专利名称：远程供电的交换机、中继器和虚拟交换系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种远程供电的交换机、中继 器和虚拟交换系统。
背景技术：
在以太网交换机的应用中，有时需要多台设备通过预留的HiGig堆 叠口实现堆叠或级耳关，组成一个虚拟交换系统(Virtual Switching System, VSS)以增加系统效率和系统带宽。例如，设备A、 B是两个分 别具有96个千兆以太网(Gigabit ethernet, GE )端口的以太网交换机， 它们分别预留了2路HiGig堆叠口，每路HiGig堆叠口带宽为16Gbps，如 果不用堆叠口 ，则一个以太网交换机可以实现96个GE端口之间的线速 (Wire Speed)交换，并且数据只能在这96个端口之间交换。然而在一 些应用中，例如数据中心，可能需要192个端口或者更多的端口数量， 并且各端口之间都需要交换数据。由于通常并不需要完全的线速交换， 可以容忍一定的集线比，因此可以将两台交换机通过堆叠口连接，相当 于组成了 一个192个端口的交换机。两台交换机之间的堆叠带宽是两个 HiGig堆叠口的带宽即32Gbps,集线比相当于96Gbps: 32Gbps = 3: 1。HiGig堆叠口可以采用四端口小型可插拔(Quad Small Form Factor Pluggable, QSFP)相互连接，即在发送端进行预加重(Preemphasis )， 接受端进行均衡(Equal izat ion ),通过QSFP电缆连接。交换芯片(Swi tch IC)的HiGig信号直接到预加重和均衡芯片，通过QSFP电缆连接。HiGig信号通过QSFP电缆传输，随着QSFP电缆的长度变长，信号衰減很强，所 以QSFP电缆不能太长，通常需要小于等于15米。在^t据中心等以太网交 换机堆叠的应用场景中，该距离通常难以满足要求。为了使HiGig堆叠口间距离增加，可以将HiGig接口降格为十吉比特 连接单元接口 (10 Gigabit Attachment Unit Interface, XAUI ) , XAUI 接一片十吉比特以太网(IOGE)芯片，通过小型可插拔(Small Form Factor Pluggable , SFP)和光模块以光纤实现堆叠。该方案通过更换 光模块，两台交换机之间可以相隔300米甚至更远，但是实现较为复杂， 成本比较高。并且将16Gbps的HiGigP争格为10Gbps的XAUI，带宽损失较 大，堆叠带宽利用率4氐。发明内容本发明实施例的目的是提供一种提供远程供电的交换机、中继器和 虚拟交换系统，用以解决在不降低HiGig堆叠口的带宽的条件下，QSFP 电缆的信号衰减强导致的QSFP电缆长度不能满足交换机之间距离需要 的问题。本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的 一种交换机，包括，接口模块、电源模块、低通模块和高通模块； 其中，所述接口模块，用于向交换机外部的堆叠线缆提供四端口小型可插 拔QSFP端口，其中所述接口模块通过QSFP电缆与交换芯片连接； 所述电源模块，用于向所述QSFP电缆加载直流电； 所述低通模块，位于所述接口模块和所述电源模块之间，用于阻止所述电源模块与所述接口模块间高频信号的通过；所述高通模块，位于所述接口模块和所述交换芯片之间，用于阻止 所述交换芯片与所述接口模块间的直流电和低频信号的通过。一种中继器，包括，第一接口模块、第二接口模块、驱动模块、电源模块、低通模块和第一高通模块；其中，所述第一接口模块，用于向中继器外部的第一堆叠线缆提供QSFP 端口 ，所述第一堆叠线缆与提供直流供电的第一交换机相连；所述第二接口模块，用于向中继器外部的第二堆叠线缆提供QSFP 端口，所述第二堆叠线缆与第二交换机相连；所述驱动模块，用于驱动所述第一接口模块或所述第二接口模块接 收的信号，所述驱动模块通过QSFP电缆与所述第一接口模块连接；所述电源模块，用于从所述QSFP电缆提取直流电，为所述驱动模 块供电；所述低通模块，位于所述第一接口模块和所述电源模块之间，用于 阻止所述电源模块与所述第 一接口模块间高频信号的通过；所述第一高通模块，位于所述驱动模块和所述第一接口模块之间， 用于阻止所述第 一接口模块与所述驱动模块间的直流电和低频信号。 