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CN108337095B - G.fast SFP模块 - Google Patents

G.fast SFP模块 Download PDF

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CN108337095B CN201810364971.2A CN201810364971A CN108337095B CN 108337095 B CN108337095 B CN 108337095B CN 201810364971 A CN201810364971 A CN 201810364971A CN 108337095 B CN108337095 B CN 108337095B
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Abstract

本发明公开了一种G.fast SFP模块，所述G.fast SFP模块包括：双绞线接口、模拟前端、数字前端、SFP接口、PHY单元和POE接口；所述模拟前端的模拟信号输入/输出端与所述双绞线接口连接，所述模拟前端的数字信号输入/输出端与所述数字前端的SERDES数字信号输入/输出端连接，所述SFP接口和所述PHY单元的以太网数字信号输入/输出端同时与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接，所述PHY单元的以太网物理层信号输入/输出端与所述POE接口连接。本发明所述SFP G.fast模块，可支持G.fast技术通信，并同时具有SFP和SFU功能，通用性强。

Description

G.fast SFP模块
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种G.fast SFP模块。
背景技术
随着网络技术的快速发展，用户对网络传输速度的要求也越来越高，而网络接入技术是网络中与用户连接的最后一段线路上所采用的技术，对网络技术的发展具有至关重要的意义。
目前小型化SFP模块因其高性能、低成本以及传输速率快等特点，被广泛地应用于以太网光通信或无源光网络通信中，SFP模块提供了光纤电缆与网络交换机之间的连接，但现有的SFP模块无法适配接入铜网络线缆接口，此外，现有的SFP模块往往是通过SFP接口接入SFP主机，以实现与SFP主机的通信，而无法支持单家庭单元(Single Family Unit，SFU)的接入，限制了SFP模块的应用。
发明内容
本发明实施例提出了一种G.fast SFP模块，可适配接入铜网络线缆接口，支持G.fast技术通信，并同时具有SFP和SFU功能，扩展了SFP模块的功能，通用性强。
本发明实施例提供了一种G.fast SFP模块，所述G.fast SFP模块包括：双绞线接口、G.fast处理单元、SFP接口、PHY单元和POE接口；
所述G.fast处理单元包括模拟前端和数字前端，所述模拟前端具有模拟信号输入/输出端和数字信号输入/输出端，所述数字前端具有SERDES数字信号输入/输出端和以太网数字信号输入/输出端，所述PHY单元具有以太网数字信号输入/输出端和以太网物理层信号输入/输出端；
所述模拟前端的模拟信号输入/输出端与所述双绞线接口连接，所述模拟前端的数字信号输入/输出端与所述数字前端的SERDES数字信号输入/输出端连接，所述SFP接口和所述PHY单元的以太网数字信号输入/输出端同时与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接，所述PHY单元的以太网物理层信号输入/输出端与所述POE接口连接。
进一步地，所述G.fast处理单元还包括混合电路，所述模拟前端的模拟信号输入/输出端通过所述混合电路与所述双绞线接口连接。
进一步地，所述模拟前端的数字信号输入/输出端通过SERDES总线与所述数字前端的SERDES数字信号输入/输出端连接；所述SFP接口通过SGMII总线、IIC总线和GPIO接口与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接；所述PHY单元的以太网数字信号输入/输出端通过SGMII总线和SMI接口与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接。
