单路有线转以太网总线适配器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单路有线转以太网总线适配器，适用于具有单路有线接口的交换机、终端、远距离传输设备接入以太网总线。本适配器实物形态为一块集成了芯片的电路板，适配器电路由控制模块、单路有线接口模块、单路有线/以太网转换模块、以太网接口模块和电源模块组成。该适配器具有独立物理层网络地址，使用直流5V电源供电，业务接口为8路2线制单路有线，总线接口为1路100Mbps速率自适应以太网，通过1路异步串口实现参数配置查询，本适配器能实现同一适配器内部单路有线接口之间的点对点通信，以及同一网段内不同适配器内部单路有线接口跨网元的点对点通信，将单路有线业务信号接入适配以太网总线，便于具有单路有线业务接口的设备在通信系统中总线化集成。
【专利说明】单路有线转以太网总线适配器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单路有线转以太网总线适配器，特别涉及一种能同时支持八路单路有线信号接入以太网总线的总线适配器。
【背景技术】
[0002]目前，随着通信系统功能及性能需求的提升，系统集成度和复杂度逐渐升高，且使用中存在临时调整的需求。集成系统内部设备接口种类多，连接关系复杂，综合布线环境复杂，集成技术呈模块化、总线化的发展趋势，以太网总线被广泛使用；以太网属于异步网络，而单路有线属于同步信号，市场上已经存在能将单路有线信号适配到同步网络的总线适配器，但是缺少能将单路有线信号适配到以太网的总线适配器，为具有单路有线业务接口的设备接入适配以太网总线提供转换途径。考虑以上情况，需要设计一种能将单路有线业务信号接入适配以太网总线的单路有线转以太网总线适配器。
【发明内容】
[0003]为适应通信系统总线化集成需求，本实用新型提供一种单路有线转以太网总线适配器，该适配器能有效解决单路有线业务信号接入适配以太网总线的问题，有利于具有单路有线业务接口的设备在通信系统中总线化集成。
[0004]请参见附图，图1示出了根据本发明的主旨的适配器。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]I)单路有线转以太网总线适配器实物形态为一块集成了芯片的电路板(见图1)，该适配器能有效解决单路有线业务信号接入适配以太网总线的问题，有利于具有单路有线业务接口的设备在通信系统中总线化集成。适配器电路包括控制模块、单路有线接口模块、单路有线/以太网转换模块、以太网接口模块和电源模块(见图2、图4)。各模块根据功能区分，电源模块为其他模块提供工作电压及电源防护，控制模块实现串口控制指令解析并对单路有线/以太网转换模块实施控制，单路有线接口模块实现单路有线接口信号的预处理和阻抗匹配，单路有线/以太网转换模块实现单路有线和以太网两种协议的相互转换，以太网接口模块实现以太网信号的处理和阻抗匹配；
[0007]2)单路有线转以太网总线适配器的电路板，最大外形尺寸为:长120mm、宽95mm、厚14mm，四角各有一个直径3毫米的安装孔，所有接口为间距2.54毫米的双排针(见图3);
[0008]3)单路有线转以太网总线适配器具有独立物理层网络地址，8路单路有线信号被映射为该地址的8个端口 ；
[0009]4)单路有线转以太网总线适配器使用直流5V电源供电(见图1中13)，功率为150
毫安;
[0010]5)单路有线转以太网总线适配器业务接口(见图1中10)为8路2线制单路有线(A接口 /B接口)，支持的单路有线业务速率包括8K、16K、32K、64K、128Kbps ；
[0011]6)单路有线转以太网总线适配器总线接口(见图1中12)为I路10Mbps速率自适应以太网，采用TCP/IP通信协议；
[0012]7)单路有线转以太网总线适配器管理接口(见图11)为I路异步串口，采用RS232通信协议；
[0013]8)单路有线转以太网总线适配器具有独立物理层网络地址，使用直流5V电源供电，业务接口为8路2线制单路有线，总线接口为I路10Mbps速率自适应以太网，管理接口为I路异步串口；
[0014]9)单路有线转以太网总线适配器从单路有线接口数据帧中提取数据，通过串并转换，封装成以太网数据帧发送到以太网口(见图5)，适配器从以太网接口数据帧中提取数据，通过解析帧，通过并串转换，转送到单路有线接口(见图6)，适配器采用IEEE1588精密时钟协议实现时钟同步，主时钟通过周期性地发布带有时间戳的信息帧，从时钟收到该信息帧后，计算出二者的时间偏差，进行校正(见图7)。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]I)单路有线转以太网总线适配器通过功能模块的组合，能实现8路单路有线信号到以太网总线的协议转换和接入适配，提供管理接口能实现接口参数和连接状态的配置管理，便于通信系统内具有单路有线接口的设备能基于总线灵活使用；
