一種抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于以太網(wǎng)通訊領(lǐng)域，更具體地，涉及一種抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]自以太網(wǎng)1975年出現(xiàn)后，通訊領(lǐng)域便得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，然而到了二十一世紀(jì)，以太網(wǎng)不僅僅適用于商業(yè)與工業(yè)，甚至漸漸涉足于軍用領(lǐng)域，通過(guò)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)各個(gè)部分成為必然趨勢(shì)。目前市場(chǎng)上的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)絕大部分為商用級(jí)交換機(jī)，工作溫度為0°c?45°C，平均無(wú)故障時(shí)間最多為340h，其TCP/IP協(xié)議駕于以太網(wǎng)之上，因此網(wǎng)絡(luò)有安全隱患。在使用電纜方面，其多采用普通以太網(wǎng)信號(hào)線進(jìn)行傳輸，存在衰減及失真的問(wèn)題，傳輸距離有限并且存在較多的干擾，在環(huán)境條件惡劣、晝夜溫差比較大的偏遠(yuǎn)地區(qū)，這些商用交換機(jī)不能良好的工作，這樣就會(huì)影響重要信息的存儲(chǔ)交換，普通商用交換機(jī)時(shí)延比較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳輸不及時(shí)，無(wú)法滿足使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種可以在惡劣的環(huán)境下使用的全千兆加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，其目的在于提供一種傳輸速率快、時(shí)延小、丟包率低、吞吐量高、背靠背大，可以在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作，滿足速率快，數(shù)據(jù)量大，動(dòng)作性能穩(wěn)定的傳輸需求。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述以太網(wǎng)交換機(jī)包括依次連接的電磁濾波模塊、電源模塊以及主控制模塊，其中所述電磁濾波模塊用于對(duì)來(lái)自外接的電源信號(hào)實(shí)行電磁屏蔽，所述電源模塊用于進(jìn)一步地對(duì)所述電源信號(hào)進(jìn)行電磁濾波，所述主控制模塊完成通訊信息的交換；所述電源模塊包括并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管以及三級(jí)LC濾波電路；所述微處理器包括若干用于進(jìn)行接口擴(kuò)展的輔助處理電路，所述微處理器以及所述輔助處理電路的差分信號(hào)端口均串聯(lián)RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器。
[0005]進(jìn)一步地，所述交換機(jī)包括全密封式鋁制機(jī)殼。
[0006]進(jìn)一步地，所述電源模塊在500M的帶寬下波紋值為20mv。
[0007]進(jìn)一步地，所述微處理器的電源管腳附近均串接磁珠用于消除高頻噪聲信號(hào)。
[0008]總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0009](1)按照本發(fā)明使用的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，由于對(duì)電源線采用了加裝濾波模塊的處理，并且對(duì)電源模塊的電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的電磁兼容性，并且使得輸出電壓穩(wěn)定、電源轉(zhuǎn)換效率高；
[0010](2)由于在對(duì)微處理器處理的基礎(chǔ)之上增加了輔助處理器，并且在之間通過(guò)通信線控制RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器，增強(qiáng)差分信號(hào)之間的耦合，防止雷擊對(duì)其造成損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的電源模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的主控模塊的模塊組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案:本發(fā)明抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)在硬件的實(shí)施上主要包括全密封式鋁制機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)的模塊主要包括依次相連的電源線濾波模塊、電源模塊與主控制豐旲塊。
[0016]其中電源線濾波模塊主要用于與外界的設(shè)備相連，并且濾除掉電磁干擾，其主要形式為一電磁濾波器，電源模塊為電源模塊，其提供整個(gè)交換機(jī)工作所要求的電源信號(hào)，其中主控制模塊與電源模塊相連，由電源模塊為其提供工作電源，而主控制模塊則實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的信息交換功能。
[0017]機(jī)殼內(nèi)主控制模塊包括微處理器1片，2片輔助處理器，10片RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器。
[0018]電源模塊的電路包括電源轉(zhuǎn)換模塊、共模電感、瞬態(tài)電壓抑制二極管、電解電容組成。電源輸入時(shí)，先采用瞬態(tài)抑制二極管進(jìn)行濾波，防止沖擊電流過(guò)大引起后級(jí)電路燒毀，然后通過(guò)LC濾波電路，濾除干擾。在輸入負(fù)端與輸出負(fù)端加入一個(gè)耐高壓陶瓷電容進(jìn)行濾波，后級(jí)又再次通過(guò)兩個(gè)LC濾波電路進(jìn)行再次濾波，并在出入輸出端進(jìn)行接地以及通過(guò)模塊TR頂接口的使用實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容性。本電源模塊電路生產(chǎn)制備所需要的元器件均選用性能優(yōu)良的元器件制備，具有輸出電壓穩(wěn)定、電源轉(zhuǎn)換效率高、紋波超級(jí)小，在500M帶寬測(cè)試下，紋波值僅20mv，在惡劣環(huán)境、高溫、低溫、強(qiáng)干擾環(huán)境中，工作性能穩(wěn)定，可靠性尚ο
