專利名稱：一種物理層芯片、傳輸信號的方法及交換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理層芯片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉一種物理層芯片、傳輸信號的方法及交換機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在市場上的以太網(wǎng)媒體接入控制(MAC)芯片和物理層(PHY)芯片的規(guī)格有10/100M自適應(yīng)、1GE(即傳輸速率為1G比特的GE接口)、2.5GE(即傳輸速率為2.5G比特的GE接口)和10GE(即傳輸速率為10G比特的GE接口)等。通常，根據(jù)對外GE接口的類型，PHY芯片大致可分為光口PHY芯片，電口PHY芯片和無線口PHY芯片幾種。從目前實(shí)際應(yīng)用情況看，光口PHY芯片的主要功能是完成物理層的編碼，如8b/10b轉(zhuǎn)換，填充，定界等功能，當(dāng)然這些功能全部或者部分可集成在MAC芯片內(nèi)完成，即從MAC芯片出來的數(shù)據(jù)已全部或者部分完成了上述工作。
圖1所示為現(xiàn)有的經(jīng)由PHY芯片傳輸信號的示意圖。在圖1所示示意圖中，對于電口的PHY芯片來說，如果PHY芯片的物理層編碼功能已被集成到MAC芯片內(nèi)，則當(dāng)PHY芯片接收到來自MAC芯片的信號后，PHY芯片只需要對當(dāng)前的數(shù)字信號做模擬處理后直接傳給光口模塊；對于光口PHY芯片來說，當(dāng)PHY芯片的功能被全部集成到MAC芯片內(nèi)，則MAC芯片的輸出可直接與光口模塊的數(shù)字接口相連，從而可省去PHY芯片。但一般情況下為了給用戶更多的可選擇性，考慮到電口與光口的不同，現(xiàn)有技術(shù)通常保留PHY芯片。參見圖1，在光口的情況下，由于PHY芯片只做透傳或只做物理層編解碼的處理，因而該芯片兩側(cè)的數(shù)字接口的速度必須是對應(yīng)匹配的。
以太網(wǎng)目前的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率是10M/100M/1G/10G，其中100M/1G/10G都可以采用光口模塊，速率等級剛好是10倍。但在實(shí)際組網(wǎng)過程中，并不是所有鏈路或者出口都剛好是這樣的標(biāo)準(zhǔn)速率等級。比如說，在彈性智能架構(gòu)的應(yīng)用中，可能需要將在兩個(gè)交換機(jī)之間建立一條2G或者4G等非標(biāo)準(zhǔn)速率等級的鏈路，此時(shí)一般有兩種選擇，一種是進(jìn)行鏈路聚合；另一種是用一個(gè)10G的鏈路；鏈路聚合對于兩端的交換機(jī)來說，要利用到四個(gè)光口，成本較高，而相對于10G的情況浪費(fèi)了兩個(gè)光口，且需要多用一根光纖，方案的復(fù)雜度增加，可靠性自然降低。而用一個(gè)10G的鏈路，則成本相當(dāng)高昂，目前10G的光口模塊的成本大概是1G光口模塊的7倍-10倍。這種非標(biāo)準(zhǔn)的速率等級應(yīng)用情況還有很多，例如寬帶接入應(yīng)用的情況，一個(gè)小區(qū)的出口帶寬可能就是非標(biāo)準(zhǔn)的2G或者4G等。因此，成本和可靠性俱優(yōu)的解決方案是現(xiàn)有技術(shù)面臨的問題。而目前光傳輸網(wǎng)絡(luò)(SDH)在實(shí)際應(yīng)用中被大量使用，且已經(jīng)存在較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，因而在實(shí)際市場中，以太網(wǎng)的1GE光口模塊與SDH的2.5GE光口模塊的價(jià)格基本是一樣的，那么，如何借助市場優(yōu)勢，應(yīng)用一個(gè)較大速率的光口模塊取代兩個(gè)或兩個(gè)以上較小速率的光口模塊，從而減少設(shè)備成本，降低設(shè)備實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，是個(gè)有待解決的問題。
從另外一個(gè)角度來看，以小區(qū)出口，或者企業(yè)出口的應(yīng)用為例，將10個(gè)GE通道的業(yè)務(wù)交換到一個(gè)10G通道上固然具有設(shè)計(jì)簡單，可靠性好，成本也低的優(yōu)點(diǎn)，但這種情況對于多個(gè)通道的用戶來說其服務(wù)質(zhì)量(Qos)并無法得到很好的保證，如果每個(gè)用戶都有自己的獨(dú)立通道，則Qos可以較好地解決，但是這用情況下，卻需要更多的出口光口模塊，更多的光纖，導(dǎo)致組網(wǎng)復(fù)雜度上升，可靠性下降，因此如何更合理地解決Qos和網(wǎng)絡(luò)可靠性之間的矛盾也是現(xiàn)有技術(shù)面臨的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種物理層芯片，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供兩種以太網(wǎng)物理層傳輸信號的方法，本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種交換機(jī)，使得一個(gè)較大速率的光口模塊能夠取代兩個(gè)或兩個(gè)以上較小速率的光口模塊，從而減少物理層芯片的成本和組網(wǎng)的復(fù)雜度，或者在可接受的成本內(nèi)解決組網(wǎng)復(fù)雜度和Qos的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