CN207442853U - 一种光纤转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光纤转换装置，包括：以太网接口，所述以太网接口用于连接以太网线，获取以太网数据；光电转换模块，所述光电转换模块用于连接光纤，并实现光电信号的转换；数据转换模块，所述数据转模块设置在所述以太网接口和所述光电转换模块之间，用于实现以太网数据和光纤数据的转换；控制模块，所述控制模块用于读取所述数据转换模块的状态，并控制指示灯进行状态指示；电源模块，所述电源模块用于为所述以太网接口、光电转换模块、数据转换模块和控制模块供电；其中，所述电源模块包括交流供电模块和直流供电模块。该光纤转换装置具有较高的适用性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及船用网络传输技术领域，具体而言涉及一种光纤转换装置。
背景技术
近年来随着船舶工业的飞速发展，越来越多的高技术、高附加值船舶陆续被开发出来，同时智能船舶内部的数据量也越来越大，传统以太网传输将越来越难满足智能船舶数据传输的需求。光纤传输因为具有信息传输容量大、抗干扰能力强、体积小、费用低、可靠性好等优点，将成为未来智能船舶数据传输的通用介质。为了实现光纤数据和以太网数据的转换，光纤转换装置成为一种必不可少的装置。
然而海工船舶自动化网络传输对硬件设备安全性、可靠性、可维护性、测试性、保障性、环境适应性具有特殊要求，须符合船用电气设备标准；同时对网络传输内容的安全要求较高，安全***必须采用符合船用规范地基于冗余安全的安全通讯协议。因此，从硬件到软件设计既要保证元器件符合中国船级社要求的测试要求。
因此需要提出一种光纤转换装置，以至少部分解决上述问题。
实用新型内容
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了解决目前存在的问题，本实用新型一方面提供一种光纤转换装置，用于实现光纤数据和以太网数据的转换，包括：
以太网接口，所述以太网接口用于连接以太网线，获取以太网数据；
光电转换模块，所述光电转换模块用于连接光纤，并实现光电信号的转换；
数据转换模块，所述数据转模块设置在所述以太网接口和所述光电转换模块之间，用于实现以太网数据和光纤数据的转换；
控制模块，所述控制模块用于读取所述数据转换模块的状态，并控制指示灯进行状态指示；
电源模块，所述电源模块用于为所述以太网接口、光电转换模块、数据转换模块和控制模块供电；
其中，所述电源模块包括交流供电模块和直流供电模块。
可选地，所述交流供电模块包括：
第一滤波器，用于对所述输入的交流电进行滤波处理；
第一变压器，用于将经过滤波处理的交流电转换为隔离直流电。
可选地，所述直流供电模块包括：
第二滤波器，用于对输入的直流电进行滤波处理；
第二变压器，用于将经过滤波处理的直流电转换为隔离直流电。
可选地，所述电源模块还包括：
第三变压器，用于将所述第一变压器和所述第二变压器输出的直流电转换为工作电压。
可选地，还包括：
信号调理电路，所述信号调理电路设置在所述以太网接口和所述数据转换模块之间，用于将以太网信号输入到所述数据转换模块。
可选地，所述控制模块配置为通过所述以太网接口或所述光电转换模块读取与所述光纤转换装置连接的上下游装置的MAC地址，且在基于所述MAC地址判定所述上下游装置不是在网装置时禁止与所述上下游装置进行数据交换。
可选地，所述控制模块配置为对所述数据转换模块中的数据进行加密处理。
可选地，所述控制模块配置为采用DES算法对所述数据转换模块中的数据进行加密处理。
可选地，还包括：电路板，用于安装所述以太网接口、光电转换模块、数据转换模块、控制模块和供电模块；
壳体，用于容纳和固定所述电路板，且所述壳体采用铝合金制作并经过氧化处理。
可选地，所述以太网接口、光电转换模块和供电模块可插拔地设置在所述电路板上。
根据本实用新型的光纤转换装置，由于电源模块包括交流供电模块和直流供电模块，因此既可以在一般情况下使用交流电供电进行工作，又可以在紧急情况中使用诸如蓄电池的直流电源供电进行工作。
进一步地，根据本实用新型的光纤转换装置与上下游装置连接时，会读取上下游装置的MAC地址，且在基于所述MAC地址判定所述上下游装置不是在网装置时禁止与所述上下游装置进行数据交换，这样可以提供数据传输的安全性，防止非法设备接入获取数据。
进一步地，根据本实用新型的光纤转换装置会采用加密算法对传输的数据进行加密处理，进一步提供安全性。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
附图中：
图1示出根据本实用新型一实施方式的光纤转换装置的示意性结构框图；
图2示出根据本实用新型一实施方式的电源模块的示意性结构框图；
图3示出根据本实用新型一实施方式的DES算法流程示意图；
图4示出根据本实用新型一实施方式的光纤转换装置的结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
下面将参照图1至图4对本实用新型一实施方式的光纤转换装置做详细描述。
本实施例公开一种光纤转换装置100，用于实现光纤数据和以太网数据的转换，如图1所示该光纤转换装置100包括以太网接口10、数据转换模块11、光电转换模块12、控制模块13、指示灯14和电源模块15。
以太网接口(例如RJ45接口)10用于连接以太网线，获取以太网数据。示例性地，在本实施例中，光纤转换装置100包括两路以太网传输路径，以太网接口(例如RJ45接口)10采用双层接口，且支持10/100M自适应。
