CN101159766B - 通用物理数据传输端口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据网络的网络元件中的物理数据传输端口，适合于实现例如电分组交换以太网连接和电时隙交换E1/T1连接。在本发明中，惊喜地发现，在网络元件中提供的电连接器(101)以及连接电路可以被配置为支持一个以上的布线标准。例如，通常使用的RJ连接器可以被配置为支持RJ45布线标准和RJ48c布线标准，在此情况下，通过所述电连接器(101)，可以实现适合于实现10/100以太网连接和E1/T1连接的物理数据传输端口。

Description

通用物理数据传输端口
技术领域
本发明涉及数据网络的网络元件中的物理数据传输端口，适合于实现电分组交换以太网连接和电时隙交换E1/T1连接。
背景技术
数据网络中的网络元件通常被配置为发射和接收表示各种数据传输协议的数字数据流。网络元件，诸如配置于移动电话网络中的环路接入复用器，可以被配置为例如连接分组交换10/100M以太网业务和时隙交换E1/T1业务。以太网例如在技术规范IEEE 802.3(电气电子工程师协会)中进行了描述，E1例如在技术规范ITU-T G.703(国际电信联盟)中进行了描述，T1例如在技术规范ANSI T1.102(美国国家标准化协会)中进行了描述。
在网络元件的实际操作环境中，典型地，某些操作环境需要许多10/100M以太网连接，而只需要较小数量(如果需要)的E1/T1连接。相应地，某些其他操作环境需要许多E1/T1连接，而只需要较小数量(如果需要)的10/100M以太网连接。当规划网络元件的结构和生产时，必须考虑所描述的各种操作环境之间的相互区别。
现有技术描述
在现有技术配置中，通过准备具有不同物理以太网数据传输端口和物理E1/T1数据传输端口数量上的不同比率的不同网络元件产品变体，来考虑各种操作环境。每一物理以太网数据传输端口被配置为连接到发射10/100M以太网业务的数据电缆，每一物理E1/T1数据传输端口被配置为连接到发射E1/T1业务的数据电缆。在本文中，术语“物理数据传输端口”指的是由网络元件中的连接器和其他部件形成的接口设备，可以有数据电缆连接到该接口设备，网络元件通过该数据电缆发射和/或接收数字数据。在一个单独的物理数据传输端口中，可以分配若干个逻辑数据传输端口。单独一个逻辑数据传输端口可以表示例如数据网络中构造的隧道。因此，为了清楚起见，我们在本文中使用术语“物理数据传输端口”。即使通过模块化解决方案来实现不同产品变体，若干产品变体的维护依然增加了生产成本并且使得生产维护更加困难。此外，专门设计用于特定操作环境的网络元件，不可能转换到另一操作环境，其中，物理以太网数据传输端口的数量和物理E1/T1数据传输端口的数量之间所需的比率不同于原始操作环境。
在根据现有技术的另一配置中，向网络元件提供不同操作环境中所需一样多的物理E1/T1数据传输端口，以及不同操作环境中所需一样多的物理以太网数据传输端口。每个物理以太网数据传输端口被配置为连接到发射以太网业务的数据电缆，以及每个物理E1/T1数据传输端口被配置为连接到发射E1/T1业务的数据电缆。如果向网络元件提供该配置所需的数量的物理数据传输端口，并且提供足够大的外壳来在网络元件外表面上的所需位置中安置所有物理数据传输端口，这表示显著分摊了网络元件的制造成本并且还显著分摊了运营商硬件设备中的网络元件所需的物理空间。但是，在网络元件的实际操作环境中，大量物理数据传输端口保留未用。在某些操作环境中，大量物理E1/T1数据传输端口保留未用，并且在某些其他操作环境中，大量物理以太网数据传输端口保留未用。
发明内容
本发明涉及网络元件(诸如移动电话网络中的环路接入复用器)的物理数据传输端口，通过该端口可以消除或减轻现有技术的限制和缺点。本发明还涉及网络元件，诸如移动电话网络环路接入复用器，通过该元件，可以消除或减轻现有技术的限制和缺点。
在本发明中，惊喜地发现，在网络元件中提供的电连接器以及连接的电路可以被配置为支持一个以上的布线标准。例如，通常使用的RJ连接器可以被配置为支持RJ45布线标准和RJ48c布线标准，在此情况下，通过所述电连接器，可以实现适合于实现10/100M以太网连接和E1/T1连接的物理数据传输端口。
通过本发明获得的显著优点有：
-降低了网络元件的生产成本，产品管理比使用根据现有技术的上述配置时更容易，以及
