計算機網絡教學實驗裝置的製作方法
2023-05-30 06:47:26 1
專利名稱：計算機網絡教學實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高校教學用實驗裝置，具體地說是一種計算機網絡教學實 驗裝置。
背景技術：
高校主要培養網絡技術應用人才將直接從事計算機網絡設計、建設、管理及服 務工作，都開設了網絡課程。實驗是教學的重要手段之一，通過實驗可以加深學生 對理論知識的理解，有利於提高學生的動手能力，使理論和實踐得到有機的結合。 很多學校配備了相應的實驗儀器和設備。但不斷發展的新技術、日益複雜的通信網 絡使得學校仍停留在傳統的方式上的現有的專業實驗不能適應現代通信技術的要 求。發明內容為了解決上述現有技術中的不足，本實用新型提供了一種計算機網絡教學實驗 裝置，可以實現實驗的內容有計算機網絡拓撲結構、IEEE802.3標準及網絡傳輸 原理、網絡互連原理、多種傳輸媒體的網絡互連、網絡體系結構、常用區域網操作 系統、虛擬區域網、IEEE802. 11標準及無線區域網、TCP/IP協議分析、TCP/IP體 系應用層、Intranet網絡構建、網絡管理、計算機網絡安全等實驗。本實用新型的 技術方案是一種計算機網絡教學實驗裝置，包括電源、10/100M乙太網交換機，以及分別 與該交換機通過導線連接的10M/54M無線接入網設備、IOOM石英光纖接入網設備、 IOOM塑料光纖接入網設備、IOM同軸電纜接入網設備。電源供給計算機網絡教學實 驗裝置直流電；10/100M乙太網交換機部分，採用乙太網絡交換機晶片，用於對各 個埠信號進行交換處理；10M/54M無線接入網設備、IOOM石英光纖接入網設備、 IOOM塑料光纖接入網設備和IOM同軸電纜接入網設備將數據端連接10/100M乙太網 交換機的數據埠。10/100M乙太網交換機採用以KS8999晶片為核心的電路；10M/54M無線接入網 設備採用以RTL8180晶片為核心的電路；100M石英光纖接入網設備和100M塑料光 纖接入網設備採用以DFM9331AE晶片為核心的電路；採用以DFM9331AE晶片為核心 的電路；10M同軸電纜接入網設備釆用以DFM3097F5AE晶片為核心的電路。本實用新型還設有編碼實驗電路，該電路採用EPM3256ATC晶片為核心的電路， 它與10/100M乙太網交換機數據埠連接，實現網絡信號鏈路層的編、解碼。本實用新型的10/100M乙太網交換機設有8路數據埠。石英光纖接入網設備 電路和塑料光纖接入網設備電路分別設有TP接口電路，分別連接"直通"和"交 叉"配置的RJ45線纜。石英光纖接入網設備電路和塑料光纖接入網設備電路的數 字接地端與模擬接地端之間導線套有磁性材料；數字接地端和模擬接地端與大地接 地端之間用電容隔離。塑料光纖接入網設備電路還設有光模塊供電電路，該電路為 "Ji"型電路，其輸入端連接電源電路的輸出端，輸出連接光接口。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型是結合國內高等院校的"計算機網絡"課程，適合學生實驗用的計 算機網絡實驗系統。通過在本實驗系統上的課程學習，學生們將深入了解計算機網
絡的基本原理、網絡體系結構、網絡多介質傳輸、網絡互連技術、高層協議及解析、 無線區域網構建、虛擬區域網組織、Intranet架構及計算機網絡安全等方面知識， 同時結合網絡布線工程及網絡新技術的學習，學生們可充分掌握目前廣泛應用的各 種網絡組織和網絡設備的特性，掌握網絡原理和互連管理知識。本實驗系統與網絡 課程的結合將有利於形成以服務於經濟建設為宗旨，以提高教學質量，硬體技能和 軟體知識兩個方向鞏固學生的課程學習，從應用能力和就業技能兩個方面提高學生 的綜合素質。
