CN103561180B - Vdsl2长线传输模块及基于vdsl2的网络装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VDSL2长线传输模块，包括第一VDSL2长线接入单元，所述第一VDSL2长线接入单元包括第一ISL1557芯片、第一隔离变压器TDA254、所述第一ISL1557芯片包括17个引脚。还公开了一种基于VDSL2的网络装置，包括VDSL2长线传输模块和网络数据交换模块，还包括Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备，VDSL2长线传输模块通过网络数据交换模块连接Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备。本发明的VDSL2长线传输模块的传输距离更远，传输信号质量较好，抗干扰能力强，可靠性高，同时基于VDSL2长线传输模块的网络装置也能具有更好的传输速率和更远的传输距离。
Description
技术领域
本发明属于矿用领域，涉及一种VDSL2长线传输模块及基于VDSL2的网络装置。
背景技术
随着通信技术和经济的发展，煤矿井下使用越来越多的网络设备，并且大部分矿井都有了自己的井下千兆以太环网，但是传统的以太网电信号只能传输100m，光信号虽然能传输距离很远，但是光缆移动困难、光纤设备可移动性差、易断，且井下安全熔纤难度很大，也根本没有本安的熔纤设备，所以在采煤工作面、掘进区网络设备都很难进入。
VDSL2技术是类似ADSL及ADSL2+技术，采用DMT调制，但是频率范围增加到30MHz，可以提供高达100Mbps的带宽的一种通信技术。但是现有技术的VDSL2传输模块的传输速度还未达到矿用传输需求。
因此，需要一种新的VDSL2传输模块以解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中VDSL2传输模块的传输速度还未达到矿用传输需求的缺陷，提供一种具有更高的传输速率和更远的传输距离的VDSL2长线传输模块。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的VDSL2长线传输模块采用如下技术方案：
一种VDSL2长线传输模块，包括第一VDSL2长线接入单元，所述第一VDSL2长线接入单元包括第一ISL1557芯片、第一隔离变压器TDA254、所述第一ISL1557芯片包括17个引脚，
其中，第3引脚和第10引脚分别连接CPE0_AOUTP端和CPE0_AOUTN端，所述第3引脚和所述CPE0_AOUTP端之间设置有限流电阻R58和电容C119，所述第10引脚和CPE0_AOUTN端之间设置有限流电阻R61和电容C118；
限流电阻R58连接电容C119的一端通过限流电阻R65连接分压电阻R1420、分压电阻R1423和电容C1409的一端，限流电阻R61连接电容C118的一端通过限流电阻R64连接分压电阻R1420、分压电阻R1423和电容C1409的一端，所述分压电阻R1420的另一端连接12V的电压端，所述分压电阻R1423和电容C1409的另一端接地；
第14引脚连接12V的电压端，第4引脚、第7引脚和第17引脚相互连接并接地，第14引脚通过并联连接的滤波电容C128和电容C116连接第4引脚、第7引脚和第17引脚；
第8引脚和第9引脚相互连接并接地；
第13引脚、第11引脚、第2引脚和第16引脚依次连接，其中，第13引脚和第11引脚之间设置有反馈电阻R92，第11引脚和第2引脚之间设置有电容C113和反馈电阻R69，第2引脚和第16引脚之间设置有反馈电阻R81；第13引脚和第16引脚均连接CPE0_AINN端和CPE0_AINP端，第16引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R93和电容C121，第16引脚和CPE0_AINP端之间设置有限流电阻R83和限流电阻R80；第13引脚和CPE0_AINP端之间设置有限流电阻R67和电容C123，第13引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R84、限流电阻R60和电容C121，第1引脚、第5引脚、第6引脚、第12引脚和第15引脚未使用；
所述第一隔离变压器TDA254包括8个连接端，其中，第3连接端、第5连接端、第8连接端和第2连接端分别设置在所述第一隔离变压器TDA254的两端，第1连接端、第4连接端、第6连接端和第7连接端均设置在所述第一隔离变压器TDA254的中部，第5连接端、第6连接端、第7连接端和第8连接端设置在所述第一隔离变压器TDA254的一侧，第1连接端、第2连接端、第3连接端和第4连接端设置在所述第一隔离变压器TDA254的另一侧，所述限流电阻R83和限流电阻R80的连接点连接第5连接端，所述限流电阻R84和限流电阻R60的连接点连接第8连接端，第3连接端和第2连接端分别连接CPE0_TIP端和CPE0_RING端，第5连接端与第3连接端相互对应，第8连接端和第2连接端相互对应，所述第6连接端和第7连接端之间设置有并联连接的电容C124和限流电阻R539，所述第1连接端和第4连接端之间设置有并联连接的电容C115。
