專利名稱：萬兆以太網單向傳輸處理設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種萬兆以太網單向傳輸處理設備。
背景技術：
萬兆(IOG)以太網目前廣泛用于骨干網、城域網，其規范包含在IEEE 802.3標準的補充標準IEEE 802.3ae中，該標準擴展了 IEEE802.3協議和介質訪問控制層(MediumAccessControl,MAC)規范,使其支持IOGb/s的傳輸速率。除此之外,通過廣域網(Wide AreaNetwork, WAN)接口子層(WANInterface Sublayer, WIS), IOG以太網也能被調整為較低的傳輸速率，如9.584640Gb/s (光纖載波192 (0C-192))，這就允許IOG以太網設備與同步光纖網絡(Synchronous Optical Network，SONET)STS_192c 傳輸格式相兼容。10G 以太網包括10GBASE - XUOGBASE — RU0GBASE — W以及基于銅纜的10GBASE — T等規格。不同的規格可實現面向局域網(Local AreaNetwork, LAN)或WAN,支持短波(850nm)、長波(1310nm)或超長波(1550nm)的多模光纖(Mult1-Mode Fiber,MMF)或單模光纖(Single-mode Fiber,SMF)，光纖距離從2m到40km不等。廣播視音頻內容流量很大，可以通過10G以太網傳送，這種應用具有兩個顯著特點:一是具有方向上的明顯不對稱性，即所有流量基本上集中在一個方向；二是網絡拓撲結構呈樹形，總是一點向多點發送。傳統的10G以太網設備的特點是兼顧收發兩個方向，并且支持復雜的網狀拓撲結構，用傳統的10G以太網設備雖然可以實現廣播視音頻內容一到多點的傳送，但相對于其并未得到充分使用的功能來說，造成了很大的資源浪費且其成本相當昂貴。
實用新型內容本實用新 型所要解決的技術問題是，提供一種萬兆以太網單向傳輸處理設備，以在實現萬兆以太網數據一點到多點的單向傳輸的前提下，降低設備成本。為了實現上述目的，第一方面，根據本實用新型的實施例提供了一種萬兆以太網單向傳輸處理設備，包括:處理器，接收萬兆和/或千兆以太網組播或廣播數據，并將待發的數據包以萬兆的速度分別發送至N個萬兆以太網物理層收發器；N個萬兆以太網物理層收發器，與所述處理器相連，接收所述數據包，并分別將所述數據包轉換所得的SFI/XFI接口形式的的萬兆高速差分信號發送至第一級扇出緩沖器，其中，N為不小于I的正整數，所述第一級扇出緩沖器中包括N個扇出緩沖器；至少一級扇出緩沖器，其第一級扇出緩沖器中的所述N個扇出緩沖器分別與所述N個萬兆以太網物理層收發器相連，接收所述萬兆高速差分信號；每一級扇出緩沖器分別將復制接收到的所述萬兆高速差分信號所得的多路信號發送至后一級扇出緩沖器或第一光模塊；以及多個第一光模塊，分別接收來自所述至少一級扇級緩沖器發送的萬兆高速差分信號，并將所接收到的萬兆高速差分信號發送出去。結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述處理器進一步包括:處理單元，接收萬兆和/或千兆以太網組播或廣播數據，將待轉發的數據包存儲到緩沖單元，從所述緩沖單元中并將所述待轉發的數據包以萬兆的速度分別發送至所述N個萬兆以太網物理層收發器；緩沖單元，與所述處理單元相連，接收并存儲所述待轉發的數據包。結合第一方面，在第二種可能的實現方式中，每個扇出緩沖器的扇出數全部相同或不全相同。結合第一方面，在第三種可能的實現方式中，該設備還包括:第二光模塊，與所述處理器相連，接收萬兆以太網和/或千兆以太網組播或廣播數據，并將所述萬兆以太網和/或千兆以太網組播或廣播數據發送至所述處理器。結合第一方面，在第四種可能的實現方式中，該設備還包括:控制器，與所述處理器相連，向所述處理器發送控制信號。結合第一方面,在第五種可能的實現方式中，所述第一光模塊為單發光模塊或收發光模塊。結合第一方面的第三種可能的實現方式，在第六種可能的實施方式中，所述第二光模塊為單發光模塊或收發光模塊。結合第一方面的第一至第六種可能的實現方式中的任一種，在第七種可能的實現方式中，所述處理器為現場可編程門陣列處理器或萬兆交換芯片。
