CN104125016B - 一种以太网光纤接口电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太网光纤接口电路，该电路包括：光纤接口电路，其用于将接收到的输入光信号转换为输入电信号后传输给信号匹配电路，并将信号匹配电路传输来的输出电信号转换为输出光信号后进行输出；信号匹配电路，其用于吸收光纤接口电路与以太网接口电路之间的反射信号；以太网接口电路，其用于将输入电信号进行转换后输出给以太网设备，并将以太网设备传输来的输出电信号进行转换后传输给光纤接口电路，还根据接收到的输入电信号判断光纤接口电路与外部器件之间的连接状态。本发明不仅能够提高电路接口连接的可靠性，还能够保证有效吸收信号线中存在的反射波，从而提高了信号传输的质量。

Description

一种以太网光纤接口电路

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，具体地说，涉及一种以太网光纤接口电路。

背景技术

传统的以太网光纤接口电路是由以太网光电转换模块、电阻分压网络、以太网接口电路组成。现有的以太网接口电路需要光模块提供SD信号，才能对光纤链路的状态进行判断，这增加了不同以太网光纤接口之间传输信号的数量，不利于电路的简化。

同时，现有的以太网光纤电路中，以太网光模块和以太网接口电路之间使用电阻分压网络进行信号匹配。当传输路径上发生信号反射时，电阻分压网络无法完全吸收反射信号，这也导致了光电转换模块和以太网接口电路之间的信号传输质量不佳。

基于上述情况，亟需一种能够有效保证信号传输质量的、简单可用的以太网光纤接口电路。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种以太网光纤接口电路，所述电路包括光纤接口电路、信号匹配电路和以太网接口电路，所述信号匹配电路连接在所述光纤接口电路和以太网接口电路之间，其中，

所述光纤接口电路用于将接收到的输入光信号转换为输入电信号传输后给所述信号匹配电路，并将所述信号匹配电路传输来的输出电信号转换为输出光信号后进行输出；

所述信号匹配电路用于吸收所述光纤接口电路与以太网接口电路之间的反射信号；

所述以太网接口电路用于将所述信号匹配电路传输来的输入电信号进行转换后输出给以太网设备，并将所述以太网设备传输来的输出电信号进行转换后传输给所述信号匹配电路，还根据接收到的正常数据或故障数据判断所述光纤接口电路与外部器件之间的连接状态。

根据本发明的一个实施例，所述光纤接口电路的光纤接口为螺纹式接口。

根据本发明的一个实施例，所述光纤接口电路的光纤接口为旋转卡接式接口。

根据本发明的一个实施例，所述信号匹配电路包括第一电容匹配电路、第一电阻匹配电路和第二电阻匹配电路，其中，所述第一电容匹配电路和第一电阻匹配电路连接在所述光纤接口电路的第四端口与所述以太网接口电路的第二端口之间，所述第二电阻匹配电路连接在所述光纤接口电路的第三端口与所述以太网接口电路的第一端口之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一电容匹配电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容分别连接在所述光纤接口电路的第四端口输出的正负差分信号线与地之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一电容匹配电路包括第三电容，所述第三电容连接在所述光纤接口电路的电源与地之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一电阻匹配电路包括：

第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的一端均与预设电源连接，另一端分别与所述光纤接口电路的第四端口输出的正负差分信号线连接；

第三电阻和第四电阻，所述第三电阻和第四电阻的一端均与地连接，另一端分别与所述光纤接口电路的第四端口输出的正负差分信号线连接。

根据本发明的一个实施例，所述第二电阻匹配电路包括：

第五电阻，其连接在所述光纤接口库电路的第三端口输出的正负差分信号线之间。

根据本发明的一个实施例，所述第五电阻设置在靠近所述光纤接口电路的第三端口处。

根据本发明的一个实施例，

当所述光纤接口电路的第二端口没有接收到有效数据时，所述以太网接口电路判断所述光纤接口电路与外部光纤接口电路之间的连接异常，并通过所述光纤接口电路的第一端口向所述外部光纤接口电路发送故障数据；

当所述光纤接口电路的第二端口接收到所述故障数据后，所述以太网接口电路判断所述光纤接口电路与外部光纤接口电路之间的连接正常，并通过所述光纤接口电路的第一端口向所述外部光纤接口电路发送有效数据。