更进一步的，还包括第二VDSL2长线接入单元，所述第二VDSL2长线接入单元包括第二ISL1557芯片、第二隔离变压器TDA254、所述第二ISL1557芯片包括17个引脚，
其中，第三引脚和第十引脚分别连接CPE1_AOUTP端和CPE1_AOUTN端，所述第三引脚和CPE1_AOUTP端之间设置有限流电阻R214和电容C154，所述第十引脚和CPE1_AOUTN端之间设置有限流电阻R215和电容C156；
限流电阻R214连接电容C154的一端通过限流电阻R190连接分压电阻R1421、分压电阻R1424和电容C1410的一端，限流电阻R215连接电容C156的一端通过限流电阻R71连接分压电阻R1421、分压电阻R1424和电容C1410的一端，所述分压电阻R1421的另一端连接12V的电压端，所述分压电阻R1424和电容C1410的另一端接地；
第十四引脚连接12V的电压端，第四引脚、第七引脚和第十七引脚相互连接并接地，第十四引脚通过并联连接的滤波电容C145和电容C153连接第四引脚、第七引脚和第十七引脚；
第八引脚和第九引脚相互连接并接地；
第十三引脚、第十一引脚、第二引脚和第十六引脚依次连接，其中，第十三引脚和第十一引脚之间设置有反馈电阻R212，第十一引脚和第二引脚之间设置有电容C144和反馈电阻R216，第二引脚和第十六引脚之间设置有反馈电阻R209，
第十三引脚和第十六引脚均连接CPE1_AINN端和CPE1_AINP端，第十六引脚和CPE1_AINN端之间设置有限流电阻R213和电容C159，第十六引脚和CPE1_AINP端之间设置有限流电阻R210、限流电阻R208和电容C126；第十三引脚和CPE1_AINP端之间设置有限流电阻R191和电容C126，第十三引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R211、限流电阻R63和电容C159，第一引脚、第五引脚、第六引脚、第十二引脚和第十五引脚均未使用；
所述第二隔离变压器TDA254包括8个连接端，其中，第三连接端、第五连接端、第八连接端和第二连接端分别设置在所述第二隔离变压器TDA254的两端，第一连接端、第四连接端、第六连接端和第七连接端均设置在所述第二隔离变压器TDA254的中部，第五连接端、第六连接端、第七连接端和第八连接端设置在所述第二隔离变压器TDA254的一侧，第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端设置在所述第二隔离变压器TDA254的另一侧，所述限流电阻R210和限流电阻R208的连接点连接第五连接端，所述限流电阻R211和限流电阻R63的连接点连接第八连接端，第三连接端和第二连接端分别连接CPE1_TIP端和CPE1_RING端，第五连接端与第三连接端相互对应，第八连接端和第二连接端相互对应，所述第六连接端和第七连接端之间设置有并联连接的电容C134和限流电阻R541，所述第1连接端和第4连接端之间设置有并联连接的电容C130。两路VDSL2长线接入单元的使用使得VDSL2长线传输模块可以适应更远的传输距离。
更进一步的，还包括异常状态数据流向控制单元，所述异常状态数据流向控制单元包括第一常闭继电器LS3和第二常闭继电器LS2，所述第一常闭继电器LS3包括第一常闭端、第二常闭端、第一常开端和第二常开端，所述第一常闭端与所述第一常开端相互对应，所述第二常闭端与所述第二常开端相互对应，所述第一常开端和第二常开端之间设置有集成电路2RM230L-8，所述第一常开端和第二常开端分别连接所述CPE0_TIP端和CPE0_RING端，所述第一常闭端连接TIP端，所述第二常闭端连接RING端；
所述第二常闭继电器LS2包括第三常闭端、第四常闭端、第三常开端和第四常开端，所述第三常闭端与所述第三常开端相互对应，所述第四常闭端与所述第四常开端相互对应，所述第三常开端和第四常开端之间设置有集成电路2RM230L-8，所述第三常开端和第四常开端分别连接所述CPE1_TIP端和CPE1_RING端，所述第三常闭端连接所述RING端，所述第四常闭端连接所述TIP端。
异常状态数据流向控制单元包括第一常闭继电器LS3和第二常闭继电器LS2，异常状态数据流向控制单元用于实现故障自动切除本机功能，两个常闭继电器当基站上电后继电器打开，使基站能正常工作，当基站掉电后，继电器不能正常工作，故处于闭合状态，输入输出自动短接，切除本机功能，在进行双绞线多级级联连接时，实现在本机故障或断电时自动断开本机连接，同时将前级和后级有效连接，保证整个网络系统网络数据交换正常。
更进一步的，还包括第一VDSL2主控单元，所述第一VDSL2主控单元包括第一VSPA210芯片，所述第一VSPA210芯片包括U1301A模块和U1302C模块，所述U1302C模块包括第一AOUTP端、第一AOUTN端、第一VDSL_AINP端和第一VDSL_AINN端，所述第一AOUTP端和第一AOUTN端分别连接所述CPE0_AOUTP端和所述CPE0_AOUTN端，所述第一VDSL_AINP端和第一VDSL_AINN端分别连接CPE0_AINP端和CPE0_AINN端；所述U1301A模块包括第一GPIO11/NTR_CLK端，所述第一GPIO11/NTR_CLK端连接CPE0_CO_CPE端。第一VDSL2主控单元通过与第一VDSL2长线接入单元相连，将经过物理转换的信号传递到网络数据交换模块。