圖1是本實用新型的系統框圖圖2是交換機核心電路圖圖3是10M同軸電纜接入網設備電路圖圖4是100M石英光纖接入網設備電路圖圖5是100M塑料光纖接入網設備電路圖圖6是編碼實驗電路圖圖7是本實用新型DFM3097F5AE晶片信號傳輸關係圖 圖8是本實用新型DFM9331AE晶片信號傳輸關係圖 圖9是本實用新型EPM3256ATC晶片信號傳輸關係圖具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明 一種計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是包括物理層網絡設備10/100M以太 網交換機，與其連接的有10M/54M無線接入網設備、100M石英光纖接入網設備、100M 塑料光纖接入網設備、10M同軸電纜接入網設備。10M/54M無線接入網設備與無線 網絡通信；650nm低損耗塑料光纖連接於100M塑料光纖接入網設備；1310nm單模 光尾纖與IOOM石英光纖接入網設備連接；"五類"非屏蔽雙絞線與IOM同軸電纜接 入網設備連接。上述各種線纜的通斷狀況用網絡線測試儀進行檢測。 具體而言-10/100M乙太網交換機部分，核心電路採用乙太網絡交換機晶片，用於對各個 埠信號進行交換；10M/54M無線接入網設備提供10/54M的無線網絡接入，並把數 據轉換送入10/100M乙太網交換機部分；IOOM石英光纖接入網設備提供100BaseFX 網絡信號的1310nm石英光纖接入，並把數據轉換送入10/100M乙太網交換機部分； 100M塑料光纖接入網設備提供100BaseFX網絡信號的650nm塑料光纖接入，並把數 據轉換送入10/100M乙太網交換機部分；10M同軸電纜接入網設備提供10Base2網 絡信號的同軸電纜接入，並把數據轉換送入10/100M乙太網交換機部分。本實用新 型還包括編碼實驗電路，該電路連接到10/100M乙太網交換機部分。本實用新型置於單個實驗箱內，可組一個小的區域網，由現有成熟的電源適配 器提供5V直流電源，各個電路根據需要由此電源取電和/或變壓。多個實驗箱可通 過光纖、無線、同軸電纜或雙絞線組成中大規模區域網。每個實驗箱都提供了無線 接入、光纖接入、同軸電纜接入和五類雙絞線接入，信號格式符合IEEE802.3和 IEEE802. U協議。10M/54M無線接入網設備電路是以RTL8180晶片為核心的電路，除了設有天線 外還設有RJ45線纜輸入電路。由於10M/54M無線接入網設備電路為現有成熟技術，
在此不作詳細描述。參考閣2，交換機核心電路選用KS8999晶片，KS8999的埠特性可以利用軟 件來實現埠識別和流量控制，實現路由和交換功能，由亍軟體不是本實用新型的 保護範圍，在此不作說明。除具有普通配置埠外,還具有遠程配肯和管理功能， 具體為S剛P和Web Server。其包含有八路物理層收發器，提供8路數據埠，用 於與外部埠電路通信；還設有外部EEPR0M接口 ，與外部EEPR0M電路連接(外部 EEP翻電路以AT24C02為核心)，通過EEPR0M使能802. 1P協議；還設有復位電路。 該復位電路為KS8999的RST一N引腳與數字地之間接有復位開關，RST一N接地，則芯 片復位；另，RST—N引腳通過高阻值電阻(10K歐姆)還接到電源高電位點，即RST一N 正常情況下接高5位，此時晶片不復位。交換機採用存儲轉發的方式進行數據交S。參考圖3， 10M同軸電纜接入網設備電路選用DFM3097F5AE晶片，主要功能實 現同軸電纜接口與RJ45五類雙絞線的接口轉換，並實現信號格式10Base2與 10BaseT之間的轉換。同軸電纜接口 (AUI)和RJ45接口分別與一個DFM3097F5AE 晶片連接，同時這兩個DFM3097F5AE晶片之間通過MI1 口進行通信。信號傳輸關係 參考圖7。參考圖4， IOOM石英光纖接入網設備電路選用DFM9331AE晶片，主要功能實現 RJ45接口與光纖接口的轉換，並實現信號格式100BaseTX與100BaseFX之間的轉換。 光纖和RJ45接口分別與一個DFM9331AE晶片連接，同時這兩個DFM9331AE晶片之 間通過MII口進行通信。信號傳輸關係參考圖8。參考圖5， IOOM塑料光纖接入網設備電路選用DFM9331AE晶片。主要功能實現 RJ45接口與光纖接口的轉換，並實現信號格式100BaseTX與100BaseFX之間的轉換。 光纖和RJ45接口分別與一個DFM9331AE晶片連接，同時這兩個DFM9331AE晶片之 間通過MII 口進進行通信。信號傳輸關係參考圖8。石英光纖接入網設備電路和塑料光纖接入網設備電路分別設有TP接口電路， 以ST88515為核心丁C，分別連接"直通"和"交叉"配置的RJ45線纜。