本實用新型實施例提供的萬兆以太網單向傳輸處理設備針對應用特點，采用了至少一級扇出緩沖器，將IOG單向高速差分信號進行多次復制，從而使得僅需使用小口數的處理器和少量IOG以太網PHY收發器，可在實現萬兆以太網數據一點到多點的單向傳輸的前提下，大幅節約成本，簡化設備結構。
圖1為本實用新型實施例所提供的萬兆以太網單向傳輸處理設備的結構框圖；圖2為本實用新型實施例所提供的萬兆以太網單向傳輸處理設備的另一種結構框圖；圖3為本實用新型實施例所提供的萬兆以太網單向傳輸處理設備的詳細結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提出的萬兆以太網單向傳輸處理設備，結合附圖和實施例詳細說明如下。本實用新型提供的IOG以太網單向傳輸用的處理設備能夠接收IOG以太網和/或100M以太網中的IP數據包(主要是組播或廣播數據)，并對需要轉發的IP數據包及其信號進行必要的處理和多重復制，最后通過多個IOG以太網收發光模塊或IOG以太網單發光模塊將同樣的數據分發到多根單向IOG以太網光纖上。如圖1所示，本實用新型實施例的萬兆以太網單向傳輸處理設備包括:處理器1、N個萬兆以太網物理層收發器2、至少一級扇出緩沖器3以及多個第一光模塊4。其中:處理器I接收萬兆和/或千兆以太網組播或廣播數據，并將待轉發的數據包分別發送至N個萬兆以太網物理層收發器。具言之，處理器I可進一步包括處理單元11以及緩沖單元12。其中，處理單元11對接收到的萬兆和/或千兆以太網數據包的載荷一IP報文進行解析，依據IP地址和/或用戶數據報協議(UserDatagram Protocol,UDP)端口號篩選出需要轉發的數據包，將這些待轉發的數據包緩存到先進先出(FIFO)緩沖單元12。然后處理單元11再以IOGbps的速率從緩沖單元12讀出數據包，根據需要將其復制成N組數據包后送往輸出用的IOG以太網物理層(PHY)收發器2。N個IOG以太網PHY收發器2與處理器I相連，分別接收該N組數據包，并分別將該N組數據包轉換為SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號形式發送至第一級扇出緩沖器，其中，N為不小于I的正整數，且第一級扇出緩沖器中包括N個扇出緩沖器。至少一級扇出緩沖器3，其第一級扇出緩沖器中的N個扇出緩沖器分別與N個IOG以太網物理層收發器2相連，接收來自該N個IOG以太網物理層收發器2發送的N組SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號。其中，每一級扇出緩沖器分別根據其自身的扇出能力，將接收到的信號復制多路后發送至后一級扇出緩沖器或第一光模塊4。具言之，當僅有一級扇出緩沖器時，其將復制后的多路SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號發送至第一光模塊4 ;當具有多級扇出緩沖器時，每一級扇出緩沖器將復制后的多路SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號發送至下一級扇出緩沖器，由最后一級扇出緩沖器將最終輸出發送至第一光模塊4。需要說明的是，每一級扇出緩沖器中的扇出緩沖器可能具有對應的下一級扇出緩沖器，也可能沒有對應的下一級緩沖器，這種情況下，具有下一級扇出緩沖器的扇出緩沖器將其輸出發送至對應的下一級的扇出緩沖器，沒有對應的下一級扇出緩沖器的，直接將其輸出發送至第一光模塊4。第一光模塊 4為單發光模塊或收發光模塊，其接收來自至少一級扇級緩沖器3發送的萬兆高速差分信號，并將所接收到的萬兆高速差分信號發送出去，例如發送到單根光纖。