專利名稱：具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物理層的信號(hào)中繼設(shè)備，尤其涉及一種用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中的具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器，背景技術(shù)中繼器作為一種非常重要的網(wǎng)絡(luò)部件，主要用于信號(hào)的再生交換，以拓展網(wǎng)絡(luò)范圍。由于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的多樣性，中繼器的種類很多。
目前已有的中繼器中，有些具有智能緩沖功能，但滯后很大，能級(jí)聯(lián)的中繼器個(gè)數(shù)有限。有一些也具有故障探測(cè)與自動(dòng)容錯(cuò)功能，但是它們中一部分只能用于電介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，另外有一部分則只用于對(duì)光信號(hào)的中繼，并且信號(hào)衰減嚴(yán)重，適應(yīng)性不強(qiáng)。其中有些可以用于電纜與光纖混合的網(wǎng)絡(luò)中，但它們探測(cè)故障的方式一般都是在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送額外的故障探測(cè)信號(hào)，這增加了網(wǎng)絡(luò)的開銷，降低了效率。同時(shí)，現(xiàn)有的中繼器時(shí)延都比較大，由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議大都對(duì)數(shù)據(jù)包到達(dá)的時(shí)間有限制，如果中繼器引入的時(shí)延過大，則勢(shì)必會(huì)影響可以級(jí)連的中繼器個(gè)數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展范圍受到限制。
總的來說，現(xiàn)有的中繼器存在如下的一些缺點(diǎn)1、現(xiàn)有中繼器所能構(gòu)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都比較單一，不能滿足靈活組網(wǎng)的要求；2、由電中繼器組成的電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)保密性差，抗干擾能力弱，只能用于短距離傳輸；3、有一部分光電中繼器，可以用于光纖與電纜混合網(wǎng)絡(luò)中，但每個(gè)中繼器只能連接一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，成本較高；4、實(shí)現(xiàn)故障探測(cè)的方式是在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送額外的故障探測(cè)信號(hào)，增加了網(wǎng)絡(luò)的開銷，降低了效率；5、中繼器引入的時(shí)延比較大，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)限有要求的情況下，可以級(jí)聯(lián)的中繼器個(gè)數(shù)很少，擴(kuò)展范圍不大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有中繼器存在的這些缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種用于光纖和電纜混合網(wǎng)絡(luò)中能夠靈活構(gòu)成總線型、星型及環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器。
本實(shí)用新型的技術(shù)措施是具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器，包括電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)、光電轉(zhuǎn)換電路(4)、時(shí)鐘發(fā)生電路(5)、波特率跳線設(shè)置電路(6)和LED指示燈電路(7)；所述的光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)、光電轉(zhuǎn)換電路(4)通過數(shù)據(jù)線雙向連接；其特點(diǎn)是，還包括一信號(hào)整形與交換處理模塊(1)，所述的信號(hào)整形與交換處理模塊(1)通過數(shù)據(jù)線分別與電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)、光電轉(zhuǎn)換電路(4)雙向連接，該信號(hào)整形與交換處理模塊(1)的輸入端連接時(shí)鐘發(fā)生電路(5)和波特率跳線設(shè)置電路(6)，其輸出端連接LED指示燈電路(7)。