種物理層芯片，用于在MAC芯片和光口模塊之間傳遞信號，包括MAC側(cè)低速接口和光口模塊側(cè)高速接口，該物理層芯片還包括轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元，用于將通過MAC側(cè)低速接口接收的來自MAC層的M路低速信號復(fù)用為N路高速信號，確定該N路信號所對應(yīng)的光口模塊側(cè)高速接口，并將該N路高速信號傳遞給相應(yīng)的光口模塊側(cè)高速接口；或者，用于將通過光口模塊側(cè)高速接口接收的來自光口模塊的N路高速信號解復(fù)用為M路低速信號，確定該M路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速接口，并將該M路低速信號傳遞給相應(yīng)的MAC側(cè)低速接口；所述M大于N。
較佳地，所述轉(zhuǎn)換單元包括至少一個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元，所述復(fù)用解復(fù)用單元，用于接收來自低速接口的已經(jīng)過接口化處理后的信號，將其復(fù)用為高速信號后，確定并傳送給高速信號所對應(yīng)的高速接口；或者，用于將接收到的已經(jīng)過接口化處理的高速信號解復(fù)用為多路低速信號后，確定并傳送給該多路低速信號分別所對應(yīng)的低速接口。
較佳地，所述轉(zhuǎn)換單元中進(jìn)一步包括物理層編解碼單元，該物理層編解碼單元用于對接收到的來自低速接口的已經(jīng)過接口化處理后的多路低速信號進(jìn)行物理層編碼處理，將處理后的信號傳送給復(fù)用解復(fù)用單元，或者，用于將來自復(fù)用解復(fù)用單元的信號進(jìn)行物理層解碼處理后傳送給低速接口。
較佳地，所述轉(zhuǎn)換單元中進(jìn)一步包括物理層編解碼單元，該物理層編解碼單元用于對接收到的來自高速接口的已經(jīng)過接口化處理后的高速信號進(jìn)行物理層編碼處理，將處理后的信號傳送給復(fù)用解復(fù)用單元，或者，用于將來自復(fù)用解復(fù)用單元的信號進(jìn)行物理層解碼處理后傳送給高速接口。
較佳地，所述轉(zhuǎn)換單元內(nèi)進(jìn)一步包括速率匹配單元，該速率匹配單元確定待復(fù)用各路信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后，再通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行復(fù)用操作；或者，該速率匹配單元確定解復(fù)用信號后所對應(yīng)的各路信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行解復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后，再通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行解復(fù)用操作。
較佳地，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)光口模塊。
一種以太網(wǎng)物理層傳輸信號的方法，包括以下步驟接收來自MAC層的M路低速信號，將該M路低速信號復(fù)用為N路高速信號，之后，確定該N路高速信號所對應(yīng)的光口模塊，并將該N路信號傳遞給相應(yīng)的光口模塊；所述M大于N。
較佳地，所述將M路信號復(fù)用為N路信號之前進(jìn)一步包括對接收到的M路低速信號做編碼操作，之后再執(zhí)行后續(xù)步驟。
較佳地，所述將M路信號復(fù)用為N路信號之后進(jìn)一步包括對復(fù)用后的N路高速信號做編碼操作，之后再執(zhí)行后續(xù)步驟。
較佳地，所述執(zhí)行復(fù)用操作之前進(jìn)一步包括判斷待復(fù)用信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，則直接執(zhí)行復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后再執(zhí)行復(fù)用操作。
較佳地，所述確定N路高速信號所對應(yīng)的光口模塊的過程包括以下步驟預(yù)先設(shè)置所傳輸信號中控制字符的碼流與光口模塊側(cè)高速接口的對應(yīng)關(guān)系，并設(shè)置每個(gè)光口模塊側(cè)高速接口對應(yīng)一個(gè)光口模塊；根據(jù)復(fù)用后的信號中控制字符的碼流確定該路信號所對應(yīng)的光口模塊側(cè)高速接口，進(jìn)而根據(jù)光口模塊側(cè)高速接口確定該路信號所對應(yīng)的光口模塊。
較佳地，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)光口模塊。
一種以太網(wǎng)物理層傳輸信號的方法，該方法還包括以下步驟接收來自光口模塊的N路高速信號，將該N路信號解復(fù)用為M路低速信號，之后，確定該M路信號所對應(yīng)的各個(gè)MAC側(cè)低速接口，并將該M路低速信號通過該各個(gè)MAC側(cè)低速接口發(fā)送到MAC芯片；所述M大于N。
較佳地，所述將M路低速信號發(fā)送到MAC芯片之前進(jìn)一步包括對接收到M路低速信號做解碼操作。
較佳地，所述接收來自光口模塊的N路高速信號之后進(jìn)一步包括對接收到N路高速信號做解碼操作。
