专利名称：千兆以太网交换机及应用该交换机的网络系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及网络通信设备，尤其是千兆以太网交换机及应用该千兆以太网交换机的网络系统。
背景技术：
视频娱乐系统是应用于列车、地铁、轻轨等轨道交通领域的一种基于数字视频服务器、高速以太网络和宽带嵌入式机顶盒以及视频播放软件等先进技术，并通过对视频播放的内容进行管理、控制和播放，实现对视频播放进行完全的、有针对性、高效率的统一管理的系统。以太网交换机是整个视频娱乐系统的传输枢纽，对系统播放的音视频效果有直接的影响。通常媒体控制器的以太网交换机采用百兆以太网交换机芯片连接数个百兆以太网连接端口，实际网速仅仅在50-60兆。当系统设有多路视频频道时，在播放音视频过程中 经常有马赛克等不流畅现象。为解决网速问题，市场已开发多种千兆以太网交换机，采用千兆以太网交换机芯片连接有两个千兆以太网连接端口及数个百兆以太网连接端口，如此即能实现1000兆的网速。但是，在轨道交通领域，由于应用于高速列车上的以太网交换机需要使用稳定性和可靠性较高的连接端口，目前通常只能使用百兆连接端口，如Ml2连接端口，因此，带宽的提升受到限制，继而影响到播放音视频的流畅性。另外，一旦其中一个以太网连接端口发生故障，则整个以太网交换机停止工作，严重影响生产。本公司早期致力于研究开发一种百兆容错以太网，使连接端口发生故障时可自动转换至其他连接端口，不致影响生产。但由于带宽仍限于100兆，在播放音视频过程中仍有不流畅现象，仍不能符合轨道交通应用的要求。申请号为201010162067. 7的中国发明专利申请，公开了一种支持5ms内快速恢复冗余技术，符合轨道交通控制系统要求的管理型千兆工业以太网交换机，其采用新的冗余算法，通过算法选出主从交换机并确定正常链路和备份链路，通过中断、轮询监测的方法来判断端口的通信状态，并通过更改端口状态来实现冗余。但是该冗余技术的恢复时间仍有待提闻。申请号为201010567785. 2的中国发明专利申请，公开了一种容错网络交换机，包含两个以上网络交换单元和一个无单点故障的互联单元，在正常工作状态下两个网络交换单元都处理网络数据包，当其中一个网络交换单元发生故障，则另一网络交换单元将承担所有工作以确保工作不间断。但是会降低交换机的性能。因此，本领域的技术人员致力于开发具备符合轨道交通应用的既能保证网速又能迅速实现容错的千兆以太网交换机及应用该交换机的网络系统。
实用新型内容有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供具备符合轨道交通应用的既能流畅播放音视频又能持续工作不受单个连接端口故障影响的千兆以太网交换机及应用该交换机的网络系统。为实现上述目的，本实用新型提供了千兆以太网交换机，其包括机壳、至少两个百兆连接端口、和千兆以太网交换机芯片，所述至少两个百兆连接端口固定在所述机壳上，每个所述百兆连接端口具有至少四路信号线，其特征在于每两个所述百兆连接端口组合成具有八路信号线的千兆连接端口，所述千兆连接端口在一侧与千兆以太网线路连接，且在另一侧与所述千兆以太网交换机芯片连接，从而实现1000M带宽。采用上述技术方案，使一台外表看似百兆以太网交换机，通过将两个百兆连接端口并联后形成八路信号线与所述千兆以太网交换机芯片连接，从而实现1000M带宽。优选的，本实用新型所述的连接端口可为Ml2连接端口或RJ45连接端口。优选使用M12连接端口，因为M12连接端口相对更可靠和稳定，更符合轨道交通领域的要求。但是需说明的是，本实用新型的创新不在于连接端口的形式，只要能实现数据接入和输出功能的现有连接端口，且采用了本实用新型的技术方案达到本实用新型的技术效果的，均在本实用新型的保护范围内。 优选的，所述Ml2连接端口为四芯连接端口或八芯连接端口。优选的，本实用新型的千兆以太网交换机还包括检测单片机，所述检测单片机主要由状态寄存器、中央处理器、信号控制继电器组成；所述状态寄存器用于储存预先设定的状态值，所述中央处理器用于循环检测所述千兆连接端口的状态并将检测所得值与储存于所述状态寄存器内的状态值相比较；在所述检测单片机经分析发现所述千兆连接端口发生故障的情况下，所述检测单片机通过所述中央处理器发出控制信号，并且所述信号控制继电器用于接收所述中央处理器发出的控制信号，控制所述千兆以太网交换机芯片从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，从而维持100M带宽。