CN113242480B - 一种光电复用的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种光电复用的装置和方法。主要包括：高速开关、PHY芯片模块、以太网变压器、以太网电接口、以太网光接口和交换芯片；高速开关的第一端口与交换芯片连接；高速开关的第二端口与PHY芯片模块的第一端口连接，PHY芯片模块的第二端口与以太网变压器的第一端口连接，PHY芯片模块的第三端口与交换芯片连接，以太网电接口与以太网变压器的第二端口连接，以太网电接口的外部接口作为外部电信号接口；高速开关的第三端口与以太网光接口的第一端口连接，以太网光接口的第二端口与交换芯片连接，以太网光接口的外部接口作为外部光信号接口。该方案成本低、工作模式切换简便、能够根据需要灵活设置端口数量。

Description

一种光电复用的装置和方法

【技术领域】

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种光电复用的装置和方法。

【背景技术】

网络基础设施的建设促进了交换机市场快速增长，千兆交换机已广泛应用于运营商、企业和家庭。在千兆以太网交换机开发过程中经常有单端口或多端口的光电复用接口需求，此时常常就需要使用专用的光电复用端口物理层设备(Combo Port PhysicalLayer，简写为Combo PHY)。

现有的千兆以太网Combo PHY端口通常使用RJ45电接口与SFP光接口的组合体。由于两种接口的物理结构和控制方式不同，现有方案中的Combo端口在正常工作时，同一时刻只能使用电接口或光接口其中之一，电接口和光接口不能同时工作。另一方面，现有的千兆Combo口的解决方案都是采用专用的光电复用Combo PHY芯片，成本高而且可获得性受限。并且，目前市场上千兆Combo PHY种类较少，多是4端口QSGMII接口的Combo PHY，而许多交换芯片的上联口不支持这种接口，这就带来了无法使用，而在只需要2个Combo端口的场景中，采用4端口Combo PHY就有冗余，使用不够灵活。第三方面，专用的千兆Combo PHY方案的光接口只能支持千兆光通信，无法支持万兆光通信，可扩展性差。

鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决现有千兆Combo PHY同时光口电口无法同时使用、芯片成本高、使用不灵活、可扩展性差等现象，是本技术领域待解决的问题。

【发明内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了现有千兆Combo PHY存在的问题。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种光电复用的装置，具体为：包括高速开关1、PHY芯片模块2、以太网变压器3、以太网电接口4、以太网光接口5和交换芯片6，具体的；高速开关1的第一端口与交换芯片6连接；高速开关1的第二端口与PHY芯片模块2的第一端口连接，PHY芯片模块2的第二端口与以太网变压器3的第一端口连接，PHY芯片模块的第三端口与交换芯片6连接，以太网电接口4与以太网变压器3的第二端口连接，以太网电接口4的外部接口作为外部电信号接口；高速开关1的第三端口与以太网光接口5的第一端口连接，以太网光接口5的第二端口与交换芯片6连接，以太网光接口5的外部接口作为外部光信号接口。

优选的，当高速开关1多于一个时，还包括：PHY芯片模块2、以太网电接口4和以太网光接口5的数量分别与高速开关1的数量相同；每个高速开关1的第一端口与交换芯片6的一个外部端口连接；每个高速开关1的第二端口与一个PHY芯片模块2的第一端口连接，每个PHY芯片模块2的第二端口与以太网变压器3的第一端口连接，每个以太网电接口4与以太网变压器3的第二接口连接，进行一路电信号的输入输出；每个高速开关1的第三端口与一个以太网光接口5连接，进行一路光信号的输入输出。

优选的，交换芯片6包括MAC交换机交换模块61和MCU控制模块62，具体的：MAC交换机交换模块61和MCU控制模块62连接；MAC交换机交换模块61通过SMI总线与PHY芯片模块2的第三端口连接；MCU控制模块62的控制端口与高速开关1的第一端口连接，MCU控制模块62与以太网光接口5第二端口通过I2C总线连接。