上述故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)型光電中繼器，其中，所述的的信號(hào)整形與交換處理模塊(1)由復(fù)雜可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，其包括有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路(11)、信號(hào)整形再生模塊(12)、故障探測(cè)模塊(13)、狀態(tài)寄存器(14)和輸出通道選擇電路(15)；所述的有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路(11)的輸入端分別連接電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)分別傳輸?shù)叫盘?hào)整形再生模塊(12)和狀態(tài)寄存器(14)；所述的信號(hào)整形再生模塊(12)的輸出信號(hào)連接到輸出通道選擇電路(15)的輸入端；所述的故障探測(cè)模塊(13)的輸入端連接光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)整形再生模塊(12)；所述的信號(hào)整形再生模塊(12)將接收的有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路(11)和故障探測(cè)模塊(13)的輸出信號(hào)進(jìn)行整形后分兩路輸出，一路輸出到電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)的輸入端，另一路到輸出通道選擇電路(15)；所述的輸出通道選擇電路(15)的輸出信號(hào)分別連接到兩個(gè)光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)和RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)。
上述故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)型光電中繼器，其中，所述的中繼器具有一個(gè)電纜總線端口、兩個(gè)光纖端口，其中每個(gè)光纖端口又包括輸入和輸出光纖各一根。
由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，因此，其故障探測(cè)方式無需額外增加網(wǎng)絡(luò)開銷，每個(gè)中繼器可以連接一組通過電纜連在一起的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備或者直接連接一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端，而且時(shí)延小、抗干擾能力強(qiáng)、成本比較低、實(shí)用性強(qiáng)。


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是本實(shí)用新型光電中繼器的外形及接口示意圖。
圖2是本實(shí)用新型光電中繼器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型光電中繼器中信號(hào)整形與交換處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是采用本實(shí)用新型光電中繼器構(gòu)成的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)實(shí)施例之一的示意圖。
圖5是采用本實(shí)用新型光電中繼器構(gòu)成的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)實(shí)施例之二的示意圖。
圖6是采用本實(shí)用新型光電中繼器構(gòu)成的環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)實(shí)施例之三的示意圖。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中環(huán)型拓?fù)浒l(fā)生故障后向總線型拓?fù)涞淖詣?dòng)轉(zhuǎn)化的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器可在滿足以下條件的場(chǎng)合使用，該條件為傳輸數(shù)據(jù)的幀格式為一個(gè)起始位、八位數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位。因?yàn)镽S485中繼器是采用平衡模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇型ㄓ崢?biāo)準(zhǔn)，它可以抑制共模干擾，在實(shí)際的遠(yuǎn)程串行通訊中應(yīng)用的最多，故本實(shí)用新型以使用在RS485標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)合為例說明。
請(qǐng)參閱圖1，這是本實(shí)用新型中繼器的平面外型圖，其外部接口包括系統(tǒng)指示燈01、RS-485電氣端口信號(hào)指示燈02、第一路光纖端口信號(hào)指示燈03、第二路光纖端口信號(hào)指示燈04、RS-485電氣端口05、第一路光纖端口發(fā)送06、第一路光纖端口接收07、第二路光纖端口發(fā)送08、第二路光纖端口接收09、電源接線端子010、波特率跳線開關(guān)011。
請(qǐng)參見圖2。本實(shí)用新型具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器，它主要包括如下幾個(gè)部分信號(hào)整形與交換處理模塊1、RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路2、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路3、光電轉(zhuǎn)換電路4、時(shí)鐘發(fā)生電路5、波特率跳線設(shè)置電路6和LED指示燈電路7。