較佳地，所述將N路信號解復(fù)用為M路低速信號之前進(jìn)一步包括判斷解復(fù)用后所對應(yīng)接口的時(shí)鐘是否同步，如同步，則直接執(zhí)行解復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后再執(zhí)行解復(fù)用操作。
較佳地，所述確定M路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速接口的過程包括以下步驟預(yù)先設(shè)置所傳輸信號中控制字符的碼流與MAC側(cè)低速接口的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)解復(fù)用信號中控制字符的碼流確定該路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速接口。
較佳地，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)光口模塊。
一種以太網(wǎng)交換機(jī)，包括光口模塊以及復(fù)用解復(fù)用單元；其中所述光口模塊用以通過光纖與其他網(wǎng)絡(luò)上的通信節(jié)點(diǎn)建立連接；所述復(fù)用解復(fù)用單元，用以將至少兩路來自MAC側(cè)的低速信號復(fù)用為一路高速信號后送往光口模塊，或者將來自光口模塊的高速信號解復(fù)用為多路低速信號送給MAC側(cè)處理。
較佳地，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光口模塊。
較佳地，所述非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光口模塊為SDH(光傳輸網(wǎng))光口模塊或者FC(光纖通道)光口模塊。
較佳地，該以太網(wǎng)交換機(jī)還包括速率匹配單元，用以調(diào)整多路低速信號與復(fù)用解復(fù)用單元之間的時(shí)鐘差異。
本發(fā)明提供了一種物理層芯片，用于在MAC芯片和光口模塊之間傳遞信號，其包括MAC側(cè)低速GE接口和光口模塊側(cè)高速GE接口，該物理層芯片還包括轉(zhuǎn)換單元。同時(shí)提供了兩種由該物理層芯片傳輸信號的方法，一種方法是接收來自MAC層的M路低速信號，將該M路信號復(fù)用為N路高速信號后，將該N路信號傳遞給相應(yīng)的光口模塊。另一種方法是接收來自光口模塊的N路高速信號，將該N路信號解復(fù)用為M路低速信號后，將該M路低速信號通過該各個(gè)MAC側(cè)GE接口發(fā)送到MAC芯片；其中，M大于N。一種以太網(wǎng)交換機(jī)，包括光口模塊以及復(fù)用解復(fù)用單元；其中所述光口模塊用以通過光纖與其他網(wǎng)絡(luò)上的通信節(jié)點(diǎn)建立連接；所述復(fù)用解復(fù)用單元，用以將至少兩路來自MAC側(cè)的低速信號復(fù)用為一路高速信號后送往光口模塊，或者將來自光口模塊的高速信號解復(fù)用為多路低速信號送給MAC側(cè)處理。
應(yīng)用本發(fā)明，使得一個(gè)較大速率的光口模塊能夠取代兩個(gè)或兩個(gè)以上較小速率的光口模塊，由于減少了物理層芯片的接口數(shù)目，因而減少了物理層芯片本身的成本。再有，由于目前市場上一個(gè)較大速率的光口模塊與一個(gè)較小速率的光口模塊的價(jià)格基本相同，如一個(gè)1GE光口模塊與一個(gè)2.5GE光口模塊的價(jià)格基本相同，進(jìn)而進(jìn)一步減少了整個(gè)設(shè)備的成本。另外，由于應(yīng)用本發(fā)明可縮減光口模塊的數(shù)目，這樣也就縮減了需要的光纖的數(shù)目，而實(shí)際應(yīng)用中，光纖涉及到戶外施工及光纖成本，從而使得在進(jìn)一步縮減了實(shí)現(xiàn)成本的同時(shí)，又減少了實(shí)際施工布線等實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，給客戶帶來了很大的經(jīng)濟(jì)利益。
再有，從Qos方面看，傳統(tǒng)的方式是多個(gè)用戶共享一個(gè)MAC芯片下的業(yè)務(wù)隊(duì)列，隊(duì)列下用戶的排隊(duì)是按照以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀為單位的，考慮到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的范圍64bytes-9Kbytes，當(dāng)遇到MAC隊(duì)列里大小幀交替頻繁的時(shí)候，這可能導(dǎo)致每個(gè)用戶的速率時(shí)高時(shí)低，不利于Qos的保證。而本發(fā)明則可以保證多個(gè)用戶都有各自的單獨(dú)隊(duì)列，而且可以按時(shí)分的方式給每個(gè)用戶固定的物理層速率，從而可以保證Qos。


圖1是現(xiàn)有的經(jīng)由物理層芯片傳輸信號的示意圖；圖2是經(jīng)由發(fā)明PHY芯片傳輸信號的示意圖；圖3是應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為一以太網(wǎng)交換機(jī)的功能模塊框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
