中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，適用于具有中繼群接口的交換機(jī)、接力機(jī)遠(yuǎn)距離傳輸設(shè)備接入以太網(wǎng)總線。本適配器實(shí)物形態(tài)為一塊集成了芯片的電路板，適配器電路由控制模塊、中繼群接口模塊、中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)接口模塊和電源模塊組成。該適配器具有獨(dú)立物理層網(wǎng)絡(luò)地址，使用直流5V電源供電，業(yè)務(wù)接口為4路10線制中繼群(A接口/B接口)，總線接口為1路100Mbps速率自適應(yīng)以太網(wǎng)，通過(guò)1路異步串口實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置查詢，本適配器能實(shí)現(xiàn)同一適配器內(nèi)部中繼群接口之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，以及同一網(wǎng)段內(nèi)不同適配器內(nèi)部中繼群接口跨網(wǎng)元的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，將中繼群業(yè)務(wù)信號(hào)接入適配以太網(wǎng)總線，便于具有中繼群業(yè)務(wù)接口的設(shè)備在通信系統(tǒng)中總線化集成。
【專利說(shuō)明】中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，特別涉及一種能同時(shí)支持四路 中繼群信號(hào)接入以太網(wǎng)總線的總線適配器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著通信系統(tǒng)功能及性能需求的提升，系統(tǒng)集成度和復(fù)雜度逐漸升高，且使 用中存在臨時(shí)調(diào)整的需求。集成系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備接口種類多，連接關(guān)系復(fù)雜，綜合布線環(huán)境復(fù) 雜，集成技術(shù)呈模塊化、總線化的發(fā)展趨勢(shì)，以太網(wǎng)總線被廣泛使用；以太網(wǎng)屬于異步網(wǎng)絡(luò)， 而中繼群屬于同步信號(hào)，市場(chǎng)上已經(jīng)存在能將中繼群信號(hào)適配到同步網(wǎng)絡(luò)的總線適配器， 但是缺少能將中繼群信號(hào)適配到以太網(wǎng)的總線適配器，為具有中繼群業(yè)務(wù)接口的設(shè)備接入 適配以太網(wǎng)總線提供轉(zhuǎn)換途徑，考慮以上情況，需要設(shè)計(jì)一種能將中繼群業(yè)務(wù)信號(hào)接入適 配以太網(wǎng)總線的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為適應(yīng)通信系統(tǒng)總線化集成需求，本實(shí)用新型提供一種中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配 器，該適配器能有效解決中繼群業(yè)務(wù)信號(hào)接入適配以太網(wǎng)總線的問(wèn)題，有利于具有中繼群 業(yè)務(wù)接口的設(shè)備在通信系統(tǒng)中總線化集成。
[0004] 請(qǐng)參見(jiàn)附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的主旨的適配器。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 1)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器實(shí)物形態(tài)為一塊集成了芯片的電路板(見(jiàn)圖1)，該 適配器能有效解決中繼群業(yè)務(wù)信號(hào)接入適配以太網(wǎng)總線的問(wèn)題，有利于具有中繼群業(yè)務(wù)接 口的設(shè)備在通信系統(tǒng)中總線化集成。適配器電路包括控制模塊、中繼群接口模塊、中繼群/ 以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)接口模塊和電源模塊(見(jiàn)圖2、圖4)。各模塊根據(jù)功能區(qū)分，電源模 塊為其他模塊提供工作電壓及電源防護(hù)，控制模塊實(shí)現(xiàn)串口控制指令解析并對(duì)中繼群/以 太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)施控制，中繼群接口模塊實(shí)現(xiàn)中繼群接口信號(hào)的預(yù)處理和阻抗匹配，中繼 群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)中繼群和以太網(wǎng)兩種協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，以太網(wǎng)接口模塊實(shí)現(xiàn)以太 網(wǎng)信號(hào)的處理和阻抗匹配；
[0007] 2)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器的電路板，最大外形尺寸為：長(zhǎng)120mm、寬95mm、厚 14mm，四角各有一個(gè)直徑3毫米的安裝孔，所有接口為間距2. 54毫米的雙排針(見(jiàn)圖3);
[0008] 3)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器具有獨(dú)立物理層網(wǎng)絡(luò)地址，4路中繼群信號(hào)被映射 為該地址的4個(gè)端口；
[0009] 4)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器使用直流5V電源供電(見(jiàn)圖1中13)，功率為150 毫安；
