专利名称：任意线网桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及家庭网络、小型局域网、驻地网通信及组网应用领域，特别涉及在 多种任意类别的金属导线环境中，灵活构建基于IP/以太网的SOHO局域网、小区局域网、驻 地网的宽带应用领域的任意线网桥。
技术背景随着国家全力推进的三网融合、智能电网、物联网项目的高速发展，互联网带宽迅 猛增涨，商业/办公信息通信技术快速发展，基于IP/以太网技术的SOHO局域网、驻地网的 建设需求也迅速增加。但是，家庭、大楼、小区的驻地网络建设却往往缺乏线路资源，并且缺 少方便的信息接入点，无法很好地组建范围较宽和信息接入点较多的宽带驻地网。另一方 面，无论是家庭、小区还是办公驻地，却存在不少潜在的通信资源未能被利用或未能充分利 用，例如220V电源线、电话线、同轴电缆等；虽然它们各施其职，但是无法与网线一道，用来 统一构建一个基于IP/以太网的三网融合的驻地办公网络。如何利用家庭、大楼、小区驻地的各种不同类别、不同应用、不同拓扑结构、并分散 位于各处的各种铜线资源，统一构建一个SOHO计算机办公网络，以及小区局域网、驻地网， 这就成了 一个非常具有现实意义的技术问题。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种新型的任意线网桥，以利用不同结构种类、不同 线路特性的多种金属线路，完成计算机信息交换和多点组网通信，灵活构建家庭、大楼、小 区的驻地局域网。为实现上述目的，本实用新型的基本思路是提供一种新型的任意线网桥设备，采用统一的任意线MAC层和物理层协议，以及 统一的组网机制，完成任意线调制解调器的功能；并在多种线路接口的配合下，简单方便地 在两种或更多种的不同线路之间，进行多台计算机以太网信息的传输、桥接、交换，从而构 建任意线局域网。它们能连接使用的任意线路介质包括网线、交流电源线、电视同轴线，电话用户 线、直流电源线，以及任意双绞线、对称线缆、户外被覆线等。本实用新型采用的具体技术方案是一种任意线网桥，其特征在于该网桥的构成是主控模块CPU/DSP(A)，分别与主 控模块CPU/DSP(A)连接的标准以太网接口(B)、以太网协议模块(C)、任意线协议模块(D)、 任意线模拟前端(E)、任意线线路接口(F)；其中，以太网协议模块(C)还连接于标准以太网接口(B)，任意线协议模块⑶连 接于以太网协议模块(C)，任意线模拟前端(E)连接于任意线协议模块(D)，任意线线路接 口(F)连接于任意线模拟前端(E)。标准以太网接口(B)用于连接计算机以太网接口，任意线线路接口(F)用于连接任意线线路。本实用新型中，组成任意线局域网的主要设备有具有统一组网机制的多接口任 意线网桥，以及针对相关线路接口的调制解调器、用户终端设备或网桥，例如宽带电力线调 制解调器(宽带电力猫)、低压电力线网桥、同轴以太网终端等各种设备。本实用新型主要是提供一种任意线网桥的总体设计思路，所述的主控模块CPU/ DSP(A)、标准以太网接口(B)、以太网协议模块(C)、任意线协议模块(D)、任意线模拟前端
(E)、任意线线路接口(F)等都可以采用传统的常见电路装置。本实用新型的优点和效果是构成任意线局域网的各种设备虽然使用的线路介质 不同，但都遵守相同的任意线MAC层及物理层协议，具有统一的总线型组网机制，能在不同 种类导线介质和任意拓扑结构的网络中，实现链路选择、桥接组网、交换信息，构建SOHO局 域网、小区局域网、驻地局域网。任意线局域网与一般的标准局域网比较，支持的线路种类更多、网络拓扑结构及 信息接入点更灵活、传输距离更远/范围更大、抗干扰能力更强、可靠性更高、使用更简单/ 更智能化，而且在较大程度上免予布线、节省资源、显著降低工程成本。