更进一步的，还包括第二VDSL2主控单元，所述第二VDSL2主控单元包括第二VSPA210芯片，所述第二VSPA210芯片包括U1303A模块和U1304C模块，所述U1304C模块包括第二AOUTP端、第二AOUTN端、第二VDSL_AINP端和第二VDSL_AINN端，所述第二AOUTP端和第二AOUTN端分别连接所述CPE1_AOUTP端和所述CPE1_AOUTN端，所述第二VDSL_AINP端和第二VDSL_AINN端分别连接CPE1_AINP端和CPE1_AINN端；所述U1303A模块包括第二GPIO11/NTR_CLK端，所述第二GPIO11/NTR_CLK端连接CPE1_CO_CPE端。第二VDSL2主控单元通过与第二VDSL2长线接入单元相连，将经过物理转换的信号传递到网络数据交换模块。
更进一步的，还包括第一切换单元，所述第一切换单元包括第1连接点、第2连接点和第3连接点，其中，第1连接点连接第一电压端，所述第1连接点和所述电压端之间设置有限流电阻R8，所述第2连接点连接CPE0_CO_CPE端，所述第3连接点接地。第一切换单元配合第一VDSL2主控单元实现第一VDSL2长线接入单元CO与CPE两种状态的切换。通过人为的短接第一切换单元的第1连接点、第2连接点或第2连接点、第3连接点，即可实现CO端与CPE端模式的任意切换。
更进一步的，还包括第二切换单元，所述第二切换单元包括第一连接点、第二连接点和第三连接点，其中，第一连接点连接第二电压端，所述第一连接点和所述第二电压端之间设置有限流电阻R9，所述第二连接点连接CPE1_CO_CPE端，所述第三连接点接地。第二切换单元配合第二VDSL2主控单元实现第二VDSL2长线接入单元CO与CPE两种状态的切换。通过人为的短接第二切换单元的第一连接点、第二连接点或第二连接点、第三连接点，即可实现CO端与CPE端模式的任意切换。
更进一步的，还包括第一VDSL2主控单元和网络数据交换模块，所述第一VDSL2主控单元还包括第一VDSL2主控芯片、第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM，所述第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM均连接所述第一VDSL2主控芯片，第一VDSL2长线接入单元和网络数据交换模块均连接所述第一VDSL2主控芯片。
更进一步的，还包括第二VDSL2主控单元和网络数据交换模块，所述第二VDSL2主控单元还包括第二VDSL2主控芯片、第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM，所述第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM均连接所述第二VDSL2主控芯片，第二VDSL2长线接入单元和网络数据交换模块均连接所述第二VDSL2主控芯片。
还公开了一种基于VDSL2的网络装置，采用如下的技术方案：
一种基于VDSL2的网络装置，包括VDSL2传输模块和网络数据交换模块，所述VDSL2传输模块为权利要求1-9任一项所述的VDSL2长线传输模块，还包括Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备，所述VDSL2传输模块通过网络数据交换模块连接所述Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备。
有益效果：本发明的VDSL2长线传输模块的第一VDSL2长线接入单元利用新的混合型滤波手段，对特定频率进行过滤，使得有益信号更加纯净，对特定频率的放大，使得有益小信号的放大杂波更少，信号可靠性更强，从而使得传输距离更远，传输信号质量较好，抗干扰能力强，可靠性高。利用特制的隔离变压器TDA254即可以与混合滤波器形成良好的滤波功能，又可以实现6000V的隔离，有效的保护了长线接入系统，实现了外部环境与内部系统的有效隔离。第一VDSL2长线接入单元的第一ISL1557芯片、第一隔离变压器TDA254及其附属电路具有强大的驱动功能，传输线缆在不高于2km时传输速率能达到20Mbps，可以满足8路以上的D1标清视频或4路以上720p的高清视频传输。
附图说明
图1是第一VSPA210芯片的U1302C模块的结构示意图；
图2是第一长线接入单元的结构示意图；
图3是第一常闭继电器LS3的结构示意图；
图4是第二常闭继电器LS2的结构示意图；
图5是第二长线接入单元的结构示意图；
图6是第二VSPA210芯片的U1304C模块的结构示意图；
图7是第二VSPA210芯片的U1303A模块的结构示意图；
图8是第一切换单元的结构示意图；
图9是第二切换单元的结构示意图；
图10是第一VSPA210芯片的U1301A模块的结构示意图；
图11是第一VDSL2主控单元的结构示意图；
图12是第二VDSL2主控单元的结构示意图；
图13是网络数据交换模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，本发明的VDSL2长线传输模块，包括第一VDSL2长线接入单元、第二VDSL2长线接入单元、异常状态数据流向控制单元、第一切换单元、第二切换单元、第一VDSL2主控单元、第二VDSL2主控单元和网络数据交换模块。