优选的，所述将所述千兆以太网交换机芯片从正常状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出的切换时间小于Is。本实用新型还提供了千兆以太网交换机的控制方法，包括以下步骤(i)向所述检测单片机的状态寄存器输入预先设定的状态值；(ii)所述检测单片机的中央处理器循环检测所述各连接端口的信号状态；(iii)将检测所得值与储存于所述状态寄存器内的状态值相比较；(iv)经比较发现检测结果与预先设定的状态值不匹配的情况下，所述连接端口被认定发生故障，所述中央处理器向所述信号控制继电器发出控制信号，所述信号控制继电器控制所述千兆以太网交换机芯片从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，维持100M带宽。采用上述技术方案，除了实现千兆带宽，还实现了容错的功能。通过检测单片机循环对各连接端口进行检测，当检测到某个连接端口发生故障时，迅速切换为百兆输出，从而达到了既能保证网速又能持续工作不受单个连接端口故障影响的技术效果。另外，本实用新型还提供了应用上述千兆以太网交换机的网络系统，所述网络系统包括至少两台所述的千兆以太网交换机；每台所述千兆以太网交换机包括至少一个用于信号输入的所述千兆连接端口和至少一个用于信号输出的所述千兆连接端口 ；并且，第一台所述用于信号输入的千兆连接端口与第二台所述用于信号输出的千兆连接端口连接，实现整个所述网络系统的信号传输。[0022]优选的，当所述网络系统中某台所述的千兆以太网交换机发生故障时，所述故障的千兆以太网交换机进入BYPASS模式，信号继续传输到下一台所述千兆以太网交换机。本实用新型所述的网络接口、千兆连接端口或百兆连接端口可为光接口或电接口。在轨道交通领域优选使用电接口。但是，在其他领域，现有技术中可实现信号传输的一切连接方式，如光纤、双绞线等连接方式均可应用于本实用新型。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。图I是现有技术的应用Ml2连接端口的百兆以太网；图2是应用M12连接端口的千兆以太网交换机；图3是Ml2连接端口；图4是并联的Ml2连接端口 ；图5是网络系统的BYPASS模式；图6是本实用新型的控制方法示意图；其中，I.千兆以太网交换机；2.千兆以太网交换机芯片；3.四路信号线；4.八路信号线；5.检测单片机；6.百兆连接端口 ；60.千兆连接端口 ；101.机壳；106.M12连接端□。
具体实施方式
图I示出了现有技术应用M12网络接口的百兆以太网交换机，包括机壳101，机壳101上至少设有数个四芯的M12连接端口 106，M12连接端口 106各输出四路信号线，与百兆以太网交换机内部的交换机芯片连接，实现信号传输与数据交换。如图2所示，本实用新型的千兆以太网交换机I包括机壳101、至少两个百兆连接端口 6、和千兆以太网交换机芯片2，所述至少两个百兆连接端口 6固定在所述机壳101上，每个所述百兆连接端口 6具有至少四路信号线3，其特征在于每两个所述百兆连接端口 6组合成具有八路信号线4的千兆连接端口 60，所述千兆连接端口 60在一侧与千兆以太网线路连接，且在另一侧与所述千兆以太网交换机芯片2连接，从而实现1000M带宽。可选地，所述的千兆以太网交换机I包括交换机机壳101及设于交换机内部的千兆以太网交换机芯片2，所述机壳101上设有至少2个百兆连接端口 6及可选的电源开关，所述至少两个百兆连接端口 6固定在所述机壳101上，每个所述百兆连接端口 6具有至少四路信号线3，特别地，每两个所述百兆连接端口 6组合成具有八路信号线4的千兆连接端口 60，所述千兆连接端口 60在一侧与千兆以太网线路连接，且在另一侧与所述千兆以太网交换机芯片2连接，从而实现1000M带宽。优选地，所述百兆连接端口 6为M12连接端口 106或RJ45连接端口。