以太網鏈路切換裝置的制作方法

本實用新型涉及網絡技術領域，具體地，涉及一種以太網鏈路切換裝置。

背景技術：

工業以太網吸引著越來越多的制造業廠商，因為其有低成本、高智能、高擴展性和高實效的能力。在許多工業通信控制領域的實際應用中，設備所處在的環境很復雜，用戶對以太網的可靠性、穩定性要求也越來越高。為了保證在通信控制系統，網絡掉線或交換機故障的情況下，整個通信系統不會癱瘓，現在大多采用以太網鏈路切換裝置來提高網絡容錯能力。

圖1是現有的以太網冗余鏈路切換裝置的結構框圖。如圖1所示，現有的以太網冗余鏈路切換裝置采用了CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，復雜可編程邏輯器件)模塊和以太網物理層芯片PHY。中央處理器通過MAC(multiple access channel，多址接入信道)端口和GPIO(General Purpose Input Output，通用輸入/輸出)端口連接CPLD模塊，CPLD模塊再通過數據線與控制線分別連接兩個以太網物理層芯片。該方案的缺點在于：如果CPLD模塊出現問題，那么CPLD模塊后面的器件或系統都無法運行了，易產生網絡連接故障，增加了維修成本。

技術實現要素：

本實用新型實施例的主要目的在于提供一種以太網鏈路切換裝置，以減少網絡連接故障，降低維修成本。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供一種以太網鏈路切換裝置，包括：

一個主鏈路和至少一個冗余鏈路；

主鏈路包括第一以太網控制器、與第一以太網控制器連接的第一以太網物理層芯片、與第一以太網物理層芯片連接的第二以太網物理層芯片；

每一冗余鏈路包括第二以太網控制器、與第二以太網控制器連接的第三以太網物理層芯片、與第三以太網物理層芯片連接的第四以太網物理層芯片；

鏈路切換裝置，用于在主鏈路發生數據傳輸故障時，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸。

在其中一種實施例中，還包括：連接于第一以太網物理層芯片與第二以太網物理層芯片之間的第一以太網網絡變壓器，用于匹配第一以太網物理層芯片發送的請求信號與第二以太網物理層芯片發送的應答信號的電平。

在其中一種實施例中，還包括：連接于第一以太網網絡變壓器與第二以太網物理層芯片之間的第一RJ45連接器，用于傳輸第一以太網物理層芯片發送的請求信號、第二以太網物理層芯片發送的應答信號。

在其中一種實施例中，每一冗余鏈路上設有第二以太網網絡變壓器，連接在該冗余鏈路上第三以太網物理層芯片與第四以太網物理層芯片之間，用于匹配該冗余鏈路上第三以太網物理層芯片發送的請求信號與第四以太網物理層芯片發送的應答信號的電平。

在其中一種實施例中，每一冗余鏈路上還設有第二RJ45連接器，連接在該冗余鏈路上第二以太網網絡變壓器與第四以太網物理層芯片之間，用于傳輸該冗余鏈路上第三以太網物理層芯片發送的請求信號、第四以太網物理層芯片發送的應答信號。

在其中一種實施例中，第二以太網物理層芯片和至少一個第四以太網物理層芯片位于計算機內部。

在其中一種實施例中，還包括：網絡交換機，包括多個輸入端口，以及與輸入端口一一對應的多個輸出端口；

網絡交換機的其中一個輸入端口連接主鏈路上第一RJ45連接器，與該輸入端口對應的輸出端口連接主鏈路上第二以太網物理層芯片；

網絡交換機的另多個輸入端口分別連接一冗余鏈路上第二RJ45連接器，與該多個輸入端口一一對應的多個輸出端口分別連接該冗余鏈路上第四以太網物理層芯片。

在其中一種實施例中，第一以太網物理層芯片具體用于：向第二以太網物理層芯片發送請求信號，在預定時長內沒有收到第二以太網物理層芯片的應答信號時，向第一以太網控制器發送數據傳輸故障信號；

第一以太網控制器具體用于：將數據傳輸故障信號發送給鏈路切換裝置；

鏈路切換裝置具體用于：在接收到數據傳輸故障信號后，確定在主鏈路發生數據傳輸故障，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸。