优选的，PHY芯片模块2中还包括电口PHY寄存器21，交换芯片6中的MAC交换机交换模块61控制端口与电口PHY寄存器21连接。

另一方面，本发明提供了一种光电复用的方法。具体包括，将第一方面提供的光电复用的装置与交换芯片6连接，将高速开关1的工作状态设置为电口模式；将光电复用装置的以太网电接口4与外部电接口连接，高速开关1接收交换芯片6生成的差分信号，经PHY芯片模块2转换为电信号后，由以太网电接口4发出，以太网电接口4接收到外部电信号后，经PHY芯片模块2转换为差分信号后，由高速开关1发送至交换芯片6；将光电复用装置的以太网光接口5与外部光接口连接，MCU控制模块62将高速开关1的工作状态设置为光口模式，高速开关1接收交换芯片6生成的差分信号，由以太网光接口5发出，以太网光接口5接受到的光外部光信号，由高速开关1发送至交换芯片6。

优选的，将高速开关1的工作状态设置为电口模式，具体包括：通过MCU控制模块62的控制信号将高速开关1的SEL信号置为低电平，并将PHY芯片模块2的工作模式设置为电模式，使高速开关1的第一端口通道与第二通端口导通，MAC交换机交换模块61的信号端口与PHY芯片模块2相连。

优选的，MCU控制模块62将高速开关1的工作状态设置为光口模式，具体包括：以太网光接口5向MCU控制模块62发出LOS中断，MCU控制模块62接收到LOS中断后，将MAC交换机交换模块61的工作模式设为光模式，并将高速开关1的SEL信号置为高电平，高速开关1的第一端口与第三端口相连导通，MAC交换机交换模块61与以太网光接口5相连。

优选的，MCU控制模块62接收到LOS中断后，还包括：MCU控制模块62探测以太网光接口5的LOS信号；若探测到LOS信号，将高速开关1的工作状态设置为光口模式；若未检测到LOS信号，将高速开关1的工作状态设置为电口模式。

优选的，MAC交换机交换模块61的电模式具体为：10/100/1000BASE-T模式；MAC交换机交换模块61光模式具体为：SGMII模式或10G-R模式。

优选的，第一方面中提供的光电复用的装置与交换芯片6连接之后，还包括：对高速开关1、PHY芯片模块2和以太网光接口5进行初始化，使MAC交换机交换模块61的控制端口能够正常访问PHY芯片模块2，且MCU控制模块62第二控制端口能够正常访问高速开关1和以太网光接口5。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：使用低成本光电复用装置，通过高速开关便捷的切换光口和电口模式。该方案成本低、工作模式切换简便、能够根据需要灵活设置端口数量。同时，装置可以通过交换芯片连接千兆或万兆串行器/解串器(SERializer/DESerializer,简写为：SERD ES)，能够根据需要提供千兆和万兆的光电信号。

另一方面，本发明实施例提供的光电复用方法，通过中断触发对光模块LOS信号的检测，以决定SERDES开关的工作状态，并使能或关掉PHY，使得同一时间硬件链路可靠的工作在电口或光口模式下，切换方式简便，可以实现在线即时切换。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中光电复用的装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光电复用的装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种光电复用的装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种光电复用的装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光电复用的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的另一种光电复用的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的另一种光电复用的方法流程图；

其中，附图标记如下：

1：高速开关，

2：PHY芯片模块，21：电口PHY寄存器，

3：以太网变压器，

4：以太网电接口，

5：以太网光接口，

6：交换芯片，61：MAC交换机交换模块，62：MCU控制模块。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种特定功能***的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1：

Combo端口是指网络交换设备面板上的两个以太网端口，通常一个是光口一个是电口，而在设备内部只有一个转发端口，Combo PHY即Combo的端口物理层设备。Combo端口中的电口与其对应的光口在逻辑上是光电复用的，用户可根据实际组网情况选择其中的一个使用，但两者不能同时工作，当激活其中的一个端口时，另一个端口就自动处于禁用状态。如图1所示，目前的技术方案中，通常使用专用千兆Combo PHY芯片解决Combo PHY的光口和电口复用问题。但专用芯片存在成本高、可获得性受限、端口扩展性差、仅能支持千兆模式等问题。本实施例提供的光电复用装置，使用常用的单口电口PHY与高速开关，取代专用Combo PHY芯片，采用通用器件构成一个低成本光电复用装置，实现低成本光电复用功能，并且通过与万兆SERDES连接，还可以将光口工作模式扩展到万兆接口。