进一步地，在本实施例中，以太网接口10集成了信号调理电路，用于将以太网信号输入至数据转换模块11。
当然可以理解的是，在其它实施例中，也可以在以太网接口和数据转换模块11之间设置信号调理电路，用于将以太网信号输入至数据转换模块11。
光电转换模块12用于连接光纤，并实现光电信号的转换。具体地，光电转换模块12可以通过光纤接口与光纤连接，并用于将光信号转换为电信号，或者将电信号转换为光信号。示例性地，光线接口可以为单模通信，且光纤传输距离为1310nm、10km/40km；1550nm、60km/80km。
数据转换模块11设置在所述以太网接口10和光电转换模块12之间，用于实现以太网数据和光纤数据的转换。数据转换模块11可以采用各种合适的数据转换芯片。
控制模块13用于读取所述数据转换模块11的状态，并控制指示灯14进行状态指示。控制模块13可以采用合适的控制芯片，例如MCU、CPU等芯片，指示灯14可以采用双色LED等，通过不同的颜色表示不同的状态，例如上电状态、操作状态和故障状态。
电源模块15用于为所述以太网接口10、数据转换模块11、光电转换模块12、控制模块13和指示灯14供电。
在本实施例中，为了提高光纤转换装置100的适用性和可靠性，电源模块15包括交流供电模块和直流供电模块。交流供电模块可以接入外部交流电源，直流供电模块可以接入外部直流电源。
如图2所示，在本实施例中，电源模块15包括第一滤波器151、第二滤波器152、第一变压器153、第二变压器154和第三变压器155。
其中，第一滤波器151和第一变压器153构成交流供电模块。第一滤波器151用于对所述输入的交流电进行滤波处理。示例性地，第一滤波器151为220V滤波器，用于输入的220V交流电进行滤波处理，以提高装置的电磁兼容性。第一变压器153用于对经过第一滤波器151滤波处理的交流电进行电压转换，将经过滤波处理的交流电转换为隔离直流电，示例性地，转换为隔离24V直流电。
第二滤波器152和第二变压器154构成直流供电模块。第二滤波器152用于对输入的直流电进行滤波处理。示例性地，第二滤波器152为24V滤波器，用于输入的24V直流电进行滤波处理，以提高装置的电磁兼容性。第二变压器154用于将经过第二滤波器152滤波处理的直流电转换为隔离直流电。
第三变压器155用于将所述第一变压器153和所述第二变压器154输出的直流电转换为工作电压。示例性地，例如转换为数据转换模块11和控制模块13的工作电压3.3V。
示例性地，在第一变压器153和第三变压器155之间以及第二变压器154和第三变压器155之间可以设置二极管。
在本实施例中，为了提高数据传输的安全性，控制模块13配置为通过所述以太网接口10或所述光电转换模块12读取与所述光纤转换装置100连接的上下游装置的MAC地址，且在基于所述MAC地址判定所述上下游装置不是在网装置时禁止与所述上下游装置进行数据交换。
MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址，也叫硬件地址，长度是48比特(6字节)，由16进制的数字组成，分为前24位和后24位：前24位叫做组织唯一标志符(Organizationally Unique Identifier，即OUI)，是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家；后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。在网络底层的物理传输过程中，是通过MAC地址来识别芯片的，它一定是全球唯一的。MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的光纤转换模块根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。由于CPU芯片的MAC地址是唯一的，因此，根据光纤转换模块中的CPU的MAC地址来识别在网的模块，对于无法识别的非法模块禁止交换数据信息，防止其它非法设备接入网络直接获取数据。
在本实施例中，不仅绑定特定的IP地址信息、硬件MAC物理地址信息，防止其它设备接入安全网络获取信息还而且采用DES算法加密传输数据，提供高质量的数据保护，防止数据未经授权的泄露和未被察觉的修改。即在本实施例中，数据传输过程采用软硬件双重加密。
具体地，控制模块13配置为对所述数据转换模块11中的数据进行加密处理。示例性地，控制模块13配置为采用DES算法对所述数据转换模块中的数据进行加密处理。
DES算法为密码体制中的对称密码体制，明文按64位进行分组，密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算(第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1)分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。
DES算法的入口参数有三个：Key,Data,Mode。Key为64bit密钥，Data为64bit数据，Mode为加密还是解密。
DES算法流程如图3所示，整个操作可以分为3部分：
初始置换和逆初始置换：这是一对可逆操作，一组数字经过初始置换(或逆初始置换)后，再经过逆初始置换(或初始置换)即可恢复原来的值；
每轮的加解密操作：64位明文和48为密钥经过一定的操作，输出64位密文；
轮密钥计算：64位初始密钥经过置换、循环移位等得到16轮的密钥，每轮密钥长度为48位。