圖2所示為經(jīng)由發(fā)明PHY芯片傳輸信號的示意圖，同時(shí)，該圖也給出了本發(fā)明的PHY芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2，本發(fā)明所述PHY芯片同樣用于在MAC芯片和光口模塊之間傳遞信號。該P(yáng)HY芯片除包括MAC側(cè)低速GE接口和光口模塊側(cè)高速GE接口外，還包括轉(zhuǎn)換單元。該轉(zhuǎn)換單元用于通過MAC側(cè)低速GE接口接收來自MAC層的M路低速信號，將該M路信號復(fù)用為N路高速信號后，確定該N路信號所對應(yīng)的光口模塊，通過光口模塊側(cè)高速GE接口傳遞給光口模塊；或者，用于通過光口模塊側(cè)高速GE接口接收來自光口模塊的N路信號，將該N路信號解復(fù)用為M路信號后，確定該M路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速GE接口，通過MAC側(cè)低速GE接口發(fā)送到MAC芯片；其中，M大于N，M、N均為自然數(shù)，在不考慮壓縮的情況下，一般來說M路信號的總速率不大于N路信號的總速率，但根據(jù)實(shí)際設(shè)備需求不會無限大。下文中的M、N的含義與此相同。例如，將來自MAC層的4路信號復(fù)用為2路信號后，確定該2路信號所對應(yīng)的光口模塊，通過光口模塊側(cè)高速GE接口傳遞給相應(yīng)光口模塊；將來自光口模塊的2路信號解復(fù)用為4路信號后，確定該4路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速GE接口，通過相應(yīng)MAC側(cè)低速GE接口發(fā)送到MAC芯片。當(dāng)然，也可以將8路信號復(fù)用為4路或2路信號，或者，將3路MAC側(cè)信號復(fù)用為一路信號，等等?？紤]到復(fù)用前后的速率可以不同，比如將3個(gè)1.25G復(fù)用以后要用5G的光口傳輸，為了適應(yīng)光口模塊設(shè)計(jì)的傳輸速率范圍，因而加入了一些填充碼以將速度提升到5G。
以下具體介紹轉(zhuǎn)換的過程，圖3所示為應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)示意圖。所述轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元和物理層編解碼單元。如前所述，物理層編解碼單元同樣可以集成在MAC芯片中，本處僅以該單元集成在PHY芯片中為例進(jìn)行說明。所述物理層編解碼單元用以對MAC側(cè)過來的多路低速信號進(jìn)行物理層編碼處理，其處理方式是以8bit/10bit為一個(gè)單位，具體過程為將一串8bit的比特流轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮?0bit的比特流，新引入的2bit為校驗(yàn)之用；或者將解復(fù)用后的信號進(jìn)行10bit到8bit的解碼，然后送給MAC側(cè)處理。參考圖3，如上所述，經(jīng)過物理層編碼后的信號，由于每8bit就引入2bit的校驗(yàn)，所以此時(shí)M路的低速GE信號速率都變?yōu)榱?.25G，正因如此，實(shí)際上以太網(wǎng)交換機(jī)GE光口的傳輸速率是1.25G。另外需要說明的是對于串行傳輸來說，以8bit或者10bit為單位進(jìn)行傳輸之前，傳輸雙方會利用特殊的比特流進(jìn)行定界訓(xùn)練，直到雙方能夠準(zhǔn)確地識別8bit或者10bit碼流的起始位置之后，才開始進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸。而對于并行傳輸則不需要進(jìn)行定界。
接下來M路低速信號會被送入復(fù)用解復(fù)用單元。復(fù)用解復(fù)用單元通常包括M個(gè)先入先出存儲(FIFO)單元，以兩路低速信號復(fù)用到一路為例，具體的復(fù)用過程是在低速側(cè)將兩路信號分別以1.25G的速度寫入兩個(gè)FIFO單元中，然后在高速側(cè)以2.5G的速度交替輪詢從兩個(gè)FIFO讀出一個(gè)個(gè)10bit的碼流。而解復(fù)用的過程則是在高速側(cè)以2.5G的速度用交替輪詢的方式向兩個(gè)FIFO中寫入信號，在低速側(cè)則以1.25G的速度分別從兩個(gè)FIFO中讀出兩路低速信號。復(fù)用解復(fù)用單元的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定，例如參見圖3所示實(shí)施例，其將4路信號復(fù)用為2路信號是通過兩個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元實(shí)現(xiàn)的，即每個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元僅將兩路信號復(fù)用為一路信號。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，也完全可以采用一個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元，即由一個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元直接將4路信號復(fù)用為一路信號，或者，將3路信號復(fù)用為1路信號，對于這些情況，可參考上述2路復(fù)用到1路的做法，采用時(shí)分的方式進(jìn)行低速到高速的復(fù)用，具體的過程不再贅述。
如果物理層編解碼單元集成在MAC芯片內(nèi)，則PHY芯片僅做復(fù)用解復(fù)用操作，不需再做編解碼處理。