在其中一種實施例中，第一以太網物理層芯片還包括寄存器，用于設置向第一以太網控制器發送數據傳輸故障信號的時間。

在其中一種實施例中，發送數據傳輸故障信號的時間為0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一。

本實用新型實施例的以太網鏈路切換裝置，包括：一個主鏈路和至少一個冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網控制器、與第一以太網控制器連接的第一以太網物理層芯片、與第一以太網物理層芯片連接的第二以太網物理層芯片；每一冗余鏈路包括第二以太網控制器、與第二以太網控制器連接的第三以太網物理層芯片、與第三以太網物理層芯片連接的第四以太網物理層芯片；鏈路切換裝置在主鏈路發生數據傳輸故障時，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸，無需CPLD模塊即可完成鏈路切換，減少了網絡連接故障，降低了維修成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有的以太網冗余鏈路切換裝置的結構框圖；

圖2是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置的結構框圖；

圖3是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第一種實施例的結構框圖；

圖4是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第二種實施例的結構框圖；

圖5是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第三種實施例的結構框圖；

圖6是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第四種實施例的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

鑒于目前以太網冗余鏈路切換裝置易產生網絡連接故障，增加了維修成本，本實用新型實施例提供一種以太網鏈路切換裝置，包括：一個主鏈路和至少一個冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網控制器、與第一以太網控制器連接的第一以太網物理層芯片、與第一以太網物理層芯片連接的第二以太網物理層芯片；每一冗余鏈路包括第二以太網控制器、與第二以太網控制器連接的第三以太網物理層芯片、與第三以太網物理層芯片連接的第四以太網物理層芯片；鏈路切換裝置在主鏈路發生數據傳輸故障時，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸，無需CPLD模塊即可完成鏈路切換，減少了網絡連接故障，降低了維修成本。以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

圖2是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置的結構框圖。如圖2所示，以太網鏈路切換裝置包括：一個主鏈路和至少一個冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網控制器11、與第一以太網控制器11連接的第一以太網物理層芯片13、與第一以太網物理層芯片13連接的第二以太網物理層芯片15；每一冗余鏈路包括第二以太網控制器12、與第二以太網控制器12連接的第三以太網物理層芯片14、與第三以太網物理層芯片14連接的第四以太網物理層芯片16；鏈路切換裝置10，用于在主鏈路發生數據傳輸故障時，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸。

其中，第一以太網控制器11和第二以太網控制器12均可以采用千兆以太網控制器eTSEC，通過RGMII接口(Reduced Gigabit Media Independent Interface，吉比特介質獨立接口)進行數據傳輸；第一以太網物理層芯片13、第二以太網物理層芯片15、第三以太網物理層芯片14和第四以太網物理層芯片16均可以采用以太網物理層芯片88E1512。

實施例中，第一以太網物理層芯片13具體用于：向第二以太網物理層芯片15發送請求信號，在預定時長內沒有收到第二以太網物理層芯片15的應答信號時，向第一以太網控制器11發送數據傳輸故障信號；第一以太網控制器11具體用于：將數據傳輸故障信號發送給鏈路切換裝置10；鏈路切換裝置10具體用于：在接收到數據傳輸故障信號后，確定在主鏈路發生數據傳輸故障，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸。

當由一冗余鏈路進行數據傳輸時，進行數據傳輸的冗余鏈路上的第三以太網物理層芯片14向該冗余鏈路上的第四以太網物理層芯片16發送請求信號，在預定時長內沒有收到第四以太網物理層芯片16的應答信號時，向第二以太網控制器12發送數據傳輸故障信號；第二以太網控制器12將數據傳輸故障信號發送給鏈路切換裝置10；鏈路切換裝置10在接收到數據傳輸故障信號后，確定在進行數據傳輸的冗余鏈路上發生數據傳輸故障，切換為由另一個冗余鏈路進行數據傳輸。

圖3是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第一種實施例的結構框圖。如圖3所示，以太網鏈路切換裝置還可以包括：連接于第一以太網物理層芯片13與第二以太網物理層芯片15之間的第一以太網網絡變壓器30，用于匹配第一以太網物理層芯片13發送的請求信號與第二以太網物理層芯片15發送的應答信號的電平。

