层交换机模块、无线路由模块、LED灯组模块。本实用新型设计框图如图1所示；隔离电源模块为无线路由模块、三层交换机模块、二层交换机模块提供工作电源，三层交换机模块和无线路由模块连接，LED灯组模块分别与无线路由模块、三层交换机模块、二层交换机模块、隔离电源模块连接用于实现电源状态指示与各端口工作状态指示。

本实用新型中的三层交换机模块由隔离电源模块输出的电源直接供电。三层交换机模块通过网络变压器外接磁式RJ45插座用于实现各个端口基于IP的网络交互功能。二层交换机模块由隔离电源模块输出的可程控通断的+3.3V电源供电，通过网络变压器外接磁式RJ45插座用于实现各个端口基于MAC的网络交互功能。无线路由模块由隔离电源模块输出的可程控通断的+3.3V电源供电，通过网线连接到三层交换机模块用于实现外部网络的无线接入。LED灯组模块用于实现电源状态指示与各端口工作状态指示。

所述隔离电源模块原理框图如图2所示；外部220V电源通过AC220V-DC12V变压器输出12V电源，12V电源的一部分经过5V程控开关后直接为无线路由模块供电，另一部分经过DC12V-DC3.3V模块转换为3.3V为三层交换机模块供电，最后一部分经过程控开关后，再由DC12V-DC3.3V模块转换为3.3V电源为二层交换机模块供电。

本实用新型所设计的多功能交换机单元总输入电源为AC220V，AC220V电源经电源模块转换为DC12V，然后分成3路给后端模块供电。第1路通过程控开关后直接给无线路由模块供电；第2路经电源模块转换为DC3.3V，给三层交换机模块供电；第3路通过程控开关后经电源模块转换为DC3.3V，给二层交换机模块供电。

所述LED灯组模块原理框图如图3所示；LED灯组模块内部的多路LED灯通过保护电阻分别与无线路由模块、三层交换机模块、二层交换机模块、隔离电源模块连接，其中LED灯组模块包括有电源指示灯、运行指示灯、网络指示灯，电源指示灯用于指示交换机单元的通断电和休眠与唤醒状态，运行指示灯用于指示交换机工作状态，网络指示灯与三层交换机模块外部连接端口以及二层交换机模块外部连接端口连接用于指示各网络端口的连接状态与运行状态。

本实用新型中外部共有30个指示灯，其中1个为电源指示灯，1个为运行指示灯，其余28个为网络指示灯。电源指示灯用于指示交换机单元的通断电和休眠与唤醒状态。运行指示灯用于指示交换机工作状态。网络指示灯用于指示各网络端口的连接状态与运行状态。

本实用新型安装在机箱中。

机箱外部设计如下：

本实用新型的结构采用标准19"机柜上架式机箱。机箱结构设计时遵循GB/T 19520.12-2009内规定，高度及宽度均采用标准规范尺寸。

机箱高度1U，宽度19"，机箱整体深度为359mm，两侧通过螺钉固定在机架上面，机箱前端安装把手，方便机箱安装或拆卸。机箱采用后端出线方式。外部结构示意如下图4-图7所示。

机箱内部设计如下：

机箱内部包含1块电源板，1块交换机底板，1块无线路由模块，1块指示灯板。电路板通过螺柱固定在机箱底部。具体布局如图8所示；隔离电源模块集成在电源板上，三层交换机模块和二层交换机模块都集成在交换机底板上，LED灯组模块集成在指示灯板上，电源板和交换机底板设置在机箱后部，指示灯板设置在机箱前部。

本实用新型具有如下特点：

1.采用两种交换机模块与无线通信模块相结合的方案，使系统的接入方式更灵活，数据交换更有针对性，减少了资源浪费，提高了效率。

2本实用新型交换机可实现远程控制进入休眠与唤醒状态，在不影响三层交换机模块的正常工作的情况下，能够关闭二层交换机模块和无线路由模块，降低了功耗。

3.机箱设计为标准19"机柜上架式机箱，高度1U，宽度19"。采用后出线的方式，便于系统设计时线缆布线，增加了系统的美观度。

4.本实用新型适用于标准19"机柜中需要实现网络无线接入、部分网络休眠唤醒功能的网络交换系统中。

通过上述的设计实现了如下优点：

1）功能集成度更高，接入方式更灵活。交换机单元内部增加了无线通信模块，使其在无需外部设备的情况下能够实现网络无线接入，提高了系统的集成性。

2）便于系统设计时线缆布线。后出线的方式，使得线缆布线不再受空间影响，不但降低了布线工艺难度，而且增加了系统整体美观。

3）便于设备维护、检修。内部采用模块化设计前面板指示灯与传输端口一一对应，有助于通过指示灯状态直观判断交换机单元当前所处状态，并进行故障定位。内部采用模块化设计更换快捷，有助于对板卡调试及后期维护、检修等。

4）效率更高，功耗更低。内部同时集成了二层交换机模块和三层交换机，可以更有针对性的满足二层交换需求和三层交换需求，处理效率更高。对二层交换机模块增加电子开关，实现对二层交换网络休眠唤醒的远程控制，降低了功耗。

5）有助于降低系统设计成本。对于复杂系统应用，可以利用本实用新型的方案取代之前交换机+无线路由+电源控制的实施方案，简化设计，节约硬件成本。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以做出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。