如图2所示，本实施例提供的光电复用的装置包括高速开关1、PHY芯片模块2、以太网变压器3、以太网电接口4、以太网光接口5和交换芯片6。

高速开关1的第一端口与交换芯片6的信号端口连接。

高速开关1提供了第一端口A、第二端口B、和第三端口C三个端口。每个端口可以连接两对差分SERDES信号，其中收信号与发信号各一对。A端口对应于***侧，与提供交换与控制功能的交换芯片6进行数据和控制信号交互，B端口对应电口侧，C端口对应光口侧，通过高速开关1的控制，切换A端口与B端口或C端口连接，从而完成光口和电口的切换。具体实施中，高速开关1中的可以根据需要选用高速SERDES开关作为复用解复用器使用，以确保端口切换的响应速度，避免因切换不及时而影响信号传输，如NXP的CBTL02043A器件等。

交换芯片6主要用于提供SERDES信号和控制信号，并为光电复用装置提供管理控制通道，例如，可以用于存储和运行实施例2中提供的光电复用的方法的相关指令。交换芯片6能够产生多组千兆/万兆速率的SERDES信号,每组SERDES信号都由收与发两对差分信号组成，差分信号通过交换芯片6的控制接口传输至高速开关1的第一端口A。在具体实施场景中，交换芯片6的工作模式可以根据通信的需要配置于1000Base-X模式、SGMII模式或10G-R模式中的任一种模式下，或使用交换芯片6所支持的其它现有的通信模式。

具体的，如图3所示，交换芯片6由两个部分组成，分别是MAC交换机(SWITCH)交换模块61与MCU控制模块62。MAC交换机交换模块61和MCU控制模块62互相连接，集成在交换芯片6上。MCU控制模块62的控制端口与高速开关1的第一端口连接，通过MCU控制模块62的输出信号，控制高速开关1第二端口和第三端口的使能切换，从而完成光口和电口功能的切换。

高速开关1的第二端口B连接光电复用模块的电口部分，电口部分主要包括PHY芯片模块2、千兆以太网变压器3和以太网电接口4。

PHY芯片模块2可以使用通用的单口千兆PHY芯片模块，产生与接收千兆电口以太网数据包，从而发送和接收以太网的数据帧。PHY芯片模块2的第一端口与高速开关1的第二端口B连接，以获取高速开关1的第一端口A收到的数据，并通过高速开关1的第一端口A收到的数据向交换芯片6发送数据。PHY芯片模块2由交换芯片6进行管理，具体的，如图4所示，PHY芯片模块2的第三端口与MAC交换机交换模块61通过SMI总线与连接，交换芯片6通过SMI总线向PHY芯片模块2发送控制指令，对PHY芯片模块2进行管理控制。具体的，PHY芯片模块2中包括电口PHY寄存器21，交换芯片6中的MAC交换机交换模块61控制端口与电口PHY寄存器21连接，通过配置电口PHY寄存器21的值设置PHY芯片模块2的工作模式。

以太网变压器3的第一端口与PHY芯片模块2的第二端口连接，以太网电接口4与以太网变压器3的第二端口连接。以太网变压器3对来自PHY芯片模块2的差分信号进行隔离，防止以太网电接口4侧的信号对PHY芯片模块2的干扰与损坏，并完成PHY芯片模块2和以太网变压器3之间的阻抗变换。

以太网电接口4的外部接口作为光电复用装置的外部电信号接口。具体的，以太网电接口4可以使用通用的千兆以太网RJ45电接口，通过CAT6六类线等电口网线进行千兆以太网网络包的数据传输。