一种虛拟交换系统，包括，第一交换机、中继器和第二交换机；其中，所述中继器通过第 一堆叠线缆与提供直流供电的所述第 一 交换机 相连，通过第二堆叠线缆与所述第二交换机相连；所述第一交换机，用于向所述中继器提供直流供电，所述第一交换 机包括，接口模块、电源模块、低通模块和高通模块，其中所述低通模块，位于所述接口模块和所述电源模块之间，用于阻止所述电源模块与 所述接口模块间高频信号的通过，所述高通模块，位于所述接口模块和 所述交换芯片之间，用于阻止所述交换芯片与所述接口模块间的直流电 和低频信号的通过。所述中继器，用于接收所述第一交换机提供的直流供电，并驱动从 第 一交换机和第二交换才几接收的信号，所述中继器包括第 一接口模块、 第二接口模块、驱动冲莫块、电源模块、低通模块和第一高通模块，其中 所述驱动模块用于驱动所述第 一接口模块或所述第二接口模块接收的信号，所述驱动模块通过QSFP电缆与所述第一接口模块连接，所述低通 模块，位于所述第一接口模块和所述电源模块之间，用于阻止所述电源 模块与所述第一接口模块间高频信号的通过，所述第一高通模块，位于 所述驱动模块和所述第 一接口模块之间，用于阻止所述第 一接口模块与 所述驱动模块间的直流电和低频信号。采用本实施例提供的技术方案，因为中继器从QSFP电缆提取交换机 提供的驱动信号所需的电能，解决了在不降^f氐HiGig堆叠口的带宽的条 件下，QSFP电缆的信号衰减强导致的QSFP电缆长度不能满足交换机之间 距离需要的问题。
图1为本发明 一个实施例中交换机的框图；图2为本发明一个实施例中中继器框图；图3为本发明一个实施例中虚拟交换系统的框图。
具体实施方式
为了延长QSFP电缆的使用长度，本发明实施例在两个交换机之间增 加中继器，两个交换机分别通过一条QSFP电缆与中继器相连接，在HiGig 信号衰减到无法识别之前以中继器加以放大，使得两个交换机之间的距 离大幅增加。为了对HiGig信号进行放大，需要对中继器供电，但是在数据中心 等具体应用中，布线要求不允许为中继器提供外接电源，因此需要由交 换机为中继器进行远程供电。而HiGig信号是3. 125Gbps-10Gbps的差分 信号，频率极高而幅度较小，通常的远程供电装置不能满足要求，因此 本发明实施例的提供了 一种提供远程供电的交换机和一种中继器以满 足通过传输H i G i g信号的QSFP电缆远程供电的要求。以下结合图l至图3说明本发明实施例图1为本发明一个实施例中交换机的框图。该交换机包括,接口模 块102、电源模块106、低通模块108和高通模块110;其中，接口模块102,用于向交换机外部的堆叠线缆提供QSFP端口，其中 接口模块102通过QSFP电缆104与交换芯片连接。QSFP电缆104是交换机内部用于传输HiGig信号的电缆，交换机外 部的线缆通常也采用QSFP电缆，为了清楚起见，交换机外部的线缆统 称为堆叠线缆。QSFP电缆104将交换芯片发送的HiGig信号传输给接口 模块102，由接口模块102通过QSFP端口向外部的堆叠线缆发送。或者 接口模块102通过QSFP端口接收到外部的堆叠线缆上的HiGig信号后， QSFP电缆104将接口模块102接收到的HiGig信号发送给交换芯片。为 了增强HiGig信号#_外部的堆叠线缆的使用距离较大，可以在QSFP电 缆104接收交换芯片发送的HiGi g信号时通过预加重芯片对HiGig信号 进行预加重，并在接收到HiGig信号后通过均衡芯片对HiGig信号进行均4軒后发送到交换芯片。电源^t块106,用于向QSFP电缆104加载直流电。为了对中继器进4亍远程供电，电源模块106向QSFP电缆104加载 直流电。考虑到QSFP电缆和堆叠线缆的电阻，为了增加远程供电的效 率和减小QSFP电缆和堆叠线缆的发热，直流电的电压不宜过低。考虑 到高通模块110的耐压能力，直流电的电压也不宜过高。