信號(hào)整形與交換處理模塊1是本實(shí)用新型整個(gè)中繼器的核心處理部件，時(shí)鐘發(fā)生電路5向它提供系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，波特率跳線設(shè)置電路6也與模塊1相連，通過電路6可以對(duì)通訊的數(shù)據(jù)波特率進(jìn)行設(shè)置，信號(hào)整形與交換處理模塊1根據(jù)當(dāng)前的設(shè)置值對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻處理，以獲得要求的時(shí)鐘信號(hào)。信號(hào)整形與交換處理模塊1向RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路2提供通道選擇控制信號(hào)，控制RS485端口輸入輸出的選通。同時(shí)，信號(hào)整形與交換處理模塊1還向LED指示燈電路7提供指示燈控制信號(hào)。其中信號(hào)整形與交換處理模塊1由一片ALTERA公司的MAX7000系列復(fù)雜可編程邏輯器件(如EPM7128SLC84-15)實(shí)現(xiàn)，與它直接相連的RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路2采用的是一片DS75176，EPM7128SLC84-15與驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)通訊，并向DS75176提供使能控制邏輯。光電轉(zhuǎn)換電路4使用的是安捷倫公司提供的分體模塊HFBR-1414(發(fā)送)和HFBR-2412(接收)來發(fā)送接收信號(hào)并進(jìn)行電信號(hào)到光信號(hào)及光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。光纖端口驅(qū)動(dòng)電路3使用的是73A13TF00高速與非門，它同時(shí)與信號(hào)整形與交換處理模塊1和光電轉(zhuǎn)換電路4相連接。時(shí)鐘發(fā)生電路所需的晶振頻率與所要求的最大波特率有關(guān)，一般選擇頻率位最大波特率的16倍的晶振。中繼器可以支持高達(dá)1.5MBps的數(shù)據(jù)速率。
請(qǐng)參見圖3。本實(shí)用新型的信號(hào)整形與交換處理模塊1由復(fù)雜可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，其包括有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路11、信號(hào)整形再生模塊12、故障探測(cè)模塊13、狀態(tài)寄存器14和輸出通道選擇電路15。其中有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路11的輸入端分別連接電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路2、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路3的輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)分別傳輸?shù)叫盘?hào)整形再生模塊12和狀態(tài)寄存器14；它探測(cè)三路通道中那一路通道有有效信號(hào)到達(dá)，一旦有信號(hào)到達(dá)，它則將信號(hào)送入信號(hào)整形再生模塊進(jìn)行處理，并將當(dāng)前的通道選擇狀態(tài)置入寄存器中進(jìn)行保存。
信號(hào)整形再生模塊12的輸出信號(hào)連接到輸出通道選擇電路15的輸入端；對(duì)信號(hào)中畸變的部分進(jìn)行整形，并將信號(hào)電平放大再生到理想的電平值，這部分是中繼器所要實(shí)現(xiàn)的最基本的功能。
故障探測(cè)模塊13的輸入端連接光纖端口驅(qū)動(dòng)電路3的輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)整形再生模塊12；故障探測(cè)主要是針對(duì)環(huán)型拓?fù)涞那闆r，在這種情況下，故障探測(cè)模塊對(duì)當(dāng)前環(huán)路的好壞進(jìn)行探測(cè)，并將環(huán)路的狀態(tài)保存在狀態(tài)寄存器中。
信號(hào)整形再生模塊12將接收的有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路11和故障探測(cè)模塊13的輸出信號(hào)進(jìn)行整形后分兩路輸出，一路輸出到電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路2的輸入端，另一路到輸出通道選擇電路15；輸出通道選擇電路15的輸出信號(hào)分別連接到兩個(gè)光纖端口驅(qū)動(dòng)電路3和RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路2。
狀態(tài)寄存器主要用于存儲(chǔ)當(dāng)前的通道選擇狀態(tài)和環(huán)路的好壞狀態(tài)。其它模塊根據(jù)寄存器中的值，在不同的情況下需要做出不同的處理。
該模塊根據(jù)狀態(tài)寄存器中保存的值，對(duì)經(jīng)整形再生模塊處理后的信號(hào)進(jìn)行輸出通道選擇。
