专利名称：带内网管光纤收发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤通信领域，更具体地说，涉及一种带内网管光纤收发器。
背景技术：
光纤收发器是一种将电信号和光信号进行相互转换的设备，在以太网网络中有广泛的应用。光纤收发器按照传输速率划分可以分为10M光纤收发器、100M光纤收发器、10/100M自适应光纤收发器、1G光纤收发器等；按照管理类型划分可以分为普通光纤收发器和网管光纤收发器。目前10M、100M、10/100M自适应的普通光纤收发器已经在市场上广泛使用，国内外光纤收发器厂家大多具有开发、设计、生产的能力。
普通光纤收发器在以太网网络中的应用如图1所示，其中的小长方体为普通光纤收发器1，相邻两个光纤收发器1之间通过光纤2连接，而光纤收发器1与其所属的骨干层、汇接层或接入层设备之间又通过UTP线缆3连接。
普通光纤收发器的内部原理框图如图2所示，其原理比较简单，主要是利用专用的转发器芯片或芯片组12完成光/电信号的转换，其中还包括光收发一体模块11、隔离变压器13和RJ45接头14，不包含监测及控制电路，不具备管理功能；其UTP线缆3和光纤2中传输的是双向业务数据信息，如图中的点划线所示，其中不传递光纤收发器自身的工作状态(即管理信息)。网络管理中心无法通过网络对这种普通光纤收发器进行集中管理，不利于故障定位及故障排查，网络的可维护性较差。
为了提高光纤收发器的可管理性和可维护性，部分厂家开始推出网管光纤收发器。在骨干层和汇聚层，由于光纤收发器基本上集中在机房内，在同一地方的光纤收发器数量较多，因此一般使用机架式光纤收发器4，有利于集中管理。而在接入层，光纤收发器比较分散，一般使用独立式光纤收发器5，此时的网络拓扑如图3所示。
由于独立式光纤收发器5过于分散，单独实现网管功能成本太高，而且对于网络的资源占用较多，所以网络管理功能一般在相对集中的机架式光纤收发器4侧实现，即利用统一的网管单元对多达数十台的机架式光纤收发器4进行管理。
机架式光纤收发器4的机架设有网管单元，其中使用的光纤收发器为网管光纤收发器，其原理框图如图4所示。与普通光纤收发器相比，网管光纤收发器也具有光收发一体模块41、转发器芯片(组)42、隔离变压器43和RJ45接头44，但它在普通光纤收发器的基础上还增加了状态监控模块45和总线接口模块46。
这两个模块的主要功能是状态监控模块45用于完成对光纤收发器工作状态的监测，并按照网管单元的要求控制光纤收发器工作状态；总线接口模块46用于向网管单元汇报光纤收发器状态，并接收来自网管单元的控制信息。机架式网管光纤收发器的UTP线缆3和光纤2中传输的是双向业务数据信息，如4图中的点划线所示；而总线接口模块46、状态监控模块45中传输的是管理数据信息，如图4中的虚线所示。网络管理中心可以通过网络连接到网管单元，对光纤收发器进行集中管理，提高了网络的可维护性。
对于上述的机架式光纤收发器，虽然可通过网管单元实现集中管理，但是其中的业务数据信息和管理信息完全使用独立的通道，如图4所示，属于带外管理方式。从图3中可以看出，机架式光纤收发器4和独立式光纤收发器5的连接只有一条双向光纤链路，而光纤链路只传送业务数据信息，不传送独立式光纤收发器的管理信息。因此，远端独立式光纤收发器5的状态无法报告到机架式光纤收发器4的网管单元，网管单元也无法对远端独立式光纤收发器进行控制，即无法对独立式光纤收发器进行管理。
当然，为了对独立式光纤收发器进行管理，可以在其中加入网管单元，由网管单元向网络管理中心报告状态、接受控制。但是，由于独立式光纤收发器数量较多，地理位置分散，增加网管单元会增加大量的硬件成本，同时会占用大量的网络资源，如IP地址、网管接口等，因此在实际网络中很少使用。
实用新型内容本实用新型要解决现有技术中网络管理中心只能对机架式光纤收发器进行监控，而无法对远端独立式光纤收发器进行监控的问题，使机架内的网管单元不仅能管理本机架内的光纤收发器，同时也能管理与之相连接的独立式光纤收发器，从而保证网络的可靠运行以及良好的可维护性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种带内网管光纤收发器，其中包括光电转换单元，所述光电转换单元由用于与光纤连接的光收发一体模块、用于实现光/电信号转换的转发器芯片(组)、用于与线缆连接的线缆连接头、以及连接在所述转发器芯片的电接口与所述线缆连接头之间的隔离变压器所组成；其特征在于，所述光纤收发器还包括用于对所述光电转换单元的工作状态进行监测、并按照网管单元的要求控制所述光电转换单元之工作状态的状态监控模块，以及连接在所述转发器芯片的光接口与光收发一体模块之间、并与所述状态监控模块连接、用于完成管理信息的接收及发送的带内管理信息收发模块。
