三层24千兆+4万兆光电可选网管型嵌入式交换机核心模块SW-24G4F-301EM

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三层24千兆+4万兆光电可选网管型嵌入式交换机核心模块SW-24G4F-301EM [复制链接]

    先来解读一下标题,这是一款交换机核心模块,也就是交换机的核心部分模块化了;方便为了嵌入式集成;是管理型(也就是核心模块带了软件，对应底板结合自身板框，根据参考设计随性设计),还是三层管理；可以最多支持28个通信口(不超过这个数字的情况下,可以根据实际应用随意选择)，分别是24千兆+4万兆，接口的方式可以电口，也可以光口。可广泛应用于煤矿、车载轨交、工业控制、教学设备、大码流数据采集、油田、机器人等需要交换机功能集成行业
    SW-24G4F-301EM核心板模块只需一个12V供电，支持最多24个千兆端口和4个万兆端口提供2路QSGMII接口，2 路XSGMII接口以及4路10GBase-R接口，同时引出2路UART接口以及多达24个GPIO口，CPU主频高达800Mhz，数据缓存 12Mbit，MAC地址表16K。核心板采用沉金工艺，接口采用短排针方式连接。

模块硬件规格如下：
尺寸：77.5x76.0x8.0mm
封装：DIP-110
端口形态：24x10/100/1000Mbps ports,4x10000Mbps SFP+ slots
供电电压：DC 12V/2A
功耗：6W (不含 3.3V 输出功耗)
背板带宽：128Gbps
包转发率：95.232Mpps
MAC地址表：16K
缓存：12Mbit
超帧：10K

模块软件规格主要包括：L3 Switching Features、VLAN、Multicast、QoS、ACL、Security、IPv6、Management、Discovery、Diagnostics、MIB。具体如下：
L3 Switching Features：
.Static Routing   - IPv4/IPv6
.Address Resolution Protocol (ARP)  - Static ARP
.8K MAC Address Table
.10K (10000) Jumbo Frame
.Flow Control  - 802.3x (Full-duplex)、Back-Pressure (Half-duplex)
.Spanning Tree  - IEEE 802.1D (STP)、IEEE 802.1w (RSTP)、IEEE 802.1s (MSTP)/16 instances、Auto Edge Port、BPDU Filtering、ERPS
.Link Aggregation  - IEEE 802.3ad LACP、Static Trunk、Max 8 Group、Max 8 Ports/Group、Traffic Load Balancing

VLAN：
.Surveillance VLAN  - 16 OUI Mode (Auto/Manual)
.Voice VLAN  - 16 OUI Mode (Auto/Manual)
.QinQ (IEEE 802.1ad)  - Basic
.GARP VLAN Registration Protocol (GVRP)
.4096 Static VLAN
.8 groups Protocol-based
.256 MAC-based
.IEEE 802.1Q Tagged-based

Multicast：
.Common  - 256 Multicast Groups、Immediate Leave、Static/Forbidden Router Port、Static/Forbidden Forward Port、128 profiles Filtering、Throttling
.IGMP Snooping  - IGMP v1/v2、IGMP v3 Basic (BISS)、IGMP v2/v3 Querier
.MLD Snooping  - MLD v1/v2
.Multicast VLAN Registration (MVR)  - IPv4

Quality of Service (QoS)：
.Trusted QoS
.Queue Scheduling  - WRR、WFQ、Strict Priority、Hybrid(WRR+SP or WFQ+SP)
.Class of Service  - Port-based、802.1p、IP TOS Precedence、IP DSCP
.Rate Limit  - Port-based (Ingress/Egress)

Access Control List (ACL)：
.ACL Type  - L2/L3/L4、512 MAC、based、512 IPv4-based、512 IPv6-based
.Access Rules  - 1024

