[發明專利]以太網SFP電模塊及實現同步以太網的方法

無效

• 申請號: 201410074891.5
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103812566A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 章燦輝;朱冬艷;計世榮;吳海波
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/27
• 分類號: H04B10/27;H04L7/033
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及同步以太網，具體涉及以太網SFP電模塊及實現同步以太網的方法。

背景技術

SFP（SMALL?FORM?PLUGGABLE）模塊作為一種可熱插拔小封裝模塊，其作用是實現光信號與電信號的相互轉換，在電信和數據通訊領域得到了廣泛應用。

SFP模塊由一個競爭廠商之間的多邊協議（MSA）進行規范，只能實現光信號和電信號的簡單相互轉換，不涉及編碼轉換。但是隨著以太網標準在電信領域的逐漸普及，在遵循MSA標準的基礎上，很多模塊廠商開始推出一種所謂“以太網SFP電模塊”，即將以太網標準定義的實現物理層功能的芯片（PHY）內置于SFP電模塊印刷電路板電路中，以減少對設備主系統的電路板空間的占用，同時實現靈活更換、速率升級或更換傳輸介質的目的。PHY（Physical,物理層）根據以太網標準（IEEE802.3x）定義了數據傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態、時鐘基準、數據編碼和電路等，并向數據鏈路層設備提供標準接口。系統設備上的MAC（Medium?Access?Control，介質訪問控制層）根據以太網標準（IEEE802.3x）定義，提供尋址機構、數據幀的構建、數據差錯檢查、傳送控制、向網絡層提供標準的數據接口等功能。MAC和PHY之間通過SGMII（Serial?Gigabit?Media?Independent?Interface，串行千兆媒介無關接口）以太網串行差分總線信號進行通信。

這種以太網SFP電模塊的構造和應用場景如圖1所示，印刷電路板電路主要實現SGMII總線和線纜信號之間的編碼轉換，實現電路如圖2所示。

圖2所示以太網SFP電模塊中，左側接口信號為業界熟知的MSA標準（INF-8074i）SFP連接器接口信號，其中RD±和TD±為模塊與系統設備接口的SGMII差分串行總線信號；右側接口中插座RJ45上的RX和TX信號為以太網線纜信號，以太網SFP電模塊的功能就是完成SGMII總線信號到以太網線纜信號的編碼轉換。PHY芯片采用內部時鐘振蕩源（OSC）作為其參考工作時鐘（RefCLK）輸入。雖然TD±信號內含有系統設備的時鐘信息，但PHY在完成從TD±信號解碼到插座信號TX重新編碼的轉變過程中，同時也將原本含有系統設備時鐘信息的信號TD±轉變成了只含內部時鐘振蕩源（OSC）時鐘信息的線纜信號TX，丟失了系統設備時鐘信息，這就違背了同步以太網的原則；另一方向上，PHY在完成從插座信號RX解碼到RD±信號重新編碼的轉變過程中，同時也將含有線路時鐘信息的信號RX轉變成了只含內部時鐘振蕩源（OSC）時鐘信息的信號RD±,丟失了線纜信號的時鐘信息，這也違背了同步以太網的上下游設備頻率同步的原則。

在電信領域中，很多應用場合都要求相互連接的上下游設備之間能達到頻率同步，并且，使用太網標準進行電信傳輸時，通常也要求實現頻率同步，滿足這樣條件的以太網被稱為同步以太網，它要求系統設備發出的線纜信號頻率必須同步于系統設備的時鐘，同時系統設備也具備（可選擇地）頻率同步于線纜信號時鐘信息的能力，根據應用場合可實現兩者之一或者全部實現。

綜上所述，現有的以太網SFP電模塊由于采用內部時鐘振蕩源供給PHY芯片作為其參考工作時鐘，而且線纜信號所含的時鐘信息也無法上傳給系統，導致時鐘信息的傳遞被割斷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決以太網SFP電模塊線纜信號所含的時鐘信息也無法上傳給系統的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種以太網SFP電模塊，包括以太網MII接口、PHY模塊和MCU，所述以太網MII接口中的TxDisable信號和本地時鐘信號經第一2選1選擇器連接所述PHY模塊上的RefCLK信號輸入引腳，所述PHY模塊PHY模塊輸出的RcvCLK信號和低電平信號經第二2選1選擇器連接到所述以太網MII接口中的Txfault信號引腳；所述MCU通過參考時鐘控制信號CLKSEL0控制第一2選1控制器，選擇將TxDisable引腳的輸入信號或者選擇本地時鐘信號作為參考時鐘輸入信號；恢復時鐘控制信號CLKSEL1控制第二2選1控制器，選擇在TxFault引腳輸出線路恢復時鐘，或者輸出低電平。

在上述以太網SFP電模塊中，所述PHY模塊的連接丟失信號經所述MCU輸出到所述以太網MII接口中的LOS引腳，根據所述連接丟失信號，所述MCU控制所述PHY模塊硬件復位和重新初始化。

在上述以太網SFP電模塊中，所述以太網MII接口中的MOD-DEF1和MOD-DEF2引腳傳遞串行通信I2C接口信號。