本发明所提供的以太网光纤接口电路的光纤接口采用了螺纹式接口或旋转卡接式接口等可靠的接口形式。相较于现有的卡扣式接口，本发明所采用的接口的抗振性更好，这样便能够有效避免因振动而产生的接口连接不可靠的问题。同时，本发明所采用的接口形式还能够更加方便地对断面进行处理，这样便能够保证良好的密封性，从而达到了防止灰尘进入的目的。

所以相较于现有的以太网接口电路所采用的卡扣式接口，本发明所提供的光纤接口能够保证光纤接口电路在振动或灰尘较多的恶劣工业场合下的连接可靠性以及光纤通信的正常。

现有的以太网光纤接口电路中以太网光模块和以太网接口电路之间采用电阻网络进行信号匹配。但是当传输路径上出现信号反射时，电阻网络无法完全吸收输出路径中存在的反射信号，这导致了现有的以太网光纤接口电路的信号传输质量不佳。本发明通过增加电容匹配电路来对信号线上的发射信号进行吸收，这样提高了信号传输的质量。

此外，本发明所提供的以太网光纤接口电路通过对光纤链路中传输的数据进行检测，根据所检测到的特定数据流来判断光纤链路是否连接上，从而判断光纤链路的连接状态。所以相较于现有的以太网光纤接口电路，本发明所提供的接口电路不需要光纤接口电路提供SD信号来对光纤链接状态进行判断，这样便简化了电路结构。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的以太网接光纤接口电路的结构图；

图2是根据本发明一个实施例的电容匹配的原理图；

图3是根据本发明一个实施例的光纤接口电路和信号匹配电路的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

图1示出了本实施例所提供的以太网光纤接口电路的结构图。

如图1所示，以太网光纤接口电路100的一端与外部光纤接口电路101连接，另一端与以太网设备102连接，以用于将光纤网络和以太网网络有效连通。

具体地，本实施例中，以太网光纤接口电路100包括光纤接口电路103、信号匹配电路104和以太网接口电路105。其中，光纤接口电路103的第一端口(本实施例中，第一端口即TD端口)和第二端口(即RD端口)分别与外部光纤接口电路101的RD端口和TD端口对应连接。

这样，由外部光纤接口电路101通过其TD端口发出的输入光信号便可以由光纤接口电路103的RD端口(即光信号输入端口)输入到以太网光纤接口电路100中。而以太网光纤接口电路100也可以通过光纤接口电路103的TD端口(即光信号输出端口)向外部光纤接口电路101的RD端口输出光信号。这样便实现了外部光纤接口电路101与以太网光纤接口电路100之间的光信号的传输。

本实施例中，外部光纤接口电路101的电路结构与光纤接口电路103相同。当然，在本发明的其他实施例中，外部光纤接口电路也可以采用其他合理的电路形式，本发明不限于此。

由于现有的以太网光纤接口电路中的光纤接口电路采用的是卡扣式的接口结构。而这种卡扣式的接口结构具有诸多的局限性，例如在振动或者尘埃较多等恶劣的工业场合中，卡扣式的接口结构容易出现连接不可靠或是连接处进灰的现象，从而导致通信故障。

针对现有光纤接口电路的上述缺陷，本实施例所提供的光纤接口电路103的光纤接口采用了螺纹式接口。相较于现有的卡扣式接口，螺纹式接口的抗振性更好，这样便能够有效避免因振动而产生的接口连接不可靠的问题。同时，螺纹式接口还能够方便地对断面进行处理，这样便能够使得接口处保证良好的密封性，从而达到了防止灰尘进入的目的。所以本实施例所提供的光纤接口电路通过采用螺纹式的光纤接口，保证了在振动或灰尘较多的恶劣工业场合下光纤接口电路的接口连接可靠性以及光纤通信的正常。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，光纤接口电路中的光纤接口的还可以采用其他合理的结构形式，例如旋卡式光纤接口，来达到相同或相近的效果，本发明不限于此。

现有的以太网光纤接口电路中以太网光模块和以太网接口电路之间采用电阻网络进行信号匹配。但是当传输路径上出现信号反射时，电阻网络无法完全吸收输出路径中存在的反射信号，这导致了现有的以太网光纤接口电路的信号传输质量不佳。