為了保證復(fù)用解復(fù)用的準(zhǔn)確性，在轉(zhuǎn)換單元內(nèi)通常還會包括速率匹配單元(圖未示)，該速率匹配單元確定待復(fù)用各路信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后，再通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行復(fù)用操作；或者，該速率匹配單元確定解復(fù)用信號后所對應(yīng)的各路信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行解復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后，再通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行解復(fù)用操作。
上述MAC側(cè)低速GE接口可以為串行吉比特媒介無關(guān)接口(SGMII，SerialGigabit medium independent interface)，吉比特媒介無關(guān)接口(GMII，Gigabitmedium independent interface)、簡化的吉比特媒介無關(guān)接口(RGMII，ReducedGigabit medium independent interface)或十比特接口(TBI，Ten Bits Interface)。上述光口模塊側(cè)GE接口為串行的光模塊接口。
無論現(xiàn)有技術(shù)還是本發(fā)明，在PHY芯片和MAC芯片之間傳輸信號時(shí)，必然進(jìn)行接口化處理，由于GE接口存在多種類型，因此所述接口化處理也根據(jù)具體接口的不同而不同，但都遵循現(xiàn)有協(xié)議所規(guī)定的處理方式的。比如，對于SGMII接口，由于其是串行(Serdes)接口，所以其接口化處理包括定界、串并轉(zhuǎn)換等處理；而對于GMII接口而言，由于該接口為11個(gè)比特(包括8比特的數(shù)據(jù)總線、1比特的使能、1比特的有效和1比特的時(shí)鐘)，因此此時(shí)的接口化處理需要將經(jīng)復(fù)用解復(fù)用單元輸出的信號通過將數(shù)據(jù)總線寬度變化為8位總線，然后再添加使能、有效、時(shí)鐘三個(gè)相應(yīng)信號線的方式，變換為GMII接口的格式，然后再通過GMII接口進(jìn)行發(fā)送。同樣地，在PHY芯片和光口模塊之間也需進(jìn)行接口化處理，其也都遵循現(xiàn)有協(xié)議所規(guī)定的處理方式的。下面介紹應(yīng)用圖2所示PHY芯片實(shí)現(xiàn)傳輸信號的方法。
由MAC芯片到光口模塊方向，該方向也可稱為發(fā)送方向。
參見圖2和圖3，PHY芯片接收來自MAC層的M路低速信號，將該M路低速信號復(fù)用為N路高速信號后，確定該N路高速信號所對應(yīng)的光口模塊，并將該N路高速信號傳遞給相應(yīng)的光口模塊。
下面以SGMII接口為例進(jìn)行說明。
PHY芯片將M路低速信號復(fù)用為N路高速信號的過程包括以下步驟
1、PHY芯片將接收到的M路低速信號進(jìn)行接口化處理后，進(jìn)行物理層編碼處理。對于SGMII接口，所謂接口化處理包括定界及并串轉(zhuǎn)換處理，該處理過程與現(xiàn)有處理過程相同，不再贅述。眾所周知，GE接口上的比特流在線上傳輸時(shí)，是以一個(gè)個(gè)10比特的碼流為基本單位進(jìn)行傳輸?shù)模绻姓嬲龜?shù)據(jù)傳輸，則該碼流就是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的碼流，如果無數(shù)據(jù)傳輸，則MAC芯片要發(fā)送空閑(Idle)信息，以保持兩側(cè)的握手和時(shí)鐘狀態(tài)。所謂空閑信息就是一些簡單的特殊信息，比如“10101010”等，當(dāng)PHY芯片接收到碼流后，會首先和預(yù)設(shè)的空閑碼流信息進(jìn)行比較，如相同，則說明該接收到的信號是空閑碼流，如不同，則說明該接收到的信號是真正的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)碼流。而所謂定界，就是識別一個(gè)個(gè)的10比特有效編碼字符及其邊界，并確定其是真正的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)碼流還是空閑碼流。
2、為了保證所傳信號的完整與正確性，需判斷待復(fù)用信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，則直接執(zhí)行步驟3，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后再執(zhí)行步驟3。
通常，如果待復(fù)用的各路信號來自同一個(gè)MAC芯片，其時(shí)鐘通常是同步的，如果待復(fù)用的各路信號并非來自同一個(gè)MAC芯片，其時(shí)鐘通常是不同步的，而PHY芯片通常是提取其中一個(gè)時(shí)鐘作為自己的參考始終，因此對于其他路不同始終的信號來說，此時(shí)需要做速率匹配操作，具體操作與現(xiàn)有的操作方式相同，即通過時(shí)鐘緩沖器(Buffer)，添加或刪除一些填充Idle字符等操作來實(shí)現(xiàn)。
3、將轉(zhuǎn)換后的串行信號復(fù)用為N路高速信號。如果以兩個(gè)傳輸速度為1.25G的SGMII接口的信號復(fù)用到一個(gè)2.5G接口為例，則復(fù)用的實(shí)現(xiàn)過程為兩個(gè)SGMII接口分別對應(yīng)兩個(gè)以1.25G(即1GE接口)的速度寫入、而以2.5G的速度讀出的先進(jìn)先出緩存器(FIFO)，高速的2.5G接口端以輪詢的方法交替從兩個(gè)FIFO中讀出一個(gè)個(gè)的10比特字符流。