请参阅图2所示，第一VDSL2长线接入单元包括第一ISL1557芯片、第一隔离变压器TDA254，第一ISL1557芯片包括17个引脚。
其中，第3引脚和第10引脚分别连接CPE0_AOUTP端和CPE0_AOUTN端，第3引脚和CPE0_AOUTP端之间设置有限流电阻R58和电容C119，第10引脚和CPE0_AOUTN端之间设置有限流电阻R61和电容C118。
限流电阻R58连接电容C119的一端通过限流电阻R65连接分压电阻R1420、分压电阻R1423和电容C1409的一端，限流电阻R61连接电容C118的一端通过限流电阻R64连接分压电阻R1420、分压电阻R1423和电容C1409的一端，分压电阻R1420的另一端连接12V的电压端，分压电阻R1423和电容C1409的另一端接地。
第14引脚连接12V的电压端，第4引脚、第7引脚和第17引脚相互连接并接地，第14引脚通过并联连接的滤波电容C128和电容C116连接第4引脚、第7引脚和第17引脚。
第8引脚和第9引脚相互连接并接地。
第13引脚、第11引脚、第2引脚和第16引脚依次连接，其中，第13引脚和第11引脚之间设置有反馈电阻R92，第11引脚和第2引脚之间设置有电容C113和反馈电阻R69，第2引脚和第16引脚之间设置有反馈电阻R81；第13引脚和第16引脚均连接CPE0_AINN端和CPE0_AINP端，第16引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R93和电容C121，第16引脚和CPE0_AINP端之间设置有限流电阻R83和限流电阻R80；第13引脚和CPE0_AINP端之间设置有限流电阻R67和电容C122，第13引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R84、限流电阻R60和电容C121。第1引脚、第5引脚、第6引脚、第12引脚和第15引脚未使用。
第一隔离变压器TDA254包括8个连接端，其中，第3连接端、第5连接端、第8连接端和第2连接端分别设置在第一隔离变压器TDA254的两端，第1连接端、第4连接端、第6连接端和第7连接端均设置在第一隔离变压器TDA254的中部，第5连接端、第6连接端、第7连接端和第8连接端设置在第一隔离变压器TDA254的一侧，第1连接端、第2连接端、第3连接端和第4连接端设置在第一隔离变压器TDA254的另一侧。
限流电阻R83和限流电阻R80的连接点连接第5连接端，限流电阻R84和限流电阻R60的连接点连接第8连接端，第3连接端和第2连接端分别连接CPE0_TIP端和CPE0_RING端，第5连接端与第3连接端相互对应，第8连接端和第2连接端相互对应。第6连接端和第7连接端之间设置有并联连接的电容C124和限流电阻R539，第1连接端和第4连接端之间设置有电容C115。
请参阅图5所示，第二VDSL2长线接入单元包括第二ISL1557芯片、第二隔离变压器TDA254、第二ISL1557芯片包括17个引脚，
其中，第三引脚和第十引脚分别连接CPE1_AOUTP端和CPE1_AOUTN端，第三引脚和CPE1_AOUTP端之间设置有限流电阻R214和电容C154，第十引脚和CPE1_AOUTN端之间设置有限流电阻R215和电容C156；
限流电阻R214连接电容C154的一端通过限流电阻R190连接分压电阻R1421、分压电阻R1424和电容C1410的一端，限流电阻R215连接电容C156的一端通过限流电阻R71连接分压电阻R1421、分压电阻R1424和电容C1410的一端，分压电阻R1421的另一端连接12V的电压端，分压电阻R1424和电容C1410的另一端接地。
第十四引脚连接12V的电压端VDD12，第四引脚、第七引脚和第十七引脚相互连接并接地，第十四引脚通过并联连接的滤波电容C145和电容C153连接第四引脚、第七引脚和第十七引脚。
第八引脚和第九引脚相互连接并接地。
第十三引脚、第十一引脚、第二引脚和第十六引脚依次连接，其中，第十三引脚和第十一引脚之间设置有反馈电阻R212，第十一引脚和第二引脚之间设置有电容C144和反馈电阻R216，第二引脚和第十六引脚之间设置有反馈电阻R209。
第十三引脚和第十六引脚均连接CPE1_AINN端和CPE1_AINP端，第十六引脚和CPE1_AINN端之间设置有限流电阻R213和电容C159，第十六引脚和CPE1_AINP端之间设置有限流电阻R210、限流电阻R208和电容C126；第十三引脚和CPE1_AINP端之间设置有限流电阻R191和电容C126，第十三引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R211、限流电阻R63和电容C159。第一引脚、第五引脚、第六引脚、第十二引脚和第十五引脚均未使用。
第二隔离变压器TDA254包括8个连接端，其中，第三连接端、第五连接端、第八连接端和第二连接端分别设置在第二隔离变压器TDA254的两端，第一连接端、第四连接端、第六连接端和第七连接端均设置在第二隔离变压器TDA254的中部，第五连接端、第六连接端、第七连接端和第八连接端设置在第二隔离变压器TDA254的一侧，第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端设置在第二隔离变压器TDA254的另一侧。限流电阻R210和限流电阻R208的连接点连接第五连接端，限流电阻R211和限流电阻R63的连接点连接第八连接端。第三连接端和第二连接端分别连接CPE1_TIP端和CPE1_RING端，第五连接端与第三连接端相互对应，第八连接端和第二连接端相互对应。第六连接端和第七连接端之间设置有并联连接的电容C134和限流电阻R541，第1连接端和第4连接端之间设置有电容C130。
