CN103124234A - 专用网中以太网信号的传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种专用网中以太网信号的传输系统。所述系统，包括：至少两个中继子系统，其中所述至少两个中继子系统通过光纤网相连，每个中继子系统包括设备端口、网络端口和转换模块，其中：所述设备端口，与设备相连；所述网络端口，与所述光纤网相连；所述转换模块，与所述设备端口和所述网络端口相连，用于当从所述设备接口接收到数字信号后，将所述数字信号转换成光信号，并通过所述网络端口发送出去；以及，当从所述网络端口接收到光信号时，将所述光信号转换成数字信号，并通过所述设备接口发送出去。

Description

专用网中以太网信号的传输系统

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，尤其涉及一种专用网中以太网信号的传输系统。

背景技术

在专用网中，如果设备之间是基于以太网协议的点对点的数据传输方式，首先，如果设备之间直接用网线相连，那么数传输距离被限制在100米，无法满足一些传输距离较大的网络的需求，如航空以太网。即使接入网络交换机等设备那么信号虽然能够传递的更远，但是数据已经不是实时传输，也不是无损还原了，所以基于以太网协议的专用网无法进行远距离的数据通信。

发明内容

本发明提供一条基于光纤的以太网信号传输路径。首先解决了远距离传输问题，其次由于我们是为传输通道搭建了一条物理路径，从而实现远距离，信号接近无损的实时传输路径。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种专用网中以太网信号的传输系统，包括至少两个中继子系统，其中所述至少两个中继子系统通过光纤网相连，每个中继子系统包括设备端口、网络端口和转换模块，其中：

所述设备端口，与设备相连；

所述网络端口，与所述光纤网相连；

所述转换模块，与所述设备端口和所述网络端口相连，用于当从所述设备接口接收到数字信号后，将所述数字信号转换成光信号，并通过所述网络端口发送出去；以及，当从所述网络端口接收到光信号时，将所述光信号转换成数字信号，并通过所述设备接口发送出去。

优选的，所述系统还具有如下特点：所述系统还包括：

路径管理子系统，包括：

配置模块，用于配置第一设备和第二设备交互产生的光信号所专用的传递路径；

所述光纤网还包括路由子系统，与所述路径管理子系统相连，包括：

记录模块，与所述配置模块相连，用于记录所述第一设备和第二设备之间交互产生的光信号所专用的传递路径；

路由模块，与所述记录模块相连，用于仅当接收的光信号为所述第一设备和第二设备之间交互产生的光信号时，才使用第一设备和第二设备之间交互产生的光信号所专用的传递路径进行传输。

优选的，所述系统还具有如下特点：

所述路径管理子系统，还包括：

修改模块，与所述配置模块相连，用于在所述第一设备和第二设备之间的通信关系发生变化后，修改所述第一设备和第二设备之间交互的光信号所专用的传递路径，得到修改结果；

所述路由子系统，还包括：

更新模块，与所述修改模块和所述记录模块相连，用于根据所述修改结果，更新所述记录模块记录的传递路径。

优选的，所述系统还具有如下特点：所述中继子系统还包括：

监控端口，与网络监控中心相连；

传输模块，用于通过所述监控端口将得到的光信号或数字信号发送出去。

优选的，所述系统还具有如下特点：所述监控端口仅进行光信号或数字信号的发送操作。

优选的，所述系统还具有如下特点：所述中继子系统还包括：

调整模块，与所述设备端口和转换模块相连，用于从设备端口中接收到数字信号后，如果设备端口中数字信号的接收速度大于网络端口中光信号的发送速度时，则从接收到的数字信号中减少空闲周期中信号的数量，将剩余的数字信号作为转换模块待转换的数字信号；在设备端口中数字信号的接收速度小于网络端口中光信号的发送速度时，则为接收到的数字信号增加空闲周期中的信号，将增加的数字信号以及接收到的数字信号共同作为转换模块待转换的数字信号。

