智能網絡數據交換系統的製作方法
2023-06-02 23:50:36
專利名稱：智能網絡數據交換系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在電話線路上採用電力線正交頻分復用方式調製解調完成數據傳輸的網絡數據交換系統。
技術背景目前公知的電力線通信產品都是採用把網絡信號加載到電力線上，通過現有的電源線把網絡信號傳輸到用戶終端。局端交換設備只起到信號轉換的作用。
由於電力線不同於普通的數據通信線路，其環境比較複雜，電力線具有時間上不可控和不恆定的特點，接入電網的用電設備隨機性較大(如電視的開關等)，有很多不可預料的噪聲和幹擾，因而使得電力線的特性非常不穩定，寬帶電力線通信受到很大的限制。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種智能網絡數據交換系統，將高速電力線通信技術應用到電話線路上，以解決目前電力線通信系統存在的距離短、穩定性欠佳的問題，以及單個局端交換設備所接入的終端數目不可控制的技術問題。
本實用新型智能網絡數據交換系統是將高速電力線通信技術應用到電話線路上，其電路結構包括數據機，其組成主要包括採用電力線正交頻分復用技術的調製解調模塊、與調製解調模塊實現通訊連接的10/100M網絡接口模塊、開關電源模塊以及外圍接口電路；交換機，它主要包括調製解調模塊、與調製解調模塊連接的信號耦合模塊、與調製解調模塊連接的多終端接口模塊和與耦合模塊連接的外圍接口模塊組成。
如上所述的智能網絡數據交換系統，數據機的調製解調模塊連接了2個RJ11接口，網絡接口模塊連接了一個RJ45接口，在數據傳送時，當用戶有網絡需求時，信號通過RJ45接口將信號傳送到網絡接口模塊，在網絡接口模塊中完成並串轉換、編碼並將處理後的數據送至OFDM調製解調模塊來完成數據的調製，最後將數據經過數模轉換、流量控制處理加載到電話線上傳輸；在數據接收時，從電話線傳輸來的信號首先進行模數轉換，然後送至OFDM調製解調模塊完成數據的解調，最後在網絡接口模塊完成解碼、自適應均衡和數據時鐘恢復等送至數據終端；當需要打電話時，信號直接通過RJ11接口2將信號傳輸到電話線上進行傳輸。
如上所述的智能網絡交換系統，交換機的調製解調晶片是在84個子載波上利用DBPSK/DQPSK完成數據的調製解調，媒質訪問控制採用的是載波偵聽/衝突檢測技術並有56位DES加密，協議棧中還內置了自適應頻率選擇機制。
如上所述的智能網絡交換系統，實現與計算機或交換機的數據交互的網絡接口模塊是一個在傳輸時完成並串轉換及NRZ到NRZI轉化和MLT-3編碼；在接收時完成自適應均衡、MLT-3到NRZI的轉換、數據和時鐘恢復以及串並轉換得10/100M乙太網物理層傳收機。
本實用新型是將電力線通信技術應用於電話線上，採用OFDM調製解調方式來完成網絡數據的傳輸和交換的數據交換設備，實際應用證明它可以解決網絡交換機基於乙太網傳輸和交換數據存在的傳輸距離限制以及電力線環境存在的缺陷，為寬帶接入提供了一種很好的解決方案。本實用新型具體優點如下1、完成以太數據的傳輸和交換；2、內置DES加密系統，確保通信的安全；3、局端採用標準機架式設計，通用各種標準網絡機櫃；終端採用桌面型結構，機身小，美觀大方；4、支持QOS協議，保證傳輸語音和圖像的流暢性；5、高達14Mbps的傳輸速率；6、符合國際插電聯盟標準和快速乙太網標準；7、支持WIN95/98/2000/XP和LINUX作業系統；8、符合FCC、CE、GB4824等電磁安規；9、有效傳輸距離300-500米，支持設備間並聯，方便用戶擴展。
圖1是本實用新型的數據機電路組成框圖。
圖2是本實用新型的交換機電路組成框圖。
具體實施方式
本實用新型的系統組成及原理說明如下本系統包括數據機和交換機兩部分。
數據機的功能框圖如圖1所示，其模塊功能簡介如下1、開關電源模塊
電源模塊採用專用開關電源晶片，將220V市電轉換3.3V和6～9V的直流電，負責為調製解調模塊和網絡接口模塊供電。
2、調製解調模塊該模塊是基於PLC寬帶接入的調製/解調晶片設計，它採用了正交頻分復用技術，在84個載波上利用DBPSK/DQPSK調製原理使其數據傳輸速率最高可達14Mbps。它的媒質訪問控制(MAC)採用的是載波多路偵聽/衝突檢測並有56位的DES加密以確保通信安全。協議棧中還內置了自適應頻率選擇使得能自動調整信道，再加上前向糾錯、優先權限設計及自清除重發(ARQ)等措施，即使在惡劣的環境下，仍能保證很高的信噪比。
3、網絡接口模塊網絡接口模塊是一個10/100M乙太網絡物理層傳收機，主要實現和計算機或者交換機的數據交互。
