[发明专利]一种长距离工业以太网传输的交换机和方法

说明书

技术领域

本发明属于以太网通信领域，具体涉及一种长距离工业以太网传输的交换机和方法。

背景技术

在当前以太网通信应用中，无论是10Mbps传输速率的CAT3电缆，该线缆的传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输主要用于10BASE-T；还是100Mbps传输速率的CAT5e线缆，该线缆的传输频率为100MHz，具有衰减小、串扰少，并且具有更高信噪比、更小的时延，性能得到很大提高；甚至1000Mbps传输速率的六类线缆，传输频率为250MHz，适用于千兆以太网的应用。这几类线缆有一共同点，其最远有效传输距离为100米。在工业综合布线规范中，也明确要求水平布线不能超过90米，链路总长度不能超过100米。也就是说，100米对于有线以太网而言是一个极限，这个极限是从交换机到集线设备或者终端设备的链路长度。一般通信距离超过100米后，网线传输就会不稳定，IEEE802.3之所以规定双绞线最大传输极限为100米，是因为信号在双绞线中传输时，信号间的串扰，也会受到外界电磁波的干扰，还会由于电阻和电容的原因而导致信号衰减或畸变，距离过长后累积的信号衰减将不能保证信号稳定地传输。信号衰减是信号损失度量，其与线缆的长度有关系，随着长度的增加，信号衰减也随之增加。衰减用db作单位，表示源传送端信号到接收端信号强度的比率，衰减随频率而变化。在超过百米的有线通讯应用中，大多通过以下两种方法实现：

1、交换机A和交换机B设备之间的线路中接入交换机，利用交换机来做中继，通讯距离大约200米，也可通过在两段双绞线电缆间安装中继器的方法来实现距离延展，在同一线路中可安装4个中继器，这样便可使网络的传输距离可达500米；其结构如图1所示。

2、利用光纤具有长距离通信的特点，使用光纤收发器将电信号转换成光信号，最终到达后再使用光纤收发器转换回电信号。根据使用不同的光纤及收发器，传输距离可以支持几百米到百公里的传输，并且能保证10/100/1000M的速度；其结构如图2所示。

以上两种方法可以实现长距离网络传输，缺点也显而易见的：

1、投入和维护成本高；

2、降低了系统的可靠性；

3、布线工作复杂，不易管理，造成施工周期延长；

4、网网络设计困难增加，有源中继和光纤设备需要外置电源

5、网络传输延迟大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种长距离工业以太网传输的交换机，其有效解决了现有技术中存在的问题。本发明的另一目的在于提供一种长距离工业以太网传输的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种长距离工业以太网传输的交换机，所述交换机包括电源模块、Cortex-A9CPU、SWITCH、PHY、逻辑芯片、控制端口和业务端口；所述PHY为BroadR-Reach PHY，所述BroadR-Reach PHY与交换机的MAC层建立数据通信，二者之间的接口形式为S3MII；所述BroadR-Reach PHY设置有BR PORT0-PORT7共8个接口。

进一步，所述S3MII的TX参考时钟和同步时钟由MAC芯片提供，RX参考时钟和同步时钟由PHY芯片提供。

一种长距离工业以太网传输的方法，所述方法为：在需要长距离工业以太网传输的两端分别设置一台所述交换机，其中一台为主设备，另一台为从设备，主设备通过BR PORT0-PORT 7任意一个口和从设备的BR PORT0-PORT 7任意一个口互联；传输电缆是标准Cat5类8芯UTP双绞线。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明的交换机为基于BroadR-Reach驱动技术的工业交换机，其优点是：无需加入额外设备中继交换机、光纤收发器及光缆，通过普通CAT5线缆传输100Mbps以太网，传输距离远至500米，具有降低网络传输时延、节约成本、方便现场布线和稳定高效运行等优势。

附图说明

图1为现有技术中一种实现超过百米的有线通讯方法的结构示意图；

图2为现有技术中另一种实现超过百米的有线通讯方法的结构示意图；

图3为本发明的长距离工业以太网传输的交换机的内部结构示意图；

图4为本发明的BroadR-Reach PHY与交换机的MAC层建立数据通信的结构示意图；

图5为本发明的长距离工业以太网传输的方法的连接示意图。

具体实施方式