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、接力機遠距離傳輸設(shè)備接入以太網(wǎng)總線。本適配器實物形態(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1路異步串口實現(xiàn)參數(shù)配置查詢，本適配器能實現(xiàn)同一適配器內(nèi)部中繼群接口之間的點對點通信，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)元的點對點通信，將中繼群業(yè)務(wù)信號接入適配以太網(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。
【專利說明】中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實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支持四路 中繼群信號接入以太網(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，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，市場上已經(jīng)存在能將中繼群信號適配到同步網(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)計一種能將中繼群業(yè)務(wù)信號接入適 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)信號接入適配以太網(wǎng)總線的問題，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] 請參見附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的主旨的適配器。
[0005] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 1)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器實物形態(tài)為一塊集成了芯片的電路板(見圖1)，該 適配器能有效解決中繼群業(yè)務(wù)信號接入適配以太網(wǎng)總線的問題，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，控制模塊實現(xiàn)串口控制指令解析并對中繼群/以 太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實施控制，中繼群接口模塊實現(xiàn)中繼群接口信號的預(yù)處理和阻抗匹配，中繼 群/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)中繼群和以太網(wǎng)兩種協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，以太網(wǎng)接口模塊實現(xiàn)以太 網(wǎng)信號的處理和阻抗匹配；
[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120mm、寬95mm、厚 14mm，四角各有一個直徑3毫米的安裝孔，所有接口為間距2. 54毫米的雙排針(見圖3);
[0008] 3)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器具有獨立物理層網(wǎng)絡(luò)地址，4路中繼群信號被映射 為該地址的4個端口；
[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 過解析幀，通過并串轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)送到中繼群接口（見圖6)，適配器采用IEEE 1588精密時鐘協(xié)議 實現(xiàn)時鐘同步，主時鐘通過周期性地發(fā)布帶有時間戳的信息幀，從時鐘收到該信息幀后，計 算出二者的時間偏差，進行校正(見圖7)。
[0015] 本實用新型的有益效果
[0016] 1)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器通過功能模塊的組合，能實現(xiàn)4路中繼群信號到以 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單可靠，控制協(xié)議簡單成熟，能簡化驅(qū) 動軟件設(shè)計；
[0023] 8)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器，具有獨立的供電、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)接口對接；
[0024] 9)中繼群轉(zhuǎn)以太網(wǎng)總線適配器實現(xiàn)中繼群接口數(shù)據(jù)的發(fā)送以及接收處理，實現(xiàn)中 繼群接口之間的主從時鐘同步，建立中繼群接口基于以太網(wǎng)總線的點對點通信信道，實現(xiàn) 中繼群接口所承載語音、數(shù)據(jù)、IP業(yè)務(wù)的透明傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明：
[0026] 圖1是本實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；

【具體實施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[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，模塊開始加電工作。
[0036] 如需建立相同適配器上兩個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，需要進行配置，將管理接口 11用串口交叉線（收信號與發(fā)信號交叉連接）連接至 計算機的串口，計算機運行串口控制軟件，通過軟件配置，使同一個適配器上兩個中繼群接 口間建立連接，設(shè)備顯示兩個接口均已同步，表示此兩個中繼群接口已經(jīng)能點對點通信。 [0037] 如需建立不同適配器上兩個中繼群接口間的連接，首先將兩個適配器上的以太網(wǎng) 接口 12用平行網(wǎng)線(兩端信號定義一致)分別連接至同一臺以太網(wǎng)交換機，以太網(wǎng)交換機上 對應(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，需要進行配置，將本端適配器管理接口 11用串口交叉線（收信號與 發(fā)信號交叉連接）連接至計算機的串口，計算機運行串口控制軟件，通過軟件配置本端適配 器上中繼群接口與對端適配器上中繼群接口建立連接，還要將對端適配器管理接口 11用 串口交叉線（收信號與發(fā)信號交叉連接）連接至計算機的串口，計算機運行串口控制軟件， 通過軟件配置對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中繼群接口間已經(jīng)能點對點通信。
[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包括一個微處理器和串口接口芯片，串口信 號經(jīng)接口芯片轉(zhuǎn)換后引入微處理器，在微處理器進行指令解析，通過控制模塊21與中繼群 /以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊23之間設(shè)計通信接口，借助該接口，能將計算機軟件通過串發(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，接收來自控制模塊21 的指令將來自中繼群接口模塊20的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀(處理流程見圖5)，送至以 太網(wǎng)接口模塊22,同時接收來自控制模塊21的指令將來自以太網(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，并實現(xiàn)點對點業(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 設(shè)備可以直接連接中繼群接口進行點對點通信，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，兩臺設(shè)備仍然可以基于中繼群信道進行點對點通信，達到總線化集成的目 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，控制模塊實現(xiàn)串口控制指令解析并對中繼群/以太 網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實施控制，中繼群接口模塊實現(xiàn)中繼群接口信號的預(yù)處理和阻抗匹配，中繼群/ 以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)中繼群和以太網(wǎng)兩種協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，以太網(wǎng)接口模塊實現(xiàn)以太網(wǎng)信 號的處理和阻抗匹配。
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：適配器實物形態(tài) 為一塊集成了芯片的電路板，最大外形尺寸為：長120mm、寬95_、厚14_，四角各有一個直 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：適配器具有獨立 物理層網(wǎng)絡(luò)地址，4路中繼群信號被映射為該地址上的4個端口，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，硬件接口簡單可靠，控制協(xié)議簡單成熟，簡化驅(qū)動軟 件設(shè)計。
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 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)，通過解析幀，通過并串轉(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精密時鐘 協(xié)議實現(xiàn)時鐘同步，主時鐘通過周期性地發(fā)布帶有時間戳的信息幀，從時鐘收到該信息幀 后，計算出二者的時間偏差，進行校正，從而實現(xiàn)主從端口的時鐘同步。
【文檔編號】H04L12/40GK203872194SQ201420018420
【公開日】2014年10月8日 申請日期: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
申請人:武漢龍安集團有限責(zé)任公司