CN104426723B - 一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置、延伸器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置、延伸器及方法，包括分别经单通道双绞线连接网络设备的两个延伸器以及具有两组通信通道的双通道双绞线，所述两个延伸器位于所述双通道双绞线的两端，一个延伸器用于将接收的单通道双绞线的数据分配到所述双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器用于将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中。其可以满足高速传输的要求，且实现简单，设备体积小，安装方便。

Description

一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置、延伸器及方法

技术领域

本发明涉及以太网传输技术领域，尤其涉及一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置、延伸器及方法。

背景技术

在以太网传输领域中，双绞线由于具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点，被普遍应用于工业控制、视频监控、语音传输等各个领域的局域网建设中。但由于双绞线本身对信号存在着较大的衰减，所以在进行高速信号传输时只能限制在100米以内。以目前普遍使用的五类线为例，其在10BAST-T和100BASE-T的网络中有效的传输距离最大为100米，这给网络的建设造成了不必要的麻烦，同时也不利于性能的提升，从一定程度上增加了通信提供商的运营成本。

现有技术通过以下三类方法来解决上述问题：第一类是通过信号整形放大，增加敏感度来实现双绞线传输距离的延长；第二类是采用ADSL标准，其原理是将数字信号调制成电话线传输的模拟信号，然后再在另一端解调为数字信号；第三类是采用VDSL2标准，同样采用前端调制成模拟信号，后端解调成数字信号的的方法。

但是，第一类技术延长距离有限，10Mbps传输距离才能够延长至300米。第二类技术传输速率很低，无法满足高速传输的要求。第三类技术实现复杂，设备体积大，需外置电源，安装不方便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置、延伸器及方法。其可以满足高速传输的要求，且实现简单，设备体积小，安装方便。

一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置，包括分别经单通道双绞线连接网络设备的两个延伸器以及具有两组通信通道的双通道双绞线，所述两个延伸器位于所述双通道双绞线的两端，一个延伸器用于将接收的单通道双绞线的数据分配到所述双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器用于将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中。

所述延伸器包括：

数据收发模块，用于连接网络设备进行数据的接收和发送、校验。

流量控制模块，用于连接所述数据收发模块，并将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

所述双通道双绞线的两组通信通道为双绞线的正常使用线缆和空闲线缆。

所述延伸器还包括对接收和发送的数据进行处理的信号处理模块，所述信号处理模块还包括：

处理单元一，用于对传输接收到的数据进行波形恢复和CRC校验，并将解析出来的数据发送到数据收发模块发送给网络设备。

处理单元二，用于对网络设备发送的数据进行整形，提高信号的灵敏度，增加功率并发送到数据收发模块进行数据传输。

所述延伸器还包括：

报文校验模块，对处理单元处理以后的数据报文进行校验，如果判定数据报文错误就直接丢弃。

所述延伸器各模块经verilog编码实现，然后经FPGA验证，最后投产形成ASIC。

所述延伸器支持poe供电。

本发明还提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的延伸器，包括：

数据收发模块，用于连接网络设备进行数据的接收和发送。

流量控制模块，用于连接所述数据收发模块，并将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

所述延伸器还包括对接收和发送的数据进行处理的信号处理模块，所述信号处理模块还包括：

处理单元一，用于对传输接收到的数据进行波形恢复和CRC校验，并将解析出来的数据发送到数据收发模块发送给网络设备。

处理单元二，用于对网络设备发送的数据进行整形，提高信号的灵敏度，增加功率并发送到数据收发模块进行数据传输。

所述延伸器还包括：

报文校验模块，对处理单元处理以后的数据报文进行校验，如果判定数据报文错误就直接丢弃。

所述延伸器各模块经verilog编码实现，然后经FPGA验证，最后投产形成ASIC。

所述延伸器支持poe供电。

本发明还提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的方法，其步骤包括：

报文数据经单通道双绞线发送到延伸器，延伸器将接收的单通道双绞线的数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中并进行数据报文传输。

报文数据经双通道双绞线发送到延伸器，延伸器将接收的双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中并发送给网络设备。