实际使用中， 12伏特至48伏特之间的直流电都能够提供较好的传输效果，但高于或 低于该电压范围的也可以考虑。低通模块108,位于接口模块102和电源模块106之间，用于阻止 电源模块106与接口模块102间高频信号的通过。由于HiGig信号频率极高而幅度较小，电源模块106提供的直流电 的任何小幅度波动都可能对HiGig信号的传输构成影响，为了阻隔电源 模块106的直流电中的波动即高频成分，低通模块108需要能够阻止高 频信号的通过。举例来il，最常用的低通^^莫块108由电感构成，考虑到 HiGig信号的频率，^[氐通模块108釆用的电感的电感量应当在1微亨以 上，并且根据需要向中继器供电的电功率，选择通流能力足够的电感。 低通模块108也具有防止HiGig信号流向电源模块106产生损耗和保护 电源模块106不受高频信号影响的功能。高通模块IIO,位于接口模块102和交换芯片之间，用于阻止交换芯 片与接口模块l02间104的直流电和低频信号的通过。为了保护交换芯片、预加重芯片和均衡芯片不受高压直流电的影 响，需要在QSFP电缆和交换芯片之间阻止直流电和低频信号的通过。举 例来说，最常用的高通模块110由电容构成。电容通常可以等效为一个 等效串联电阻、 一个等效串联电感和一个理想电容的串联，根据HiGig信号3. 125Gbps-10Gbps的差分信号的频率，可以选择一个尽量靠近谐振 点的电容。由于HiGig信号的幅度较小， 一般来说应当尽量釆用等效串 联电阻和等效串联电感小的电容，因而电容的封装不宜过大，例如采用 0402封装(l毫米xO. 5毫米x0. 5毫米)或0603封装(1. 6毫米x0. 8毫 米x0.8毫米)的贴片电容，电容量可以选择l纳法、IO纳法或IOO纳法， 或1纳法至100纳法之间的其他电容量。本领域普通技术人员可以理解，并非所有的交换机之间的距离都需 要超过单条QSFP电缆的极限传输距离，因此为了节约成本，可以将电源 模块制作为可插拔的形态，当交换机之间不需要中继器时，不在交换机 上插装电源模块，而只在那些需要中继器增加QSFP电缆的传输距离的交 换机上插装电源模块。图2为本发明一个实施例中中继器框图。该中继器包括，第一接口 模块202、第二接口模块204、驱动模块206、 QSFP电缆208、电源模块210、 低通模块212和第一高通才莫块214;其中，第一接口模块202,用于向中继器外部的第一堆叠线缆提供QSFP 端口 ，所述第一堆叠线缆与提供直流供电的第一交换机相连。第二接口模块204，用于向中继器外部的第二堆叠线缆提供QSFP 端口，所述第二堆叠线缆与第二交换机相连。驱动模块206,用于驱动第 一接口模块202或第二接口模块接收204 的信号，驱动模块206通过QSFP电缆208与第一接口^f莫块202连接。驱动模块206用于驱动经过QSFP电缆传输而衰减的HiGig信号， 所述驱动包括对HiGig信号的整形和放大。在对HiGig信号的整形和放 大之前驱动才莫块206还可以通过时钟和凄t据恢复(Clock and Data Recovery, CDR )芯片对HiGig信号进行恢复。QSFP电缆208将第一接口模块202接收的HiGig信号传输给驱动模 块206进行HiGig信号的驱动。QSFP电缆208将驱动^^莫块206驱动后的 HiGig信号传输给第一接口模块202发送到堆叠线缆。电源模块210,用于从QSFP电缆208提取直流电，为驱动模块206 供电。电源模块210从QSFP电缆208提取直流电后，根据驱动模块206 需要的电压对从QSFP电缆208提取的直流电进行处理后用于为驱动模 块206供电。低通模块212，位于第一接口模块202和电源模块210之间，用于 阻止电源模块210与第一接口模块202间高频信号的通过；由于HiGig信号频率极高而幅度较小，电源模块210提取直流电时 的任何小幅度波动都可能对HiGig信号的传输构成影响，为了阻止电源 模块210提取直流电时可能产生的波动即高频成分，低通模块212需要 能够阻止高频信号的通过。