上述光纤收发器可直接用作独立式光纤收发器，而与之相匹配的机架式光纤收发器则还需要在此基础上增加一个一端与所述状态监控模块连接、另一端可连接至机架内的网管单元的总线接口模块，所述总线接口模块可向网管单元汇报所述光电转换单元之工作状态、并接收来自网管单元的控制信息。
本实用新型采用带内网管的技术，使光纤链路在传送业务数据信息的同时，还可传送独立式光纤收发器的管理信息，即通过机架式光纤收发器对独立式光纤收发器进行监控。机架内的网管单元不仅能管理本机架内的光纤收发器，同时也能管理与之相连接的独立式光纤收发器。如此一来，独立式光纤收发器不再需要增加额外的网管单元，既达到了可管理的目的，又节约了硬件成本，节省了IP地址、网管接口等网络资源。可保证网络的可靠运行以及良好的可维护性。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是现有普通光纤收发器在以太网网络中的应用示意图；图2是图1中所示现有普通光纤收发器的内部原理框图；图3是现有机架式光纤收发器在以太网网络中的应用示意图；图4是应用于图3中的网管光纤收发器的原理框图；图5是本实用新型中机架式带内网管光纤收发器的原理框图；图6是本实用新型中独立带内网管光纤收发器的原理框图；图7、是本实用新型一个优选实施例中带内网管光纤收发器的电路图。
具体实施方式
一、机架式带内网管光纤收发器为了实现带内网管，必须在光纤链路中加入管理信息，以实现对管理信息的传送，因此，必须在光纤收发器中增加必要的电路。机架式带内网管光纤收发器的原理如图5所示。其中主要包括光电转换单元、总线接口模块、状态监控模块、带内管理信息收发模块四部分。各部分的功能如下(1)、光电转换单元由现有普通光纤收发器的四个部分组成，也就是由光收发一体模块41、转发器芯片42、隔离变压器43以及RJ45接头44组成，用于完成光信号与电信号的相互转换及收发。
(2)、状态监控模块45用于对上述光电转换单元的工作状态进行监测、并按照网管单元的要求控制上述光电转换单元的工作状态。
(3)、总线接口模块46其一端与状态监控模块45连接、另一端可连接至机架内的网管单元，向网管单元汇报上述光电转换单元的工作状态、并接收来自网管单元的控制信息；
(4)、带内管理信息收发模块47连接在转发器芯片42的光接口与光收发一体模块41之间、并与状态监控模块45连接、用于完成管理信息的接收及发送。它可接收来自网管单元对远端独立式光纤收发器5的控制信息，将控制信息插入到光纤链路中，发送到独立式光纤收发器，即管理信息的发送；并可检测光纤链路中的信息，提取出远端独立式光纤收发器的状态报告信息，即完成管理信息的接收，并将独立式光纤收发器的状态信息通过总线接口模块46传送至网管单元，以便网管中心进行集中管理。
二、独立式带内网管光纤收发器其原理如图6所示，其中主要包括光电转换单元、状态监控模块、带内管理信息收发模块三部分。各部分的功能如下(1)、光电转换单元由现有普通光纤收发器的四个部分组成，也就是由光收发一体模块51、转发器芯片52、隔离变压器53以及RJ45接头54组成，用于完成光信号与电信号的相互转换及收发。
(2)、状态监控模块55用于对上述光电转换单元的工作状态进行监测、并按照网管单元的要求控制上述光电转换单元的工作状态。
(3)、带内管理信息收发模块57连接在转发器芯片52的光接口与光收发一体模块51之间、并与状态监控模块55连接、用于完成管理信息的接收及发送。它可接收状态监测模块55所检测的状态信息，将状态信息插入到光纤链路中，发送到机架式光纤收发器，即完成管理信息的发送；还可检测光纤链路中的信息，提取出网管单元发送的控制信息，即完成管理信息的接收，并将控制信息传送至状态监控模块55。
三、带内管理信息收发模块的实施方案可见，与现有的网管光纤收发器相比，本实用新型的机架式和独立式带内网管光纤收发器是在现有网管光纤收发器的基础上增加带内管理信息收发模块47或57，如图5和图6所示。此时，光纤收发器的光纤链路不仅传送业务数据信息，同时传送光纤收发器的管理信息，业务数据信息和管理信息使用相同的通道，属于带内管理方式。因此，远端独立式光纤收发器5的状态可以报告到机架式光纤收发器4的网管单元，网管单元也可以对远端独立式光纤收发器5进行控制，即完成对独立式光纤收发器的管理。