圖中f和g分別與圖2中的兩路光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)連接，h與圖2中的RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)相連，i是RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路的輸入輸出通道選擇控制信號(hào)。
由本實(shí)用新型光電中繼器可以構(gòu)成總線型、星型和環(huán)型三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別如圖4、圖5、圖6所示。圖中A為終端網(wǎng)絡(luò)，B為本實(shí)用新型光電中繼器。
下面結(jié)合圖1～圖6對(duì)其工作機(jī)理作進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的光電中繼器對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)方式根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀態(tài)不同而不同。在環(huán)型拓?fù)涞那闆r下，中繼器對(duì)兩路光纖信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)方式是將到達(dá)的信號(hào)從另一路光纖和電纜接口同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)出去，而對(duì)電纜接口到達(dá)的信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)方式則根據(jù)當(dāng)前環(huán)的狀態(tài)而定，如果環(huán)是好的，則只將電纜接口的信號(hào)從第二個(gè)光纖端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，否則，將同時(shí)從兩個(gè)光纖端口將電纜接口到達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)出去?？偩€型與星型這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，中繼器的轉(zhuǎn)發(fā)方式跟環(huán)型拓?fù)鋾r(shí)環(huán)壞的情況一樣，實(shí)際上，環(huán)型拓?fù)湓诃h(huán)路出現(xiàn)故障的情況下，將自動(dòng)轉(zhuǎn)化為總線型拓?fù)洌挥绊懲ㄓ嵉恼＿M(jìn)行。
本光電中繼器對(duì)信號(hào)的整形再生方式有對(duì)畸變信號(hào)的識(shí)別能力強(qiáng)、時(shí)延小的突出特點(diǎn)。中繼器對(duì)輸入的有效信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，每一個(gè)比特位被采樣若干次，取其中中間的幾次采樣作為判斷當(dāng)前比特位電平的標(biāo)準(zhǔn)。這種信號(hào)整形方法會(huì)引入半個(gè)比特位時(shí)間的延遲，該中繼器除此之外基本上不引入其它別的延時(shí)，因此輸入信號(hào)經(jīng)過中繼器處理轉(zhuǎn)發(fā)后會(huì)有半個(gè)比特位時(shí)間的延遲，這與同類型的中繼器相比來說是很小的。中繼器引入的時(shí)延越小，在數(shù)據(jù)包時(shí)限一樣的情況下，能級(jí)連的中繼器個(gè)數(shù)可以適當(dāng)增加，從而可以更大的拓展網(wǎng)絡(luò)的范圍。
為了消除線路中的尖峰干擾，本實(shí)用新型采用了數(shù)據(jù)幀起始位有效性判斷的特殊處理技術(shù)。該處理方法在探測(cè)到到達(dá)的下降沿后不是一個(gè)有效的起始位時(shí)，則馬上對(duì)中繼器進(jìn)行復(fù)位，重新開始對(duì)下降沿的探測(cè)。通過這種方式可以有效的消除線路中的尖峰干擾，從而提高了中繼器的抗干擾能力，使得在比較惡劣的環(huán)境中也可以應(yīng)用。
本實(shí)用新型中繼器具有故障探測(cè)和自動(dòng)容錯(cuò)功能說明如下在環(huán)型拓?fù)涞那闆r下，正常時(shí)中繼器只將電纜端口到達(dá)的數(shù)據(jù)從第二路光纖端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，數(shù)據(jù)在光纖環(huán)中按順時(shí)針方向傳遞，最終到達(dá)初始轉(zhuǎn)發(fā)中繼器的第一路光纖端口。如果環(huán)路是好的，也就是說光纖線路或者環(huán)中的中繼器沒有發(fā)生故障的情況下，初始轉(zhuǎn)發(fā)的中繼器一定能夠在它的第一路光纖端口收到它從電纜端口轉(zhuǎn)發(fā)出去的數(shù)據(jù)信號(hào)，否則數(shù)據(jù)將不會(huì)回到它的第一路光纖端口。正是基于這樣的事實(shí)，本中繼器采用了一種不用額外發(fā)送故障探測(cè)信號(hào)的故障探測(cè)方法。具體做法是這樣的，如圖3，中繼器將電纜端口h到達(dá)的數(shù)據(jù)幀從第二路光纖端口g轉(zhuǎn)發(fā)的同時(shí)，故障探測(cè)模塊c對(duì)它的第一路光纖端口f進(jìn)行監(jiān)視，看在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)它轉(zhuǎn)發(fā)出去的數(shù)據(jù)幀是否回到第一路光纖端口，如果確實(shí)從第一路光纖端口回收到數(shù)據(jù)幀則認(rèn)為環(huán)路是正常的，否則認(rèn)為環(huán)路已經(jīng)發(fā)生故障。一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)路已壞，中繼器將把電纜端口到達(dá)的數(shù)據(jù)從兩個(gè)光纖端口同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)出去，這時(shí)環(huán)型拓?fù)渥詣?dòng)轉(zhuǎn)化為總線型拓?fù)?，不影響通訊的正常進(jìn)行。