另外，每一級扇出緩沖器中所包含的扇出緩沖器的扇出數(即將輸入的電信號復制為多少份的能力)可全部相同也可不全相同。對于每一級扇出緩沖器中的所有扇出緩沖器的扇出數均相同的情況下，不同級的扇出緩沖器的扇出數可全部相同也可不全相同。本發明實施例提供的設備針對應用特點(即數據內容不同的萬兆接口很少，大部分萬兆接口是復制信號)，采用了至少一級扇出緩沖器，將IOG單向高速差分信號進行多次復制，從而使得僅使用小口數的處理器和少量IOG以太網物理層收發器，即可在實現萬兆以太網數據一點到多點的單向傳輸的前提下，大幅節約成本，簡化設備結構。如圖2所示，本實用新型實施例的設備在圖1所示出的各部分的基礎上還可包括第二光模塊5，其與處理器I相連，用于接收萬兆以太網和/或千兆以太網組播或廣播數據，并將接收到的萬兆以太網和/或千兆以太網組播或廣播數據以XGMII/XAUI/GMII/RGMII等接口信號形式發送至處理器2。此外，本實用新型實施例的設備還包括:控制器6，與處理器2相連，用于向處理器2發送控制信號，以對處理器2進行配置和控制，并和處理器2 —起對扇出緩沖器進行控制。下面通過具體的實施例來說明本實用新型實施例的萬兆以太網單向傳輸處理設備對數據的傳輸處理過程。如圖3所示，本實用新型實施例的設備包括:千兆以太網物理層收發器51、第二 SFP+/XFP光模塊52、IOG以太網物理層收發器53、現場可編程門陣列(FieId —Programmable Gate Array, FPGA)或IOG以太網交換芯片I (本實用新型實施例的設備中的緩沖單元可為處理器的片內RAM或外接的存儲器)、N個IOG以太網物理層收發器21，...，2N、多級扇出緩沖器、第一 SFP+/XFP光模塊4、以及控制器6。其中，第一級扇出緩沖器中包括N個1:n扇出緩沖器31A，...，31N，第二級扇出緩沖器中包括η個1:m扇出緩沖器32a，...，32η，且該η個1:m扇出緩沖器32a，...，32η分另IJ與第一級扇出緩沖器中的扇出緩沖器31Ν的η個輸出相連，η為大于I的正整數，m = η或古η均可,優選地，m古η。FPGA/10G以太網交換芯片I上具有XGMII/XAUI/GMII/RGMII等接口。來自千兆以太網的信號通過千兆以太網物理層收發器51以GMII/RGMII接口信號的形式進入FPGA/10G以太網交換芯片I ;來自IOG以太網的信號依次通過第二 SFP+/XFP光模塊52以及IOG以太網物理層收發器53以XGMII/XAUI接口信號的形式進入FPGA/10G以太網交換芯片I。FPGA/10G以太網交換芯片I對上述以太網數據的載荷一IP報文進行解析，依據IP地址和/或UDP端口號篩選出待轉發的數據包，將這些待轉發的數據包存入緩沖單元，然后以IOGbps的速度從緩沖單元讀出數據包，復制成N組后分別送往N個IOG以太網物理層收發器 31A，...，31N。N個IOG以太網物理層收發器31A，...，31N輸出N組SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號。第一級扇出緩沖器31A，...，31N對N組IOG高速差分信號進行復制，并根據需要對該差分信號進行預加重處理，然后，除扇出緩沖器3IN輸出的SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號進入第二級 扇出緩沖器外，其余N-1個扇出緩沖器的SFI/XFI接口數據形式的IOG高速差分信號分別輸出至第一 SFP+/XFP光模塊4 ;扇出緩沖器31N對η組SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號進行復制以及根據需要進行的預加重處理后，分別發送至η個第二級扇出緩沖器32a，...，32η，每個第二級扇出緩沖器32a，...