进一步地，所述G.fast SFP模块包括DC-DC转换器和PHY电源开关，所述DC-DC转换器的电源输入端与所述POE接口的电源输出管脚连接，所述DC-DC转换器的使能控制端与所述SFP接口的SFP插入检测管脚连接，所述DC-DC转换器的电源输出端同时与所述G.fast处理单元的电源输入端和所述PHY电源开关的第一连接端连接；所述SFP接口的电源输出管脚同时与所述G.fast处理单元的电源输入端和所述PHY电源开关的第一连接端连接；所述PHY电源开关的第二连接端与所述PHY单元的电源输入端连接，所述PHY电源开关的控制端与所述SFP接口的SFP插入检测管脚连接；所述DC-DC转换器根据其使能控制端接收到的电平信号控制所述DC-DC转换器失能或工作，所述PHY电源开关根据其控制端的电平信号控制所述第一连接端与所述第二连接端的通断；其中，当所述DC-DC转换器失能时，所述第一连接端与所述第二连接端处于断开状态。
进一步地，所述SFP插入检测管脚为所述SFP接口的第20管脚VeeT。
进一步地，所述PHY电源开关包括N型三极管、P型MOS管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
所述N型三极管的基极为所述PHY电源开关的控制端，所述N型三极管的集电极通过所述第一电阻与所述P型MOS管的栅极连接，所述N型三极管的发射极接地；
所述P型MOS管的源极为所述PHY电源开关的第一连接端，所述P型MOS管的漏极为所述PHY电源开关的第二连接端，所述第二电阻的第一端与所述P型MOS管的源极连接，所述第二电阻的第二端与所述P型MOS管的栅极连接，所述第三电阻的第一端与所述N型三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电阻的第二端连接。
进一步地，所述双绞线接口为RJ11接口或RJ12接口。
进一步地，所述POE接口为RJ45接口。
与现有技术相比，本发明实施例提供的G.fast SFP模块，通过将处理G.fast信号的模拟前端和数字前端集成在小型的SFP模块中，使得G.fast SFP模块支持G.fast技术通信；通过设计SFP接口和PHY单元与POE接口，使得所述G.fast SFP模块不仅可通过SFP接口接入SFP主机，实现与SFP主机之间的通信，还可以通过POE接口接入POE设备，实现与POE设备之间的通信，使得用户可根据应用场景，将G.fast SFP模块接入到SFP主机或POE设备中实现通信，克服了现有SFP模块只能接入SFP主机的局限性，扩展了SFP模块的功能，通用性强。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的G.fast SFP模块的结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的G.fast SFP模块接入SFP主机的应用说明示意图。
图3为本发明第一实施例提供的G.fast SFP模块接入POE设备的应用说明示意图。
图4为本发明第二实施例提供的G.fast SFP模块的结构示意图。
图5为本发明第二实施例所述PHY电源开关的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，提供了一种G.fast SFP模块，所述G.fast SFP模块支持G.fast((Fast access to subscriberTerminals，快速接入用户终端)技术通信，可接入SFP主机和POE(Power Over Ethernet，有源以太网)设备，以实现PC、手机、平板电脑等终端设备与局端之间的通信。
请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的G.fast SFP模块的结构示意图，所述G.fast SFP模块包括：双绞线接口10、G.fast处理单元20、SFP接口30、PHY单元40和POE接口50。
所述G.fast处理单元20包括混合电路201、模拟前端202和数字前端203。所述模拟前端202具有模拟信号输入/输出端a和数字信号输入/输出端b，所述数字前端203具有SERDES数字信号输入/输出端c和以太网数字信号输入/输出端d，所述PHY单元40具有以太网数字信号输入/输出端e和以太网物理层信号输入/输出端f。
