本實(shí)用新型涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種以太網(wǎng)鏈路切換裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)以太網(wǎng)吸引著越來越多的制造業(yè)廠商，因?yàn)槠溆械统杀?、高智能、高擴(kuò)展性和高實(shí)效的能力。在許多工業(yè)通信控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)備所處在的環(huán)境很復(fù)雜，用戶對以太網(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性要求也越來越高。為了保證在通信控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)掉線或交換機(jī)故障的情況下，整個(gè)通信系統(tǒng)不會(huì)癱瘓，現(xiàn)在大多采用以太網(wǎng)鏈路切換裝置來提高網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力。

圖1是現(xiàn)有的以太網(wǎng)冗余鏈路切換裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，現(xiàn)有的以太網(wǎng)冗余鏈路切換裝置采用了CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)模塊和以太網(wǎng)物理層芯片PHY。中央處理器通過MAC(multiple access channel，多址接入信道)端口和GPIO(General Purpose Input Output，通用輸入/輸出)端口連接CPLD模塊，CPLD模塊再通過數(shù)據(jù)線與控制線分別連接兩個(gè)以太網(wǎng)物理層芯片。該方案的缺點(diǎn)在于：如果CPLD模塊出現(xiàn)問題，那么CPLD模塊后面的器件或系統(tǒng)都無法運(yùn)行了，易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接故障，增加了維修成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的主要目的在于提供一種以太網(wǎng)鏈路切換裝置，以減少網(wǎng)絡(luò)連接故障，降低維修成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種以太網(wǎng)鏈路切換裝置，包括：

一個(gè)主鏈路和至少一個(gè)冗余鏈路；

主鏈路包括第一以太網(wǎng)控制器、與第一以太網(wǎng)控制器連接的第一以太網(wǎng)物理層芯片、與第一以太網(wǎng)物理層芯片連接的第二以太網(wǎng)物理層芯片；

每一冗余鏈路包括第二以太網(wǎng)控制器、與第二以太網(wǎng)控制器連接的第三以太網(wǎng)物理層芯片、與第三以太網(wǎng)物理層芯片連接的第四以太網(wǎng)物理層芯片；

鏈路切換裝置，用于在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障時(shí)，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

在其中一種實(shí)施例中，還包括：連接于第一以太網(wǎng)物理層芯片與第二以太網(wǎng)物理層芯片之間的第一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器，用于匹配第一以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的請求信號(hào)與第二以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)的電平。

在其中一種實(shí)施例中，還包括：連接于第一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器與第二以太網(wǎng)物理層芯片之間的第一RJ45連接器，用于傳輸?shù)谝灰蕴W(wǎng)物理層芯片發(fā)送的請求信號(hào)、第二以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)。

在其中一種實(shí)施例中，每一冗余鏈路上設(shè)有第二以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器，連接在該冗余鏈路上第三以太網(wǎng)物理層芯片與第四以太網(wǎng)物理層芯片之間，用于匹配該冗余鏈路上第三以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的請求信號(hào)與第四以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)的電平。

在其中一種實(shí)施例中，每一冗余鏈路上還設(shè)有第二RJ45連接器，連接在該冗余鏈路上第二以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器與第四以太網(wǎng)物理層芯片之間，用于傳輸該冗余鏈路上第三以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的請求信號(hào)、第四以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)。

在其中一種實(shí)施例中，第二以太網(wǎng)物理層芯片和至少一個(gè)第四以太網(wǎng)物理層芯片位于計(jì)算機(jī)內(nèi)部。

在其中一種實(shí)施例中，還包括：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，包括多個(gè)輸入端口，以及與輸入端口一一對應(yīng)的多個(gè)輸出端口；

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的其中一個(gè)輸入端口連接主鏈路上第一RJ45連接器，與該輸入端口對應(yīng)的輸出端口連接主鏈路上第二以太網(wǎng)物理層芯片；

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的另多個(gè)輸入端口分別連接一冗余鏈路上第二RJ45連接器，與該多個(gè)輸入端口一一對應(yīng)的多個(gè)輸出端口分別連接該冗余鏈路上第四以太網(wǎng)物理層芯片。

在其中一種實(shí)施例中，第一以太網(wǎng)物理層芯片具體用于：向第二以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送請求信號(hào)，在預(yù)定時(shí)長內(nèi)沒有收到第二以太網(wǎng)物理層芯片的應(yīng)答信號(hào)時(shí)，向第一以太網(wǎng)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)；

第一以太網(wǎng)控制器具體用于：將數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)發(fā)送給鏈路切換裝置；

鏈路切換裝置具體用于：在接收到數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)后，確定在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

在其中一種實(shí)施例中，第一以太網(wǎng)物理層芯片還包括寄存器，用于設(shè)置向第一以太網(wǎng)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)的時(shí)間。

在其中一種實(shí)施例中，發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)的時(shí)間為0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一。