高速开关1的第三端口C连接光电复用模块的光口部分，光口部分包括以太网光接口5，高速开关1的第三端口C与以太网光接口5的第一端口连接，以获取高速开关1的第一端口A收到的数据，并通过高速开关1的第一端口A收到的数据向交换芯片6发送数据。

以太网光接口5可以使用通用的千兆/万兆以太网SFP/SFP+光接口，通过SFP/SFP+光接口中的光模块发送和接收光网络的数据信号，以太网光接口5的外部接口作为外部光信号接口，连接光纤进行数据传输。由于SFP/SFP+光模块具有光电隔离效果，因此光电复用模块的光口部分不需要使用以太网变压器3进行隔离与阻抗变换，可以直接通过高速开关1的端口与交换芯片6进行数据交互。

以太网光接口5的第二端口与交换芯片6连接，交换芯片6中的MCU控制模块62与以太网光接口5的第二端口通过I2C总线连接，MCU控制模块62通过I2C总线对以太网光接口5中的光模块进行管理控制。

通过上述器件的组合和连接，高速开关1在交换芯片6的控制下，通过第二端口B和第三端口C的使能控制，实现了第一端口A与电口和光口的连接切换，通过低成本的器件和简单的控制方式完成了光电复用时电口和光口的快速切换。

进一步的，本实施例提供的光电复用装置中，以太网电接口4和以太网光接口5的数量可以根据需要进行设置。每组电口/光口组合使用一个高速开关1进行控制。PHY芯片模块2、以太网电接口4和以太网光接口5的数量分别与高速开关1的数量相同，每个高速开关1的第一端口与交换芯片6的一个外部端口连接。每个高速开关1的第二端口与一个PHY芯片模块2的第一端口连接，每个PHY芯片模块2的第二端口与以太网变压器3的第一端口连接，每个以太网电接口4与以太网变压器3的第二接口连接，进行一路电信号的输入输出。每个高速开关1的第三端口与一个以太网光接口5连接，进行一路光信号的输入输出。在具体实施中，为了简化设备结构，减少成本和体积，多个电口可以共用一个以太网变压器3，所有的PHY芯片模块2的第二端口与同一个以太网变压器3的第一端口连接，所有的以太网电接口4与同一个以太网变压器3的第二接口连接。

本实施例提供的光电复用装置，在有千兆COMBO接口需求情况下，通过通用低成本器件的组合，降低了成本，增加使用的灵活性，并且将千兆光口拓展为可以支持万兆光纤使用。

实施例2：

在上述实施例1提供的光电复用的装置的基础上，本发明还提供了一种使用实施例1中的装置进行光电复用的方法。

在实施例1提供的光电复用装置中，使用交换芯片6中的MAC交换机交换模块61和MCU控制模块62进行本实施例提供的方法相关指令的存储和运行。交换芯片6作为一种光电复用的方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本实施例中提供的光电复用的方法。交换芯片6通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行控制光电复用装置中的各器件的各种功能应用以及数据处理，即实现本实施例提供的光电复用的方法，以及相应的数据通信功能。本实施例提供的光电复用的方法的相关程序指令/模块存储在交换芯片6的存储器中，当被一个或者多个交换芯片6中的处理器执行时，执行本实施例中提供的光电复用的方法，例如，执行以下描述的图5、图6和图7所示的各个步骤。

如图5所示，本发明实施例提供的光电复用的方法具体步骤如下：

步骤101：将实施例1中提供的光电复用的装置与交换芯片6连接，将高速开关1的工作状态设置为电口模式。

为了使用实施例1中提供的光电复用装置，首先需要将位于交换机侧的交换芯片6与位于端口侧的其它部件进行连接。将MAC交换机交换模块61通过SMI总线与PHY芯片模块2的第三端口连接，使MAC交换模块能够对PHY芯片模块2中的PHY寄存器21中的值进行设置，以控制PHY芯片模块2的工作状态。将MCU控制模块62的控制端口与高速开关1的第一端口连接，通过控制端口切换高速开关1的工作状态。将MCU控制模块62与以太网光接口5的第二端口通过I2C总线连接，通过I2C总线控制以太网光接口5的工作状态。连接完成后，还需要对装置中各部件进行初始化，使MCU控制模块62可以正常访问MAC交换模块61，I2C总线通道可正常工作，MAC交换模块61的SMI通道能访问到PHY芯片模块2。