所述模拟前端202的模拟信号输入/输出端a通过混合电路201与所述双绞线接口10连接，所述模拟前端202的数字信号输入/输出端b通过SERDES总线与所述数字前端203的SERDES数字信号输入/输出端c连接；所述SFP接口30通过SGMII总线、IIC总线和GPIO接口与所述数字前端203的以太网数字信号输入/输出端d连接，所述PHY单元40的以太网数字信号输入/输出端e通过SGMII总线和SMI接口与所述数字前端203的以太网数字信号输入/输出端d连接；所述PHY单元40的以太网物理层信号输入/输出端f与所述POE接口50连接。
所述模拟前端202用于将所述双绞线接口10接收的G.fast模拟信号转换为G.fast数字信号或将数字前端203传输过来的G.fast数字信号转换为G.fast模拟信号。
当所述G.fast SFP模块的SFP接口30接入SFP主机时，所述数字前端203用于将所述模拟前端202传输过来的G.fast数字信号转换为以太网数字信号或将所述SFP接口传输过来的以太网数字信号转换G.fast数字信号，以实现G.fast SFP模块与SFP主机之间的数据通信。
当所述G.fast SFP模块的POE接口50接入POE设备时，所述数字前端203用于将所述模拟前端202传输过来的G.fast数字信号转换为以太网数字信号或将所述PHY单元40传输过来的以太网数字信号转换为G.fast数字信号；所述PHY单元40用于将从数字前端203传输过来的以太网数字信号转换为以太网物理层数字信号或将POE接口50传输过来的以太网物理层数字信号转换为以太网数字信号，以实现G.fast SFP模块与POE设备之间的数据通信。
在本实施例中，所述以太网数字信号为以太网承载的二进制编码的信号，所述以太网物理层信号为以太网承载的以太网编码的信号。
在本实施例中，所述双绞线接口10为RJ11接口或RJ12接口，所述POE接口50为RJ45接口。
请参阅图2，为本发明第一实施例提供的G.fast SFP模块接入SFP主机的应用说明示意图。
所述G.fast SFP模块的双绞线接口10通过电话线与局端(DPU)连接，终端设备(PC、平板电脑、手机等设备)通过网线或者无线局域网与SFP主机连接。当所述G.fast SFP模块的SFP接口30接入SFP主机时，即可实现终端设备与局端之间的通信，通信数据流向为：终端设备<--->SFP主机<--->G.fast SFP模块<--->局端。
请参阅图3，为本发明第一实施例提供的G.fast SFP模块接入POE设备的应用说明示意图。
所述G.fast SFP模块的双绞线接口10通过电话线与局端(DPU)连接，终端设备(PC、平板电脑、手机等设备)通过网线或者无线局域网与POE设备连接。当所述G.fast SFP模块的POE接口50接入POE设备时，即可实现终端设备与局端之间的通信，通信数据流向为：终端设备<--->POE设备<--->G.fast SFP模块<--->局端。
与现有技术相比，本发明实施例提供的G.fast SFP模块，通过将G.fast处理单元20集成在小型的SFP模块中，使得G.fast SFP模块支持G.fast技术通信；通过设计SFP接口30和PHY单元40与POE接口50，使得所述G.fast SFP模块不仅可通过SFP接口30接入SFP主机，实现与SFP主机之间的数据通信，还可以通过POE接口50接入POE设备，实现与POE设备之间的数据通信，使得用户可根据应用场景，将G.fast SFP模块接入到SFP主机或POE设备中实现通信，克服了现有SFP模块只能接入SFP主机的局限性，扩展了SFP模块的功能，通用性强。
请参照图4为本发明第二实施例提供的G.fast SFP模块的结构示意图。
本实施例与第一实施例的区别在于：本实施例所述G.fast SFP模块还包括DC-DC转换器60和PHY电源开关70。
所述DC-DC转换器60的电源输入端与所述POE接口50的电源输出管脚连接，所述DC-DC转换器60的使能控制端与所述SFP接口30的SFP插入检测管脚连接，所述DC-DC转换器60的电源输出端同时与所述G.fast处理单元20的电源输入端和所述PHY电源开关70的第一连接端连接。所述SFP接口30的电源输出管脚同时与所述G.fast处理单元20和所述PHY电源开关70的第一连接端连接，以给所述G.fast处理单元20的模拟前端和数字前端供电。所述PHY电源开关70的第二连接端与所述PHY单元40的电源输入端连接，所述PHY电源开关70的控制端与所述SFP接口30的SFP插入检测管脚连接。所述DC-DC转换器根据其使能控制端接收到的电平信号控制所述DC-DC转换器失能或工作；所述PHY电源开关70根据其控制端的电平信号控制所述第一连接端与所述第二连接端的通断。当所述DC-DC转换器60的使能控制端接收到的信号为低电平，控制所述DC-DC转换器60失能，使得所述DC-DC转换器不工作；当所述PHY电源开关70的控制端接收到的信号为低电平时，控制所述第一连接端与所述第二连接端断开，即切断所述PHY单元40的供电，使得所述PHY单元40不工作。