PHY芯片確定N路高速信號所對應(yīng)的光口模塊的過程包括以下步驟預(yù)先設(shè)置所傳輸信號中控制字符的碼流與光口模塊側(cè)高速GE接口的對應(yīng)關(guān)系，并設(shè)置每個(gè)光口模塊側(cè)高速GE接口對應(yīng)一個(gè)光口模塊；在信號傳輸?shù)倪^程中，對復(fù)用后的信號再次進(jìn)行接口化處理后，根據(jù)信號中控制字符的碼流確定該路信號所對應(yīng)的光口模塊側(cè)高速GE接口，進(jìn)而確定該路信號所對應(yīng)的光口模塊，之后將該高速信號傳遞給與之對應(yīng)的光口模塊。
由光口模塊到MAC芯片方向，該方向也可稱為接收方向。該方向的傳輸過程相當(dāng)于由MAC芯片到光口模塊的方向的逆過程，因此其傳輸過程基本相似，以下只做簡單說明。
參見圖2和圖3，PHY芯片接收來自光口模塊的N路高速信號，將該N路高速信號解復(fù)用為M路低速信號后，確定該M路低速信號所對應(yīng)的各個(gè)MAC側(cè)低速GE接口，并將該M路低速信號通過該各個(gè)MAC側(cè)低速GE接口發(fā)送到MAC芯片。
PHY芯片將N路高速信號解復(fù)用為M路低速信號的過程包括以下步驟1、PHY芯片將接收到的N路高速信號進(jìn)行接口化處理即定界及串并轉(zhuǎn)換處理后，判斷解復(fù)用后所對應(yīng)低速GE接口的時(shí)鐘是否同步，如同步，則直接將N路高速信號解復(fù)用為M路低速信號，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后再將N路高速信號解復(fù)用為M路低速信號。同樣的，如果解復(fù)用后的信號都發(fā)送給同一個(gè)MAC芯片，則解復(fù)用后的信號所對應(yīng)低速GE接口的時(shí)鐘通常同步，如果解復(fù)用后的信號發(fā)送給不同的MAC芯片，則解復(fù)用后的信號所對應(yīng)低速GE接口的時(shí)鐘通常不同步。
PHY芯片確定M路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速GE接口的過程包括以下步驟預(yù)先設(shè)置所傳輸信號中控制字符的碼流與MAC側(cè)低速GE接口的對應(yīng)關(guān)系；對解復(fù)用后的信號進(jìn)行解碼及接口化處理后，根據(jù)信號中控制字符的碼流確定該路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速GE接口，通過該MAC側(cè)低速GE接口傳遞給MAC芯片。
上述MAC芯片與物理層芯片之間的GE接口為SGMII接口，GMII接口、RGMII接口或TBI接口；物理層芯片與光口模塊之間的GE接口為光接口。
以上實(shí)現(xiàn)方法仍是以物理層編解碼單元集成在PHY芯片內(nèi)為例進(jìn)行說明的，如果物理層編解碼單元集成在MAC芯片內(nèi)，則同樣不需要做編解碼操作。
請參考圖4所示，以下在上述實(shí)時(shí)方式的基礎(chǔ)上介紹本發(fā)明在以太網(wǎng)交換機(jī)上的應(yīng)用；考慮到基于本發(fā)明構(gòu)思的具體物理上的實(shí)現(xiàn)具有多樣性，因此圖4從功能模塊角度來介紹本發(fā)明的構(gòu)思。圖4所示為一以太網(wǎng)交換機(jī)的功能模塊框圖，其中該以太網(wǎng)交換機(jī)包括若干光口模塊，其中至少有一個(gè)光口模塊是相對高速的光口模塊，這個(gè)高速光口模塊可能是10GE以太網(wǎng)光口模塊，或者2.5G的SDH光口模塊，或者4G的FC光口模塊等等，所述這些高速的光口模塊用以通過光纖與其他網(wǎng)絡(luò)上的通信節(jié)點(diǎn)建立連接。以太網(wǎng)交換機(jī)還包括物理層編解碼單元以及復(fù)用解復(fù)用單元；所述物理層編解碼單元用以對來自MAC層的低速信號進(jìn)行物理層編碼并將之送給復(fù)用解復(fù)用單元，或者將來自復(fù)用解復(fù)用單元的多路物理層信號進(jìn)行解碼；所述復(fù)用解復(fù)用單元，用以將至少兩路經(jīng)過物理層編碼的低速信號復(fù)用為一路高速信號后送往光口模塊，或者將來自高速的光口模塊的高速信號解復(fù)用為多路低速信號，經(jīng)由物理層編解碼單元解碼后送往MAC層處理單元作處理?？紤]到進(jìn)行多路復(fù)用時(shí)，來自不同MAC側(cè)信號通道的時(shí)鐘頻率可能并不一致，此時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)需要進(jìn)一步引入速率匹配單元，具體的調(diào)整可參考之前實(shí)施方式的描述。
參考上一段描述，當(dāng)多路信號為來自10個(gè)MAC芯片(設(shè)每芯片一個(gè)GE通道)的10路GE信號時(shí)，則可以保證這10路信號都可以在MAC芯片中有自己獨(dú)占的隊(duì)列，而從物理層來看，經(jīng)過復(fù)用后，每一路的信號在物理層的速率均等，都是1.25G(有效速率仍然是GE)，不會出現(xiàn)因?yàn)榕抨?duì)造成的速率經(jīng)常變化，因此Qos得到了較好的保證。如果采用非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光口模塊，則在Qos得到保證的前提下，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了成本和簡易程度較好融合的以太網(wǎng)交換機(jī)高速出口解決方案。