如图6所示，进行初始化时，可以通过以下步骤将高速开关1的工作模式设置为电口模式。

步骤201：通过MCU控制模块62的控制信号将高速开关1的SEL信号置为低电平。

通过MCU控制模块62的控制信号，使得高速开关的SEL信号变为低电平。将高速开关1的SEL信号置为低电平后，高速开关1的第一端口A通道维持或切换为与第二端口B相连，使得交换芯片6中MAC交换机交换模块61的千兆SERDES工作在千兆电口模式，直接与千兆电口PHY芯片模块2相连接，并通过以太网电接口4向与外部进行数据通信。

步骤202：将PHY芯片模块2的工作模式设置为电模式。

通过MAC交换机交换模块61的SMI通道配置电口PHY芯片模块2中的PHY寄存器21的值，使能电口PHY模块，使得电口PHY芯片模块2工作在千兆电口模式。当高速开关1的第一端口A通道维持或切换在与第二端口B相连接的通道时，PHY芯片模块2能正常工作，与作为以太网电接口4的RJ45连接并工作在1000BASE-T模式。具体使用中，MAC交换机交换模块61的电模式根据实际的通信需要和设备匹配，可以设置为10/100/1000BASE-T模式。

经过步骤201-步骤202中的设置，在光电复用装置启动并初始化完成后，高速开关1默认工作在电口模式。

步骤102：将光电复用装置的以太网电接口4与外部电接口连接，高速开关1接收交换芯片6生成的差分信号，经PHY芯片模块2转换为电信号后，由以太网电接口发出，以太网电接口4接收到外部电信号后，经PHY芯片模块2转换为差分信号后，由高速开关1发送至交换芯片6。

在高速开关1工作在电口模式的情况下，光电复用装置与CAT6六类线等电口网线等外部电接口连接，通过电信号进行通信。进行数据发送时，交换芯片6中的产生的每组千兆/万兆速率的SERDES信号发送至高速开关1的第一端口A，再由高速开关1的第二端口B发送至PHY芯片模块2，经PHY芯片模块2转换为千兆以太网数据包，再经以太网电接口4作为以太网电信号数据帧发出。进行数据接收时，以太网电接口4接收到的外部电信号数据帧，经PHY芯片模块2转换为差分信号发送至高速开关1的第二端口B，再由高速开关的第一端口A发送至交换芯片6。

步骤103：将光电复用装置的以太网光接口5与外部光接口连接，MCU控制模块62将高速开关1的工作状态设置为光口模式，高速开关1接收交换芯片6生成的差分信号，由以太网光接口5发出，以太网光接口5接受到的光外部光信号，由高速开关1发送至交换芯片6。

在高速开关1工作在光口模式的情况下，光电复用装置与光模块等外部光接口连接，通过光信号进行通信。进行数据发送时，交换芯片6中的产生的每组千兆/万兆速率的SERDES信号发送至高速开关1的第一端口A，再由高速开关1的第三端口C发送至以太网光接口5，由以太网光接口5作为以太网光信号数据帧发出。进行数据接收时，以太网光接口5接收到的外部光信号数据帧发送至高速开关1的第三端口C，再由高速开关的第一端口A发送至交换芯片6。

经过步骤101-步骤103，实施例1中提供的光电复用装置可以完成光口和电口的数据收发通信功能，实现光口和电口的复用。

进一步的，实施例1中提供的光电复用装置可以通过LOS中断，控制光口和电口的切换。

如图7所示，可以通过以下步骤将电口模式切换为光口模式。

步骤301：以太网光接口5向MCU控制模块62发出LOS中断。

当以太网光接口5监测到外部光接口***时，会向MCU控制模块62发出LOS中断信号。当MCU控制模块62探测到以太网光接口5发出的LOS中断信号后，转至步骤302。若未监测到LOS中断信号，光电复用装置的工作状态不变，继续维持工作在电口模式，即使用以太网电接口4进行数据通信。