，32η將各自處理后的m組SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號發送至第一 SFP+/XFP光模塊4。每個第一 SFP+/XFP光模塊4將接收到的SFI/XFI接口形式的IOG高速差分信號送出至IOG以太網單根光纖。需要說明的是，本實用新型提供的設備的存在形式可以是安裝或焊接了芯片、元件和組件的單塊電路板，或者是接收整機主電路板的一部分，或者是多個組件或電路板的某種組合。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種萬兆以太網單向傳輸處理設備，其特征在于，包括: 處理器，接收萬兆和/或千兆以太網組播或廣播數據，并將其中待轉發的數據包以萬兆的速度分別發送至N個萬兆以太網物理層收發器； N個萬兆以太網物理層收發器，與所述處理器相連，接收所述數據包，并分別將所述數據包轉換所得的SFI/XFI接口形式的萬兆高速差分信號發送至第一級扇出緩沖器，其中，N為不小于I的正整數，所述第一級扇出緩沖器中包括N個扇出緩沖器； 至少一級扇出緩沖器，其第一級扇出緩沖器中的所述N個扇出緩沖器分別與所述N個萬兆以太網物理層收發器相連，接收所述萬兆高速差分信號；每一級扇出緩沖器分別將復制接收到的所述萬兆高速差分信號所得的多路信號發送至后一級扇出緩沖器或第一光模塊；以及 多個第一光模塊，分別接收來自所述至少一級扇級緩沖器發送的萬兆高速差分信號，并將所接收到的萬兆高速差分信號發送出去。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述處理器進一步包括: 處理單元，接收萬兆和/或千兆以太網組播或廣播數據，將待轉發的數據包存儲到緩沖單元，從所述緩沖單元中將所述待轉發的數據包以萬兆的速度分別發送至所述N個萬兆以太網物理層收發器； 緩沖單元，與所述處理單元相連，接收并存儲所述待轉發的數據包。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，每個扇出緩沖器的扇出數全部相同或不全相同。
4.如權 利要求1所述的設備，其特征在于，該設備還包括: 第二光模塊，與所述處理器相連，接收萬兆以太網和/或千兆以太網組播或廣播數據，并將所述萬兆以太網和/或千兆以太網組播或廣播數據發送至所述處理器。
5.如權利要求1所述的設備，其特征在于，該設備還包括: 控制器，與所述處理器相連，向所述處理器發送控制信號。
6.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一光模塊為單發光模塊或收發光模塊。
7.如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述第二光模塊為單發光模塊或收發光模塊。
8.如權利要求1-7任一項所述的設備，其特征在于，所述處理器為現場可編程門陣列處理器或萬兆交換芯片。
專利摘要本實用新型提供了一種萬兆以太網單向傳輸處理設備，涉及通信技術領域。該設備包括處理器，將待轉發的數據包以萬兆的速度分別發送至N個萬兆以太網物理層收發器；N個萬兆以太網物理層收發器，分別將待轉發的數據包以SFI/XFI接口形式的萬兆高速差分信號形式發送至第一級扇出緩沖器；至少一級扇出緩沖器，其第一級扇出緩沖器中的N個扇出緩沖器分別與N個萬兆以太網物理層收發器相連；每一級扇出緩沖器分別將復制接收到的信號得到的多路信號發送至后一級扇出緩沖器或第一光模塊；多個第一光模塊，分別將至少一級扇級緩沖器發送的信號發送出去。本實用新型的設備能夠在實現萬兆以太網數據一點到多點的單向傳輸的前提下，降低設備成本。
文檔編號H04L12/28GK203135910SQ201220642360
公開日2013年8月14日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者歐陽捷, 照爾格圖 申請人:北京澤華源科技有限公司