CN108737117A - 一种基于定制接口传输以太网的系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于定制接口传输以太网的系统,属于以太网传输领域。本发明基于定制接口，包括路由器和定制电源适配器；路由器与定制电源适配器通过带有定制接口公头的定制连接线连接；所述定制接口公头为集成以太网传输接口和电源传输接口的接口公头。本发明基于定制接口，通过具有防止在路由器机身上的定制接口替换了原本的RJ45口，使用带有定制接口公头的连接线，将以太网传输功能和电源传输功能集成在一起，在保值现有功能不变的情况下为设计更新颖、小巧外观的路由器提供可行性。

Description

一种基于定制接口传输以太网的系统
技术领域
本发明属于以太网传输领域，尤其涉及一种基于定制接口传输以太网的系统。
背景技术
目前行业内路由器的RJ45网线接口均在路由器机身上，且RJ45网线接口较多，至少为3口。RJ45网线接口是布线系统中信息插座连接器的一种，连接器由插头和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点，所占路由器表面积较大，且为固定形态。这大大提升了路由器设计出新颖、小巧视觉效果的难度。
国内申请号为CN201510125401.4的发明专利公开了一种低成本体积小的带RJ45网线接口的4G便携无线路由器，其具体公开了包括调制解调器、处理器芯片，还包括高速模拟开关，高速模拟开关与调制解调器之间相互数据通信，高速模拟开关与处理器芯片之间相互数据通信，通过高速模拟开关来切换有线WAN链路和无线公网。该发明提供一种低成本体积小的带RJ45网线接口的4G便携无线路由器，采用双刀双掷高速USB模拟开关来切换有线WAN链路和无线公网，通过单BP系统电路实现无线公网和有线WAN双链路网络共存，使得路由器系统设计简单，大大减小了PCB板面积、产品体积及厚度，产品便于用户随身携带，并且大大降低了产品成本，有利于批量生产。但是，虽然该方案通过BP系统再加AP系统的设计改变成单BP系统电路，大大减小了PCB板面积，但仍然使用RJ45网线接口，由于RJ45网线接口的本身限制，不能更进一步的将路由器设计得更新颖、小巧。
目前与本发明近似的实现方案为基于USB Type-C接口的千兆以太网传输及系统供电方式，使用单USB Type-C同时传数据和电源，使用PoE方式给路由器主板供电。但是，仍存在以下问题：
(1)由于使用4组差分对同传电源和数据，对定制连接线中的8根差分线需要单独加粗，增加成本。
(2)无法满足Surge测试，Surge测试会导致网口永久失效。
(3)使用传统的信号变压器，价格较贵，市场效益不高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种基于定制接口传输以太网的系统。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于定制接口传输以太网的系统,基于定制接口，包括路由器和定制电源适配器；
路由器与定制电源适配器通过带有定制接口公头的定制连接线连接；
所述定制接口公头为集成以太网传输接口和电源传输接口的接口公头。
作为本技术方案的优选，所述电源传输接口为两个，分别位于所述以太网传输接口的上方和下方。
作为本技术方案的优选，所述路由器和所述定制电源适配器上均设置有定制接口母座；
所述定制接口母座与所述定制接口公头电性连接。
作为本技术方案的优选，所述定制接口母座中部设置有与所述以太网传输接口连接的以太网连接口，所述定制接口母座的上端和下端分别设置有与所述电源传输接口连接的电源连接口。
作为本技术方案的优选，路由器包括分离电容式信号变压器和整流桥电路，所述定制电源适配器包括交直流电源电路和以太网接口；
所述分离电容式信号变压器的信息通讯接口与所述以太网接口电性连接，所述整流桥电路与所述交直流电源电路电性连接。
作为本技术方案的优选，所述分离电容式信号变压器的信息通讯接口通过所述定制连接线与以太网接口电性连接；
所述整流桥电路的正负电极端通过所述定制连接线与所述交直流电源电路的直流输出正负电极端电性连接。
作为本技术方案的优选，所述分离电容式信号变压器包括隔直电容装置、共模电感装置、脉冲自耦装置，所述隔直电容装置、所述共模电感装置和所述脉冲自耦装置依次连接。
作为本技术方案的优选，所述分离电容式信号变压器的中心抽头接地。
作为本技术方案的优选，所述交直流电源电路的直流输出正负电极端通过飞线连接至所述电源连接口。
作为本技术方案的优选，所述定制连接线为由若干USB线和两根电源线混合构成的一根传输线。
作为本发明的有益效果：
1)定制接口和定制连接线，同时完成以太网和电源的传输。
2)设计使用定制接口替换RJ45网线接口为设计更新颖、小巧外观的路由器提供可行性。
3)路由器端使用分离电容式信号变压器低成本地实现信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用，并更好的完成电气隔离的效果。
附图说明
图1为本发明一种基于定制接口传输以太网的系统的示意图；
图2为本发明分离电容式信号变压器的电路图；