所述M12连接端口 106为四芯连接端口或八芯连接端口。在轨道交通领域优选使用如图2、图3、图4中示出的M12连接端口 106，M12连接端口 106为四芯连接端口，具有四路信号线3，通过两个M12连接端口 106并联后具有八路信号线4，与所述千兆以太网交换机芯片2连接，从而实现1000M带宽。[0037]本实用新型的另一实施例在上述的技术方案基础上，还包括检测单片机5，该检测单片机5与千兆以太网交换机芯片2相连，主要由状态寄存器、中央处理器、信号控制继电器组成。所述状态寄存器用于储存预先设定的状态值，所述中央处理器用于循环检测所述各连接端口的状态并将检测所得值与储存于所述状态寄存器内的状态值相比较；在所述检测单片机5经分析发现某个连接端口发生故障的情况下，所述检测单片机5通过所述中央处理器发出控制信号，并且所述信号控制继电器用于接收所述中央处理器发出的控制信号，控制所述千兆以太网交换机芯片2从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，从而维持100M带宽。检测单片机5的中央处理器为8_bit CPU with Ethernet Mac (8051单片机)。检测单片机5对交换机芯片2进行实时监控，正常情况下交换机芯片2通过Spin输出，实现1000M网速，当检测交换机芯片2异常时，降级切换到通过4pin输出，使交换机切换为100M工作；达到的技术效果是使用通常的百兆连接端口 6通过简单的并联，而不需要额外增加千兆连接端口 60，即可实现带宽的升级；同时可实现容错，使交换机在一定程度的故障下仍能正常工作，保证数据传输的通畅。
·[0039]本实用新型的千兆以太网交换机I支持IEEE 803. 3,802. 3u,802. 3ab,802. 3z,802. 3x，802. 3ad，802. 1D，802. 1W，802. 1Q，802. lp，802. IX 标准。支持 Port Trunk withLACP, IGMP snooping, GMRP, SNTP, RSTP/STP, DHCP Server，SNMPV1/V2c/V3 协议；背板带宽^ 12. 8Gbps交换矩阵；包转发率6. 55Mpps，所有端口线速转发；支持端口镜像功能；支持QoS，支持带宽控制，支持优先级控制，支持基于802. IP和DSCP的优先级；支持SNMP协议，支持命令行配置(CLI)、支持Telnet远程配置、支持配置口(Console)配置、支持系统日志、支持分级告警、提供网管功能；提供电源、运行、以及各端口网速、网络连接提示灯;支持通过拨码开关对所述交换机模块设定IP地址；支持基于带宽百分比的广播风暴抑制。如图6所示，所述的千兆以太网交换机I的控制方法包括以下步骤(i)向所述检测单片机5的状态寄存器输入预先设定的状态值；(ii)所述检测单片机5的中央处理器循环检测所述各连接端口的信号状态；(iii)将检测所得值与储存于所述状态寄存器内的状态值相比较；(iv)经比较发现检测结果与预先设定的状态值不匹配的情况下，所述连接端口被认定发生故障，所述中央处理器向所述信号控制继电器发出控制信号，所述信号控制继电器控制所述千兆以太网交换机芯片2从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，维持100M带宽。通过软件操作，事先向检测单片机5的状态寄存器输入预先设定值，中央处理器循环检测所述各连接端口的信号状态，并将检测结果与状态寄存器内预存的设定值进行对t匕，如检测出某个连接端口连接状态为断开或者经对比发现检测结果与设定值不匹配的，则认为该连接端口发生故障，中央处理器向信号控制继电器发出控制信号，控制所述千兆以太网交换机芯片2从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，从而维持100M带宽；在检测出所述连接端口的连接状态为连通的情况下，所述千兆以太网交换机芯片以八路信号输出，实现1000M带宽。