一種抗干擾加固型以太網交換機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于以太網通訊領域，更具體地，涉及一種抗干擾加固型以太網交換機。
【背景技術】
[0002]自以太網1975年出現(xiàn)后，通訊領域便得到突飛猛進的發(fā)展，然而到了二十一世紀，以太網不僅僅適用于商業(yè)與工業(yè)，甚至漸漸涉足于軍用領域，通過以太網控制系統(tǒng)各個部分成為必然趨勢。目前市場上的抗干擾加固型以太網交換機絕大部分為商用級交換機，工作溫度為0°c?45°C，平均無故障時間最多為340h，其TCP/IP協(xié)議駕于以太網之上，因此網絡有安全隱患。在使用電纜方面，其多采用普通以太網信號線進行傳輸，存在衰減及失真的問題，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地區(qū)，這些商用交換機不能良好的工作，這樣就會影響重要信息的存儲交換，普通商用交換機時延比較長，數據傳輸不及時，無法滿足使用要求。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，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交換機，其目的在于提供一種傳輸速率快、時延小、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，數據量大，動作性能穩(wěn)定的傳輸需求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種抗干擾加固型以太網交換機，其特征在于，所述以太網交換機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來自外接的電源信號實行電磁屏蔽，所述電源模塊用于進一步地對所述電源信號進行電磁濾波，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LC濾波電路；所述微處理器包括若干用于進行接口擴展的輔助處理電路，所述微處理器以及所述輔助處理電路的差分信號端口均串聯(lián)RJ45網絡變壓器。
[0005]進一步地，所述交換機包括全密封式鋁制機殼。
[0006]進一步地，所述電源模塊在500M的帶寬下波紋值為20mv。
[0007]進一步地，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。
[0008]總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，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交換機，由于對電源線采用了加裝濾波模塊的處理，并且對電源模塊的電路進行了設計，能夠實現(xiàn)良好的電磁兼容性，并且使得輸出電壓穩(wěn)定、電源轉換效率高；
[0010](2)由于在對微處理器處理的基礎之上增加了輔助處理器，并且在之間通過通信線控制RJ45網絡變壓器，增強差分信號之間的耦合，防止雷擊對其造成損壞。
【附圖說明】
[0011]圖1是按照本發(fā)明實現(xiàn)的抗干擾加固型以太網交換機的整體結構示意圖；
[0012]圖2是按照本發(fā)明實現(xiàn)的電源模塊電路結構示意圖；
[0013]圖3是按照本發(fā)明實現(xiàn)的主控模塊的模塊組成示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實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)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0015]本發(fā)明的技術方案:本發(fā)明抗干擾加固型以太網交換機在硬件的實施上主要包括全密封式鋁制機殼，機殼內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，其提供整個交換機工作所要求的電源信號，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，而主控制模塊則實現(xiàn)設備間的信息交換功能。
[0017]機殼內主控制模塊包括微處理器1片，2片輔助處理器，10片RJ45網絡變壓器。
[0018]電源模塊的電路包括電源轉換模塊、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，先采用瞬態(tài)抑制二極管進行濾波，防止沖擊電流過大引起后級電路燒毀，然后通過LC濾波電路，濾除干擾。在輸入負端與輸出負端加入一個耐高壓陶瓷電容進行濾波，后級又再次通過兩個LC濾波電路進行再次濾波，并在出入輸出端進行接地以及通過模塊TR頂接口的使用實現(xiàn)良好的電磁兼容性。本電源模塊電路生產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、電源轉換效率高、紋波超級小，在500M帶寬測試下，紋波值僅20mv，在惡劣環(huán)境、高溫、低溫、強干擾環(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)明實現(xiàn)的主控制模塊中的微處理器還分別通過若干輔助處理器與其連接進行設置，其中輔助處理器為微處理器的接口擴展模塊，用于對主要的微處理器的接口進行擴展，通過串行鏈路SGMII控制輔助處理器，輔助處理器具備10/100/1000Mbps銅介質傳輸，并且具有自動協(xié)商功能，通過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12.5Mbps，并且只通過物理層傳輸信號，抗干擾能力強。同時微處理器的一部分接口與輔助處理器擴展出去的一部分接口通過通信線控制RJ45網絡變壓器，增強差分信號之間的耦合，防止雷擊對主控制模塊造成損壞。