图3为本发明整流桥电路的电路图；
图4为本发明定制接口公头的示意图；
图5为本发明定制电源适配器的架构图。
其中，1、路由器，11、分离电容式信号变压器，111、隔直电容装置，112、共模电感装置，113、脉冲自耦装置，1131、信息通讯接口，12、整流桥电路，2、定制电源适配器，21、交直流电源电路，22、以太网接口，3、定制连接线，100、定制接口公头，101、以太网传输接口，102、电源传输接口，200、定制接口母座，201、以太网连接口，202、电源连接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
众所周知现有路由器的连接端口一般具有一个WAN(Wide Area Network，广域网)口、四个LAN(Local Area Network，局域网)口和电源接口。虽然WAN口和LAN口两者属性不容，身处的协议层不同，执行的信令不同，但外在形式均为RJ45网线接口形式，连接RJ45网线。由于RJ45网线接口的本身限制，对路由器的体积占用度较大，不能更进一步的将路由器设计得更新颖、小巧。且只能进行网络传输，不能集成同时进行网络传输和电源传输。
如图1-图5所示，一种基于定制接口传输以太网的系统，基于定制接口，包括路由器1和定制电源适配器2；
路由器1与定制电源适配器2通过带有定制接口公头100的定制连接线3连接；
所述定制接口公头100为集成以太网传输接口101和电源传输接口102的接口公头100。
该发明基于定制接口，主要包括路由器1和定制电源适配器2，路由器1包含信号变压器电路11、固定电源正负输出的整流电路12。
本方案中的定制接口公头100将以太网传输接口101和电源传输接口102集成化为一体设计在一个定制接口公头100上，同时集成以太网连接口201和电源连接口202为一体的定制接口母座200，通过所述定制接口公头100和所述定制接口母座200的配合使用，实现了同时传输以太网和传输电源的功能。
所述电源传输接口102为两个，分别位于所述以太网传输接口101的上方和下方。
其中所述以太网传输接口101为C类型号的UBS接口(即USB Type-C接口)，USBType-C接口作为USB 3.1接口具有对称的防呆设计，USB Type-C接口没有方向性上的要求，即正反面插入都可以完成配对，这极大提高了USB接口的易用性，降低对使用者的要求。同时USB Type-C接口体积远远小于RJ45网线接口，在很多程度上为将路由器设计得更新颖、小巧提供了更大的设计空间和可能性。
定制接口为传输以太网的同时可以传输电源，所以将所述电源传输接口102设计在靠近所述以太网传输接口101的上下两端，分别连接所述定制电源适配器2的正负两极。
由于与以太网接口相连所有差分线对不传输电源，在本方案中均采用成本有很大优势的分离电容式信号变压器，实现信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用，并更好的完成电气隔离的效果。
由于USB Type-C接口正反面插入都可以完成配对的特性，故从电源适配器直流电路传来的正负两极连入路由器就可能发生电源正负极性错误的可能性，为了排除这种可能性，加入了整流电路。
所述路由器1和所述定制电源适配器2上均设置有定制接口母座200；
所述定制接口母座200与所述定制接口公头100电性连接。
在实际的使用过程中，将所述定制接口公头100插入所述定制接口母座200中进行电气连接，所述定制连接线一端装置有连接路由器端的定制接口母座20，另一端装置有连接电源适配器端的定制接口母座200。
实施例2
如图2所示，基于实施例1的基础上，与实施例1不同之处在于：
所述路由器1包括分离电容式信号变压器11和整流桥电路12，所述定制电源适配器2包括交直流电源电路21和以太网接口22；
所述分离电容式信号变压器11的信息通讯接口1131与所述以太网接口22电性连接，所述整流桥电路12与所述交直流电源电路21电性连接。
所述分离电容式信号变压器11包括隔直电容装置111、共模电感装置112、脉冲自耦装置113，所述隔直电容装置111、所述共模电感装置112和所述脉冲自耦装置113依次连接。
所述分离电容式信号变压器11可电平耦合，传输带点的查分对，与所述以太网接口22进行电性连接。所述分离电容式信号变压器11可更优的增强信号，使其传输距离更远，使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对芯片增加了很大的保护作用，顺利通过Surge测试。
所述分离电容式信号变压器11的第一部分为所述隔直电容装置111，为了能够使得两个电路之间被完全分割不会出现串联或者是彼此影响的现象发生。
所述分离电容式信号变压器11的第二部分为所述共模电感装置112，主要为共模电感的滤波电路，有效防止EMI，有效防止电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络，在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
所述分离电容式信号变压器11的第三部分为所述脉冲自耦装置113，可有效的排除干扰。