本实施例中，提供了一种能够吸收上述反射信号的匹配电路。如图1所示，信号匹配电路104连接在光纤接口电路103和以太网接口电路105之间。具体地，本实施例中，信号匹配电路104包括第一电容匹配电路104a、第一电阻匹配电路104b和第二电阻匹配电路104c。其中，第一电容匹配电路104a和第一电阻匹配电路104b串联在光纤接口电路103的第四端口(即TX端口)和以太网接口电路105的第二端口(即RX端口)之间，第二电阻匹配电路104c连接在光纤接口电路103的第三端口(即RX端口)和以太网接口电路105的第一端口(即TX端口)之间。

第一电阻匹配电路104b和第二电阻匹配电路104c的等效阻抗分别与相应的信号线的特性阻抗相等，从而实现对光纤接口电路103和以太网接口电路105之间的传输信号的阻抗进行匹配。

第一电容匹配电路104a能够对光纤接口电路103和以太网接口电路105之间的发射信号进行吸收，图2示出了电容匹配的原理示意图。如图2所示，第一电容匹配电路进行发射信号吸收的具体原理是在信号线与地之间放置滤波电容，利用该电容来对信号线上的发射信号进行吸收。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，电容匹配电路还可以包括连接在其他合理的位置处的第三电容，例如连接在电源与地之间等，以此改善光纤接口电路和/或以太网接口电路的电源的质量，从而提高信号传输的可靠性，本发明不限于此。

图3示出了本实施例中光纤接口电路和信号匹配电路的电路原理图。

如图3所示，本实施例中，光纤接口电路的功能芯片采用了OEA02D2700芯片。该芯片接收到输入光信号后，将该输入光信号转换为串行输入差分电信号，并相应地通过TX+端口和TX-端口输出。

TX+端口和TX-端口输出的串行输入电信号首先经过由第一电容(即电容C2728)和第二电容(即电容C2729)构成的电容匹配电路来滤除信号中的反射信号。其中，电容C2728连接在与光纤接口电路的TX+端口连接的正差分信号线与地之间，而电容C2729连接在与TX-端口连接的负差分信号线与地之间。

随后该串行输入电信号再通过由第一电阻(即电阻R2726)、第二电阻(即电阻R2727)、第三电阻(即电阻R2724)和第四电阻(即电阻R2725)构成的第一电阻匹配电路来进行阻抗匹配。其中，电阻R2726和电阻R2727的一端局域预设3.3V电源连接，另一端分别与光纤接口电路的TX+端口和TX-端口输出的正负差分信号线连接。

最后通过第一电阻匹配电路的串行输入电信号被传输到以太网接口电路，以太网接口电路能够将接收到的串行输入电信号进行转换后通过TD+端口和TD-端口传输给相应的以太网设备。

以太网接口电路通过RD端口接收到由以太网设备的TD端口发出的串行输出差分电信号，并将该串行输出差分信号转换为并行信号后再转换为串行输出差分信号，随后将得到的串行输出差分信号通过以太网接口电路的第一端口(即TX端口)向光纤接口电路的RX端口发送。在传输的过程中，上述串行输出电信号会经过由电阻R1859构成的第二电阻匹配电路进行阻抗匹配。本实施例中，第二电阻匹配电路包括第五电阻(即电阻R1859)，电阻R1859设置在靠近光纤接口电路的RX端口的位置处，其并联在RX+信号线和RX-信号线两端。

本实施例中，以太网接口电路将以太网设备传输来的串行输出差分信号先进行串并转换，再进行并串转换后传输给光纤接口电路，进行串并转换的过程是为了得到的并行信号以供实现其他功能使用。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，以太网接口电路也可以不进行串并转换以及并串转换的过程，本发明不限于此。

此外，以太网设备与以太网接口电路之间的信号形式，以及以太网接口电路与光纤接口电路之间的信号形式，也并不限定于并行信号或串行信号，在本发明的其他实施例中，也可以为其他合理的信号形式，本发明不限于此。

从图3中可以看出，本实施例所提供的光纤接口电路将SD端口通过电阻R2701与3.3V电源连接，所以在进行数据通信时就不需要使用SD信号，而是根据特定的数据流来判断光纤接口电路与外部光纤接口电路之间的光纤链路是否连接上。以下结合图1所示出的电路结构图来对该过程进行进一步地阐述。