目前，可通过以下几种方案实现带内网管技术(1)、带内管理信息收发模块采用FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)或ASIC(专用集成电路)实现，处理速度较快，对于光纤链路中的业务数据信息不做任何处理，在不传送带内管理信息时，光纤收发器的光纤链路不中断地传送业务数据信息；当需要传送带内网管信息时，则中断光纤链路中业务数据的传送，采用高速基带调制技术，将带内网管信息直接调制到光纤链路中，从而实现相互通信，实现带内网管。
(2)、带内管理信息收发模块采用FPGA、CPLD或ASIC实现，处理速度很快，对于光纤链路中的业务数据信息可以做相应的处理，在不传送带内管理信息时，光纤收发器的光纤链路不中断地传送业务数据信息；当需要传送带内网管信息时，则利用FPGA、CPLD或ASIC的高速处理能力，将带内网管信息打包成光纤链路中的业务数据信息格式，并将带内网管信息插入业务数据信息流中，尽量在业务数据信息传送的间歇期间传送网管信息，从而实现相互通信，实现带内网管。
四、优选实施例如图7所示为本实用新型的一个优选实施例，这是一个远端独立式带内网管光纤收发器，其中的带内管理信息收发模块采用了上述的第(2)种方案，从图中可以看出如下模块(1)、图7中的T1为隔离变压器。
(2)、图7中的P1为RJ45接头。
(3)、图7中的IC1为电口物理层芯片，完成RJ45的电口信号转为MII信号；IC2为FPGA，完成数据包的转发和带内通信；IC3为光口物理层芯片，完成MII信号转换为光口信号。
(4)、图7中的IC5为光收发一体模块。
(5)、图7中的IC2和图7中的IC3组成带内管理信息收发模块。其中IC3为光口的物理层芯片，用于驱动IC5，将光信号发送到光纤链路上；IC2为FPGA，用于连接IC1和IC3，具有较强的处理能力，可以完成状态监测和控制功能。当进行数据业务通信时，IC2把从IC1送来的信号转发到IC3，然后通过IC5发送到光纤链路。需要发送管理信息时，IC2将(状态监控模块)监测到的管理信息打包成光纤链路中的业务数据信息格式，插入到业务数据流中，转发到IC3，然后通过IC5发送到光纤链路，从而完成带内管理信息的发送。从光纤链路中来的光信号通过IC5和IC3，转发到IC2，IC2将接收到的数据进行分析如果是业务数据信息，转发到IC1，通过IC1、T1和P1将电信号发送到UTP线缆上；如果是管理信息，该信息不再转发到IC1，IC2(状态监控模块)将依据该信息对收发器进行控制等操作，即完成带内管理信息的接收。
(6)、状态监控模块功能由IC2完成。
权利要求1.一种光纤收发器，其中包括光电转换单元，所述光电转换单元由用于与光纤连接的光收发一体模块、用于实现光/电信号转换的转发器芯片、用于与线缆连接的线缆连接头、以及连接在所述转发器芯片的电接口与所述线缆连接头之间的隔离变压器所组成；其特征在于，所述光纤收发器还包括用于对所述光电转换单元的工作状态进行监测、并按照网管单元的要求控制所述光电转换单元之工作状态的状态监控模块，以及连接在所述转发器芯片的光接口与光收发一体模块之间、并与所述状态监控模块连接、用于完成管理信息的接收及发送的带内管理信息收发模块。
2.根据权利要求1所述的光纤收发器，其特征在于，该光纤收发器为机架式光纤收发器，还包括一个一端与所述状态监控模块连接、另一端可连接至机架内的网管单元的总线接口模块，所述总线接口模块可向网管单元汇报所述光电转换单元之工作状态、并接收来自网管单元的控制信息。
3.根据权利要求1所述的光纤收发器，其特征在于，所述线缆连接头为RJ45接头。
专利摘要本实用新型涉及光纤通信领域，针对现有技术中无法对远端独立式光纤收发器进行监控的缺陷，提供一种带内网管光纤收发器，包括由光收发一体模块、转发器芯片(组)、线缆连接头以及隔离变压器组成的光电转换单元；还包括一个用于对光电转换单元的工作状态进行监测、并按照网管单元的要求控制其工作状态的状态监控模块，以及一个连接在转发器芯片与光收发一体模块之间、并与状态监控模块连接、用于完成管理信息收发的带内管理信息收发模块。上述带内网管光纤收发器可直接用作独立式光纤收发器，用作机架式光纤收发器时则需要增加一个总线接口模块。本实用新型中，网管单元不仅能管理机架内的光纤收发器，同时也能管理与之相连接的独立式光纤收发器。
文档编号H04B10/12GK2606495SQ0322316
公开日2004年3月10日 申请日期2003年1月16日 优先权日2003年1月16日
发明者袁志雷, 董华松, 陈德忠, 杨秋实, 何伟烽, 崔允良, 李高峰, 石晓钟, 范振峰, 林少杏, 谈振华 申请人:深圳市飞奔网络技术有限公司