ISL1557芯片与隔离变压器TDA254的结合更有利于VDSL2长线传输模块传输速度和传输质量的提高。两路VDSL2长线接入单元的使用使得VDSL2长线传输模块可以适应更远的传输距离。
请参阅图3和图4所示，异常状态数据流向控制单元包括第一常闭继电器LS3和第二常闭继电器LS2，第一常闭继电器LS3包括第一常闭端、第二常闭端、第一常开端、第二常开端和第一线圈，第一常闭端与第一常开端相互对应，第二常闭端与第二常开端相互对应，第一常开端和第二常开端之间设置有集成电路2RM230L-8，第一常开端和第二常开端分别连接CPE0_TIP端和CPE0_RING端，第一常闭端连接TIP端，第二常闭端连接RING端。第一线圈的一端接地，第一线圈的另一端通过电感L29连接5V的电压端，第一线圈的两端之间设置有二极管D20，二极管的型号为LL4148。
第二常闭继电器LS2包括第三常闭端、第四常闭端、第三常开端、第四常开端和第二线圈，第三常闭端与第三常开端相互对应，第四常闭端与第四常开端相互对应，第三常开端和第四常开端之间设置有集成电路2RM230L-8，第三常开端和第四常开端分别连接CPE1_TIP端和CPE1_RING端，第三常闭端连接RING端，第四常闭端连接TIP端。第二线圈的一端接地，第二线圈的另一端通过电感L28连接5V的电压端，第二线圈的两端之间设置有二极管D21，二极管的型号为LL4148。
异常状态数据流向控制单元包括第一常闭继电器LS3和第二常闭继电器LS2，异常状态数据流向控制单元用于实现故障自动切除本机功能，两个常闭继电器当基站上电后继电器打开，使基站能正常工作，当基站掉电后，继电器不能正常工作，故处于闭合状态，输入输出自动短接，切除本机功能，在进行双绞线多级级联连接时，实现在本机故障或断电时自动断开本机连接，同时将前级和后级有效连接，保证整个网络系统网络数据交换正常。
请参阅图1、图6、图7、图10、图11和图12所示，还包括第一VDSL2主控单元和网络数据交换模块，第一VDSL2主控单元还包括第一VDSL2主控芯片、第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM，第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM均连接第一VDSL2主控芯片，第一VDSL2长线接入单元和网络数据交换模块均连接第一VDSL2主控芯片。第一VDSL2主控芯片通过外围的第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM来实现自身的正常工作，通过第一切换单元来确定是CO端还是CPE端，通过与第一VDSL2长线接入单元相连，将经过物理转换的信号通过MII接口传递到网络数据交换模块。
还包括第二VDSL2主控单元和网络数据交换模块，第二VDSL2主控单元还包括第二VDSL2主控芯片、第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM，第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM均连接第二VDSL2主控芯片，第二VDSL2长线接入单元和网络数据交换模块均连接第二VDSL2主控芯片。第二VDSL2主控芯片通过外围的第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM来实现自身的正常工作，通过第二切换单元来确定是CO端还是CPE端，通过与第二VDSL2长线接入单元相连，将经过物理转换的信号通过MII接口传递到网络数据交换模块。
第一VDSL2主控芯片为第一VSPA210芯片，第一VSPA210芯片包括U1301A模块和U1302C模块，U1302C模块包括第一AOUTP端、第一AOUTN端、第一VDSL_AINP端和第一VDSL_AINN端，第一AOUTP端和第一AOUTN端分别连接CPE0_AOUTP端和CPE0_AOUTN端，第一VDSL_AINP端和第一VDSL_AINN端分别连接CPE0_AINP端和CPE0_AINN端；U1301A模块包括第一GPIO11/NTR_CLK端，第一GPIO11/NTR_CLK端连接CPE0_CO_CPE端。第一VDSL2主控单元通过与第一VDSL2长线接入单元相连，将经过物理转换的信号传递到网络数据交换模块。
第二VDSL2主控芯片为第二VSPA210芯片，第二VSPA210芯片包括U1303A模块和U1304C模块，U1304C模块包括第二AOUTP端、第二AOUTN端、第二VDSL_AINP端和第二VDSL_AINN端，第二AOUTP端和第二AOUTN端分别连接CPE1_AOUTP端和CPE1_AOUTN端，第二VDSL_AINP端和第二VDSL_AINN端分别连接CPE1_AINP端和CPE1_AINN端；U1303A模块包括第二GPIO11/NTR_CLK端，第二GPIO11/NTR_CLK端连接CPE1_CO_CPE端。第二VDSL2主控单元通过与第二VDSL2长线接入单元相连，将经过物理转换的信号传递到网络数据交换模块。