[0020]圖1為按照本發(fā)明實現(xiàn)的抗干擾加固型以太網交換機的總體模塊示意圖:此抗干擾加固型以太網交換機首先第一步通過密封鋁制機殼隔離外界電磁波干擾，增強信號質量。
[0021]電源信號進入機殼后，通過電源線電磁濾波器，對輸入電源進行濾波，防止外部電磁波干擾本機工作以及消除本機對外部電磁波干擾，通過電磁濾波器實現(xiàn)第一重的濾波之后，再次通過電源模塊，利用電源模塊的電路組成方式在信號輸入主控制模塊之前進一步地對電源信號進行濾波，保證電源紋波極小，防止對后端主控制模塊進行干擾，主控制模塊中的微處理器通過傳輸速率極高的SGMII接口通過物理層對輔助處理器進行控制，在外部采用RJ45網絡變壓器增強信號質量，并具有抗雷擊能力，防止雷電對其損壞。
[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)定產生的強電磁干擾，對后端電容及電源轉換芯片的損壞，經過瞬態(tài)電壓抑制二極管之后輸入端使用LC電路進行濾波，保證輸入端電壓干凈，無紋波，通過電源模塊轉化后，重新對其進行二次濾波，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，不會對后端電路產生影響。
[0023]圖3為主控制模塊示意圖，其中顯示了其管腳進行信號控制和信號連接的方式，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并控制所有信號線阻抗在50 Ω內，保證信號質量，增強抗干擾能力。
[0024]本實施例中微處理器的另外12個差分信號端口均串聯(lián)RJ45網絡變壓器，其每對差分信號具有3個EMC器件，保證其EMC性能良好并使差分信號更好的匹配史密斯終端，無論是輸入端還是輸出端，對來自外界的各種干擾因素進行充分考慮，并在相關因素的部分設置濾波裝置，消除其干擾傳播途徑，增強抗干擾能力。實際在使用的過程中，抗干擾加固型以太網交換機在使用過程中需要連接設備很多，單靠主處理器輸出的12路網口無法滿足需求，因此采用輔助處理器對接口進行擴展，滿足多端口的需求，可以適應未來發(fā)展趨勢。
[0025]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種抗干擾加固型以太網交換機，其特征在于，所述以太網交換機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來自外接的電源信號實行電磁屏蔽，所述電源模塊用于進一步地對所述電源信號進行電磁濾波，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LC濾波電路；所述微處理器包括若干用于進行接口擴展的輔助處理電路，所述微處理器以及所述輔助處理電路的差分信號端口均串聯(lián)RJ45網絡變壓器。2.如權利要求1所述的抗干擾加固型以太網交換機，其特征在于，所述交換機包括全密封式鋁制機殼。3.如權利要求1或2所述的抗干擾加固型以太網交換機，其特征在于，所述電源模塊在500M的帶寬下波紋值為20mvo4.如權利要求3所述的抗干擾加固型以太網交換機，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。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗干擾加固型以太網交換機，以太網交換機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來自外接的電源信號實行電磁屏蔽，電源模塊用于進一步地對電源信號進行電磁濾波，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LC濾波電路；微處理器包括若干用于進行接口擴展的輔助處理電路，微處理器以及輔助處理電路的差分信號端口均串聯(lián)RJ45網絡變壓器。按照本發(fā)明實現(xiàn)的抗干擾加固型以太網交換機，能夠在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作，滿足速率快，數據量大，動作性能穩(wěn)定的傳輸需求。
【IPC分類】H05K9/00, H04L12/931
【公開號】CN105282054
【申請?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
【申請人】湖北三江航天萬峰科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月30日