[0010] 5)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器業(yè)務(wù)接口（見(jiàn)圖1中10)為4路10線制中繼群（A 接口 /B接口），支持的中繼群業(yè)務(wù)速率包括128K、256K、512K、1024K、2M、8Mbps ;
[0011] 6)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器總線接口（見(jiàn)圖1中12)為1路100Mbps速率自適 應(yīng)以太網(wǎng)，采用TCP/IP通信協(xié)議；
[0012] 7)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器管理接口（見(jiàn)圖11)為1路異步串口，采用RS232通 協(xié)議；
[0013] 8)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器具有獨(dú)立物理層網(wǎng)絡(luò)地址，使用直流5V電源供電， 業(yè)務(wù)接口為4路10線制中繼群，總線接口為1路100Mbps速率自適應(yīng)以太網(wǎng)，管理接口為 1路異步串口；
[0014] 9)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器從中繼群接口數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)，通過(guò)串并轉(zhuǎn)換， 封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到以太網(wǎng)口（見(jiàn)圖5)，適配器從以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)，通 過(guò)解析幀，通過(guò)并串轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)送到中繼群接口（見(jiàn)圖6)，適配器采用IEEE 1588精密時(shí)鐘協(xié)議 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，主時(shí)鐘通過(guò)周期性地發(fā)布帶有時(shí)間戳的信息幀，從時(shí)鐘收到該信息幀后，計(jì) 算出二者的時(shí)間偏差，進(jìn)行校正(見(jiàn)圖7)。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果
[0016] 1)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器通過(guò)功能模塊的組合，能實(shí)現(xiàn)4路中繼群信號(hào)到以 太網(wǎng)總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換和接入適配，提供管理接口能實(shí)現(xiàn)接口參數(shù)和連接狀態(tài)的配置管理， 便于通信系統(tǒng)內(nèi)具有中繼群接口的設(shè)備能基于總線靈活使用；
[0017] 2)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器體積小，有安裝孔，便于安裝固定，接口連接器使用 標(biāo)準(zhǔn)雙排針，能與其他電子模塊可靠連接；
[0018] 3)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器能在控制連接狀態(tài)時(shí)迅速、準(zhǔn)確找到源地址的源端 口和目的地址的目的端口；
[0019] 4)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器采用主流電子模塊電壓，功率小于1瓦，能與設(shè)備 內(nèi)其他模塊共享電源，功耗低，便于模塊化集成；
[0020] 5)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器能兼容現(xiàn)有的具有中繼群業(yè)務(wù)接口的設(shè)備；
[0021] 6)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器能兼容通用的網(wǎng)絡(luò)交換環(huán)境，總線接口帶寬大于4 路業(yè)務(wù)接口最大帶寬之和，總線接口帶寬具有超過(guò)業(yè)務(wù)接口一倍的余量，支持所有業(yè)務(wù)接 口以最大帶寬并行通信；
[0022] 7)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器硬件接口簡(jiǎn)單可靠，控制協(xié)議簡(jiǎn)單成熟，能簡(jiǎn)化驅(qū) 動(dòng)軟件設(shè)計(jì)；
[0023] 8)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，具有獨(dú)立的供電、業(yè)務(wù)、總線輸出以及控制接口， 各接口電氣指標(biāo)唯一，便于與系統(tǒng)內(nèi)部其他模塊相應(yīng)接口對(duì)接；
[0024] 9)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器實(shí)現(xiàn)中繼群接口數(shù)據(jù)的發(fā)送以及接收處理，實(shí)現(xiàn)中 繼群接口之間的主從時(shí)鐘同步，建立中繼群接口基于以太網(wǎng)總線的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信信道，實(shí)現(xiàn) 中繼群接口所承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、IP業(yè)務(wù)的透明傳輸。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明：