在本实施例中，当G.fast SFP模块的POE接口50接入POE设备时，所述POE设备提供的电压经所述POE接口50的电源输出管脚和所述DC-DC转换器60，转换为3.3V的电压输出，以给所述PHY单元40和G.fast处理单元20供电，实现G.fast SFP模块的SFU功能。当G.fastSFP模块的SFP接口30接入SFP主机时，所述SFP插入检测管脚的电平为低电平，所述DC-DC转换器60的使能控制端接收到该低电平，控制所述DC-DC转换器60失能，使得所述DC-DC转换器不工作，同时，所述PHY电源开关70的控制端也接收到该低电平，控制所述第一连接端与所述第二连接端断开，切断所述PHY单元的供电，使得所述DC-DC转换器60的电源输出端和所述SFP接口30的电源输出管脚均不能给所述PHY单元40供电，只能由SFP主机给所述G.fast处理单元的混合电路、模拟前端和数字前端提供3.3V的电压，以实现G.fast SFP模块的SFP功能。当G.fast SFP模块的POE接口50接入POE设备，同时SFP接口30接入SFP主机时，所述DC-DC转换器60的使能控制端和所述PHY电源开关70的控制端将接收到低电平，从而控制所述DC-DC转换器60失能和所述PHY电源开关70的第一连接端与第二连接端断开，使得所述DC-DC转换器60的电源输出端和所述SFP接口30的电源输出管脚均不能给所述PHY单元40供电，并且所述DC-DC转换器60也无法给所述G.fast处理单元20供电，从而实现G.fastSFP模块的SFP功能，有效防止信号串扰。
如图5所示，为本发明第二实施例所述PHY电源开关70的结构示意图。所述PHY电源开关70包括N型三极管701、P型MOS管702、第一电阻703、第二电阻704和第三电阻705。
所述N型三极管701的基极即为所述PHY电源开关70的控制端，所述N型三极管701的集电极通过所述第一电阻703与所述P型MOS管702的栅极连接，所述N型三极管701的发射极接地。
所述P型MOS管702的源极为所述PHY电源开关70的第一连接端，所述P型MOS管702的漏极为所述PHY电源开关70的第二连接端，所述第二电阻704的第一端与所述P型MOS管702的源极连接，所述第二电阻704的第二端与所述P型MOS管702的栅极连接，所述第三电阻705的第一端与所述N型三极管701的基极连接，所述第三电阻705的第二端与所述第二电阻704的第二端连接。
在本实施例中，所述SFP插入检测管脚为所述SFP接口30的第20管脚VeeT，当所述SFP接口30接入SFP主机时，所述SFP接口30的第20管脚VeeT输出低电平。
当所述G.fast SFP模块的SFP接口30接入SFP主机，所述SFP接口的30第20管脚VeeT将输出低电平，即所述PHY电源开关70的N型三极管601的基极为低电平，此时，N型三极管601断开，而P型MOS管的栅极为高电平，使得P型MOS管的源极与漏极断开，即切断了所述PHY单元40的供电，使得所述PHY单元40不工作。另外，所述DC-DC转换器的使能控制端也接收到所述SFP接口的30第20管脚VeeT输出的低电平，使得所述DC-DC转换器不工作，即只能由SFP主机给所述G.fast处理单元的混合电路、模拟前端和数字前端供电。
也就是说，当所述G.fast SFP模块的SFP接口30接入SFP主机，且所述POE接口50接入POE设备时，所述DC-DC转换器失能，所述PHY电源开关70断开，从而切断所述PHY单元40的供电，使得所述PHY单元40不工作，保证了在所述G.fast SFP模块同时接入SFP主机和POE设备时，所述G.fast SFP模块优先与SFP主机进行通信。