本实施例的光纤转换装置100可以采用各种合适的结构，图4示出根据本实用新型一实施方式的光纤转换装置的结构示意图。
如图4所示，本实施例的光纤转换装置100包括壳体101，在壳体101内设置有电路板，用于安装所述以太网接口10、光电转换模块12、数据转换模块11、控制模块13和电源模块15。可选地，为了便于维护，所述以太网接口10、光电转换模块12和电源模块15可插拔地设置在所述电路板上。
在壳体101上设置开口用于供诸如以太网接口10、光纤接口和电源接口等的接口伸出。在壳体101上还设置有安装部130，其形成有安装孔，用于安装光纤转换装置100。
示例性地，壳体101采用采用铝合金材料，并按照A1/Ct.O cd CB/T3764-1996进行氧化处理，喷漆，漆膜颜色为黑色丙烯酸聚氨酯无光磁漆II级。
此外，为了使本实施例的光纤转换装置100适用于船用环境，壳体101以及内部结构器件采用了热设计、抗振设计、三防设计、噪声设计、电磁兼容性设计等多项环境适应性设计技术，使以太网交换模块的环境适应性特性能够满足船用环境和相关国标的要求，满足国标季船用标准中的环境适应性试验，满足抗冲击试验、温、湿度环境试验、盐雾、霉菌环境试验、振动和颠震环境试验、应力筛选试验要求；根据加固设备外部的空气条件，需对易腐蚀部件须敷设特殊的化学保护，以达到防潮、防盐雾、防沙尘和防霉菌等的效果；符合热设计标准。
此外，光纤转换装置100可以采用通用化、系列化、模块化的设计技术，采用统一的技术架构及结构形式，相同功能采用统一规格的元器件，模块具有良好的互换性和可升级性；各模块采用独立安装装置，装拆方便；模块压板紧固件均采用统一的标准件，以减少拆卸工具品种；模块元器件合理布局以保证良好的可达性，将故障率高、维修空间需求大的部器件尽量安排在易接近的部位；模块上设置相应标识，防止模块错插。
根据本实用新型的光纤转换装置，采用冗余电源设计，并且数据传输采用软硬件加密，提高产品的软硬件安全性、易维护性及环境适应性，可广泛应用于智能船舶及海洋工程船舶自动化网络等领域。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (10)
1.一种光纤转换装置，用于实现光纤数据和以太网数据的转换，其特征在于，包括：
以太网接口，所述以太网接口用于连接以太网线，获取以太网数据；
光电转换模块，所述光电转换模块用于连接光纤，并实现光电信号的转换；
数据转换模块，所述数据转模块设置在所述以太网接口和所述光电转换模块之间，用于实现以太网数据和光纤数据的转换；
控制模块，所述控制模块用于读取所述数据转换模块的状态，并控制指示灯进行状态指示；
电源模块，所述电源模块用于为所述以太网接口、光电转换模块、数据转换模块和控制模块供电；
其中，所述电源模块包括交流供电模块和直流供电模块。
2.根据权利要求1所述的光纤转换装置，其特征在于，所述交流供电模块包括：
第一滤波器，用于对输入的交流电进行滤波处理；
第一变压器，用于将经过滤波处理的交流电转换为隔离直流电。
3.根据权利要求2所述的光纤转换装置，其特征在于，所述直流供电模块包括：
第二滤波器，用于对输入的直流电进行滤波处理；
第二变压器，用于将经过滤波处理的直流电转换为隔离直流电。
4.根据权利要求3所述的光纤转换装置，其特征在于，所述电源模块还包括：
第三变压器，用于将所述第一变压器和所述第二变压器输出的直流电转换为工作电压。
5.根据权利要求1所述的光纤转换装置，其特征在于，还包括：
信号调理电路，所述信号调理电路设置在所述以太网接口和所述数据转换模块之间，用于将以太网信号输入到所述数据转换模块。
6.根据权利要求1所述的光纤转换装置，其特征在于，
所述控制模块配置为通过所述以太网接口或所述光电转换模块读取与所述光纤转换装置连接的上下游装置的MAC地址，且在基于所述MAC地址判定所述上下游装置不是在网装置时禁止与所述上下游装置进行数据交换。
7.根据权利要求1所述的光纤转换装置，其特征在于，
所述控制模块配置为对所述数据转换模块中的数据进行加密处理。
8.根据权利要求7所述的光纤转换装置，其特征在于，所述控制模块配置为采用DES算法对所述数据转换模块中的数据进行加密处理。
9.根据权利要求1-8中的任意一项所述的光纤转换装置，其特征在于，还包括：
电路板，用于安装所述以太网接口、光电转换模块、数据转换模块、控制模块和供电模块；
壳体，用于容纳和固定所述电路板，且所述壳体采用铝合金制作并经过氧化处理。
10.根据权利要求9所述的光纤转换装置，其特征在于，所述以太网接口、光电转换模块和供电模块可插拔地设置在所述电路板上。
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Cited By (2)
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| CN112396820A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-23 | 贵州电网有限责任公司 | 一种一收三发的塑料光纤用电信采集数据转接装置 |
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2017
- 2017-09-15 CN CN201721188518.8U patent/CN207442853U/zh active Active
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