請(qǐng)參見圖7，同時(shí)請(qǐng)結(jié)合圖4、圖5、圖6所示。圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中環(huán)型拓?fù)浒l(fā)生故障后向總線型拓?fù)涞淖詣?dòng)轉(zhuǎn)化的示意圖。其中圖7a是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)的情形；圖7b是發(fā)生故障后環(huán)形知道轉(zhuǎn)化為總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖中單箭頭粗實(shí)線為工作光纖；單箭頭細(xì)實(shí)線為冗余或已壞光纖；雙向箭頭實(shí)線為電纜線；×為發(fā)生故障。中繼器的電纜總線端口連接標(biāo)準(zhǔn)的RS485電纜接口，兩個(gè)光端口分別連接兩根62.5/125um塑料光纖，按照環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖所示構(gòu)成環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。連網(wǎng)時(shí)，電纜總線段要求符合RS485標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)，每段光纖長(zhǎng)度可達(dá)2Km。網(wǎng)絡(luò)在無故障的情況下，按圖7a圖所示的方式工作，一旦出現(xiàn)故障，則工作方式轉(zhuǎn)化為圖7b圖所示。故障排除后，工作方式又恢復(fù)為圖7a的方式。在發(fā)生故障的情況下，中繼器外部的指示燈可以通知這種情況的發(fā)生，并幫助定位故障發(fā)生在何處。故障排除后，中繼器將又能在它的第一路光纖端口回收到它從電纜端口轉(zhuǎn)發(fā)出去的信號(hào)，進(jìn)而判定環(huán)路恢復(fù)正常，并按正常環(huán)路的情況工作。這種故障探測(cè)方法的突出優(yōu)點(diǎn)就是不用發(fā)送額外的故障探測(cè)信號(hào)，而是在對(duì)自己發(fā)送的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行回收的同時(shí)，完成對(duì)環(huán)路的故障探測(cè)。因此，不會(huì)因?yàn)楣收咸綔y(cè)而增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，從而在實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能的同時(shí)保證不降低網(wǎng)絡(luò)的效率。還有一點(diǎn)要特別說明的是，在環(huán)型拓?fù)涞那闆r下，當(dāng)中繼器對(duì)電纜端口到達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，要保證對(duì)它轉(zhuǎn)發(fā)出去的數(shù)據(jù)的完全回收，否則未被回收的數(shù)據(jù)將在環(huán)中一直循環(huán)下去，這種情況是不允許發(fā)生的。
從以上的分析中可以看到，本實(shí)用新型中繼器實(shí)現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是1、運(yùn)用該光電中繼器可以構(gòu)成總線型、星型以及環(huán)型拓?fù)?，組網(wǎng)方式靈活；2、本光電中繼器的信號(hào)再生整形技術(shù)，使得它對(duì)畸變信號(hào)的識(shí)別再生能力強(qiáng)，尤其引入的時(shí)延很小，從而可以增加網(wǎng)絡(luò)的拓展范圍；3、中繼器在不發(fā)送額外的故障探測(cè)信號(hào)的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障的探測(cè)，既實(shí)現(xiàn)了功能，又不增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高了網(wǎng)絡(luò)的利用效率，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單有效；4、采用冗余環(huán)型拓?fù)?，環(huán)路發(fā)生故障的情況下，環(huán)型自動(dòng)轉(zhuǎn)化為總線型拓?fù)洌挥绊懲ㄓ嵉恼＿M(jìn)行；在環(huán)路恢復(fù)正常后，又能夠自動(dòng)恢復(fù)到環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的自動(dòng)容錯(cuò)能力，可靠性大大提高；5、本光電中繼器適應(yīng)用于光電混合傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)中，這樣，既可以保證了骨干傳輸線上采用光纖使系統(tǒng)具有抗干擾，保密性好，傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，同時(shí)在本地采用電纜，大大節(jié)約了用戶成本；6、本中繼器既能用于一般的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，也能用于自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)用性強(qiáng)。