以上所有描述中，即無論是針對物理層芯片，信號傳輸?shù)姆椒ǎ€是針對以太網(wǎng)交換機(jī)而言，其物理層編解碼單元是位于復(fù)用解復(fù)用單元與MAC層處理單元之間的；當(dāng)然物理層編解碼單元也可以位于光口模塊和復(fù)用解復(fù)用單元之間，兩種方式的差別在于復(fù)用的實(shí)際信號不同，但對于MAC層處理單元來說結(jié)果都是一樣的。
權(quán)利要求
1.一種物理層芯片，用于在MAC芯片和光口模塊之間傳遞信號，包括MAC側(cè)低速接口和光口模塊側(cè)高速接口，其特征在于，該物理層芯片還包括轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元，用于將通過MAC側(cè)低速接口接收的來自MAC層的M路低速信號復(fù)用為N路高速信號，確定該N路信號所對應(yīng)的光口模塊側(cè)高速接口，并將該N路高速信號傳遞給相應(yīng)的光口模塊側(cè)高速接口；或者，用于將通過光口模塊側(cè)高速接口接收的來自光口模塊的N路高速信號解復(fù)用為M路低速信號，確定該M路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速接口，并將該M路低速信號傳遞給相應(yīng)的MAC側(cè)低速接口；所述M大于N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理層芯片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元包括至少一個(gè)復(fù)用解復(fù)用單元，所述復(fù)用解復(fù)用單元，用于接收來自低速接口的已經(jīng)過接口化處理后的信號，將其復(fù)用為高速信號后，確定并傳送給高速信號所對應(yīng)的高速接口；或者，用于將接收到的已經(jīng)過接口化處理的高速信號解復(fù)用為多路低速信號后，確定并傳送給該多路低速信號分別所對應(yīng)的低速接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理層芯片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元中進(jìn)一步包括物理層編解碼單元，該物理層編解碼單元用于對接收到的來自低速接口的已經(jīng)過接口化處理后的多路低速信號進(jìn)行物理層編碼處理，將處理后的信號傳送給復(fù)用解復(fù)用單元，或者，用于將來自復(fù)用解復(fù)用單元的信號進(jìn)行物理層解碼處理后傳送給低速接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理層芯片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元中進(jìn)一步包括物理層編解碼單元，該物理層編解碼單元用于對接收到的來自高速接口的已經(jīng)過接口化處理后的高速信號進(jìn)行物理層編碼處理，將處理后的信號傳送給復(fù)用解復(fù)用單元，或者，用于將來自復(fù)用解復(fù)用單元的信號進(jìn)行物理層解碼處理后傳送給高速接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的物理層芯片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元內(nèi)進(jìn)一步包括速率匹配單元，該速率匹配單元確定待復(fù)用各路信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后，再通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行復(fù)用操作；或者，該速率匹配單元確定解復(fù)用信號后所對應(yīng)的各路信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行解復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后，再通知復(fù)用解復(fù)用單元執(zhí)行解復(fù)用操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理層芯片，其特征在于，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)光口模塊。
7.一種以太網(wǎng)物理層傳輸信號的方法，其特征在于，包括以下步驟接收來自MAC層的M路低速信號，將該M路低速信號復(fù)用為N路高速信號，之后，確定該N路高速信號所對應(yīng)的光口模塊，并將該N路信號傳遞給相應(yīng)的光口模塊；所述M大于N。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述將M路信號復(fù)用為N路信號之前進(jìn)一步包括對接收到的M路低速信號做編碼操作，之后再執(zhí)行后續(xù)步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述將M路信號復(fù)用為N路信號之后進(jìn)一步包括對復(fù)用后的N路高速信號做編碼操作，之后再執(zhí)行后續(xù)步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，所述執(zhí)行復(fù)用操作之前進(jìn)一步包括判斷待復(fù)用信號的時(shí)鐘是否同步，如同步，則直接執(zhí)行復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后再執(zhí)行復(fù)用操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定N路高速信號所對應(yīng)的光口模塊的過程包括以下步驟預(yù)先設(shè)置所傳輸信號中控制字符的碼流與光口模塊側(cè)高速接口的對應(yīng)關(guān)系，并設(shè)置每個(gè)光口模塊側(cè)高速接口對應(yīng)一個(gè)光口模塊；根據(jù)復(fù)用后的信號中控制字符的碼流確定該路信號所對應(yīng)的光口模塊側(cè)高速接口，進(jìn)而根據(jù)光口模塊側(cè)高速接口確定該路信號所對應(yīng)的光口模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)光口模塊。