[0026] 圖1是本實(shí)用新型適配器的示意圖；
[0027] 圖2是圖1所示適配器電路模塊分布的示意圖；
[0028] 圖3是圖1所示適配器電路板物理尺寸的示意圖；
[0029] 圖4是圖1所示適配器模塊組成原理的示意圖；
[0030] 圖5是圖1所示適配器中繼群發(fā)送處理流程的示意圖；
[0031] 圖6是圖1所示適配器中繼群接收處理流程的示意圖；
[0032] 圖7是圖1所示適配器時(shí)鐘同步處理的示意圖；
[0033] 圖8是圖1所示適配器在總線化系統(tǒng)集成中應(yīng)用模式的示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035] 在圖1中，將電路板根據(jù)四角裝配孔14安裝固定，從電源接口 13接入直流5V電 源，模塊開(kāi)始加電工作。
[0036] 如需建立相同適配器上兩個(gè)中繼群端口間的連接，將中繼群業(yè)務(wù)接口 10接到設(shè) 備的中繼群接口，設(shè)備顯示該中繼群接口"本端失步"，表示該中繼群接口未與其他中繼群 接口同步，需要進(jìn)行配置，將管理接口 11用串口交叉線（收信號(hào)與發(fā)信號(hào)交叉連接）連接至 計(jì)算機(jī)的串口，計(jì)算機(jī)運(yùn)行串口控制軟件，通過(guò)軟件配置，使同一個(gè)適配器上兩個(gè)中繼群接 口間建立連接，設(shè)備顯示兩個(gè)接口均已同步，表示此兩個(gè)中繼群接口已經(jīng)能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。 [0037] 如需建立不同適配器上兩個(gè)中繼群接口間的連接，首先將兩個(gè)適配器上的以太網(wǎng) 接口 12用平行網(wǎng)線(兩端信號(hào)定義一致)分別連接至同一臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)，以太網(wǎng)交換機(jī)上 對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口的指示燈由滅轉(zhuǎn)亮，表示網(wǎng)絡(luò)連接正常，然后將適配器上中繼群接口 10接到 各自所連設(shè)備的中繼群接口，設(shè)備顯示該中繼群接口 "本端失步"，表示該中繼群接口未與 其他中繼群接口同步，需要進(jìn)行配置，將本端適配器管理接口 11用串口交叉線（收信號(hào)與 發(fā)信號(hào)交叉連接）連接至計(jì)算機(jī)的串口，計(jì)算機(jī)運(yùn)行串口控制軟件，通過(guò)軟件配置本端適配 器上中繼群接口與對(duì)端適配器上中繼群接口建立連接，還要將對(duì)端適配器管理接口 11用 串口交叉線（收信號(hào)與發(fā)信號(hào)交叉連接）連接至計(jì)算機(jī)的串口，計(jì)算機(jī)運(yùn)行串口控制軟件， 通過(guò)軟件配置對(duì)端適配器上中繼群接口與本端適配器上中繼群接口建立連接，操作完畢 后，設(shè)備顯示接口已同步，表示不同適配器上兩個(gè)中繼群接口間已經(jīng)能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
[0038] 如圖2所示，適配器各接口根據(jù)電路模塊分布在電路板四周，左邊為4路中繼群接 口，中繼群接口模塊20包括四組中繼群接口匹配電路，處理后的信號(hào)與中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn) 換模塊23相通，上邊為控制接口，控制模塊21包括一個(gè)微處理器和串口接口芯片，串口信 號(hào)經(jīng)接口芯片轉(zhuǎn)換后引入微處理器，在微處理器進(jìn)行指令解析，通過(guò)控制模塊21與中繼群 /以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊23之間設(shè)計(jì)通信接口，借助該接口，能將計(jì)算機(jī)軟件通過(guò)串發(fā)送的指令 轉(zhuǎn)換為控制幀發(fā)送至中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊23,右上角為以太網(wǎng)接口，以太網(wǎng)接口模塊 22包括以太網(wǎng)接口芯片和接口變壓器，以太網(wǎng)接口模塊22與中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊23 之間設(shè)計(jì)通信接口，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀能傳送到中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊23進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換處理， 中間為中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊23,由可編程邏輯門陣列器件組成，接收來(lái)自控制模塊21 的指令將來(lái)自中繼群接口模塊20的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀(處理流程見(jiàn)圖5)，送至以 太網(wǎng)接口模塊22,同時(shí)接收來(lái)自控制模塊21的指令將來(lái)自以太網(wǎng)接口模塊22的以太網(wǎng)數(shù) 據(jù)幀轉(zhuǎn)換成中繼群數(shù)據(jù)流(處理流程見(jiàn)圖6)，送至中繼群接口模塊20,右下角為電源接口， 電源模塊24為其他模塊（20、21、22、23)提供所需電壓。