權(quán)利要求1.具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器，包括電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)、光電轉(zhuǎn)換電路(4)、時(shí)鐘發(fā)生電路(5)、波特率跳線設(shè)置電路(6)和LED指示燈電路(7)；所述的光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)、光電轉(zhuǎn)換電路(4)通過數(shù)據(jù)線雙向連接；其特征在于，還包括一信號(hào)整形與交換處理模塊(1)，所述的信號(hào)整形與交換處理模塊(1)通過數(shù)據(jù)線分別與電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)、光電轉(zhuǎn)換電路(4)雙向連接，該信號(hào)整形與交換處理模塊(1)的輸入端連接時(shí)鐘發(fā)生電路(5)和波特率跳線設(shè)置電路(6)，其輸出端連接LED指示燈電路(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)型光電中繼器，其特征在于，所述的的信號(hào)整形與交換處理模塊(1)由復(fù)雜可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，其包括有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路(11)、信號(hào)整形再生模塊(12)、故障探測(cè)模塊(13)、狀態(tài)寄存器(14)和輸出通道選擇電路(15)；所述的有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路(11)的輸入端分別連接電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)分別傳輸?shù)叫盘?hào)整形再生模塊(12)和狀態(tài)寄存器(14)；所述的信號(hào)整形再生模塊(12)的輸出信號(hào)連接到輸出通道選擇電路(15)的輸入端；所述的故障探測(cè)模塊(13)的輸入端連接光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)整形再生模塊(12)；所述的信號(hào)整形再生模塊(12)將接收的有效信號(hào)到達(dá)探測(cè)及通道選擇電路(11)和故障探測(cè)模塊(13)的輸出信號(hào)進(jìn)行整形后分兩路輸出，一路輸出到電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)的輸入端，另一路到輸出通道選擇電路(15)所述的輸出通道選擇電路(15)的輸出信號(hào)分別連接到兩個(gè)光纖端口驅(qū)動(dòng)電路(3)和RS485電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)型光電中繼器，其特征在于，所述的中繼器具有一個(gè)電纜總線端口、兩個(gè)光纖端口，其中每個(gè)光纖端口又包括輸入和輸出光纖各一根。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有故障探測(cè)自動(dòng)容錯(cuò)功能的光電中繼器，包括電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路、光電轉(zhuǎn)換電路、時(shí)鐘發(fā)生電路、波特率跳線設(shè)置電路和LED指示燈電路；所述的光纖端口驅(qū)動(dòng)電路、光電轉(zhuǎn)換電路通過數(shù)據(jù)線雙向連接；其特點(diǎn)是，還包括一信號(hào)整形與交換處理模塊，信號(hào)整形與交換處理模塊通過數(shù)據(jù)線分別與電纜端口驅(qū)動(dòng)及輸入輸出通道選擇電路、光纖端口驅(qū)動(dòng)電路、光電轉(zhuǎn)換電路雙向連接，該信號(hào)整形與交換處理模塊的輸入端連接時(shí)鐘發(fā)生電路和波特率跳線設(shè)置電路，其輸出端連接LED指示燈電路。利用該中繼器可以靈活的構(gòu)建總線型、星型以及環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。具有信號(hào)的小滯后再生中繼、故障探測(cè)與自動(dòng)容錯(cuò)功能、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以廣泛的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中。
文檔編號(hào)H04B10/02GK2580696SQ0226043
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月29日
發(fā)明者黃文君, 張曉剛, 許小林, 趙鴻鳴 申請(qǐng)人:浙江浙大中控技術(shù)有限公司