[实用新型]一种基于光纤以太网的多业务数字光端机

说明书

技术领域

本实用新型涉及光传输设备，特别是一种通过同一组光纤同时传输多种业务信号 的数字光端机。

背景技术

在工业网络传输应用中，常遇到在接入点不仅有多路以太网信号，还有其它诸如 RS422/RS485低速差分串行总线数据、开关量信号等其它业务需要与以太网信号一起传输 到远端。

然而现有的以太网光交换设备仅有多个数量的10/100/1000M的以太网电端口，或 100/1000M的以太网光端口。不能接入除以太网信号以外的其它信号，如RS422/RS485低速 差分串行数据、开关量信号等，因而不能满足工业控制行业的特殊需求。

目前，公知的常规多功能光端机都是在发送端将以太网通过PHY芯片转换为并行 信号、将视频音频语音等模块信号通过AD转换为并行信号、将差分串行总线通过收发驱动 芯片转换为单端信号。最后通过FPGA或专用的串化解串芯片将所有并行信号包括开关量， 串化为单路高速串行信号，驱动光模块与对端同等结构光端机进行数据通信。

此类方案可以实现多业务传输的实时性，但受串化解串器的采样频率和输入接口 的数量限制，其可传输的业务端口资源有限。另外，受光模块的工作带宽的限制，其可传输 信号的总带宽有限。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术不足而提供的一种基于光纤以太网的多业务 数字光端机，它具有带宽利用率高、传输接口丰富、配置灵活、可扩展性强、传输速率覆盖范 围广、开发简易等特点。

实现本实用新型目的的具体技术方案是：

一种基于光纤以太网的多业务数字光端机，特点是：该光端机包括以太网络接口、 低速差分串行总线接口、开关量输入接口、开关量输出接口、第一隔离器、第二隔离器、第三 隔离器、总线收发器、微控制器、以太网交换芯片、光电转换模块及光纤接口。所述第一隔离 器分别连接以太网络接口、以太网交换芯片；低速差分串行总线接口与总线收发器连接，总 线收发器与微控制器连接；开关量输入接口与微控制器通过第二隔离器连接，开关量输出 接口与微控制器通过第三隔离器连接；微控制器与以太网交换芯片连接；以太网交换芯片 与光电转换模块连接；光电转换模块与光纤接口连接；其中：

所述以太网接口至少为2个；所述串行总线接口为2-5个；所述开关量输入接口为 2-16；所述开关量输出接口与开关量输入接口数量相同；

所述以太网络接口为传输4对双绞线的电连接器接口，典型的为RJ45以太网连接 器。

所述第一隔离器为对以太网信号具有隔离作用的隔离器，进一步指变压器。所述 第二隔离器和第三隔离器为对开关量起到电气隔离和变换的器件，进一步指光耦。

所述低速差分串行总线，工作速率为10Mbps以下低速串行总线；典型为RS422串行 总线。所述低速差分串行总线接口为能够传输2对双绞线的电连接器接口，典型为DB9型矩 形电连接器。

所述总线收发器为4总线驱动器和4总线接收器。

所述微控制器，至少支持1个MAC接口、1个MII接口和1个SMI接口；至少支持32个 GPIO；至少集成5个USART，支持RS232、RS485、RS422接口。

所述以太网交换芯片，其支持2个10/100/1000三速以太网收发器（PHYs），至少1个 吉比特SERDES接口支持1000BASE-X和100BASE-FX，和至少1个支持连接到带MAC模块的CPU 的吉比特介质无关MII接口，以及一个SMI管理接口。

所述光电转换模块为覆盖1.25Gbps范围的双纤双向或单纤双向光模块或多通道 光收发模块中的1组发射和接收通道。典型是指SFP型可插拔单模单纤双向光模块。

所述开关量输入接口为面板按钮、摇杆、机械旋转开关或由外部引入的数字电平 开关。

所述开关量输出接口为继电器、三级管、达林顿或数字电路的OC门。

所述光纤接口为LC、SC、ST、FC、DIN、MU光接口或者为圆形、矩形多通道光纤连接 器。

本实用新型的有益效果是：