-因为所需物理数据传输端口的数量较小，对网络元件的外表面的空间要求比使用根据现有技术的上述配置时更小；在该情况下，可以更加自由地设计网络元件的形状和物理尺寸。
根据本发明的物理数据传输端口的特征在于，所述物理数据传输端口包括：
-电连接器，其具有连接极的集合，
-第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极连接到配置为支持分组交换10/100M以太网数据传输协议的第一接口单元，以及
-第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极连接到配置为支持时隙交换E1/T1数据传输协议的第二接口单元，
其中：
-所述第一信号路径包括在从所述第一接口单元的传输端口到所述电连接器的信号路径上的第一共模扼流圈和第一隔离变压器，
-所述第一信号路径包括在从所述电连接器到所述第一接口单元的接收端口的信号路径上的第二共模扼流圈和第二隔离变压器，
-所述第二信号路径包括在从所述第二接口单元的传输端口到所述电连接器的信号路径上的第三隔离变压器，以及
-所述第二信号路径包括在从所述电连接器到所述第二接口单元的接收端口的信号路径上的所述第一共模扼流圈和所述第一隔离变压器。
根据本发明的网络元件的特征在于，所述网络元件包括：
-电连接器，其具有连接极的集合，
-第一接口单元，其被配置为支持分组交换10/100M以太网数据传输协议，
-第二接口单元，其被配置为支持时隙交换E1/T1数据传输协议，
-第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极连接到第一接口单元，以及
-第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极连接到第二接口单元，
其中：
-所述第一信号路径包括在从所述第一接口单元的传输端口到所述电连接器的信号路径上的第一共模扼流圈和第一隔离变压器，
-所述第一信号路径包括在从所述电连接器到所述第一接口单元的接收端口的信号路径上的第二共模扼流圈和第二隔离变压器，
-所述第二信号路径包括在从所述第二接口单元的传输端口到所述电连接器的信号路径上的第三隔离变压器，以及
-所述第二信号路径包括在从所述电连接器到所述第二接口单元的接收端口的信号路径上的所述第一共模扼流圈和所述第一隔离变压器。
在本文中，短语“集合的子集”指的是集合的一部分，其包括所述集合的至少一个元素。换句话说，空集合，其在逻辑上是任何集合的子集，但在本文中不被理解为子集。在极端情况下，子集可以包含所述集合的所有元素，在该情况下，子集等于所述集合。所述第一和第二子集可以是分开的，使得第一和第二子集不具有公共的元素，或者它们可以是完全或部分重叠的，使得第一和第二子集具有至少一个公共的元素。
本发明的各种实施例的特征如从属权利要求中所述。
附图说明
下面，通过参考利用举例来描述的优选实施例，并参考附图，更详细地解释本发明，在附图中：
图1图示说明根据本发明实施例的物理数据传输端口的布线图，
图2图示说明根据本发明实施例的另一物理数据传输端口的布线图，以及
图3图示说明根据本发明实施例的网络元件。
具体实施方式
图1图示说明根据本发明实施例的物理数据传输端口的布线图。物理数据传输端口包括电连接器101，其具有连接极的集合111-118。所述物理数据传输端口具有第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极111、112、113和116连接到配置为支持第一数据传输协议的第一接口单元102。物理数据传输端口具有第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极111、112、114和115连接到配置为支持第二数据传输协议的第二接口单元103。接口单元102和103具有连接器端口104和105，用于将接口单元连接到网络元件的其他部件，诸如连接到网络处理器和/或控制处理器。
所述第一和第二信号路径由这些元件构成，这些元件被配置为在接口单元102和103之间以及在连接极111-118之间传送电信号。在图1所示的示例连接中，信号路径包括电导线119-126、隔离变压器108、110和127以及共模扼流圈109和128。图1中所示的所有电导线都没有附图标号。指出，图1中所示的共模扼流圈和/或隔离变压器并非在本发明的所有实施例中都必需。例如，共模扼流圈和/或隔离变压器可安装在连接到图1所示的电连接器101的数据电缆中。所述电缆没有在图1中示出。