本发明还提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的延伸方法，其包括步骤：

进行网络设备传送数据的接收和发送。

将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

本发明利用一个延伸器将单通道双绞线的数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中。这样，数据经过双通道双绞线进行传输，降低了数据通信的速度，极大的延伸了数据的传播距离。且本发明仅需要两个延伸器，并利用现有的双绞线的空闲线缆即可满足高速传输的要求，且实现简单，设备体积小，安装方便。

附图说明

图1是本发明具体实施例装置的结构图;

图2是本发明具体实施例对应的方法流程图；

图3是双通道双绞线接口具体连线方式示意图；

图4是本发明应用的传输示意图。

具体实施方式

现有技术由于双绞线频率特性下降对传输距离产生限制，但只要降低数据通信的速度，同样可以保证接收方接收的谐波达到正常。本发明利用一个延伸器将单通道双绞线的数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中。这样，通过降低数据传播速度，从而可以极大的提高数据的传输距离。

参看图1，本发明提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置，包括分别经单通道双绞线连接网络设备的两个延伸器以及具有两组通信通道的双通道双绞线。所述两个延伸器位于所述双通道双绞线的两端，一个延伸器用于将接收的单通道双绞线的数据分配到所述双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器用于将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中。

本发明利用一个延伸器将单通道双绞线的数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中。这样，数据经过双通道双绞线进行传输，降低了数据通信的速度，极大的延伸了数据的传播距离。

所述延伸器包括：

数据收发模块，用于连接网络设备进行数据的接收和发送、校验。

流量控制模块，用于连接所述数据收发模块，并将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

所述流量分配具体是通过Hash算法来实现的。

所述延伸器还包括对接收和发送的数据进行处理的信号处理模块。

所述信号处理模块还包括：

处理单元一，用于对传输接收到的数据进行波形恢复和CRC校验，并将解析出来的数据发送到数据收发模块发送给网络设备；

处理单元二，用于对网络设备发送的数据进行整形，提高信号的灵敏度，增加功率并发送到数据收发模块进行数据传输。

通过信号处理模块对接收和发送数据的处理，通过信号整形，增加信号发射功率和敏感度进一步避免了整体功率的下降，延伸了数据的传播距离。

所述延伸器还包括：

报文校验模块，对处理单元处理以后的数据报文进行校验，如果判定数据报文错误就直接丢弃，避免错误的报文占用带宽。

本发明所有的模块都是经verilog编码实现，然后经FPGA验证，最后投产形成ASIC（专用集成芯片）。整个延伸器的体积非常小，因此可以使得产品便于携带和使用。而且批量生产以后价格也很便宜。另外，跟目前的实现方案相比，本方案不运行协议，实现简单方便。根据使用环境的不同，本发明可以在保证传输速率的前提下能够延长传输距离，在保证传输距离的情况下能够增加普通网线的传输速率。

本发明延伸器功耗低，支持poe供电不需要额外电源；当然也提供采用电池等外置电源供电的同类器件。

参见图2，本发明还提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的方法，其步骤包括：

报文数据经单通道双绞线发送到延伸器，延伸器将接收的单通道双绞线的数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中并进行数据报文传输。

报文数据经双通道双绞线发送到延伸器，延伸器将接收的双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中并发送给网络设备。

本发明还提供一种以太网中延伸双绞线传输距离的延伸方法，其包括步骤：

进行网络设备传送数据的接收和发送。

将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

所述双通道双绞线的两组通信通道为双绞线的正常使用线缆和空闲线缆。

本发明仅需要两个延伸器，并利用现有的双绞线的空闲线缆即可满足高速传输的要求，且实现简单，设备体积小，安装方便。

目前，使用双绞线布线的标准连接方法有两种，568A和568B。常用的连接线包括直连线和交叉线，交叉线主要用作交换机之间的级联线，直连线主要用作交叉线以外的跳线。交叉线做法为：一端为568A，另一端为568B。直连线的做法为：两端同样为568A或568B，一般为568B。