控制所述千兆以太网交换机芯片2从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出的切换时间小于5s，优选地小于ls，更为优选地为50ms、100ms、200ms、600ms ο本实用新型还提供了应用上述千兆以太网交换机I的网络系统，所述网络系统包括至少两台所述的千兆以太网交换机I;每台所述千兆以太网交换机I包括至少一个用于信号输入的所述千兆连接端口 60和至少一个用于信号输出的所述千兆连接端口 60 ;并且，第一台所述用于信号输入的千兆连接端口 60与第二台所述用于信号输出的千兆连接端口60连接，实现整个所述网络系统的信号传输。如图4所示，为实现千兆网络的传输，在应用四芯的M12连接端口 106的情况下，信号输入接口至少为两个并联的M12连接端口 106。信号输出接口相应地也为两个并联的M12连接端口 106。如图5所示，当网络系统中某个千兆以太网交换机I发生故障时，所述故障的千兆以太网交换机I必须进入BYPASS模式，信号继续传输到下一个千兆以太网交换机I。以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求1.千兆以太网交换机(1)，其包括机壳、至少两个百兆连接端口(6)、和千兆以太网交换机芯片(2)，所述至少两个百兆连接端口(6)固定在所述机壳上，每个所述百兆连接端口(6)具有至少四路信号线(3)，其特征在于每两个所述百兆连接端口(6)组合成具有八路信号线(4)的千兆连接端口(60)，所述千兆连接端口(60)在一侧与千兆以太网线路连接，且在另一侧与所述千兆以太网交换机芯片(2)连接，从而实现1000M带宽。
2.根据权利要求I所述的千兆以太网交换机，其特征在于所述百兆连接端口为M12连接端口( 6 )或RJ45连接端口。
3.根据权利要求I或2所述的千兆以太网交换机，其特征在于所述M12连接端口为四芯连接端口或八芯连接端口。
4.根据权利要求I或2所述的千兆以太网交换机，其特征在于所述千兆以太网交换机还包括检测单片机(5)，所述检测单片机主要由状态寄存器、中央处理器、信号控制继电器组成； 所述状态寄存器用于储存预先设定的状态值，所述中央处理器用于循环检测所述各连接端口的信号状态并将检测所得值与储存于所述状态寄存器内的状态值相比较； 在所述检测单片机(5)经分析发现所述连接端口发生故障的情况下，所述检测单片机通过所述中央处理器发出控制信号，并且所述信号控制继电器用于接收所述中央处理器发出的控制信号，控制所述千兆以太网交换机芯片(2)从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，从而维持100M带宽。
5.根据权利要求4所述的千兆以太网交换机，其特征在于所述将所述千兆以太网交换机芯片(2)从正常状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出的切换时间小于Is。
6.千兆以太网交换机的网络系统，其特征在于所述网络系统包括至少两台根据权利要求4或5所述的千兆以太网交换机(I);每台所述千兆以太网交换机(I)包括至少一个用于信号输入的所述千兆连接端口( 60 )和至少一个用于信号输出的所述千兆连接端口( 60 );并且，第一台所述用于信号输入的千兆连接端口(60)与第二台所述用于信号输出的千兆连接端口(60)连接，实现整个所述网络系统的信号传输。
专利摘要本实用新型涉及千兆以太网交换机及应用该交换机的网络系统，包括机壳、至少两个百兆连接端口和千兆以太网交换机芯片，所述至少两个百兆连接端口固定在所述机壳上，所述百兆连接端口至少输出四路信号线至所述千兆以太网交换机芯片，所述两个百兆连接端口并联后输出八路信号线与所述千兆以太网交换机芯片连接，从而实现1000M带宽；还包括一个检测单片机，该检测单片机通过循环对各连接端口进行检测，当检测到某个连接端口发生故障时，通过控制所述千兆以太网交换机芯片从正常连通状态下输出的八路信号降级切换为四路信号输出，维持100M带宽，从而达到了既能保证网速又能持续工作不受单点故障影响的技术效果。
文档编号H04L12/24GK202818355SQ201220238008
公开日2013年3月20日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者张海峰, 韩刚明 申请人:常州泰勒维克今创电子有限公司