连接极111-118例如可以是插针，其被配置为插入到电连接器101的对应部分中提供的凹进，形成与所述凹进的壁的电流接触，作为对以下情形的响应：其中，电连接器及其对应部分以机械方式互连。所述对应部分没有在图1中示出。在另一例子中，连接极111-118可以是凹进，可以将电连接器101的对应部分中所提供的插针插入到该凹进中。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，所述第一布线标准是RJ45排队标准，所述第二布线标准是RJ48c布线标准。现在，有利地，电连接器是八极RJ连接器，其具有的连接极被编号为1-8。在RJ48c布线标准中：
-连接极1连接到发射端口的正相TX+，
-连接极2连接到发射端口的负相TX-，
-连接极3连接到接收端口的正相RX+，以及
-连接极6连接到接收端口的负相RX-。
在RJ45布线标准中：
-连接极1连接到接收端口的正相RX+，
-连接极2连接到接收端口的负相RX-，
-连接极4连接到发射端口的正相TX+，以及
-连接极5连接到发射端口的负相TX-。
在图1中很明显，在连接极111-118和接口单元102或103之间并不必需配置电流接触。信号还可以通过例如连接极和接口单元之间配置的变压器中的磁场的调停来进行下去。
根据本发明实施例的物理数据传输端口被配置来为识别变量设置第一预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据第一数据传输协议的数据业务到达电连接器101，根据本发明实施例的物理数据传输端口还被配置来为识别变量设置第二预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据第二数据传输协议的数据业务到达电连接器101。此外，物理数据传输端口还可以被配置为将所述识别变量以信号发送到网络元件的其他部件，诸如网络处理器和/或控制处理器。现在，网络元件能够自动适应连接到物理数据传输端口的数据业务。
根据本发明实施例的物理数据传输端口具有控制单元150，该控制单元150被配置为观察接口单元102的接收端口(RX+、RX-)中的信号，并且定义所述信号是否表示根据第一数据传输协议的数据传输分组或帧。另一方面，控制单元150被配置为观察接口单元103的接收端口(RX+、RX-)中的信号，并且定义所述信号是否表示根据第二数据传输协议的数据传输分组或帧。识别单元150被配置为将识别结果以信号发送到网络元件的其他部件，诸如网络处理器和/或控制处理器。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，接口单元102被配置为识别接口单元102的接收端口(RX+、RX-)中接收的信号是否表示根据第一数据传输协议的数据分组或帧，接口单元103被配置为识别接口单元103的接收端口(RX+、RX-)中接收的信号是否表示根据第二数据传输协议的数据分组或帧。接口单元102和103被配置为将识别结果以信号发送到网络元件的其他部件，诸如网络处理器和/或控制处理器。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，所述第一数据传输协议是分组交换10/100M以太网，所述第二数据传输协议是时隙交换E1/T1。以太网例如在技术规范IEEE 802.3(电气电子工程师协会)中进行描述，E1例如在技术规范ITU-T G.703(国际电信联盟)中进行描述，T1例如在技术规范ANSI T1.102(美国国家标准化协会)中进行描述。因此，有利地，所述第一接口单元102是10/100M以太网接口电路(以太网PHY电路)，所述第二接口单元103是E1/T1结构(frame)和接口电路。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，所述第一数据传输协议是分组交换10/100M以太网，所述第一布线标准是RJ45布线标准，所述第二数据传输协议是时隙交换E1/T1，所述第二布线标准是RJ48c布线标准。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，所述第一信号路径包括隔离变压器108、127，这些变压器被配置为形成属于所述第一子集的连接极111、112、113和116与所述第一接口单元102之间的电流隔离。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，所述第一信号路径包括共模扼流圈109，该共模扼流圈被配置为衰减流经属于所述第一子集的连接极111和112的共模电流。