优选的，所述系统还具有如下特点：所述专用网为基于以太网协议的专用网。

与现有技术相比，中继子系统改进了信号的发送和接收方式，并通过光纤网传输信号，实现本地的近距离数据中继和远距离的数据中继。对于近距离的数据中继，中继可以实现数据的监控。由于该传输系统是基于物理层的传输，所以对网络信号的传输几乎是无损的，所以对本身线路影响很小，所以在以太网数据正常通信，以及以太网设备测试时都可以提多便捷实现条件。尤其是在以太网设备测试中，由于我们的系统是几乎无损的，因此可以在更大程度上保证测试结果的真实性；当然也可以实现远距离的以太网设备的通信和以太网数据监控。传输距离可以达到五公里。在不关心延时的情况下，可以做到更远的传输距离。

附图说明

图1为本发明提供一种专用网中信号的输系统实施例的结构示意图；

图2为图1所示系统实施例的另一实施例的结构示意图；

图3为图2所示系统实施例的另一实施例的结构示意图；

图4为图1所示系统实施例的又一结构示意图；

图5为图1所示系统实施例的再一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

需要明确的是，下文所说的专用网是采用以太网协议的专用网。

图1为本发明提供一种专用网中以太网信号的传输系统实施例的结构示意图。图1所示系统至少两个中继子系统，其中所述至少两个中继子系统通过光纤网相连，每个中继子系统包括设备端口101、网络端口102和转换模块103，其中：

所述设备端口101，与设备相连；

所述网络端口102，与所述光纤网相连；

所述转换模块103，与所述设备端口101和所述网络端口102相连，用于当从所述设备接口101接收到数字信号后，将所述数字信号转换成光信号，并通过所述网络端口102发送出去；以及，当从所述网络端口102接收到光信号时，将所述光信号转换成数字信号，并通过所述设备接口101发送出去。

在实际应用中，如果第一设备向第二设备发送数据，与第一设备相连的第一中继子系统通过设备端口接收到数字信号后，将数字信号转换成光信号，并通过网络端口将光信号通过光纤网发送出去，与第二设备相连的第二中继子系统通过网络接口收到该光信号，会将其转换成数字信号，并发送给第二设备。同理，第二设备向第一设备发送数据的流程与上述流程相同，此处不再赘述。

举例来说，转换模块可以是以太网PHY芯片。网线上的以太网数据通过以太网PHY芯片截取，然后通过流控，数据格式转换等操作后将数据转换成光信号后通过光纤发送。接收时，将光纤上的数据通过光信号到数字信号的转换后再将该数据转换成为以太网PHY芯片可以接收的数据发送出去。

与现有技术中的以太网协议的传输系统不同的是，通过光纤实现以太网数据的远距离传输，因为光速是目前已知世界中最快的速度，所以能够很好的实现以太网的远距离，低延时的数据传输。另外，本实施例是基于物理层的数据传输，不对数据进行解析，只是将网络上的信号进行传递，而不关心传输的数据内容，因此能够实现接近无损的传输。

图2为图1所示系统实施例的另一结构示意图。此处仅示出如下部分，其余与图1重合部分的内容省略，其中图2所示系统中还包括：

路径管理子系统，包括：

配置模块201，用于配置第一设备和第二设备交互产生的光信号所专用的传递路径；

所述光纤网还包括路由子系统，与所述路径管理子系统相连，包括：

记录模块202，与所述配置模块201相连，用于记录所述第一设备和第二设备之间交互产生的光信号所专用的传递路径；

路由模块203，与所述记录模块202相连，用于仅当接收的光信号为所述第一设备和第二设备之间交互产生的光信号时，才使用第一设备和第二设备之间交互产生的光信号所专用的传递路径进行传输。

