專利名稱：用于設備通信的光纖通信交換機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于通信設備技術領域，涉及一種用于設備通信的光纖通信交換機。
背景技術：
光纖通信作為一門新興技術，其近年來發展速度之快，應用面之廣是通信史上罕見，也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。光纖通信之所以受到人們的極大重視，這是因為和其他通信手段相比，具有無以倫比的優越性。I)通信容量大:從理論上講，一根僅有頭發絲粗細的光纖可以同時傳輸1000億個話路。它比傳統的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。2)中繼距離長:由于光纖具有極低的衰耗系數(目前商用化石英光纖已達
0.19dB/km以下)，若配以適當的光發送與光接收設備，可使其中繼距離達數百公里以上。這是傳統的電纜(1.5km)、微波(50km)等根本無法與之相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一、二級干線通信。3)保密性能好:光波在光纖中傳輸時只在其芯區進行，基本上沒有光“泄露”出去，因此其保密性能極好。4)適應能力強:不怕外界強電磁場的干擾、耐腐蝕，可撓性強(彎曲半徑大于25厘米時其性能不受影響)等。5)體積小、重量輕、便于施工維護:光纜的敷設方式方便靈活，既可以直埋、管道敷設，又可以水底和架空。
發明內容本實用新型的目的是提供一種用于設備通信的光纖通信交換機，使電臺、服務器、中繼器、終端機之間以及終端機與終端機之間的信號得到互連。本實用新型提供一種用于設備通信的光纖通信交換機，包括殼體和電路板，所述殼體上安裝有按鈕、LED燈組和固定件，所述電路板包括核心電路、電容組和電阻組。本實用新型的特點還在于，其中核心電路還與電源模塊連接，核心電路包括變壓器，變壓器與RJ-45網絡接口和物理層交換芯片連接，物理層交換芯片還與接口電路和晶體振蕩器連接，接口電路還與光纖收發模塊連接。本實用新型的有益效果是，采用GIGAC的GACS-BI1X03-XXX系列光纖收發模塊。具有單一的+3.3V供電和TTL邏輯接口，可外接EEPROM和串行存儲器。單纖雙向，速率155Mbps,波長1310nm，傳輸距離可達20km，提供標準SC光纖接口，可熱插拔。電路簡單可靠，又節省元器件，降低成本。整個線路在+5V以下工作，大大降低了功耗和成本。各路隔離電路及分塊覆銅保證了線路有較好的電性能。
圖1是本實用新型的用于設備通信的光纖通信交換機的組成框圖；圖2是核心電路結構框圖。圖中，1.殼體，2.電路板，3.按鈕，4.LED燈組，5.固定件，6.核心電路，7.電容組，8.電阻組，9.變壓器，10.RJ-45網絡接口，11.物理層交換芯片，12.接口電路，13.晶體振蕩器，14.光纖收發模塊,15.電源模塊。
具體實施方式
本實用新型提供一種用于設備通信的光纖通信交換機，如圖1所示，本光纖通信交換機由殼體I和電路板2組成。殼體I包括按鈕3、LED燈組4和固定件5。LED燈組4由發光二極管組成，用于顯示收發器工作狀態。電路板2包括核心電路6、電容組7和電阻組8。其中，核心電路圖如圖2所示。由RJ-45網絡接口 10、變壓器9、物理層交換芯片
11、晶體振蕩器13、光纖收發模塊14、接口電路12和電源模塊15組成。核心電路6與電源模塊15連接，核心電路6包括變壓器9，變壓器9與RJ-45網絡接口 10和物理層交換芯片11連接，物理層交換芯片11還與接口電路12和晶體振蕩器13連接，接口電路12還與光纖收發模塊14連接。一方面，光信號由光纖收發模塊14的光纖接口接收進入，經由接口電路12轉至物理層交換芯片11，經過一系列信號處理，解碼輸出至變壓器9，分發給對應的RJ-45網絡接口 10。另一方面，網絡信號從RJ-45網絡接口 10進入，經變壓器9傳至物理層交換芯片11，通過數據處理編碼轉換后，由接口電路12傳至光纖收發模塊14發出。光纖通信的原理是:在發送端首先要把傳送的信息，如話音變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度，即頻率的變化而變化，并通過光纖經過光的全反射原理傳送；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。最基本的光纖通信系統由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。其中數據源包括所有的信號源，它們是話音、圖像、數據等業務經過信源編碼所得到的信號；光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波窗口有