在根据本发明实施例的物理数据传输端口中，所述第二信号路径包括隔离变压器108、110，该变压器被配置为形成属于所述第二子集的连接极111、112、114和115与所述第二接口单元103之间的电流隔离。
图2图示说明了根据本发明实施例的物理数据传输端口的布线图。物理数据传输端口包括电连接器201，该电连接器201具有连接极的集合211-218。物理数据传输端口具有第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极211、212、213和216连接到配置为支持第一数据传输协议的第一接口单元202。物理数据传输端口具有第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极211、212、214和215连接到配置为支持第二数据传输协议的第二接口单元203。所述第一信号路径和所述第二信号路径包括转接开关220，该转接开关具有第一功能位置和第二功能位置。在第一功能位置，转接开关220被配置为将连接极211和212连接到接口单元202。在第二功能位置，转接开关220被配置为将连接极211和212切换到接口单元203。
根据本发明优选实施例的物理数据传输端口具有通过机电继电器开关实现的转接开关220。
根据本发明实施例的物理数据传输端口具有通过静态半导体开关实现的转接开关220。
图3图示说明了根据本发明实施例的网络元件。网络元件包括电连接器301，该电连接器具有连接极的集合311-318。所述网络元件包括第一接口单元302，其被配置为支持第一数据传输协议。网络元件包括第二接口单元303，其被配置为支持第二数据传输协议。网络元件具有第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极311、312、313和316连接到所述第一接口单元302。网络元件具有第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极311、312、314和315连接到所述第二接口单元303。接口单元302和303具有连接器端口305和306，用于将接口单元连接到网络元件的其他部件304，诸如连接到网络处理器和/或控制处理器。
根据本发明实施例的网络元件是移动电话网络环路接入复用器，诸如配置在基站和基站控制器之间的交叉连接和路由设备。
根据本发明实施例的网络元件被配置来为识别变量设置第一预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据第一数据传输协议的数据业务到达电连接器301，根据本发明实施例的网络元件还被配置来为识别变量设置第二预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据第二数据传输协议的数据业务到达电连接器301。基于所述识别变量，网络元件能够自动适应连接到电连接器301的数据业务。
对于本领域技术人员来说，很明显，本发明及其各种实施例并不仅仅限制于上述的实施例，而是可以在独立权利要求的范围内修改本发明及其实施例。例如，根据本发明的物理数据传输端口可以被配置为支持上述示例中提到的所述RJ48c和RJ45以外的某些其他布线标准。另外，接口单元可以支持上述示例中提到的所述10/100M以太网和E1/T1以外的某些其他数据传输协议。此外，根据本发明的物理数据传输端口可以支持两个以上的布线标准。

Claims (9)

1.一种网络元件的物理数据传输端口，所述物理数据传输端口能够连接到数据电缆，所述网络元件通过所述数据电缆发射和/或接收数字数据，所述物理数据传输端口包括：
-电连接器(101)，其具有连接极的集合(111-118)，
-第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极(111、112、113、116)连接到配置为支持分组交换10/100M以太网数据传输协议的第一接口单元(102)，以及