其中第一设备和第二设备交互产生的光信号包括第一设备向第二设备发送数据所产生的光信号和第二设备向第一设备发送数据所产生的光信号中的至少一个。

需要说明的是，此处的传递路径并不是现有技术中基于以太网地址路由的传递路径，而是为第一设备和第二设备之间的光信号在光纤网中所经过的端口信息，而这条路径是只限于第一设备和第二设备这两个设备通信时使用等效于现有技术中两设备之间的一条网线，此处将该传递路径称之为“虚拟网线”。这条虚拟网线上的传输资源由于不被其他设备的信号传输所使用，只被第一设备和第二设备所使用，达到了两设备独占一条传输线路资源的目的，进一步保证了信号的实时性传输。

针对多台以太网的网络设备之间互联时，在原有的网络部署条件下，通过在路由子系统中配置一条用于连接两设备的端口连接信息，就可以使任意两台设备任意两台设备之间独占一个传输路径。

由于设备之间独占传输资源的方式是通过路径管理子系统配置实现的，并不是为两设备之间建立一条实际的物理线路，所以当两设备之间的通信关系发生变化时，可以由路径管理子系统只需要重新生成对应的传递路径即可，实现简单，具体说明如下：

图3为图2所示系统实施例的另一结构示意图。在图3所示系统中：

所述路径管理子系统，还包括：

修改模块301，与所述配置模块201相连，用于在所述第一设备和第二设备之间的通信关系发生变化后，修改所述第一设备和第二设备之间交互的光信号所专用的传递路径，得到修改结果；

所述路由子系统，还包括：

更新模块302，与所述修改模块和所述记录模块相连，用于根据所述修改结果，更新所述记录模块记录的传递路径。

由上可以看出，当设备之间改变通信方式时，只需配置相应的传输路径就可以适应性地满足设备之间通信关系的转换，而不是更换物理连接线路。

图4为图1所示系统实施例的又一结构示意图。图4所示系统实施例还还包括：

监控端口401，与网络监控中心相连；

传输模块402，用于通过所述监控端口将得到的光信号或数字信号发送出去。

其中所述传输模块可以与设备端口相连，也可以与网络端口相连，当然，所发送的信号可以是转换前的信号，也可以是转换后的信号。

由于所述监控端口与设备端口和网络端口均不是同一个物理端口，所以传输模块所发送的光信号或数字信号不会影响设备之间的数据传输，不会造成设备之间数据的冲突，保证两设备之间的正常通信。

为了避免网络监控中心通过监控端口反馈数据造成设备之间的正常通信，所述监控端口仅进行光信号或数字信号的发送操作。

由上可以看出，通过将线路上得到的数据传输到另外一个端口，在保证设备之间正常的通信的前提下，将该数据送个另外一个或者多个端口实现数据监控。对于监控端口只进行数据发送操作，不接收该端口的数据，从而解决数据传输的冲突。由于数据监控也是基于物理层的监控，不关心数据内容，所以只是将要监控的网络接口的信号传递到指定的一个或者多个以太网设备端口以实现数据监控。

对于串行线路的数据传输，为了保证设备之间交互产生的信号能够在光纤网中匀速传输。与传统的基于包得流控方式不同的是，本发明提供了如下方案，包括：

图5为图1所示系统实施例的再一结构示意图。图5所示系统还包括：

调整模块501，与所述设备端口和转换模块相连，用于从设备端口中接收到数字信号后，如果设备端口中数字信号的接收速度大于网络端口中光信号的发送速度时，则从接收到的数字信号中减少空闲周期中信号的数量，将剩余的数字信号作为转换模块待转换的数字信号；在设备端口中数字信号的接收速度小于网络端口中光信号的发送速度时，则为接收到的数字信号增加空闲周期中的信号，将增加的数字信号以及接收到的数字信号共同作为转换模块待转换的数字信号。