步骤302：MCU控制模块62接收到LOS中断后，将MAC交换机交换模块61的工作模式设为光模式。

监测到LOS中断信号后，表明以太网光接口5中已***了外部光接口，需要工作在光口模式，需将MAC交换机交换模块61的工作模式设置为光模式，光模式具体为：SGMII模式或10G-R模式。

步骤303：将高速开关1的SEL信号置为高电平。

若探测到LOS信号，还需要将高速开关1的工作状态设置为光口模式。当收到LOS中断信号后，高速开关1的端口进行切换，第一端口A的通道由连接第二端口B切换至连接第三端口C，高速开关1的第一端口与第三端口相连导通，MAC交换机交换模块61与以太网光接口5相连。具体的，通过MCU控制模块使得高速开关的SEL信号变为高电平，从而A端口通道切换到与C端口相连通道，测试MCU控制模块使得交换模块使得MAC层工作在千兆\万兆光模式，直接与光模块相连接。

通过步骤301-步骤303，可以完成，电口模式向光口模式的切换。同样的，可以通过与步骤101中初始化时相同的设置方式，将光口模式切换为电口模式。

进一步的，为了确保通信稳定，本实施例提供的光电复用的方法还可以再外部光接口的通信中断时自动切换至电口模式，以电口模式进行通信。具体的，在进行光信号通信时，还对外部光接口的光信号进行检测。若能够检测到光信号，表明以太网光接口5的通信连接正常，光电复用装置维持在光口模式。若检测不到光信号，表明以太网光接口5连接的外部光接口可能已断开连接，或因故障等原因无法正常通信，因此需要将光口模式切换为电口模式。

在本实施例的某些场景中，由电口模式切换至光口模式时，如果PHY芯片模块2没有关断，交换芯片6仍然可以通过SMI总线访问PHY芯片模块2，此时，如果以太网电接口4上连接有RJ45网线等外部电接口，交换芯片6会视为该电口是LINK的，而实际上，由于交换芯片6已通过高速开关1的第三端口C与以太网光接口5连接，已断开通过高速开关1的第二端口B与PHY芯片模块2的连接，交换芯片6此时已与PHY芯片模块2无物理连接，此时电口的LINK是不正确的。为了确保电口模式切换为光口模式时通信正确，还需要关断电口PHY芯片模块2，防止PHY芯片模块2与RJ45等外部电接口相连导致端口“假”LINK。

通过本实施例提供的光电复用的方法，可以控制实施例1中提供的光电复用的装置进行光口电口复用的千兆/万兆通信，并通过简单的方式进行光口和电口的切换，使用和控制简单，切换快速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电复用的装置，其特征在于,包括至少二个高速开关(1)、至少二个PHY芯片模块(2)、以太网变压器(3)、至少二个以太网电接口(4)、至少二个以太网光接口(5)和交换芯片(6)，具体的：

高速开关(1)的第一端口与交换芯片(6)连接；

PHY芯片模块(2)、以太网电接口(4)和以太网光接口(5)的数量分别与高速开关(1)的数量相同，每个高速开关(1)控制一个光口或电口；

高速开关(1)的第二端口与PHY芯片模块(2)的第一端口连接，PHY芯片模块(2)的第二端口与以太网变压器(3)的第一端口连接，PHY芯片模块的第三端口与交换芯片(6)连接，以太网电接口(4)与以太网变压器(3)的第二端口连接，以太网电接口(4)的外部接口作为外部电信号接口；

高速开关(1)的第三端口与以太网光接口(5)的第一端口连接，以太网光接口(5)的第二端口与交换芯片(6)连接，以太网光接口(5)的外部接口作为外部光信号接口。

2.根据权利要求1所述的光电复用的装置，其特征在于，还包括：

每个高速开关(1)的第一端口与交换芯片(6)的一个外部端口连接；

每个高速开关(1)的第二端口与一个PHY芯片模块(2)的第一端口连接，每个PHY芯片模块(2)的第二端口与以太网变压器(3)的第一端口连接，每个以太网电接口(4)与以太网变压器(3)的第二接口连接，进行一路电信号的输入输出；