-第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极(111、112、114、115)连接到配置为支持时隙交换E1/T1数据传输协议的第二接口单元(103)，
其特征在于：
-所述第一信号路径包括在从所述第一接口单元的传输端口(TX+，TX-)到所述电连接器的信号路径上的第一共模扼流圈(109)和第一隔离变压器(108)，
-所述第一信号路径包括在从所述电连接器到所述第一接口单元的接收端口(TX+，TX-)的信号路径上的第二共模扼流圈(128)和第二隔离变压器(127)，
-所述第二信号路径包括在从所述第二接口单元的传输端口(TX+，TX-)到所述电连接器的信号路径上的第三隔离变压器(110)，以及
-所述第二信号路径包括在从所述电连接器到所述第二接口单元的接收端口(TX+，TX-)的信号路径上的所述第一共模扼流圈(109)和所述第一隔离变压器(108)。
2.根据权利要求1的物理数据传输端口，其特征在于，所述第一布线标准是RJ45布线标准，所述第二布线标准是RJ48c布线标准。
3.根据权利要求1的物理数据传输端口，其特征在于，所述第一信号路径和所述第二信号路径包括转接开关(220)，该转接开关具有第一功能位置和第二功能位置，在第一功能位置，所述转接开关被配置为根据第一布线标准将属于所述第一子集的连接极(211、212、213、214)连接到所述第一接口单元(202)，在第二功能位置，所述转接开关被配置为根据第二布线标准将属于所述第二子集的连接极(211、212、214、215)连接到所述第二接口单元(203)。
4.根据权利要求3的物理数据传输端口，其特征在于，所述转接开关(220)是机电继电器开关。
5.根据权利要求3的物理数据传输端口，其特征在于，所述转接开关(220)是静态半导体开关。
6.根据权利要求1的物理数据传输端口，其特征在于，所述物理数据传输端口被配置来为识别变量设置第一预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据分组交换10/100M以太网数据传输协议的数据业务到达所述电连接器(101)，所述物理数据传输端口还被配置来为识别变量设置第二预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据时隙交换E1/T1数据传输协议的数据业务到达电连接器(101)。
7.一种网络元件，包括能够连接到数据电缆的物理数据传输端口，所述网络元件通过所述数据电缆发射和/或接收数字数据，其中所述物理数据传输端口包括：
-电连接器(301)，其具有连接极的集合，
-第一接口单元(302)，其被配置为支持分组交换10/100M以太网数据传输协议，
-第二接口单元(303)，其被配置为支持时隙交换E1/T1数据传输协议，
-第一信号路径，用于根据第一布线标准将属于所述集合的第一子集的连接极(311、312、313、316)连接到所述第一接口单元，以及
-第二信号路径，用于根据第二布线标准将属于所述集合的第二子集的连接极(311、312、314、315)连接到所述第二接口单元，
其特征在于：
-所述第一信号路径包括在从所述第一接口单元的传输端口(TX+，TX-)到所述电连接器的信号路径上的第一共模扼流圈(109)和第一隔离变压器(108)，
-所述第一信号路径包括在从所述电连接器到所述第一接口单元的接收端口(TX+，TX-)的信号路径上的第二共模扼流圈(128)和第二隔离变压器(127)，
-所述第二信号路径包括在从所述第二接口单元的传输端口(TX+，TX-)到所述电连接器的信号路径上的第三隔离变压器(110)，以及
-所述第二信号路径包括在从所述电连接器到所述第二接口单元的接收端口(TX+，TX-)的信号路径上的所述第一共模扼流圈(109)和所述第一隔离变压器(108)。
8.根据权利要求7的网络元件，其特征在于，其是移动电话网络环路接入复用器。
9.根据权利要求7的网络元件，其特征在于，所述网络元件被配置来为识别变量设置第一预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据分组交换10/100M以太网数据传输协议的数据业务到达电连接器(301)，所述网络元件还被配置来为识别变量设置第二预定值，作为对下述情况的响应：在该情况中，根据时隙交换E1/T1数据传输协议的数据业务到达电连接器(301)。
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