本實(shí)用新型實(shí)施例的以太網(wǎng)鏈路切換裝置，包括：一個(gè)主鏈路和至少一個(gè)冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網(wǎng)控制器、與第一以太網(wǎng)控制器連接的第一以太網(wǎng)物理層芯片、與第一以太網(wǎng)物理層芯片連接的第二以太網(wǎng)物理層芯片；每一冗余鏈路包括第二以太網(wǎng)控制器、與第二以太網(wǎng)控制器連接的第三以太網(wǎng)物理層芯片、與第三以太網(wǎng)物理層芯片連接的第四以太網(wǎng)物理層芯片；鏈路切換裝置在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障時(shí)，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無需CPLD模塊即可完成鏈路切換，減少了網(wǎng)絡(luò)連接故障，降低了維修成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有的以太網(wǎng)冗余鏈路切換裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第四種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

鑒于目前以太網(wǎng)冗余鏈路切換裝置易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接故障，增加了維修成本，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種以太網(wǎng)鏈路切換裝置，包括：一個(gè)主鏈路和至少一個(gè)冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網(wǎng)控制器、與第一以太網(wǎng)控制器連接的第一以太網(wǎng)物理層芯片、與第一以太網(wǎng)物理層芯片連接的第二以太網(wǎng)物理層芯片；每一冗余鏈路包括第二以太網(wǎng)控制器、與第二以太網(wǎng)控制器連接的第三以太網(wǎng)物理層芯片、與第三以太網(wǎng)物理層芯片連接的第四以太網(wǎng)物理層芯片；鏈路切換裝置在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障時(shí)，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無需CPLD模塊即可完成鏈路切換，減少了網(wǎng)絡(luò)連接故障，降低了維修成本。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，以太網(wǎng)鏈路切換裝置包括：一個(gè)主鏈路和至少一個(gè)冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網(wǎng)控制器11、與第一以太網(wǎng)控制器11連接的第一以太網(wǎng)物理層芯片13、與第一以太網(wǎng)物理層芯片13連接的第二以太網(wǎng)物理層芯片15；每一冗余鏈路包括第二以太網(wǎng)控制器12、與第二以太網(wǎng)控制器12連接的第三以太網(wǎng)物理層芯片14、與第三以太網(wǎng)物理層芯片14連接的第四以太網(wǎng)物理層芯片16；鏈路切換裝置10，用于在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障時(shí)，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

其中，第一以太網(wǎng)控制器11和第二以太網(wǎng)控制器12均可以采用千兆以太網(wǎng)控制器eTSEC，通過RGMII接口(Reduced Gigabit Media Independent Interface，吉比特介質(zhì)獨(dú)立接口)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；第一以太網(wǎng)物理層芯片13、第二以太網(wǎng)物理層芯片15、第三以太網(wǎng)物理層芯片14和第四以太網(wǎng)物理層芯片16均可以采用以太網(wǎng)物理層芯片88E1512。

實(shí)施例中，第一以太網(wǎng)物理層芯片13具體用于：向第二以太網(wǎng)物理層芯片15發(fā)送請求信號(hào)，在預(yù)定時(shí)長內(nèi)沒有收到第二以太網(wǎng)物理層芯片15的應(yīng)答信號(hào)時(shí)，向第一以太網(wǎng)控制器11發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)；第一以太網(wǎng)控制器11具體用于：將數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)發(fā)送給鏈路切換裝置10；鏈路切換裝置10具體用于：在接收到數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)后，確定在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

當(dāng)由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂噫溌飞系牡谌蕴W(wǎng)物理層芯片14向該冗余鏈路上的第四以太網(wǎng)物理層芯片16發(fā)送請求信號(hào)，在預(yù)定時(shí)長內(nèi)沒有收到第四以太網(wǎng)物理層芯片16的應(yīng)答信號(hào)時(shí)，向第二以太網(wǎng)控制器12發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)；第二以太網(wǎng)控制器12將數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)發(fā)送給鏈路切換裝置10；鏈路切換裝置10在接收到數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)后，確定在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂噫溌飞习l(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障，切換為由另一個(gè)冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，以太網(wǎng)鏈路切換裝置還可以包括：連接于第一以太網(wǎng)物理層芯片13與第二以太網(wǎng)物理層芯片15之間的第一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器30，用于匹配第一以太網(wǎng)物理層芯片13發(fā)送的請求信號(hào)與第二以太網(wǎng)物理層芯片15發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)的電平。