举例来说，最常用的低通模块212由电感构 成，考虑到HiGig信号的频率，低通模块212采用的电感的电感量应当 在1微亨以上，并且根据需要向驱动模块206供电的电功率选择通流能 力足够的电感。低通;f莫块212也具有防止HiGig信号流向电源模块210 产生损耗和保护电源模块210不受高频信号影响的功能。第一高通模块214，位于驱动模块206和第一接口模块202之间，用 于阻止第 一接口模块2 02与驱动模块2 06间的直流电和低频信号的通过。为了保护驱动模块206不受高压直流电的影响，需要在第一接口模 块202和驱动模块206之间阻止直流电和低频信号的通过。举例来说，最 常用的高通模块214由电容构成。电容通常可以等效为一个等效串联电 阻、 一个等效串联电感和一个理想电容的串联，；^艮据HiGig信号3. 125Gbps-10Gbps的差分信号的频率，可以选择一个尽量靠近谐振点的 电容。由于HiGig信号的幅度较小， 一般来说应当尽量釆用等效串联电 阻和等效串联电感小的电容，因而电容的封装不宜过大，例如釆用0402 封装(l毫米x 0. 5毫米x 0. 5毫米)或0603封装(1. 6毫米x 0. 8毫米x 0.8毫米)的贴片电容，电容量可以选择l纳法、IO纳法或IOO纳法。本领域普通技术人员可以理解，为了防止中继器连接方向错误时直 流电对驱动模块的影响，可以在驱动模块206和第二接口模块204之间还 可以增加第二高通模块，第二高通模块的具体实现与第一高通模块214 基本相同。当第二接口模块204连接的第二堆叠线缆相连的第二交换机 也提供直流电时，电源模块21 O还可以通过低通模块从第二接口模块2 04 和第二高通模块之间的QSFP电缆上提取电力。图3为本发明一个实施例中虚拟交换系统的框图。该虚拟交换系统 包括，第一交换机302、中继器304和第二交换机306;其中，中继器304通过第一堆叠线缆与提供直流供电的第一交换4几302相 连，通过第二堆叠线缆与第二交换机306相连。第一交换机302用于向中继器304提供直流供电，第一交换机302包 括，接口模块、电源模块、低通模块和高通模块，其中低通模块，位于 所述接口模块和所述电源模块之间，用于阻止电源模块与接口模块间高 频信号的通过；高通模块，位于接口模块和交换芯片之间，用于阻止交 换芯片与接口模块间的直流电和低频信号的通过。中继器304,用于接收第一交换机302提供的直流供电，并驱动从 第一交换机302和第二交换机306接收的信号，所述中继器包括第一接 口模块、第二接口模块、驱动模块、电源模块、低通模块和第一高通模 块，其中驱动模块通过QSFP电缆与第一接口模块连接；低通模块，位于所述第 一接口模块和所述电源;漠块之间，用于阻止电源模块与第 一接口模块间高频信号的通过；第一高通模块，位于驱动模块和第一接口模块之间，用于阻止第一接口模块与驱动模块间的直流电和低频信号。采用本实施例提供的技术方案，因为中继器从QSFP电缆提取交换机 提供的驱动信号所需的电能，解决了在不降低HiGig堆叠口的带宽的条 件下，QSFP电缆的信号衰减强导致的QSFP电缆长度不能满足交换机之间 距离需要的问题。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围 并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种交换机，其特征在于，包括，接口模块、电源模块、低通模块和高通模块；其中，所述接口模块，用于向交换机外部的堆叠线缆提供四端口小型可插拔QSFP端口，其中所述接口模块通过QSFP电缆与交换芯片连接；所述电源模块，用于向所述QSFP电缆加载直流电；所述低通模块，位于所述接口模块和所述电源模块之间，用于阻止所述电源模块与所述接口模块间高频信号的通过；所述高通模块，位于所述接口模块和所述交换芯片之间，用于阻止所述交换芯片与所述接口模块间的直流电和低频信号的通过。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低通模块，包括电感，所述电感的电感量在1 ^t亨以上。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高通模块，包括电容，所述电容的电容量为1纳法至100纳法，且所述电容的封装 采用0402封装或0603封装。