石英光纖接入網設備電路和塑料光纖接入網設備電路的數字接地端與模擬接 地端之間導線套有磁珠；數字接地端和模擬接地端與大地接地端之間用電容隔離， 用以降低電磁輻射。塑料光纖接入網設備電路的光模塊供電電路為型電路， 用以慮除電源雜波。該電路的輸入端經三端穩壓器117M3 —3. 3V連接電源的5V輸 出端，光模塊供電電路輸出的連接光接口。參考圖6，編碼實驗電路選用EPM3256ATC晶片，主要功能是實現網絡信號鏈路 層的幾種編解碼，並提供編碼前後信號的波形比較。EPM3256ATC晶片與交換晶片 KS8999晶片連接，同時輸出各種波形測試點。信號傳輸關係參考圖9。
權利要求1、一種計算機網絡教學實驗裝置，包括電源，其特徵是還包括10/100M乙太網交換機，以及分別與該交換機通過導線連接的10M/54M無線接入網設備、100M石英光纖接入網設備、100M塑料光纖接入網設備、10M同軸電纜接入網設備；電源供給計算機網絡教學實驗裝置直流電；10/100M乙太網交換機部分，採用乙太網絡交換機晶片，用於對各個埠信號進行交換處理；10M/54M無線接入網設備、100M石英光纖接入網設備、100M塑料光纖接入網設備和10M同軸電纜接入網設備將數據端連接10/100M乙太網交換機的數據埠。
2、 根據權利要求1所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是10/100M乙太網 交換機採用以KS8999晶片為核心的電路；10M/54M無線接入網設備採用以RTL8180 晶片為核心的電路；IOOM石英光纖接入網設備和IOOM塑料光纖接入網設備採用以 DFM9331AE晶片為核心的電路；採用以DFM9331AE晶片為核心的電路；10M同軸電 纜接入網設備採用以DFM3097F5AE晶片為核心的電路。
3、 根據權利要求1所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是還設有編碼實驗 電路，該電路與10/100M乙太網交換機數據埠連接，實現網絡信號鏈路層的編、 解碼。
4、 根據權利要求1或2所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是10/100M以 太網交換機設有8路數據埠 。
5、 根據權利要求2所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是石英光纖接入網 設備電路和塑料光纖接入網設備電路分別設有TP接口電路，分別連接"直通"和"交叉"配置的RJ45線纜。
6、 根據權利要求2或5所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是所述石英光 纖接入網設備電路和塑料光纖接入網設備電路的數字接地端與模擬接地端之間導 線套有磁性材料；數字接地端和模擬接地端與大地接地端之間用電容隔離。
7、 根據權利要求2所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是塑料光纖接入網 設備電路還設有光模塊供電電路，該電路為"n"型電路，其輸入端連接電源電路 的輸出端，輸出連接光接口。
8、 根據權利要求3所述計算機網絡教學實驗裝置，其特徵是編碼實驗電路採 用EPM3256ATC晶片為核心的電路。
專利摘要一種計算機網絡教學實驗裝置，包括電源、10/100M乙太網交換機，以及分別與該交換機通過導線連接的10M/54M無線接入網設備、100M石英光纖接入網設備、100M塑料光纖接入網設備、10M同軸電纜接入網設備。電源供給計算機網絡教學實驗裝置直流電；10/100M乙太網交換機部分，採用乙太網絡交換機晶片，用於對各個埠信號進行交換處理；10M/54M無線接入網設備、100M石英光纖接入網設備、100M塑料光纖接入網設備和10M同軸電纜接入網設備將數據端連接10/100M乙太網交換機的數據埠。提供了功能比較全面的計算機網絡教學實驗裝置。
文檔編號G09B25/02GK201054211SQ200720040240
公開日2008年4月30日 申請日期2007年7月4日 優先權日2007年7月4日
發明者鄧曙光 申請人:湖南城市學院