具體實(shí)施時(shí)，第一以太網(wǎng)物理層芯片13的接口電平與第二以太網(wǎng)物理層芯片15的接口電平不一致，此時(shí)第二以太網(wǎng)物理層芯片15無法接收第一以太網(wǎng)物理層芯片13發(fā)送的請求信號(hào)，第一以太網(wǎng)物理層芯片13也無法接收第二以太網(wǎng)物理層芯片15發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)。第一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器30可以匹配第一以太網(wǎng)物理層芯片13發(fā)送的請求信號(hào)與第二以太網(wǎng)物理層芯片15發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)的電平，令第一以太網(wǎng)物理層芯片13可以接收到經(jīng)過電平匹配的應(yīng)答信號(hào)，第二以太網(wǎng)物理層芯片15也可以接收到經(jīng)過電平匹配的請求信號(hào)。

如圖3所示，每一冗余鏈路上還可以設(shè)有第二以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器31，連接在該冗余鏈路上第三以太網(wǎng)物理層芯片14與第四以太網(wǎng)物理層芯片16之間，用于匹配該冗余鏈路上第三以太網(wǎng)物理層芯片14發(fā)送的請求信號(hào)與第四以太網(wǎng)物理層芯片16發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)的電平。

其中，第一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器30和第二以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器31均可以采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器HX5020NL，通過MDI(Medium Dependent Interface，介質(zhì)相關(guān)接口)傳輸數(shù)據(jù)。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，以太網(wǎng)鏈路切換裝置還可以包括：連接于第一以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器30與第二以太網(wǎng)物理層芯片15之間的第一RJ45連接器40，用于傳輸?shù)谝灰蕴W(wǎng)物理層芯片13發(fā)送的請求信號(hào)、第二以太網(wǎng)物理層芯片15發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)。

如圖4所示，每一冗余鏈路上還設(shè)有第二RJ45連接器41，連接在該冗余鏈路上第二以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器31與第四以太網(wǎng)物理層芯片16之間，用于傳輸該冗余鏈路上第三以太網(wǎng)物理層芯片14發(fā)送的請求信號(hào)、第四以太網(wǎng)物理層芯片16發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖5所示，以太網(wǎng)鏈路切換裝置還可以包括：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)50，包括多個(gè)輸入端口，以及與輸入端口一一對應(yīng)的多個(gè)輸出端口；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)50的其中一個(gè)輸入端口連接主鏈路上第一RJ45連接器40，與該輸入端口對應(yīng)的輸出端口連接主鏈路上第二以太網(wǎng)物理層芯片15，用于增強(qiáng)第一RJ45連接器40傳輸?shù)恼埱笮盘?hào)、第二以太網(wǎng)物理層芯片15發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)50的另多個(gè)輸入端口分別連接一冗余鏈路上第二RJ45連接器41，與該多個(gè)輸入端口一一對應(yīng)的多個(gè)輸出端口分別連接該冗余鏈路上第四以太網(wǎng)物理層芯片16，用于增強(qiáng)該冗余鏈路上第二RJ45連接器41傳輸?shù)恼埱笮盘?hào)、第四以太網(wǎng)物理層芯片16發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例以太網(wǎng)鏈路切換裝置第四種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖6所示，第二以太網(wǎng)物理層芯片15和至少一個(gè)第四以太網(wǎng)物理層芯片16可以位于計(jì)算機(jī)20內(nèi)部。

具體實(shí)施時(shí)，第一以太網(wǎng)物理層芯片13還可以包括寄存器，用于設(shè)置向第一以太網(wǎng)控制器11發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)的時(shí)間。其中，發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)的時(shí)間為可以為0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一?，F(xiàn)有技術(shù)中以太網(wǎng)鏈路切換裝置的切換鏈路時(shí)間需要100ms以上，而本實(shí)用新型可以將切換鏈路的時(shí)間控制在50ms以內(nèi)，因此，本實(shí)用新型大大縮短了切換以太網(wǎng)鏈路的時(shí)間。

綜上，本實(shí)用新型實(shí)施例的以太網(wǎng)鏈路切換裝置，包括：一個(gè)主鏈路和至少一個(gè)冗余鏈路；主鏈路包括第一以太網(wǎng)控制器、與第一以太網(wǎng)控制器連接的第一以太網(wǎng)物理層芯片、與第一以太網(wǎng)物理層芯片連接的第二以太網(wǎng)物理層芯片；每一冗余鏈路包括第二以太網(wǎng)控制器、與第二以太網(wǎng)控制器連接的第三以太網(wǎng)物理層芯片、與第三以太網(wǎng)物理層芯片連接的第四以太網(wǎng)物理層芯片；鏈路切換裝置在主鏈路發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸故障時(shí)，切換為由一冗余鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無需CPLD模塊即可完成鏈路切換，減少了網(wǎng)絡(luò)連接故障，降低了維修成本。

本實(shí)用新型還可以通過以太網(wǎng)物理層芯片中設(shè)置的寄存器，將發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸故障信號(hào)的時(shí)間設(shè)定為0ms、10±2ms、20±2ms、40±2ms的其中之一，大大縮短了切換以太網(wǎng)鏈路的時(shí)間。

以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。