请参阅图8所示，第一切换单元包括第1连接点、第2连接点和第3连接点，其中，第1连接点连接第一电压端，第1连接点和电压端之间设置有限流电阻R8，第2连接点连接CPE0_CO_CPE端，第3连接点接地。第一切换单元配合第一VDSL2主控单元实现第一VDSL2长线接入单元CO与CPE两种状态的切换。通过人为的短接第一切换单元的第1连接点、第2连接点或第2连接点、第3连接点，即可实现CO端与CPE端模式的任意切换。
请参阅图9所示，第二切换单元包括第一连接点、第二连接点和第三连接点，其中，第一连接点连接第二电压端，第一连接点和第二电压端之间设置有限流电阻R9，第二连接点连接CPE1_CO_CPE端，第三连接点接地。第二切换单元配合第二VDSL2主控单元实现第二VDSL2长线接入单元CO与CPE两种状态的切换。通过人为的短接第二切换单元的第一连接点、第二连接点或第二连接点、第三连接点，即可实现CO端与CPE端模式的任意切换。
还公开了一种基于VDSL2的网络装置，采用如下的技术方案：
一种基于VDSL2的网络装置，包括VDSL2传输模块和网络数据交换模块，VDSL2传输模块为如上的VDSL2长线传输模块，还包括Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备，VDSL2传输模块通过网络数据交换模块连接Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备。
请参阅图13所示，为网络数据交换模块原理框图。网络数据交换模块包括网络数据交换芯片、PHY芯片、变压器，网络数据交换芯片连接第一VDSL2主控单元，网络数据交换芯片通过PHY芯片连接第二VDSL2主控单元，网络数据交换芯片通过变压器连接网口。其中，网络数据交换芯片为BCM5325E芯片，网络数据交换芯片通过MII接口连接第一VDSL2主控单元，PHY芯片为BCM5221芯片，PHY芯片也通过MII接口连接第二VDSL2主控单元，
网络数据交换(Switch)芯片BCM5325E来完成数据交换，BCM5325E通过MII接口与一路VDSL2主控单元相连，BCM5325E通过PHY芯片BCM5221外扩一路MII接口与另外一路VDSL2主控单元相连，从而实现两路VDSL2数据的交换，BCM5325E通过变压器(transformer)和网口实现接入以太网，BCM5325E通过与Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备相连，实现Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备与以太网的数据交换。
本发明的VDSL2长线传输模块的第一VDSL2长线接入单元利用新的混合型滤波手段，对特定频率进行过滤，使得有益信号更加纯净，对特定频率的放大，使得有益小信号的放大杂波更少，信号可靠性更强，从而使得传输距离更远，传输信号质量较好，抗干扰能力强，可靠性高。利用特制的隔离变压器TDA254即可以与混合滤波器形成良好的滤波功能，又可以实现6000V的隔离，有效的保护了长线接入系统，实现了外部环境与内部系统的有效隔离。第一VDSL2长线接入单元的第一ISL1557芯片、第一隔离变压器TDA254及其附属电路具有强大的驱动功能，传输线缆在不高于2km时传输速率能达到20Mbps，可以满足8路以上的D1标清视频或4路以上720p的高清视频传输。
Claims (10)
1.一种VDSL2长线传输模块，其特征在于，包括第一VDSL2长线接入单元，所述第一VDSL2长线接入单元包括第一ISL1557芯片、第一隔离变压器TDA254、所述第一ISL1557芯片包括17个引脚，
其中，第3引脚和第10引脚分别连接CPE0_AOUTP端和CPE0_AOUTN端，所述第3引脚和所述CPE0_AOUTP端之间设置有限流电阻R58和电容C119，所述第10引脚和CPE0_AOUTN端之间设置有限流电阻R61和电容C118；
限流电阻R58连接电容C119的一端通过限流电阻R65连接分压电阻R1420、分压电阻R1423和电容C1409的一端，限流电阻R61连接电容C118的一端通过限流电阻R64连接分压电阻R1420、分压电阻R1423和电容C1409的一端，所述分压电阻R1420的另一端连接12V的电压端，所述分压电阻R1423和电容C1409的另一端接地；
第14引脚连接12V的电压端，第4引脚、第7引脚和第17引脚相互连接并接地，第14引脚通过并联连接的滤波电容C128和电容C116连接第4引脚、第7引脚和第17引脚；
第8引脚和第9引脚相互连接并接地；
第13引脚、第11引脚、第2引脚和第16引脚依次连接，其中，第13引脚和第11引脚之间设置有反馈电阻R92，第11引脚和第2引脚之间设置有电容C113和反馈电阻R69，第2引脚和第16引脚之间设置有反馈电阻R81；第13引脚和第16引脚均连接CPE0_AINN端和CPE0_AINP端，第16引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R93和电容C121，第16引脚和CPE0_AINP端之间设置有限流电阻R83和限流电阻R80；第13引脚和CPE0_AINP端之间设置有限流电阻R67和电容C123，第13引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R84、限流电阻R60和电容C121；