图1为任意线网桥原理框图。图2为典型任意线局域网应用框图。
具体实施方式
下面结合上述附图，进一步说明本实用新型的具体技术方案、工作原理和组网应 用实施办法。图1为本实用新型“任意线网桥”的原理框图，它表明了本实用新型的技术方案。本实用新型“任意线网桥”主要由6个电路模块构成主控模块(A)、标准以太网 接口(B)、以太网协议模块(C)、任意线协议模块(D)、任意线模拟前端(E)、任意线线路接口
(F)。其中主控模块(A)，主要由CPU或DSP芯片以及外围电路及相关控制软件构成，是整个 设备的核心控制模块，完成任意线网桥的全部控制和管理功能。标准以太网接口(B)，主要是lO/lOOBase-T物理层芯片、相关电路及RJ45接口。以太网协议模块(C)，主要是执行标准的IP/以太网的链路层协议处理，包括TCP/ IP层和以太网MAC层协议，这是通用的标准局域网/广域网接口的基本协议处理模块。任意线协议模块(D)，是针对任意线局域网组网及通信的特殊需要而设计的任意 线链路层协议处理模块，包括任意线MAC层和物理层的处理。它们能解决任意线组网的自 动配置、自动路由、自组织建网、动态路由管理；并具有先进的调制解调处理机制及数模转 换功能，能完成任意线电磁环境通信的抗干扰、自适应、网络安全等问题。任意线协议模块 是任意线网桥的关键协议处理模块。任意线模拟前端(E)，包括线路模拟信号的耦合、保护、滤波、放大、收发驱动及控 制。[0027]任意线线路接口(F)，主要负责与具体某种线路(例如电力线，或同轴线等)接口 介质的特性参数匹配及物理结构适配，以及必须的保护、隔离电路。除上述6个电路模块外，任意线网桥原理图省略了通常的电源模块电路或电源适 配器，它负责对整个设备各个电路的供电。上述“任意线网桥”，是本实用新型的基本电路设备单元，用同一种线路接口的任 意线网桥，或者用多种不同线路接口的任意线网桥，或者加上“多接口任意线网桥”，就可以 构建不同规模或类型的任意线局域网。下面进一步说明本实用新型的各个电路模块信号连接关系及工作原理，参见图 1 在主控模块(A)的控制下，外接计算机以太网口的信号(包括相应的MAC地址、IP 源地址和目的地地址等信息)进入标准以太网接口(B)，进行标准的以太网物理层处理，然 后送到以太网协议模块(C)。模块(C)主要进行标准局域网的以太网协议处理，包括IEEE 802. Id以太网桥接 协议的MAC层处理，以及组网需要的IEEE 802. IP优先级、IEEE 802. IQ VLAN,以及组播相 关协议的处理。模块(C)处理后的信号进入任意线协议模块(D)。模块(D)先进行任意线MAC层处理，主要完成多台计算机在任意线局域网中的自 动配置、自动路由、自组织建网、动态路由管理等链路层组网功能。然后进行任意线物理层 的处理，主要完成先进的数字信号高频调制及数字信号向模拟信号的转换功能，解决任意 线电磁环境通信的抗干扰、自适应、网络安全等问题。模块(D)输出的模拟信号送到任意线 模拟前端(E)。模块(E)对调制后的模拟信号进行放大和发送驱动及控制，然后进入任意线线路 接口 (F)0模块(F)完成某种线路(例如电力线，或同轴线等)接口介质的特性参数匹配及 物理结构适配，并附加这种线路必须要的保护及隔离电路。最终，在主控模块(A)的控制和管理下，与之相连的计算机送入的信号，转变为 (F)的输出信号送入与之匹配相连的实际线路，进入任意线局域网总线，以便网中的其它计 算机接收处理。在任意线局域网统一组网机制的协调管理下，与该任意线局域网实际线路相连的 所有任意线网桥协调工作，自动产生或人工指定一个管理头端，由该头端指定接收上述信 号的任意线网桥，它从线路上接收上述输入信号，并确认是送给自己的从而开始进行下面 的接收处理。