[0017]2)单路有线转以太网总线适配器体积小，有安装孔，便于安装固定，接口连接器使用标准双排针，能与其他电子模块可靠连接；
[0018]3)单路有线转以太网总线适配器能在控制连接状态时迅速、准确找到源地址的源端口和目的地址的目的端口；
[0019]4)单路有线转以太网总线适配器采用主流电子模块电压，功率小于I瓦，能与设备内其他模块共享电源，功耗低，便于模块化集成；
[0020]5)单路有线转以太网总线适配器能兼容现有的具有单路有线业务接口的设备；
[0021]6)单路有线转以太网总线适配器能兼容通用的网络交换环境，总线接口带宽大于8路业务接口最大带宽之和，总线接口带宽具有超过业务接口一倍的余量，支持所有业务接口以最大带宽并行通信；
[0022]7)单路有线转以太网总线适配器硬件接口简单可靠，控制协议简单成熟，能简化驱动软件设计；
[0023]8)单路有线转以太网总线适配器，具有独立的供电、业务、总线输出以及控制接口，各接口电气指标唯一，便于与系统内部其他模块相应接口对接；
[0024]9)单路有线转以太网总线适配器实现单路有线接口数据的发送以及接收处理，实现单路有线接口之间的主从时钟同步，建立单路有线接口基于以太网总线的点对点通信信道，实现单路有线接口所承载语音、数据、IP业务的透明传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:
[0026]图1是本实用新型适配器的示意图；
[0027]图2是图1所示适配器电路模块分布的示意图；
[0028]图3是图1所示适配器电路板物理尺寸的示意图；
[0029]图4是图1所示适配器模块组成原理的示意图；
[0030]图5是图1所示适配器单路有线发送处理流程的示意图；
[0031]图6是图1所示适配器单路有线接收处理流程的示意图；
[0032]图7是图1所示适配器时钟同步处理的示意图；
[0033]图8是图1所示适配器在总线化系统集成中应用模式的示意图；
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:
[0035]I)在图1中，将电路板根据四角装配孔14安装固定，从电源接口 13接入直流5V电源，模块开始加电工作。
[0036]2)如需建立相同适配器上两个单路有线端口间的连接，将单路有线业务接口 10接到设备的单路有线接口，设备显示该单路有线接口 “失步”，表示该单路有线接口未与其他单路有线接口同步，需要进行配置，将管理接口 11用串口交叉线(收信号与发信号交叉连接)连接至计算机的串口，计算机运行串口控制软件，通过软件配置，使同一个适配器上两个单路有线接口间建立连接，设备显示两个接口均已同步，表示此两个单路有线接口已经能点对点通信。
[0037]3)如需建立不同适配器上两个单路有线接口间的连接，首先将两个适配器上的以太网接口 12用平行网线(两端信号定义一致)分别连接至同一台以太网交换机，以太网交换机上对应网络接口的指示灯由灭转亮，表示网络连接正常，然后将适配器上单路有线接口 10接到各自所连设备的单路有线接口，设备显示该单路有线接口“失步”，表示该单路有线接口未与其他单路有线接口同步，需要进行配置，将本端适配器管理接口 11用串口交叉线(收信号与发信号交叉连接)连接至计算机的串口，计算机运行串口控制软件，通过软件配置本端适配器上单路有线接口与对端适配器上单路有线接口建立连接，还要将对端适配器管理接口 11用串口交叉线(收信号与发信号交叉连接)连接至计算机的串口，计算机运行串口控制软件，通过软件配置对端适配器上单路有线接口与本端适配器上单路有线接口建立连接，操作完毕后，设备显示接口已同步，表示不同适配器上两个单路有线接口间已经能点对点通信。
[0038]4)如图2所示，适配器各接口根据电路模块分布在电路板四周，左边为4路单路有线接口，单路有线接口模块20包括四组单路有线接口匹配电路，处理后的信号与单路有线/以太网转换模块23相通，上边为控制接口，控制模块21包括一个微处理器和串口接口芯片，串口信号经接口芯片转换后引入微处理器，在微处理器进行指令解析，通过控制模块21与单路有线/以太网转换模块23之间设计通信接口，借助该接口，能将计算机软件通过串发送的指令转换为控制帧发送至单路有线/以太网转换模块23，右上角为以太网接口，以太网接口模块22包括以太网接口芯片和接口变压器，以太网接口模块22与单路有线/以太网转换模块23之间设计通信接口，网络数据帧能传送到单路有线/以太网转换模块23进行协议转换处理，中间为单路有线/以太网转换模块23，由可编程逻辑门阵列器件组成，接收来自控制模块21的指令将来自单路有线接口模块20的数据流转换成以太网数据帧(处理流程见图5)，送至以太网接口模块22，同时接收来自控制模块21的指令将来自以太网接口模块22的以太网数据帧转换成单路有线数据流(处理流程见图6)，送至单路有线接口模块20，右下角为电源接口，电源模块24为其他模块(20、21、22、23 )提供所需电压。