与现有技术相比，本发明实施例提供的G.fast SFP模块，通过将G.fast处理单元20集成在小型的SFP模块中，使得G.fast SFP模块支持G.fast技术通信；通过设计SFP接口30和PHY单元40与POE接口50，使得所述G.fast SFP模块不仅可通过SFP接口30接入SFP主机，实现与SFP主机之间的通信，还可以通过POE接口50接入POE设备，实现与POE设备之间的通信，使得用户可根据应用场景，将G.fast SFP模块接入到SFP主机或POE设备中实现通信，克服了现有SFP模块只能接入SFP主机的局限性，扩展了SFP模块的功能，通用性强，而当所述G.fast SFP模块同时接入SFP主机和POE设备时，可优先选择与所述SFP主机进行通信，实现通信的有效性，防止信号串扰。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种G.fast SFP模块，其特征在于，所述G.fast SFP模块包括：双绞线接口、G.fast处理单元、SFP接口、PHY单元和POE接口；
所述G.fast处理单元包括模拟前端和数字前端，所述模拟前端具有模拟信号输入/输出端和数字信号输入/输出端，所述数字前端具有SERDES数字信号输入/输出端和以太网数字信号输入/输出端，所述PHY单元具有以太网数字信号输入/输出端和以太网物理层信号输入/输出端；
所述模拟前端的模拟信号输入/输出端与所述双绞线接口连接，所述模拟前端的数字信号输入/输出端与所述数字前端的SERDES数字信号输入/输出端连接，所述SFP接口和所述PHY单元的以太网数字信号输入/输出端同时与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接，所述PHY单元的以太网物理层信号输入/输出端与所述POE接口连接；
所述G.fast SFP模块包括DC-DC转换器和PHY电源开关，所述DC-DC转换器的电源输入端与所述POE接口的电源输出管脚连接，所述DC-DC转换器的使能控制端与所述SFP接口的SFP插入检测管脚连接，所述DC-DC转换器的电源输出端同时与所述G.fast处理单元的电源输入端和所述PHY电源开关的第一连接端连接；所述SFP接口的电源输出管脚同时与所述G.fast处理单元的电源输入端和所述PHY电源开关的第一连接端连接；所述PHY电源开关的第二连接端与所述PHY单元的电源输入端连接，所述PHY电源开关的控制端与所述SFP接口的SFP插入检测管脚连接；所述DC-DC转换器根据其使能控制端接收到的电平信号控制所述DC-DC转换器失能或工作，所述PHY电源开关根据其控制端的电平信号控制所述第一连接端与所述第二连接端的通断；其中，当所述DC-DC转换器失能时，所述第一连接端与所述第二连接端处于断开状态。
2.根据权利要求1所述的G.fast SFP模块，其特征在于：所述G.fast处理单元还包括混合电路，所述模拟前端的模拟信号输入/输出端通过所述混合电路与所述双绞线接口连接。
3.根据权利要求1所述的G.fast SFP模块，其特征在于：所述模拟前端的数字信号输入/输出端通过SERDES总线与所述数字前端的SERDES数字信号输入/输出端连接；所述SFP接口通过SGMII总线、IIC总线和GPIO接口与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接；所述PHY单元的以太网数字信号输入/输出端通过SGMII总线和SMI接口与所述数字前端的以太网数字信号输入/输出端连接。
4.根据权利要求1所述的G.fast SFP模块，其特征在于：所述SFP插入检测管脚为所述SFP接口的第20管脚VeeT。
5.根据权利要求1所述的G.fast SFP模块，其特征在于：
所述PHY电源开关包括N型三极管、P型MOS管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
所述N型三极管的基极为所述PHY电源开关的控制端，所述N型三极管的集电极通过所述第一电阻与所述P型MOS管的栅极连接，所述N型三极管的发射极接地；
所述P型MOS管的源极为所述PHY电源开关的第一连接端，所述P型MOS管的漏极为所述PHY电源开关的第二连接端，所述第二电阻的第一端与所述P型MOS管的源极连接，所述第二电阻的第二端与所述P型MOS管的栅极连接，所述第三电阻的第一端与所述N型三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电阻的第二端连接。
6.根据权利要求1所述的G.fast SFP模块，其特征在于：所述双绞线接口为RJ11接口或RJ12接口。
7.根据权利要求1所述的G.fast SFP模块，其特征在于：所述POE接口为RJ45接口。
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