参见图3，在10BASE-T和100BASE-T的网络中，只使用了其中的1-2-3-6线缆作为正常使用线缆，而4-5-7-8四根线缆是空闲线缆。因此，本发明利用了这四根空闲线缆，和正常使用线缆共同组成两组通信通道。

因此，本发明的双通道双绞线和单通道双绞线均为通用的双绞线，不需要对双绞线进行任何改动。本发明仅需要利用现有双绞线的空闲线缆，配合延伸器即可实现组成两组通信通道来进行数据传输，降低了数据传输速率，极大的延伸了数据的传播距离。

参看图4，从一个交换机发出的流量经过延伸器后被分到一根双绞线的两组通信通道中，在双通道双绞线的另一端同样有一个延伸器，将接收到到的数据恢复到单通道双绞线中，然后再连接交换机，路由器或者PC等网络设备。在距离短的时候，通过这种机制，可以在一定程度上增加网络通信的速度，为网络提供商的速度升级提供了一种解决方案。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种以太网中延伸双绞线传输距离的装置，其特征在于，包括分别经单通道双绞线连接网络设备的两个延伸器以及具有两组通信通道的双通道双绞线，所述两个延伸器位于所述双通道双绞线的两端，一个延伸器用于将接收的单通道双绞线的数据分配到所述双通道双绞线的两组通信通道中，另一个延伸器用于将双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中；其中，所述延伸器包括流量控制模块，所述流量控制模块用于将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述延伸器还包括：

数据收发模块，用于连接网络设备进行数据的接收、发送和校验；

所述流量控制模块，进一步用于连接所述数据收发模块。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述双通道双绞线的两组通信通道为双绞线的正常使用线缆和空闲线缆。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述延伸器还包括对接收和发送的数据进行处理的信号处理模块，所述信号处理模块还包括：

处理单元一，用于对传输接收到的数据进行波形恢复和CRC校验，并将解析出来的数据发送到数据收发模块发送给网络设备；

处理单元二，用于对网络设备发送的数据进行整形，提高信号的灵敏度，增加功率并发送到数据收发模块进行数据传输。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述延伸器还包括：

报文校验模块，对处理单元处理以后的数据报文进行校验，如果判定数据报文错误就直接丢弃。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述延伸器各模块经verilog编码实现，然后经FPGA验证，最后投产形成ASIC。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述延伸器支持poe供电。

8.一种以太网中延伸双绞线传输距离的延伸器，其特征在于，包括：

数据收发模块，用于连接网络设备进行数据的接收和发送；

流量控制模块，用于连接所述数据收发模块，并将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。

9.如权利要求8所述的延伸器，其特征在于，还包括对接收和发送的数据进行处理的信号处理模块，所述信号处理模块还包括：

处理单元一，用于对传输接收到的数据进行波形恢复和CRC校验，并将解析出来的数据发送到数据收发模块发送给网络设备；

处理单元二，用于对网络设备发送的数据进行整形，提高信号的灵敏度，增加功率并发送到数据收发模块进行数据传输。

10.如权利要求8所述的延伸器，其特征在于，所述延伸器还包括：

报文校验模块，对处理单元处理以后的数据报文进行校验，如果判定数据报文错误就直接丢弃。

11.如权利要求10所述的延伸器，其特征在于，所述延伸器各模块经verilog编码实现，然后经FPGA验证，最后投产形成ASIC。

12.如权利要求11所述的延伸器，其特征在于，所述延伸器支持poe供电。

13.一种以太网中延伸双绞线传输距离的方法，其特征在于，其步骤包括：

报文数据经单通道双绞线发送到延伸器，延伸器将接收的单通道双绞线的数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中并进行数据报文传输；

报文数据经双通道双绞线发送到延伸器，延伸器将接收的双通道双绞线的两组通信通道的数据合并到所述单通道双绞线中并发送给网络设备。

14.一种以太网中延伸双绞线传输距离的延伸方法，其特征在于，其包括步骤：

进行网络设备传送数据的接收和发送；

将数据分配到双通道双绞线的两组通信通道中或者将双通道双绞线的两组通信通道中的数据进行合并。