[0039]5)通信系统基于总线开展集成工作，其中具有单路有线接口的设备将借助本适配器接入信息总线，并实现点对点业务交换，如图8所示，设备I与设备2都具有单路有线接口，两台设备可以直接连接单路有线接口进行点对点通信，采用总线集成模式后，设备各自将单路有线接口接入总线适配器1、2，通过配置后，建立单路有线接口 I到单路有线接口 2的基于以太网总线的连接通道，两台设备仍然可以基于单路有线信道进行点对点通信，达到总线化集成的目的。
【权利要求】
1.单路有线转以太网总线适配器，其特征在于适配器电路包括控制模块、单路有线接口模块、单路有线/以太网转换模块、以太网接口模块和电源模块，各模块根据功能区分，电源模块为适配器提供工作电压及电源防护，控制模块实现串口控制指令解析并对单路有线/以太网转换模块实施控制，单路有线接口模块实现单路有线接口信号的预处理和阻抗匹配，单路有线/以太网转换模块实现单路有线和以太网两种协议的相互转换，以太网接口模块实现以太网信号的处理和阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器实物形态为一块集成了芯片的电路板，最大外形尺寸为:长120_、宽95_、厚14mm,四角各有一个直径3毫米的安装孔，所有接口为双排针，便于模块之间连接组合。
3.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器具有独立物理层网络地址，8路单路有线信号被映射为该地址的8个端口，便于在控制连接状态时迅速、准确找到源地址的源端口和目的地址的目的端口。
4.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器使用直流5V电源供电，功率为150毫安，采用主流电子模块电压，功率小于I瓦，能与设备内其他模块共享电源，功耗低，便于模块化集成。
5.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器业务接口为8路2线制单路有线，支持的单路有线业务速率包括8K、16K、32K、64K、128Kbps，能兼容具有单路有线业务接口的设备，这些设备的单路有线业务接口均符合统一接口标准。
6.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器总线接口为I路10Mbps速率自适应以太网，采用TCP/IP通信协议，能兼容通用的网络交换环境，总线接口带宽大于8路业务接口最大带宽之和，总线接口带宽具有超过业务接口一倍的余量，支持所有业务接口以最大带宽并行通信。
7.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器管理接口为I路异步串口，采用RS232通信协议，硬件接口简单可靠，控制协议简单成熟，简化驱动软件设计。
8.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:该适配器具有独立物理层网络地址，使用直流5V电源供电，业务接口为8路2线制单路有线，总线接口为I路10Mbps速率自适应以太网，管理接口为I路异步串口。
9.根据权利要求1所述的单路有线转以太网总线适配器，其特征在于:适配器从单路有线接口数据帧中提取数据，通过串并转换，封装成以太网数据帧发送到以太网口，完成对单路有线接口数据的发送处理；适配器从以太网接口数据帧中提取数据，通过解析帧，通过并串转换，转送到单路有线接口，完成单路有线接口数据的接收处理；适配器采用IEEE1588精密时钟协议实现时钟同步，主时钟通过周期性地发布带有时间戳的信息帧，从时钟收到该信息帧后，计算出二者的时间偏差，进行校正，从而实现主从端口的时钟同步。
【文档编号】H04L12/40GK203859765SQ201420018285
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】周启靖, 胡娟, 胡辛, 周军, 陈乐
申请人:武汉龙安集团有限责任公司