具體實施時，第一以太網物理層芯片13的接口電平與第二以太網物理層芯片15的接口電平不一致，此時第二以太網物理層芯片15無法接收第一以太網物理層芯片13發送的請求信號，第一以太網物理層芯片13也無法接收第二以太網物理層芯片15發送的應答信號。第一以太網網絡變壓器30可以匹配第一以太網物理層芯片13發送的請求信號與第二以太網物理層芯片15發送的應答信號的電平，令第一以太網物理層芯片13可以接收到經過電平匹配的應答信號，第二以太網物理層芯片15也可以接收到經過電平匹配的請求信號。

如圖3所示，每一冗余鏈路上還可以設有第二以太網網絡變壓器31，連接在該冗余鏈路上第三以太網物理層芯片14與第四以太網物理層芯片16之間，用于匹配該冗余鏈路上第三以太網物理層芯片14發送的請求信號與第四以太網物理層芯片16發送的應答信號的電平。

其中，第一以太網網絡變壓器30和第二以太網網絡變壓器31均可以采用以太網網絡變壓器HX5020NL，通過MDI(Medium Dependent Interface，介質相關接口)傳輸數據。

圖4是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第二種實施例的結構框圖。如圖4所示，以太網鏈路切換裝置還可以包括：連接于第一以太網網絡變壓器30與第二以太網物理層芯片15之間的第一RJ45連接器40，用于傳輸第一以太網物理層芯片13發送的請求信號、第二以太網物理層芯片15發送的應答信號。

如圖4所示，每一冗余鏈路上還設有第二RJ45連接器41，連接在該冗余鏈路上第二以太網網絡變壓器31與第四以太網物理層芯片16之間，用于傳輸該冗余鏈路上第三以太網物理層芯片14發送的請求信號、第四以太網物理層芯片16發送的應答信號。

圖5是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第三種實施例的結構框圖。如圖5所示，以太網鏈路切換裝置還可以包括：網絡交換機50，包括多個輸入端口，以及與輸入端口一一對應的多個輸出端口；網絡交換機50的其中一個輸入端口連接主鏈路上第一RJ45連接器40，與該輸入端口對應的輸出端口連接主鏈路上第二以太網物理層芯片15，用于增強第一RJ45連接器40傳輸的請求信號、第二以太網物理層芯片15發送的應答信號；網絡交換機50的另多個輸入端口分別連接一冗余鏈路上第二RJ45連接器41，與該多個輸入端口一一對應的多個輸出端口分別連接該冗余鏈路上第四以太網物理層芯片16，用于增強該冗余鏈路上第二RJ45連接器41傳輸的請求信號、第四以太網物理層芯片16發送的應答信號。

圖6是本實用新型實施例以太網鏈路切換裝置第四種實施例的結構框圖。如圖6所示，第二以太網物理層芯片15和至少一個第四以太網物理層芯片16可以位于計算機20內部。

具體實施時，第一以太網物理層芯片13還可以包括寄存器，用于設置向第一以太網控制器11發送數據傳輸故障信號的時間。其中，發送數據傳輸故障信號的時間為可以為0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一。現有技術中以太網鏈路切換裝置的切換鏈路時間需要100ms以上，而本實用新型可以將切換鏈路的時間控制在50ms以內，因此，本實用新型大大縮短了切換以太網鏈路的時間。

綜上，本實用新型實施例的以太網鏈路切換裝置，包括：一個主鏈路和至少一個冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網控制器、與第一以太網控制器連接的第一以太網物理層芯片、與第一以太網物理層芯片連接的第二以太網物理層芯片；每一冗余鏈路包括第二以太網控制器、與第二以太網控制器連接的第三以太網物理層芯片、與第三以太網物理層芯片連接的第四以太網物理層芯片；鏈路切換裝置在主鏈路發生數據傳輸故障時，切換為由一冗余鏈路進行數據傳輸，無需CPLD模塊即可完成鏈路切換，減少了網絡連接故障，降低了維修成本。

本實用新型還可以通過以太網物理層芯片中設置的寄存器，將發送數據傳輸故障信號的時間設定為0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一，大大縮短了切換以太網鏈路的時間。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。