仍旧参考图1原理框图，同样在主控模块㈧的控制下，任意线线路接口(F)从线 路上接收到上述信号后，任意线模拟前端(E)进行滤波、放大、接收增益控制，然后进入任 意线协议模块(D)。模块(D)先进行任意线物理层的处理，即完成高频模拟信号解调处理及模拟信号 向数字信号的转换，然后进行任意线MAC层处理，完成链路层组网传输功能，然后信号进入 以太网协议模块(C)。模块(C)进行局域网的标准以太网协议处理，包括以太网桥接协议MAC层处理、优 先级及VLAN处理，以及组播相关协议的处理。模块(C)处理后的信号进入标准以太网接口(B)，进行以太网物理层处理，最后通过网线进入所连接的计算机，完成应用层的处理。一轮发送/接收后，任意线局域网的头端网桥设备又开始按照任意线局域网统一 组网机制，进行下一轮的组网控制管理工作。参见图2，任意线局域网的技术结构特点及主要性能特征在于1、任意线局域网主要由两类设备构成，一类是线路桥接设备(F)，即“多接口任意 线网桥”;一类是用户终端设备(K)、(L)、(M)，即各种线路的“双绞线调制解调器”、“同轴以 太网(EoC)用户终端”或“电力线调制解调器”。2、(F)是组网的中心设备，在一个任意线局域网中可以配置一个或者多个(F)，每 个(F)可以配置2个或2个以上的线路接口，每个线路接口都可以构建一个任意拓扑结构 的总线型网络。3、两个以上的(F)互连时，同类线路接口可以互连，也可以不连；多个(F)互连组 网，可以构成包括高可靠环形网络在内的任意拓扑结构局域网。4、(G)、(H)、⑴、(J)分别是五类线、电话线、同轴线、电力线网络，它们都是总线型 网络，可以是链状、树形、星形及复合型拓扑结构。5、图2任意线局域网的主要技术特点在于构成任意线局域网的各种设备虽然使 用的线路介质不同，但都遵守相同的任意线MAC层及物理层协议，具有统一的总线型组网 机制，能在不同种类导线介质和任意拓扑结构的网络中，实现链路选择、桥接组网、交换信 息，构建SOHO局域网、小区局域网、驻地局域网。图2包含有220V电源线、CATV电视同轴线，以及双绞线三种不同的介质载体，三 种线路上的计算机用户采用对应的电力线调制解调器、同轴以太网(EoC)终端、双绞线调 制解调器，以统一的任意线MAC层、物理层组网机制，实现链路选择、桥接交换、组网通信， 构建家庭、大楼、小区驻地的新型局域网。
权利要求1. 一种任意线网桥，其特征在于该网桥的构成是主控模块CPU/DSP(A)，分别与主控 模块CPU/DSP(A)连接的标准以太网接口(B)、以太网协议模块(C)、任意线协议模块(D)、任 意线模拟前端(E)、任意线线路接口(F)；其中，以太网协议模块(C)还连接于标准以太网接口(B)，任意线协议模块(D)连接于 以太网协议模块(C)，任意线模拟前端(E)连接于任意线协议模块(D)，任意线线路接口(F) 连接于任意线模拟前端(E)。
专利摘要一种任意线网桥，其特征在于该网桥的构成是主控模块CPU/DSP(A)，分别与主控模块CPU/DSP(A)连接的标准以太网接口(B)、以太网协议模块(C)、任意线协议模块(D)、任意线模拟前端(E)、任意线线路接口(F)；其中，以太网协议模块(C)还连接于标准以太网接口(B)，任意线协议模块(D)连接于以太网协议模块(C)，任意线模拟前端(E)连接于任意线协议模块(D)，任意线线路接口(F)连接于任意线模拟前端(E)。标准以太网接口(B)用于连接计算机以太网接口，任意线线路接口(F)用于连接任意线线路。
文档编号H04L12/46GK201854300SQ20102060083
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者何建, 全弘林, 刘宁东, 刘燕兵, 甘兵, 罗刚, 陈玉 申请人:绵阳灵通电讯设备有限公司