第1引脚、第5引脚、第6引脚、第12引脚和第15引脚未使用；
所述第一隔离变压器TDA254包括8个连接端，其中，第3连接端、第5连接端、第8连接端和第2连接端分别设置在所述第一隔离变压器TDA254的两端，第1连接端、第4连接端、第6连接端和第7连接端均设置在所述第一隔离变压器TDA254的中部，第5连接端、第6连接端、第7连接端和第8连接端设置在所述第一隔离变压器TDA254的一侧，第1连接端、第2连接端、第3连接端和第4连接端设置在所述第一隔离变压器TDA254的另一侧，所述限流电阻R83和限流电阻R80的连接点连接第5连接端，所述限流电阻R84和限流电阻R60的连接点连接第8连接端，第3连接端和第2连接端分别连接CPE0_TIP端和CPE0_RING端，第5连接端与第3连接端相互对应，第8连接端和第2连接端相互对应，所述第6连接端和第7连接端之间设置有并联连接的电容C124和限流电阻R539，所述第1连接端和第4连接端之间设置有电容C115。
2.如权利要求1所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括第二VDSL2长线接入单元，所述第二VDSL2长线接入单元包括第二ISL1557芯片、第二隔离变压器TDA254、所述第二ISL1557芯片包括17个引脚，
其中，第三引脚和第十引脚分别连接CPE1_AOUTP端和CPE1_AOUTN端，所述第三引脚和CPE1_AOUTP端之间设置有限流电阻R214和电容C154，所述第十引脚和CPE1_AOUTN端之间设置有限流电阻R215和电容C156；
限流电阻R214连接电容C154的一端通过限流电阻R190连接分压电阻R1421、分压电阻R1424和电容C1410的一端，限流电阻R215连接电容C156的一端通过限流电阻R71连接分压电阻R1421、分压电阻R1424和电容C1410的一端，所述分压电阻R1421的另一端连接12V的电压端，所述分压电阻R1424和电容C1410的另一端接地；
第十四引脚连接12V的电压端，第四引脚、第七引脚和第十七引脚相互连接并接地，第十四引脚通过并联连接的滤波电容C145和电容C153连接第四引脚、第七引脚和第十七引脚；
第八引脚和第九引脚相互连接并接地；
第十三引脚、第十一引脚、第二引脚和第十六引脚依次连接，其中，第十三引脚和第十一引脚之间设置有反馈电阻R212，第十一引脚和第二引脚之间设置有电容C144和反馈电阻R216，第二引脚和第十六引脚之间设置有反馈电阻R209，
第十三引脚和第十六引脚均连接CPE1_AINN端和CPE1_AINP端，第十六引脚和CPE1_AINN端之间设置有限流电阻R213和电容C159，第十六引脚和CPE1_AINP端之间设置有限流电阻R210、限流电阻R208和电容C126；第十三引脚和CPE1_AINP端之间设置有限流电阻R191和电容C126，第十三引脚和CPE0_AINN端之间设置有限流电阻R211、限流电阻R63和电容C159；
第一引脚、第五引脚、第六引脚、第十二引脚和第十五引脚均未使用；
所述第二隔离变压器TDA254包括8个连接端，其中，第三连接端、第五连接端、第八连接端和第二连接端分别设置在所述第二隔离变压器TDA254的两端，第一连接端、第四连接端、第六连接端和第七连接端均设置在所述第二隔离变压器TDA254的中部，第五连接端、第六连接端、第七连接端和第八连接端设置在所述第二隔离变压器TDA254的一侧，第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端设置在所述第二隔离变压器TDA254的另一侧，所述限流电阻R210和限流电阻R208的连接点连接第五连接端，所述限流电阻R211和限流电阻R63的连接点连接第八连接端，第三连接端和第二连接端分别连接CPE1_TIP端和CPE1_RING端，第五连接端与第三连接端相互对应，第八连接端和第二连接端相互对应；所述第六连接端和第七连接端之间设置有并联连接的电容C134和限流电阻R541，所述第1连接端和第4连接端之间设置有电容C130。
3.如权利要求2所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括异常状态数据流向控制单元，所述异常状态数据流向控制单元包括第一常闭继电器LS3和第二常闭继电器LS2，所述第一常闭继电器LS3包括第一常闭端、第二常闭端、第一常开端和第二常开端，所述第一常闭端与所述第一常开端相互对应，所述第二常闭端与所述第二常开端相互对应，所述第一常开端和第二常开端之间设置有集成电路2RM230L-8，所述第一常开端和第二常开端分别连接所述CPE0_TIP端和CPE0_RING端，所述第一常闭端连接TIP端，所述第二常闭端连接RING端；