0.85、1.31和1.55。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器等；而光學接收機則接收光信號，從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖像、數據等信息。 本光纖通信交換機執行IEEE802.3u標準，并采用IOOMbps協議。為此它設有物理層交換芯片11，光纖收發模塊14、電源模塊、接口電路12、變壓器9、晶體振蕩器13、光纖接口、RJ-45網絡接口 10、四層印制電路板和殼體I。接收/發射光信號的光纖接口與光纖收發模塊14的光信號端口連接。發射時，輸入的電信號經內部的驅動芯片處理后驅動半導體激光器或發光二極管發射出相應速率的調制光信號；接收時，輸入的光信號由光探測二極管轉換為電信號，經過前置放大器后，變成相應碼率的電信號。光纖信號收發模塊經過接口電路連接到物理層交換芯片11，通過TXP5、TXM5、RXP5、TXM5與物理層交換芯片11通信。同時，物理層交換芯片11又與4個RJ-45網絡接口 10相接，可同時容納4路網絡信號與光纖通路之間的通信。物理層交換芯片11采用KS8995M集成電路，光纖收發模塊14采用GACS-BI1X03-XXX。印刷電路板設計為4層，即在通常的元器件、焊點兩層印刷電路板中間設電源層和接地層，其中電源層又分為D5V、+5V、D3.3V、V3.3V、D2.5V，各部分在印刷電路板上分割形成一個“孤島”；接地層又分GND、網絡接地EGND、模擬地AGND，其之間通過一個電感相連。KS8995M是一款交換芯片，在數據鏈路層(MAC子層)和物理層之間作數據交換。該芯片包含五個IOMbps/1OOMbps物理層收發器和5個MAC (媒體訪問控制)單元，I個高速非擁塞交換結構，I個專用的地址搜索引擎，以及I個片上幀緩沖存儲器。所有的PHY單元都支持IOBaseT和100BaseTX接口。除此之外，還有兩個PHY單元(端口 4和5 )支持100BaseFX接口。MAC單元和快速以太網收發器完全兼容于802.3u標準。KS8995M有三種運行模式。第一種模式是作為一個5端口綜合交換機,第二種模式作為5端口交換機，但是第5個端口與物理端口分離。第三種模式使用雙MII特征恢復第5個物理層的使用。KS8995M設計成管理型時，主處理器可以通過SPI總線，或通過MDC/MDIO接口部分的控制KS8995M。設計成非管理型時，可通過在系統復位時I/O捆包或者系統復位時EEPROM編程實現。該交換機中，設計為第一種。物理層收發器100BaseTX發送功能包括并串轉換，4B/5B編碼，擾碼，非歸零碼到反向歸零碼轉換，MLT3編碼和發送。該電路由一個并串轉換開始，MII接口從MAC接收的數據轉換成125MHz的比特流(控制和數據流)，然后轉換成4B/5B編碼進行擾碼。這組串行數據又進一步從NRZ轉成NRZI格式，然后轉成MLT3電流輸出。輸出由外部精度為1%，
3.0lkQ的電阻設置。100BaseTX接收功能包括自適應均衡、DC恢復、MLT3到NRZI轉換、數據和時鐘恢復、NRZI到NRZ轉換、解擾、4B/5B編碼，以及串并轉換。接收方由均衡濾波器開始，補償雙絞線上的碼間干擾。均衡之后的信號通過DC恢復和數據轉換模塊。差分數據轉換電路把MLT3格式轉換回到NRZI格式。時鐘恢復電路從NRZI信號的邊沿提取出125MHz的時鐘信號用于NRZI信號到NRZ信號的格式轉換。NRZ信號依次通過解擾和4B/5B解碼。最后，NRZ串行數據被轉換成MII格式，提供給MAC的輸入。內部時鐘由外部的25M晶體產生。100BaseFX操作與100BaseTX操作非常相似。本光纖信號收發模塊采用GIGAC的GACS-BI1X03-XXX系列。具有單一的+3.3V供電和TTL邏輯接口，外接EEPROM和串行存儲器。單纖雙向，速率155Mbps，波長1310nm，傳輸距離可達20km，提供標準SC光纖接口，可熱插拔。整個線路在+5V以下工作，通過外接電源模塊將220V交流電壓轉換為5V的直流電壓，再經過TPS65022專用集成電路產生穩定的+3.3V和+2.5V直流電壓提供各部分電路使用，降低了功耗和成本。各路網絡信號均通過變壓器和隔離接口電路，同時4層印刷電路板的設計又將電源層和各種接地層分開，既實現了隔離，又簡化了線路，降低了成本，保證了線路有較好的高頻性能。接收光信號由光纖信號收發模塊的光信號接收端進入，經接口電路至物理層交換芯片處理解碼輸出至變壓器，分發給對應的RJ-45網絡端口。發送光信號是將RJ-45網絡端口接收的信號經變壓器傳至物理層交換芯片，編碼轉換，通過接口電路傳至光纖收發模塊發出。殼體中的LED燈組分別顯示4路RJ-45端口和光纖接口的速度和鏈接狀態。速度指示燈用于區分IOMbps和100Mbps，連接指示燈閃爍表明鏈路收發正常。電阻組和電容組元件均采用貼片式。[0029]本交換機的印刷電路板設計成4層，在通常置放元器件與焊接點的兩層中間增設電源層和接地層，可使用分塊覆銅膜。
權利要求1.一種用于設備通信的光纖通信交換機，其特征在于，包括殼體(I)和電路板(2)，所述殼體(I)上安裝有按鈕(3)、LED燈組(4)和固定件(5)，所述電路板(3)包括核心電路(6)、電容組(7)和電阻組(8)。
2.根據權利要求1所述的交換機，其特征在于，所述核心電路(6)還與電源模塊(15)連接，核心電路(6)包括變壓器(9)，變壓器(9)與RJ-45網絡接口(10)和物理層交換芯片(11)連接，物理層交換芯片(11)還與接口電路(12 )和晶體振蕩器(13 )連接，接口電路(12 )還與光纖收發模塊(14)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于設備通信的光纖通信交換機，包括殼體和電路板，殼體上安裝有按鈕、LED燈組和固定件，電路板包括核心電路、電容組和電阻組。使電臺、服務器、中繼器、終端機之間以及終端機與終端機之間的信號得到互連。
文檔編號H04B10/25GK203014849SQ20122072417
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者阮斌, 馬靜 申請人:陜西烽火電子股份有限公司