一种可扩展的新型可网管光纤收发器的设计方案

2013-11-05 22:58 来源:互联网 作者:和静

1前言

光纤作为一种导向型信号传输介质,具有抗干扰能力强、传输距离远、带宽高、成本低等天然的优点。随着计算机网络的发展,实际工程中越来越多地采用光纤作为信号物理传输介质,因此,需要频繁地对光信号和电信号进行转换。光纤收发器是完成这个工作的主要网络设备。

2目前光纤收发器的缺点

目前广泛应用的光纤收发器按照结构一般分成独立式和机架式,支持的速率为10/100/1000Mbit/s。电信级业务中为了管理和布线方便多采用机架式光纤收发器,支持多块业务卡同时工作,但是,多数厂商的产品没有实现完善的网络管理功能,存在稳定性较差、智能性缺乏、价格偏高等缺点。这里介绍一种基于SamsungS3C2410芯片和MICREL KS8993f芯片,在源代码开放的Linux 2.6内核基础上研究开发的适合电信级业务应用的新型光纤收发器。这种收发器符合标准机架结构,最多同时支持16块业务卡工作(支持热插拔),并且提供CLI(命令行接口)、Telnet、Web和SNMP(简单网络管理协议)等4种管理方式。以下分别从硬软件两方面介绍这种新型可网管机架式光纤收发器的设计与实现[1]。

3新型光纤收发器硬件的设计

硬件的设计主要分成3部分:业务子卡的设计、机箱背板的设计和网管卡的设计。

3.1业务子卡的设计

业务子卡是指实际完成光电信号转换的模块单元。这种新型可网管机架式光纤收发器采用MICREL公司推出的KS8993f快速以太网媒体转换芯片作为业务子卡。KS8993f是业界第一款包含3端口10/100Mbit/s物理层收发器、3个完整的MAC单元(带有1个二层交换器)以及缓存的高性能以太网快速交换电路,集成了10BaseT/100BaseTX/100Base-FX PHY和16 Kbyte×32的SRAM(静态随机存取存储器)缓冲区,其带宽可达1 Gbit/s,具有低功耗、功能齐全和易于调试等特点。KS8993f的特性[2]如下:

·符合IEEE802. 3 以太网标准和IEEE 802.3μ快速以太网标准;

·支持基于端口的VLAN、基于硬件的10/100Mbit/s速率转换及自动协商机制;

·支持10/100Mbit/s速率和全双工/半双工自适应功能;

·支持全双工的IEEE802.3x流量控制及半双工的流量控制;

·片内集成地址对照引擎、自动地址分析、老化和移位、MAC地址自学习、自更新功能;

·可支持优先级排队、未屏蔽双绞线和光纤;

·采用128引脚的PQFP型封装。

本方案中利用KS8993f的端口1作为光口、端口2作为电口,分别连接相应的光纤和双绞线。通过对KS8993f寄存器的设置,使这两个接口之间的数据交换工作在数据链路层,采用存储转发模式进行线速过滤和转发,这样不仅可以完成光电信号的转换,而且能实现不同速率间的速率匹配。

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光纤收发器

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