所述第二常闭继电器LS2包括第三常闭端、第四常闭端、第三常开端和第四常开端，所述第三常闭端与所述第三常开端相互对应，所述第四常闭端与所述第四常开端相互对应，所述第三常开端和第四常开端之间设置有集成电路2RM230L-8，所述第三常开端和第四常开端分别连接所述CPE1_TIP端和CPE1_RING端，所述第三常闭端连接所述RING端，所述第四常闭端连接所述TIP端。
4.如权利要求1所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括第一VDSL2主控单元，所述第一VDSL2主控单元包括第一VSPA210芯片，所述第一VSPA210芯片包括U1301A模块和U1302C模块，所述U1302C模块包括第一AOUTP端、第一AOUTN端、第一VDSL_AINP端和第一VDSL_AINN端，所述第一AOUTP端和第一AOUTN端分别连接所述CPE0_AOUTP端和所述CPE0_AOUTN端，所述第一VDSL_AINP端和第一VDSL_AINN端分别连接CPE0_AINP端和CPE0_AINN端；所述U1301A模块包括第一GPIO11/NTR_CLK端，所述第一GPIO11/NTR_CLK端连接CPE0_CO_CPE端。
5.如权利要求2所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括第二VDSL2主控单元，所述第二VDSL2主控单元包括第二VSPA210芯片，所述第二VSPA210芯片包括U1303A模块和U1304C模块，所述U1304C模块包括第二AOUTP端、第二AOUTN端、第二VDSL_AINP端和第二VDSL_AINN端，所述第二AOUTP端和第二AOUTN端分别连接所述CPE1_AOUTP端和所述CPE1_AOUTN端，所述第二VDSL_AINP端和第二VDSL_AINN端分别连接CPE1_AINP端和CPE1_AINN端；所述U1303A模块包括第二GPIO11/NTR_CLK端，所述第二GPIO11/NTR_CLK端连接CPE1_CO_CPE端。
6.如权利要求1所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括第一切换单元，所述第一切换单元包括第1连接点、第2连接点和第3连接点，其中，第1连接点连接第一电压端，所述第1连接点和所述电压端之间设置有限流电阻R8，所述第2连接点连接CPE0_CO_CPE端，所述第3连接点接地。
7.如权利要求2所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括第二切换单元，所述第二切换单元包括第一连接点、第二连接点和第三连接点，其中，第一连接点连接第二电压端，所述第一连接点和所述第二电压端之间设置有限流电阻R9，所述第二连接点连接CPE1_CO_CPE端，所述第三连接点接地。
8.如权利要求2所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，还包括第一VDSL2主控单元、第二VDSL2主控单元、第一切换单元、第二切换单元和网络数据交换模块，所述第一VDSL2主控单元还包括第一VDSL2主控芯片、第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM，所述第一Crystal、第一SPIFlash和第一SDRAM均连接所述第一VDSL2主控芯片，第一VDSL2长线接入单元、第一切换单元和网络数据交换模块均连接所述第一VDSL2主控芯片，所述第二VDSL2主控单元还包括第二VDSL2主控芯片、第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM，所述第二Crystal、第二SPIFlash和第二SDRAM均连接所述第二VDSL2主控芯片，第二VDSL2长线接入单元和第二切换单元均连接所述第二VDSL2主控芯片，所述第一VDSL2主控芯片和第二VDSL2主控芯片均连接所述网络数据交换模块。
9.如权利要求8所述的VDSL2长线传输模块，其特征在于，所述网络数据交换模块包括网络数据交换芯片、PHY芯片、变压器和网口，所述网络数据交换芯片连接第一VDSL2主控单元，所述网络数据交换芯片通过所述PHY芯片连接第二VDSL2主控单元，所述网络数据交换芯片通过所述变压器连接所述网口。
10.一种基于VDSL2的网络装置，其特征在于，包括VDSL2传输模块和网络数据交换模块，所述VDSL2传输模块为权利要求1-9任一项所述的VDSL2长线传输模块，还包括Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备，所述VDSL2传输模块通过网络数据交换模块连接所述Wifi基站、3G基站、网络交换机、网络摄像仪或矿井下网络设备。
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Date of cancellation: 20220408 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Bank of Nanjing Limited by Share Ltd. Nanjing branch Pledgor: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. Registration number: 2018320000122 |