[发明专利]以太网物理层交叉装置及交叉方法

说明书

技术领域

本发明涉及以太网物理层技术，尤其涉及一种以太网物理层交叉装置及其应用的交叉方法。

背景技术

随着以太网技术的不断发展，在带宽和传输距离上都取得了相当大的进步，以太网不再局限于局域网建设，在城域网中的应用也日益广泛。

以太网工作在OSI(Open System Interface，开放系统互联)七层模型的物理层和链路层，这两层的功能在以太网网络设备中通常分别实现。现有技术中，以太网网络设备内实现以太网物理层功能的部分可以具有图1所示的结构，包括物理端口110、编解码及信号转换单元120和MAC(Media AccessControl，媒介接入控制)层接口130，每个物理端口110与一个编解码及信号转换单元120及一个MAC层接口130顺序串接。

物理端口110从与之连接的外部节点接收或向该外部节点发送模拟信号或光信号。MAC层接口130从MAC层接收或向MAC层传输物理层载荷。在由物理端口110至MAC层接口130的上行方向，编解码及信号转换单元120将从物理端口接收的模拟信号或光信号转换为数字信号，再按照传输速率和传输介质进行PMA(Physical Medium Attachment，物理介质接入)和PLS(Physical Layer Signaling，物理层信令)层编解码、或者进行PMD(PhysicalMedium Dependent，物理介质相关)、PMA和PCS(Physical Coding Sublayer，物理编码子层)层编解码，将生成的物理层载荷通过MAC层接口130输出，由实现MAC层功能的部分进行MAC层处理。在由MAC层接口130至物理端口110的下行方向，上述过程相反。

可见，现有的以太网网络设备在物理层只完成上下行流量之间的传递作用，所有的报文都需要通过MAC层或IP(Internet Protocol，网际协议)层进行二层或三层转发。但在一些情况下，这样的二层或三层转发可能带来一些问题。

例如在图2所示的网络中，交换机C和D为城域网的接入交换机，局域网A连接至交换机C的一个物理端口，局域网B连接至交换机D的一个物理端口，交换机C与交换机D通过各自的另一个物理端口连接，局域网A和B通过交换机C和D进行二层互访。由于局域网A和B之间的流量需要在交换机C和D上进行二层转发，因此交换机C和D必须学习局域网A和B中所有主机的MAC地址，当局域网A和B中通信的主机较多，超过交换机C和D的MAC表项空间时，超出部分的主机可能无法正常通信，或通信时需要进行反复广播的过程，对网络性能造成一定影响，总之二层/三层转发都是基于存储的，先要把数据报文收下来，然后寻址转发，这些过程都存在一定的风险，而且必然存在转发队列，因此现有技术难以很高程度地满足局域网A和B之间的服务质量需求。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中所有物理层流量必须通过上层转发造成的网络性能和服务质量问题。

本发明所述以太网物理层交叉装置包括至少两个连接至各自物理端口的编解码及信号转换单元，以及连接至少两个编解码及信号转换单元的交叉处理单元，用来将来自一个物理端口的物理层载荷通过与另一个物理端口连接的编解码及信号转换单元输出。

优选地，所述装置还包括交叉配置单元，用来设置物理端口之间的交叉关系；

所述交叉处理单元将来自一个物理端口的物理层载荷通过与其具有交叉关系的物理端口所连接的编解码及信号转换单元输出。

优选地，所述装置还包括与物理端口一一对应的MAC层接口，用来与MAC层进行信号传输；

对不具有交叉关系的物理端口，所述交叉处理单元在该物理端口连接的编解码及信号转换单元和与该物理端口对应的MAC层接口之间透传物理层载荷。

可选地，所述装置还包括复用解复用单元，用来在多路低速物理层载荷与一路高速物理层载荷之间进行复用与解复用；

对每个不具有交叉关系的物理端口，所述交叉处理单元在复用解复用单元与该物理端口所连接的编解码及信号转换单元之间透传一路物理层载荷。

可选地，所述装置还包括位于所述两个进行交叉的物理端口之间的缓存器，用以匹配两个物理端口的时钟差异。

本发明提供了一种以太网物理层交叉方法，包括以下步骤：

从一个物理端口的输入信号中解析出物理层载荷；

将物理层载荷转换为输出信号后从与该物理端口具有预设交叉关系的物理端口输出。

优选地，所述方法还包括：对不具有交叉关系的物理端口的输入信号，将从中解析出的物理层载荷上行输出至MAC层。