[0039] 通信系統(tǒng)基于總線開(kāi)展集成工作，其中具有中繼群接口的設(shè)備將借助本適配器接 入信息總線，并實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)交換，如圖8所示，設(shè)備1與設(shè)備2都具有中繼群接口，兩臺(tái) 設(shè)備可以直接連接中繼群接口進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，采用總線集成模式后，設(shè)備各自將中繼群 接口接入總線適配器1、2,通過(guò)配置后，建立中繼群接口 1到中繼群接口 2的基于以太網(wǎng)總 線的連接通道，兩臺(tái)設(shè)備仍然可以基于中繼群信道進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，達(dá)到總線化集成的目 的。
【權(quán)利要求】
1. 中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于適配器電路包括控制模塊、中繼群接口模 塊、中繼群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)接口模塊和電源模塊，各模塊根據(jù)功能區(qū)分，電源模 塊為適配器提供工作電壓及電源防護(hù)，控制模塊實(shí)現(xiàn)串口控制指令解析并對(duì)中繼群/以太 網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)施控制，中繼群接口模塊實(shí)現(xiàn)中繼群接口信號(hào)的預(yù)處理和阻抗匹配，中繼群/ 以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)中繼群和以太網(wǎng)兩種協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，以太網(wǎng)接口模塊實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)信 號(hào)的處理和阻抗匹配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器實(shí)物形態(tài) 為一塊集成了芯片的電路板，最大外形尺寸為：長(zhǎng)120mm、寬95_、厚14_，四角各有一個(gè)直 徑3毫米的安裝孔，所有接口為雙排針，便于與其他模塊組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器具有獨(dú)立 物理層網(wǎng)絡(luò)地址，4路中繼群信號(hào)被映射為該地址上的4個(gè)端口，能建立端到端的通信鏈 路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器使用直流 5V電源供電，功率為150毫安，采用主流電子模塊電壓，功率小于1瓦，能與設(shè)備內(nèi)其他模塊 共享電源，功耗低，便于模塊化集成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器業(yè)務(wù)接口 為4路10線制中繼群，支持的中繼群業(yè)務(wù)速率包括128K、256K、512K、1024K、2M、8Mbps，能兼 容具有中繼群業(yè)務(wù)接口的設(shè)備，這些設(shè)備的中繼群業(yè)務(wù)接口均符合統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器總線接口 為1路100Mbps速率自適應(yīng)以太網(wǎng)，采用TCP/IP通信協(xié)議，能兼容通用的網(wǎng)絡(luò)交換環(huán)境， 總線接口帶寬大于4路業(yè)務(wù)接口最大帶寬之和，總線接口帶寬具有超過(guò)業(yè)務(wù)接口一倍的余 量，支持所有業(yè)務(wù)接口以最大帶寬并行通信。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器管理接口 為1路異步串口，采用RS232通信協(xié)議，硬件接口簡(jiǎn)單可靠，控制協(xié)議簡(jiǎn)單成熟，簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)軟 件設(shè)計(jì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：該適配器具有獨(dú) 立物理層網(wǎng)絡(luò)地址，使用直流5V電源供電，業(yè)務(wù)接口為4路10線制中繼群，總線接口為1 路100Mbps速率自適應(yīng)以太網(wǎng)，管理接口為1路異步串口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，其特征在于：適配器從中繼群 接口數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)，通過(guò)串并轉(zhuǎn)換，封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到以太網(wǎng)口，完成對(duì)中繼 群接口數(shù)據(jù)的發(fā)送處理；適配器從以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)，通過(guò)解析幀，通過(guò)并串轉(zhuǎn) 換，轉(zhuǎn)送到中繼群接口，完成中繼群接口數(shù)據(jù)的接收處理；適配器采用IEEE1588精密時(shí)鐘 協(xié)議實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，主時(shí)鐘通過(guò)周期性地發(fā)布帶有時(shí)間戳的信息幀，從時(shí)鐘收到該信息幀 后，計(jì)算出二者的時(shí)間偏差，進(jìn)行校正，從而實(shí)現(xiàn)主從端口的時(shí)鐘同步。
【文檔編號(hào)】H04L12/40GK203872194SQ201420018420
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】周啟靖, 胡娟, 胡辛, 周軍, 陳樂(lè)
申請(qǐng)人:武漢龍安集團(tuán)有限責(zé)任公司