[0019]如圖3所示，按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的主控制模塊中的微處理器還分別通過(guò)若干輔助處理器與其連接進(jìn)行設(shè)置，其中輔助處理器為微處理器的接口擴(kuò)展模塊，用于對(duì)主要的微處理器的接口進(jìn)行擴(kuò)展，通過(guò)串行鏈路SGMII控制輔助處理器，輔助處理器具備10/100/1000Mbps銅介質(zhì)傳輸，并且具有自動(dòng)協(xié)商功能，通過(guò)SGMII接口模式控制輔助處理器，由于它是雙向串行接口，傳輸速率可達(dá)12.5Mbps，并且只通過(guò)物理層傳輸信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。同時(shí)微處理器的一部分接口與輔助處理器擴(kuò)展出去的一部分接口通過(guò)通信線控制RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器，增強(qiáng)差分信號(hào)之間的耦合，防止雷擊對(duì)主控制模塊造成損壞。
[0020]圖1為按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)的總體模塊示意圖:此抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)首先第一步通過(guò)密封鋁制機(jī)殼隔離外界電磁波干擾，增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量。
[0021]電源信號(hào)進(jìn)入機(jī)殼后，通過(guò)電源線電磁濾波器，對(duì)輸入電源進(jìn)行濾波，防止外部電磁波干擾本機(jī)工作以及消除本機(jī)對(duì)外部電磁波干擾，通過(guò)電磁濾波器實(shí)現(xiàn)第一重的濾波之后，再次通過(guò)電源模塊，利用電源模塊的電路組成方式在信號(hào)輸入主控制模塊之前進(jìn)一步地對(duì)電源信號(hào)進(jìn)行濾波，保證電源紋波極小，防止對(duì)后端主控制模塊進(jìn)行干擾，主控制模塊中的微處理器通過(guò)傳輸速率極高的SGMII接口通過(guò)物理層對(duì)輔助處理器進(jìn)行控制，在外部采用RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量，并具有抗雷擊能力，防止雷電對(duì)其損壞。
[0022]圖2為電源模塊的電路連接示意圖，電源輸入后，先通過(guò)瞬態(tài)電壓抑制二極管，防止由于上電瞬間，電源不穩(wěn)定產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾，對(duì)后端電容及電源轉(zhuǎn)換芯片的損壞，經(jīng)過(guò)瞬態(tài)電壓抑制二極管之后輸入端使用LC電路進(jìn)行濾波，保證輸入端電壓干凈，無(wú)紋波，通過(guò)電源模塊轉(zhuǎn)化后，重新對(duì)其進(jìn)行二次濾波，輸出電壓紋波極小，在電磁干擾、高溫及低溫環(huán)境中可以正常工作，不會(huì)對(duì)后端電路產(chǎn)生影響。
[0023]圖3為主控制模塊示意圖，其中顯示了其管腳進(jìn)行信號(hào)控制和信號(hào)連接的方式，微處理器腳AF4、腳AF3即MDC/MD10接口控制輔助處理器，在其電源管腳附近均串接磁珠消除高頻噪聲信號(hào)并控制所有信號(hào)線阻抗在50 Ω內(nèi)，保證信號(hào)質(zhì)量，增強(qiáng)抗干擾能力。
[0024]本實(shí)施例中微處理器的另外12個(gè)差分信號(hào)端口均串聯(lián)RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器，其每對(duì)差分信號(hào)具有3個(gè)EMC器件，保證其EMC性能良好并使差分信號(hào)更好的匹配史密斯終端，無(wú)論是輸入端還是輸出端，對(duì)來(lái)自外界的各種干擾因素進(jìn)行充分考慮，并在相關(guān)因素的部分設(shè)置濾波裝置，消除其干擾傳播途徑，增強(qiáng)抗干擾能力。實(shí)際在使用的過(guò)程中，抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)在使用過(guò)程中需要連接設(shè)備很多，單靠主處理器輸出的12路網(wǎng)口無(wú)法滿足需求，因此采用輔助處理器對(duì)接口進(jìn)行擴(kuò)展，滿足多端口的需求，可以適應(yīng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
[0025]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述以太網(wǎng)交換機(jī)包括依次連接的電磁濾波模塊、電源模塊以及主控制模塊，其中所述電磁濾波模塊用于對(duì)來(lái)自外接的電源信號(hào)實(shí)行電磁屏蔽，所述電源模塊用于進(jìn)一步地對(duì)所述電源信號(hào)進(jìn)行電磁濾波，所述主控制模塊完成通訊信息的交換；所述電源模塊包括并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管以及三級(jí)LC濾波電路；所述微處理器包括若干用于進(jìn)行接口擴(kuò)展的輔助處理電路，所述微處理器以及所述輔助處理電路的差分信號(hào)端口均串聯(lián)RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器。2.如權(quán)利要求1所述的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述交換機(jī)包括全密封式鋁制機(jī)殼。3.如權(quán)利要求1或2所述的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述電源模塊在500M的帶寬下波紋值為20mvo4.如權(quán)利要求3所述的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述微處理器的電源管腳附近均串接磁珠用于消除高頻噪聲信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，以太網(wǎng)交換機(jī)包括依次連接的電磁濾波模塊、電源模塊以及主控制模塊，其中電磁濾波模塊用于對(duì)來(lái)自外接的電源信號(hào)實(shí)行電磁屏蔽，電源模塊用于進(jìn)一步地對(duì)電源信號(hào)進(jìn)行電磁濾波，主控制模塊完成通訊信息的交換；電源模塊包括并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管以及三級(jí)LC濾波電路；微處理器包括若干用于進(jìn)行接口擴(kuò)展的輔助處理電路，微處理器以及輔助處理電路的差分信號(hào)端口均串聯(lián)RJ45網(wǎng)絡(luò)變壓器。按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的抗干擾加固型以太網(wǎng)交換機(jī)，能夠在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作，滿足速率快，數(shù)據(jù)量大，動(dòng)作性能穩(wěn)定的傳輸需求。
【IPC分類】H05K9/00, H04L12/931
【公開(kāi)號(hào)】CN105282054
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510854518
【發(fā)明人】閆莉, 盧聯(lián)杰, 樊吶, 成于思, 汪慶, 張鐵軍, 張慧
【申請(qǐng)人】湖北三江航天萬(wàn)峰科技發(fā)展有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日