4、 一种中继器，其特征在于，包括，第一接口模块、第二接口模 块、驱动模块、电源模块、低通模块和第一高通模块；其中，所述第一接口模块，用于向中继器外部的第一堆叠线缆提供QSFP 端口 ，所述第一堆叠线缆与提供直流供电的第一交换机相连；所述第二接口模块，用于向中继器外部的第二堆叠线缆提供QSFP端口，所述第二堆叠线缆与第二交换机相连；所述驱动模块，用于驱动所述第一接口模块或所述第二接口模块接 收的信号，所述驱动模块通过QSFP电缆与所述第一接口模块连接；所述电源模块，用于从所述QSFP电缆提取直流电，为所述驱动模 块供电；所述低通模块，位于所述第一接口模块和所述电源模块之间，用于 阻止所述电源模块与所述第一接口模块间高频信号的通过；所述第一高通模块，位于所述驱动模块和所述第一接口模块之间， 用于阻止所述第 一接口模块与所述驱动模块间的直流电和低频信号。
5、 根据权利要求4所述的中继器，其特征在于，所述低通模块， 包括电感，所述电感的电感量在1孩支亨以上。
6、 根据权利要求4所述的中继器，其特征在于，所述第一高通模 块，包括电容，所述电容的电容量为1纳法至100纳法，且所述电容的封装 采用0402封装或0603封装。
7、 根据权利要求4所述的中继器，其特征在于，还包括 第二高通模块，位于所述驱动模块和所述第二接口模块之间，用于阻止所述第二接口模块与所述驱动模块间的直流电和低频信号的通过。
8、 根据权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述第二高通模 块，包括电容，所述电容的电容量为1纳法至100纳法，且所述电容的封装 采用0402封装或0603封装。
9、 一种虚拟交换系统，其特征在于，包括，第一交换机、中继器和第二交换机；其中，所述中继器通过第 一堆叠线缆与提供直流供电的所述第 一 交换机相连，通过第二堆叠线缆与所述第二交换机相连；所述第一交换机，用于向所述中继器提供直流供电，所述第一交换 机包括，接口模块、电源模块、低通模块和高通模块，其中所述低通模 块，位于所述接口模块和所述电源模块之间，用于阻止所述电源模块与 所述接口模块间高频信号的通过，所述高通模块，位于所述接口模块和 所述交换芯片之间，用于阻止所述交换芯片与所述接口模块间的直流电 和低频信号的通过。所述中继器，用于接收所述第一交换机提供的直流供电，并驱动从 第一交换机和第二交换机接收的信号，所述中继器包括第一接口模块、 第二接口模块、驱动模块、电源模块、低通模块和第一高通模块，其中 所述驱动模块用于驱动所述第 一接口模块或所述第二接口模块接收的 信号，所述驱动模块通过QSFP电缆与所述第一接口模块连接，所述低 通模块，位于所述第一接口模块和所述电源模块之间，用于阻止所述电 源模块与所述第一接口模块间高频信号的通过，所述第一高通模块，位于所述驱动模块和所述第一接口模块之间，用于阻止所述第一接口模块 与所述驱动模块间的直流电和低频信号。
全文摘要
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种提供远程供电的交换机和一种中继器。该交换机包括，接口模块、电源模块、低通模块和高通模块，该中继器包括，第一接口模块、第二接口模块、驱动模块、电源模块、低通模块和第一高通模块。采用本实施例提供的技术方案，因为中继器从QSFP电缆提取交换机提供的驱动信号所需的电能，解决了在不降低HiGig堆叠口的带宽的条件下，QSFP电缆的信号衰减强导致的QSFP电缆长度不能满足交换机之间距离需要的问题。
文档编号H04L12/56GK101605327SQ20091010852
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者张晋博, 成灵安, 涛 曾, 潘厚源, 饶俊阳 申请人:华为技术有限公司