其中该空闲周期是指以太网数据传输时传输无效数据的周期。

仍以第一设备向第二设备发送数据为例进行说明，如果第一中继子系统通过设备端口从第一设备接收数字信号的接收速度大于通过网络端口发送光信号的发送速度，则表明第一中继子系统不能及时将接收的数据发送出去，则需要减少待转换的数字信号，以避免发送光信号的速度太慢而造成的数据堵塞，所以第一中继子系统可以在接收的数字信号中选出以太网的空闲周期中信号，去掉其中部分或全部无效数据，从而减少中继子系统所要发送的光信号；反之，如果第一中继子系统接收数字信号的接收速度小于发送光信号的发送速度，则表明第一中继子系统发送光信号的速度较快，有可能到最后没有数据可发送，所以为了避免没有数据可发送的情况出现，可以为接收到的数字信号增加空闲周期中的数据，从而增加中继子系统所要发送的光信号。

综上所述，本发明可以实现本地的近距离数据中继和远距离的数据中继。对于近距离的数据中继，中继可以实现数据的监控。由于该传输系统是基于物理层的传输，所以对网络信号的传输几乎是无损的，所以对本身线路影响很小，所以在以太网数据正常通信，以及以太网设备测试时都可以提多便捷实现条件。尤其是在以太网设备测试中，由于我们的系统是几乎无损的，因此可以在更大程度上保证测试结果的真实性；当然也可以实现远距离的以太网设备的通信和以太网数据监控。传输距离可以达到五公里。在不关心延时的情况下，可以做到更远的传输距离。

方案目前支持10Mbps，100Mbps，1000Mbps以太网。全双工通信模式，可以实现更高速度的以太网数据中继。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种专用网中以太网信号的传输系统，其特征在于，包括至少两个中继子系统，其中所述至少两个中继子系统通过光纤网相连，每个中继子系统包括设备端口、网络端口和转换模块，其中：

所述设备端口，与设备相连；

所述网络端口，与所述光纤网相连；

所述转换模块，与所述设备端口和所述网络端口相连，用于当从所述设备接口接收到数字信号后，将所述数字信号转换成光信号，并通过所述网络端口发送出去；以及，当从所述网络端口接收到光信号时，将所述光信号转换成数字信号，并通过所述设备接口发送出去。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

路径管理子系统，包括：

配置模块，用于配置第一设备和第二设备交互产生的光信号所专用的传递路径；

所述光纤网还包括路由子系统，与所述路径管理子系统相连，包括：

记录模块，与所述配置模块相连，用于记录所述第一设备和第二设备之间交互产生的光信号所专用的传递路径；

路由模块，与所述记录模块相连，用于仅当接收的光信号为所述第一设备和第二设备之间交互产生的光信号时，才使用第一设备和第二设备之间交互产生的光信号所专用的传递路径进行传输。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述路径管理子系统，还包括：

修改模块，与所述配置模块相连，用于在所述第一设备和第二设备之间的通信关系发生变化后，修改所述第一设备和第二设备之间交互的光信号所专用的传递路径，得到修改结果；

所述路由子系统，还包括：

更新模块，与所述修改模块和所述记录模块相连，用于根据所述修改结果，更新所述记录模块记录的传递路径。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继子系统还包括：

监控端口，与网络监控中心相连；

传输模块，用于通过所述监控端口将得到的光信号或数字信号发送出去。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述监控端口仅进行光信号或数字信号的发送操作。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继子系统还包括：

调整模块，与所述设备端口和转换模块相连，用于从设备端口中接收到数字信号后，如果设备端口中数字信号的接收速度大于网络端口中光信号的发送速度时，则从接收到的数字信号中减少空闲周期中信号的数量，将剩余的数字信号作为转换模块待转换的数字信号；在设备端口中数字信号的接收速度小于网络端口中光信号的发送速度时，则为接收到的数字信号增加空闲周期中的信号，将增加的数字信号以及接收到的数字信号共同作为转换模块待转换的数字信号。

7.根据权利要求1至6任一所述的系统，其特征在于，所述专用网为基于以太网协议的专用网。

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