每个高速开关(1)的第三端口与一个以太网光接口(5)连接，进行一路光信号的输入输出。

3.根据权利要求1所述的光电复用的装置，其特征在于，所述交换芯片(6)包括MAC交换机交换模块(61)和MCU控制模块(62)，具体包括：

MAC交换机交换模块(61)和MCU控制模块(62)连接；

MAC交换机交换模块(61)通过SMI总线与PHY芯片模块(2)的第三端口连接；

MCU控制模块(62)的控制端口与高速开关(1)的第一端口连接，MCU控制模块(62)与以太网光接口(5)的第二端口通过I2C总线连接。

4.根据权利要求3所述的光电复用的装置，其特征在于，具体包括：

所述PHY芯片模块(2)中还包括电口PHY寄存器(21)，交换芯片(6)中的MAC交换机交换模块(61)控制端口与电口PHY寄存器(21)连接。

5.一种光电复用的方法，其特征在于，具体包括：

将权利要求1-4中任一项提供的光电复用的装置与交换芯片(6)连接，将高速开关(1)的工作状态设置为电口模式；

将光电复用装置的以太网电接口(4)与外部电接口连接，高速开关(1)接收交换芯片(6)生成的差分信号，经PHY芯片模块(2)转换为电信号后，由以太网电接口(4)发出，以太网电接口(4)接收到外部电信号后，经PHY芯片模块(2)转换为差分信号后，由高速开关(1)发送至交换芯片(6)；

将光电复用装置的以太网光接口(5)与外部光接口连接，MCU控制模块(62)将高速开关(1)的工作状态设置为光口模式，高速开关(1)接收交换芯片(6)生成的差分信号，由以太网光接口(5)发出，以太网光接口(5)接受到的光外部光信号，由高速开关(1)发送至交换芯片(6)。

6.如权利要求5所述的光电复用的方法，其特征在于，所述将高速开关(1)的工作状态设置为电口模式，具体包括：

通过MCU控制模块(62)的控制信号将高速开关(1)的SEL信号置为低电平，并将PHY芯片模块(2)的工作模式设置为电模式，使高速开关(1)的第一端口通道与第二通端口导通，MAC交换机交换模块(61)的信号端口与PHY芯片模块(2)相连。

7.如权利要求5所述的光电复用的方法，其特征在于，所述MCU控制模块(62)将高速开关(1)的工作状态设置为光口模式，具体包括：

以太网光接口(5)向MCU控制模块(62)发出LOS中断，MCU控制模块(62)接收到LOS中断后，将MAC交换机交换模块(61)的工作模式设为光模式，并将高速开关(1)的SEL信号置为高电平，高速开关(1)的第一端口与第三端口相连导通，MAC交换机交换模块(61)与以太网光接口(5)相连。

8.如权利要求7所述的光电复用的方法，其特征在于，所述MCU控制模块(62)接收到LOS中断后，还包括：

MCU控制模块(62)探测以太网光接口(5)的LOS信号；

若探测到LOS信号，将高速开关(1)的工作状态设置为光口模式；

若未检测到LOS信号，将高速开关(1)的工作状态设置为电口模式。

9.如权利要求7所述的光电复用的方法，其特征在于，具体包括：

MAC交换机交换模块(61)的电模式具体为：10/100/1000BASE-T模式；

MAC交换机交换模块(61)光模式具体为：SGMII模式或10G-R模式。

10.如权利要求5所述的光电复用的方法，其特征在于，所述将权利要求1-4中任一项提供的光电复用的装置与交换芯片(6)连接之后，还包括：

对高速开关(1)、PHY芯片模块(2)和以太网光接口(5)进行初始化，使MAC交换机交换模块(61)的控制端口能够正常访问PHY芯片模块(2)，且MCU控制模块(62)第二控制端口能够正常访问高速开关(1)和以太网光接口(5)。

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