[发明专利]一种工业以太网交换机

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信网络设备，尤其涉及一种工业以太网交换机。

背景技术

随着电力系统信息技术的发展，IEC61850作为国际唯一的变电站网络通信标准出现，人们的目光越来越多投向了“数字化变电站”和“数字电网”的研究与开发，工业通讯与控制平台占据重要的角色地位，其中嵌入式通信管理机与工业以太网交换机是最具代表性的产品.

电力行业尤其是变电站环境对数字化网络通信的可靠性，安全性要求十分苛刻。按照IEC61850标准的要求，工业以太网交换机产品至少要满足其中的功能性要求、电磁兼容设计要求、宽温环境要求和机械结构验证四大类要求。

目前的工业以太网交换机，他们大部分存在下述不足之处：一是抗电磁干扰能力不强，有的具有一定抗电磁干扰能力，但不是很强大；二是性能不佳，很多不能达到线速；三是组网受交换机台数限制；四是物理连接故障(N-1)情况下，保护倒换会导致数据包的丢失，通信恢复延时过大；五是管理储存容量不足。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，本发明公开了一种强大抗电磁干扰、物理连接故障(N-1)情况下，保护倒换零延时零丢包、管理存储量强大，智能管理维护、性能可靠，无阻塞交换构架、功能全面的工业以太网交换机。

本发明采用的技术方案是这样的：一种工业以太网交换机，包括外壳，还包括电源模块、插件模块、级联插件模块，PHY模块、MAC芯片模块、中央处理器模块、Atmega128模块、CPLD模块和FLASH模块，其中，

所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成，用于提供装置的工作和控制输出电源；

所述插件模块为后24端口或前24端口，为后24端口时，其一端与PHY模块连接，另一端外接网络设备；为前24端口时，其一端与MAC芯片模块连接，另一端外接网络设备，所述插件模块支持光口或电口，可根据用户需求定制；

所述级联插件模块一端与MAC芯片模块连接，另一端外接网络设备，所述PHY模块一端与后24端口的插件模块连接，另一端与MAC芯片模块连接；

所述MAC芯片模块有六个接口，上游端分别与PHY模块、前24端口插件模块和级联插件模块相连，下游端分别与与中央处理器模块和电源模块相连。

所述中央处理器模块分别与MAC 芯片模块，Atmega128模块和电源模块连接，所述中央处理器对整个系统进行管理；

所述Atmega128模块分别与CPLD模块和中央处理器模块连接；所述Atmega128模块接受中央处理器指令，通过CPLD模块译码逻辑将FLASH里面的网表加载到自愈环网模块里面。

所述CPLD模块分别与Atmega128模块和FLASH模块相连，所述CPLD模块接收Atmega128模块指令，对FLASH操作。

作为优选：还包括自愈环网模块，所述自愈环网模块分别与MAC芯片模块，Atmega128模块和FLASH相连。

作为优选：所述插件模块设有48个10/100Mbps双绞线电口或24个100Mbps光口。

作为优选：所述级联插件模块设行4个千兆光口或4个10/100/1000Mbps双绞线电口。

作为优选：所述CPLD模块采用XC95288，该模块具有译码逻辑功能。

作为优选：所述MAC芯片模块采用Broadcom的BCM5348芯片。BCM5348是全集成48端口快速以太网交换芯片，集成了4个千兆以太网端口和24个10/100物理层。此芯片具有丰富的功能，包括支持先进访问控制列表(ACL)以提高安全性并实现双标记交换，流量汇聚，支持BS-Ring协议族，支持MSTP，RSTP(802.1w)和增强型RSTP(eRSTP)，链路聚合(802.3ad)等冗余协议等功能。

作为优选：所述PHY模块采用了Broadcom的BCM5248芯片，此芯片支持八个独立的快速以太网收发器，支持光纤口和电口等优良特性。

作为优选：所述自愈环网模块是采用型号为XC6SLX45的FPGA。在系统加电时，Atemaga128单片机将FLASH里面的程序(网表)加载在XC6SLX45器件里而。加载成功后，可以按照设置程序初始化自愈环网模块，为正常工作做准备。所述自愈环网模块(XC6SLX45)采用SDH通道保护技术实现零丢包零延时功能，外接两个自愈环端口。

作为优选：所述中央处理器模块采用PPC405。

作为优选：所述外壳采用1U或者2U结构，24口以及24口以下采用1U机箱，24口以上采用2U机箱。