13.一種以太網(wǎng)物理層傳輸信號的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟接收來自光口模塊的N路高速信號，將該N路信號解復(fù)用為M路低速信號，之后，確定該M路信號所對應(yīng)的各個(gè)MAC側(cè)低速接口，并將該M路低速信號通過該各個(gè)MAC側(cè)低速接口發(fā)送到MAC芯片；所述M大于N。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述將M路低速信號發(fā)送到MAC芯片之前進(jìn)一步包括對接收到M路低速信號做解碼操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述接收來自光口模塊的N路高速信號之后進(jìn)一步包括對接收到N路高速信號做解碼操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，所述將N路信號解復(fù)用為M路低速信號之前進(jìn)一步包括判斷解復(fù)用后所對應(yīng)接口的時(shí)鐘是否同步，如同步，則直接執(zhí)行解復(fù)用操作，否則根據(jù)時(shí)鐘差異做速率匹配后再執(zhí)行解復(fù)用操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述確定M路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速接口的過程包括以下步驟預(yù)先設(shè)置所傳輸信號中控制字符的碼流與MAC側(cè)低速接口的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)解復(fù)用信號中控制字符的碼流確定該路信號所對應(yīng)的MAC側(cè)低速接口。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)光口模塊。
19.一種以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，包括光口模塊以及復(fù)用解復(fù)用單元；其中所述光口模塊用以通過光纖與其他網(wǎng)絡(luò)上的通信節(jié)點(diǎn)建立連接；所述復(fù)用解復(fù)用單元，用以將至少兩路來自MAC側(cè)的低速信號復(fù)用為一路高速信號后送往光口模塊，或者將來自光口模塊的高速信號解復(fù)用為多路低速信號送給MAC側(cè)處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述光口模塊為非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光口模塊。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述非以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光口模塊為SDH(光傳輸網(wǎng))光口模塊或者FC(光纖通道)光口模塊。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于還包括速率匹配單元，用以調(diào)整多路低速信號與復(fù)用解復(fù)用單元之間的時(shí)鐘差異。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物理層芯片，用于在MAC芯片和光口模塊間傳遞信號，該物理層芯片包括轉(zhuǎn)換單元，用于將來自MAC側(cè)低速接口的M路信號復(fù)用為N路高速信號后傳遞給光口模塊；或者，用于將來自光口模塊側(cè)高速接口的N路信號解復(fù)用為M路低速信號后傳送給MAC芯片。本發(fā)明還公開了兩種以太網(wǎng)物理層傳輸信號的方法，用于對MAC芯片和光口模塊之間的信號進(jìn)行復(fù)用解復(fù)用。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述技術(shù)的交換機(jī)。本發(fā)明使得一個(gè)較大速率的光口模塊能夠取代兩個(gè)或兩個(gè)以上較小速率的光口模塊，減少了物理層芯片的接口數(shù)目，同時(shí)減少了物理層芯片本身的成本，并進(jìn)一步減少了整個(gè)設(shè)備的成本，以及實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，并在可接受的成本內(nèi)解決組網(wǎng)復(fù)雜度和Qos的問題。
文檔編號H04L29/10GK101035143SQ200610056890
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者于洋 申請人:杭州華為三康技術(shù)有限公司