具体地，在使用时，光纤接口电路103通过自身的TD端口与外部光纤接口电路101的RD端口连接，通过自身的RD端口与外部光纤接口电路101的TD端口连接。

当光纤接口接口电路103的TD端口与外部光纤接口电路101的RD端口之间的光纤链接断开时，外部光纤接口电路101将接收不到以太网光纤接口接口电路100发送的有效数据。此时外部光纤接口电路101在其自身的TD端口上发送故障数据。以太网接口接口电路105通过光纤接口电路103接收到该故障数据后，根据该故障数据即可判断出此时光纤接口接口电路103的TD端口与外部光纤接口电路101的RD端口之间的光纤链接断开。

当光纤接口接口电路103的TD端口与外部光纤接口电路101的RD端口之间的光纤链接正常连接时，外部光纤接口电路101的RD端口能够正常接收到光纤接口接口电路103发送的故障数据。此时外部光纤接口电路101将停止发送故障数据，转而发送正常数据。以太网接口接口电路105接收到该正常数据后，也停止发送故障数据，转而开始发送正常的通信数据。这样，以太网光纤接口接口电路100与外部光纤接口电路101之间的正常光纤链接便被建立起来。

光纤接口接口电路103的RD端口与外部光纤接口电路101的TD端口之间的光纤链接断开时，光纤链路状态判断以及链路恢复的原理以及过程与上述原理及过程相似，在此不再赘述。

从上述描述中可以看出，本实施例所提供的以太网光纤接口电路通过对光纤链路中传输的数据进行检测，根据其特定数据流判断光纤链路是否连接上，从而判断光纤链路的连接状态。相较于现有的以太网光纤接口电路，本发明所提供的接口电路不需要光纤接口电路提供SD信号来对光纤链接状态进行判断，简化了电路结构。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

此外，所描述的特征、结构或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现，或者也可采用其它方法、组件、材料等实现。在其它示例中，周知的结构、材料或操作并未详细示出或描述以免模糊本发明的各个方面。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种以太网光纤接口电路，其特征在于，所述电路包括光纤接口电路、信号匹配电路和以太网接口电路，所述信号匹配电路连接在所述光纤接口电路和以太网接口电路之间，其中，

所述光纤接口电路用于将接收到的输入光信号转换为输入电信号传输后给所述信号匹配电路，并将所述信号匹配电路传输来的输出电信号转换为输出光信号后进行输出；

所述信号匹配电路用于吸收所述光纤接口电路与以太网接口电路之间的反射信号；

所述以太网接口电路用于将所述信号匹配电路传输来的输入电信号进行转换后输出给以太网设备，并将所述以太网设备传输来的输出电信号进行转换后传输给所述信号匹配电路，还根据接收到的正常数据或故障数据来判断所述光纤接口电路与外部器件之间的连接状态。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述光纤接口电路的光纤接口为螺纹式接口。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述光纤接口电路的光纤接口为旋转卡接式接口。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电路，其特征在于，所述信号匹配电路包括第一电容匹配电路、第一电阻匹配电路和第二电阻匹配电路，其中，所述第一电容匹配电路和第一电阻匹配电路连接在所述光纤接口电路的第四端口与所述以太网接口电路的第二端口之间，所述第二电阻匹配电路连接在所述光纤接口电路的第三端口与所述以太网接口电路的第一端口之间。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一电容匹配电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容分别连接在所述光纤接口电路的第四端口输出的正负差分信号线与地之间。

6.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一电容匹配电路包括第三电容，所述第三电容连接在所述光纤接口电路的电源与地之间。

7.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一电阻匹配电路包括：

第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的一端均与预设电源连接，另一端分别与所述光纤接口电路的第四端口输出的正负差分信号线连接；

第三电阻和第四电阻，所述第三电阻和第四电阻的一端均与地连接，另一端分别与所述光纤接口电路的第四端口输出的正负差分信号线连接。

8.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第二电阻匹配电路包括：

第五电阻，其连接在所述光纤接口库电路的第三端口输出的正负差分信号线之间。

9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第五电阻设置在靠近所述光纤接口电路的第三端口处。

10.如权利要求1～3中任一项所述的电路，其特征在于，

当所述光纤接口电路的第二端口没有接收到有效数据时，所述以太网接口电路判断所述光纤接口电路与外部光纤接口电路之间的连接异常，并通过所述光纤接口电路的第一端口向所述外部光纤接口电路发送故障数据；

当所述光纤接口电路的第二端口接收到所述故障数据后，所述以太网接口电路判断所述光纤接口电路与外部光纤接口电路之间的连接正常，并通过所述光纤接口电路的第一端口向所述外部光纤接口电路发送有效数据。