Security：
.AAA Authentication
.8 TACACS+
.8 RADIUS
.Authentication Manager  - IEEE 802.1X、MAC Auth、Web Auth、Guest VLAN、Port-based、Host-based
.Account Manager  - Local Authentication、8 Multiple User Account、Multi-Level Security (Manager/Operator)、Password Recovery Procedures
.Management Access  - Management VLAN、256Management ACL
.SSL  - SSLv2、SSLv3、TLSv1
.WebUI  - HTTPS
.CLI  - SSH v1/v2
.Port Security  - 256 Dynamic Lock
.Storm Control  - Broadcast、Unknown Multicast、Unknown Unicast
.Spanning Tree  - BPDU Guard
.Protected Port (Port Isolation)
.Black Hole MAC
.CPU Defense Engine
.DoS Prevention
.DHCP Snooping (with Option 82)
.Dynamic ARP Inspection
.256 IP Source Guard
.IP/MAC/Port Binding (IMPB)
.Dynamic VLAN Assignment

IPv6：
.IPv6 Host  - Auto Configuration、Static IPv6 Address and Prefix Length、Static IPv6 Default Gateway、IPv6 Neighbor Discovery (ND)、IPv6 Duplicate Address Detection、ICMPv6
.IPv6 Application  - HTTP/HTTPS、TELNET、SSH、SNMP、TFTP、Syslog、PING、DHCPv6

Management：
.CLI  - 3 sessions Console、3 sessions Telnet (RFC854)
.WebUI  - HTTPS
.SNMP(v1,v2c,v3)
.File Management  - Firmware Upgrade/Backup、Dual Images、Configuration Download/Backup、Multiple Configurations
.Upload/Download  - TFTP (RFC783)、HTTP、UART
.Time Management  - Local、SNTP
.Port Management  - Friendly Port Name (Port Description)、Error Disabled Recovery
.Line Management  - Console、Telnet (RFC854)、SSH v1/v2
.DHCP  - Client
.DNS  - Client
.Software Reset Button
.IEEE (802.3az)
.32 entries / type RMON Management

Discovery：
.IEEE 802.1AB Link Layer Discovery Protocol (LLDP)
.ANSI/TIA-1057 LLDP Media Endpoint Discovery (LLDP-MED)

Diagnostics：
.UDLD
.Mirroring  - 4 sessions port-based (Many to One)
.Syslog (RFC3164)  - Local RAM、Local Flash、8 Remote Server
.System Diagnostics  - CPU Utilization、Memory Utilization、Port Utilization、Technical Support Log
.Port Diagnostics  - Cable Test、Fiber Module Status
.Network Diagnostics  - Ping Test、Traceroute

MIB：
.RFC1213 MIBII (System & Interface groups)
.RFC2819 RMON I (1,2,3, & 9 groups)
.RFC1215 Generic Traps
.RFC1493 Bridge
.RFC2674 Bridge MIB Extensions
.RFC2737 Entity
.RFC3635 Ethernet-Like
.RFC2863 Interface Group
.SNMP-Community-MIB
.SNMPv3-MIB

设计注意事项：
Serdes 走线要求
由于 SFI/XSGMII/QSGMII 传输 10.3125Gbps/10.3125Gbps/5Gbps 差分信号对，为了满足信
号质量要求，PCB 布局需要注意
1. 所有SFI/XSGMII/QSGMI 必须铺设在4层PCB的顶层，并且不能有过孔
2. Serdes TX 和 RX 差分对的接地屏蔽。在4层PCB中，信号与地之间的间隙至少为30mil
3. 为了避免有害的耦合问题，尽可能与所有其他信号保持至少30mil的距离

4. 差分对尽量保持对称走线

5. XSGMII/QSGM 耦合电容尽量放在源端
6. 将耦合电容沿差分走线放置在同一位置

7. Serdes 差分对需做100欧阻抗,参考层为GND

电源要求
1. 12V纹波小于120mV
2. RTL8218D 3.3V 纹波小于30mV 1.1V 纹波小于20mV

安装要求
1. 核心板芯片为静电敏感器件，取放时请注意静电防护
2. 封装有对称性，安装时请确认脚位顺序

有对应的底板参考设计原理图、BOM表及PCB原文件分享！