傳輸主要完成並串轉換，NRZ到NRZI轉化和MLT-3編碼等。
接收主要完成自適應均衡，MLT-3到NRZI的轉化，數據和時鐘恢復和串並轉換等。
4、接口數據機集成了2個RJ11接口和一個RJ45接口以進行外圍數據的傳輸和接收。
框圖流程在數據傳送時，當用戶有網絡需求時，信號通過RJ45接口將信號傳送到網絡接口模塊，在網絡接口模塊中完成並串轉換、編碼並將處理後的數據送至OFDM調製解調模塊來完成數據的調製，最後將數據經過數模轉換、流量控制等處理加載到電話線上傳輸。在數據接收時，從電話線傳輸來的信號首先進行模數轉換，然後送至OFDM調製解調模塊完成數據的解調，最後在網絡接口模塊完成解碼、自適應均衡和數據時鐘恢復等送至數據終端。當需要打電話時，信號直接通過RJ11接口2將信號傳輸到電話線上進行傳輸。
交換機功能框圖如圖2所示，其模塊功能簡介如下1、調製解調模塊數據發送數據發送時外部數據通過網絡接口模塊傳輸至核心的調製解調模塊，在此完成數據的調製編碼，再通過數模轉換把數位訊號轉換成模擬信號。在模擬信號處理模塊中完成對信號的雜波處理和傳送的流量控制。此後信號通過耦合電路加載到電話線上進行傳送。
數據接收數據接收時從電話線上經過耦合電路提取進來的信號，首先需在模擬前端中進行濾波、放大等一系列的處理，再進入核心部件進行相應的解調解碼，最終數據通過外部接口送出。調製解調模塊主要完成數據的調製和解調、數模/模數轉換和流量控制等。
2、耦合模塊為了提供系統得覆蓋率，採用耦合電路進行信號的傳輸。同時耦合電路可以減少數據通信系統帶來的幹擾，以確保數據通信較高的可靠性。
3、接口模塊接口模塊提供了外圍信號和終端數據機的信號接口。
框圖流程在數據傳輸時，通過外部信號接口將數據傳輸至調製解調模塊完成數據的調製，然後將信號通過耦合器模塊將信號耦合到電話線上傳輸至各個終端；在數據接收時則是將各個終端通過電話線傳輸來的數據通過耦合器模塊匯總後送至調製解調模塊進行解調，解調後的信號通過外部信號接口送出。
權利要求1.一種智能交換系統，其特徵是將高速電力線通信技術應用到電話線路上，它的電路結構包括數據機，其組成主要包括採用電力線正交頻分復用技術的調製解調模塊、與調製解調模塊實現通訊連接的10/100M網絡接口模塊、開關電源模塊以及外圍接口電路；交換機，它主要包括調製解調模塊、與調製解調模塊連接的信號耦合模塊、與調製解調模塊連接的多終端接口模塊和與耦合模塊連接的外圍接口模塊組成。
2.根據權利要求1所述的智能網絡交換系統，其特徵在於數據機的調製解調模塊連接了2個RJ11接口，網絡接口模塊連接了一個RJ45接口，在數據傳送時，當用戶有網絡需求時，信號通過RJ45接口將信號傳送到網絡接口模塊，在網絡接口模塊中完成並串轉換、編碼並將處理後的數據送至OFDM調製解調模塊來完成數據的調製，最後將數據經過數模轉換、流量控制處理加載到電話線上傳輸；在數據接收時，從電話線傳輸來的信號首先進行模數轉換，然後送至OFDM調製解調模塊完成數據的解調，最後在網絡接口模塊完成解碼、自適應均衡和數據時鐘恢復等送至數據終端；當需要打電話時，信號直接通過RJ11接口2將信號傳輸到電話線上進行傳輸。
3.根據權利要求1所述的智能網絡交換系統，其特徵在於交換機的調製解調晶片包括在84個子載波上利用DBPSK/DQPSK完成數據的調製解調單元，媒質訪問控制是載波偵聽/衝突檢測技術並有56位DES加密的控制單元，協議棧中還內置了自適應頻率選擇機制的控制單元。
4.根據權利要求1所述的智能網絡交換系統，其特徵在於實現與計算機或交換機的數據交互的網絡接口模塊是一個在傳輸時完成並串轉換及NRZ到NRZI轉化和MLT-3編碼；在接收時完成自適應均衡、MLT-3到NRZI的轉換、數據和時鐘恢復以及串並轉換得10/100M乙太網物理層傳收機。
專利摘要本實用新型公開了一種智能數據網絡交換系統，其特點是將高速電力通信技術應用在電話線上，解決了傳統的電力線通信系統存在的距離短、穩定性欠佳的問題，以及單個局端設備所接入的終端數目不可控制的技術問題。它的電路結構包括數據機和交換機。數據機包括正交頻分復用調製解調模塊、網絡接口模塊、開關電源模塊和外圍接口電路。交換機包括調製解調模塊、耦合模塊、多終端接口模塊等。本實用新型可以解決網絡交換機基於乙太網傳輸和交換數據存在的傳輸距離限制以及電力線環境存在的缺陷，為寬帶接入及利用電話線構建區域網提供了一種高性價比的解決方案。
文檔編號H04L27/26GK2888758SQ200520147058
公開日2007年4月11日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者汪悅農, 陶成, 王治宇, 房興元 申請人:北京恆豐惠通科技有限公司