所述分离电容式信号变压器11的中心抽头接地，防止干扰。
实施例2
如图3-图4所述，基于实施例2的基础上，与实施例1和实施例2不同之处在于：
所述整流桥电路12的正负电极端通过所述连接线3与所述交直流电源电路21的直流输出正负电极端电性连接。
由于所述定制接口公头100正反面插入都可以完成配对，就不能确定进入路由器1的电源就有匹配路由器1的正确极性的电流，此处设计添加所述整流桥电路12来确保与路由器1电性连接的电源能与路由器端电路进行正确的连接。
实施例3
如图4-图5所示，基于实施例1的基础，与实施例1不同之处在于：
所述定制电源适配器2包括交直流电源电路21和以太网接口22。
在所述定制电源适配器2中设置有所述交直流电源电路21和所述以太网接口22，具有适配器端USB接口和适配器端DC接口构成的定制接口母座、AC/DC电源模块、接口转换电路。
为配合定制接口的集成以太网接口101和电源传输接口102的所述接口公头100，在所述定制电源适配器2中设计有具有适配器端USB接口和适配器端DC接口构成的所述定制接口母座200，用于提供连接所述接口公头100，进行以太网传输和电源传输。
进一步的，适配器端DC接口与所述交直流电源电路连接，其中所述交直流电源电路连接220V电压，交流电进入所述交直流电源电路，经过所述交直流电源电路的交直转换后输出直流电，通过飞线输入所述定制接口母座200中的电源引脚。
所述以太网接口22具体为RJ45网线接口，所述以太网接口22与所述定制接口母座200连接。
进一步的，所述以太网接口22经接口转换电路连接所述定制接口的通信引脚。所述接口转换电路包括以太网接口-USB接口转换芯片,所述以太网接口经所述以太网接口-USB接口转换芯片连接所述定制接口母座200。
实施例4
基于实施例3的基础上，与实施例1、3不同之处在于：
所述定制连接线3为由若干USB线和两根电源线混合构成的一根传输线。
现有的USB Type-C线一般内部只有9根线，只能满足给USB Type-C类设备如手机等供电的需求，但是本技术方案中我们需要传递3个千兆网口的数据或6个百兆网口的数据，传统的USB Type-C线显然不能满足需求，同时，为了传递电源信号，所以在其上同时并接两根电源线传递电源信号。
进一步的，所述定制连接线的传输部分，需要使用网线进行数据传输，同时进行屏蔽处理。
其中网络传输线部分即以8根线为一组，一共三组网线，每组都使用铝箔屏蔽线材，有效防止EMI。同时在三组网线最外圈再加一圈屏蔽铝箔，使其屏蔽性能更强，进一步减小EMI出问题的可能性。
其中电源线部分与网络传输线部分做好隔离屏蔽，保证电源线部分与网络传输部分互相不会相互干扰，降低Surge问题。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，基于定制接口，包括路由器和定制电源适配器；
路由器与定制电源适配器通过带有定制接口公头的定制连接线连接；
所述定制接口公头为集成以太网传输接口和电源传输接口的接口公头。
2.根据权利要求1所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述电源传输接口为两个，分别位于所述以太网传输接口的上方和下方。
3.根据权利要求2所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述路由器和所述定制电源适配器上均设置有定制接口母座；
所述定制接口母座与所述定制接口公头电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述定制接口母座中部设置有与所述以太网传输接口连接的以太网连接口，所述定制接口母座的上端和下端分别设置有与所述电源传输接口连接的电源连接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，路由器包括分离电容式信号变压器和整流桥电路，所述定制电源适配器包括交直流电源电路和以太网接口；
所述分离电容式信号变压器的信息通讯接口与所述以太网接口电性连接，所述整流桥电路与所述交直流电源电路电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述分离电容式信号变压器的信息通讯接口通过所述定制连接线与以太网接口电性连接；
所述整流桥电路的正负电极端通过所述定制连接线与所述交直流电源电路的直流输出正负电极端电性连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述分离电容式信号变压器包括隔直电容装置、共模电感装置、脉冲自耦装置，所述隔直电容装置、所述共模电感装置和所述脉冲自耦装置依次连接。
8.根据权利要求5所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述分离电容式信号变压器的中心抽头接地。
9.根据权利要求6所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述交直流电源电路的直流输出正负电极端通过飞线连接至所述电源连接口。
10.根据权利要求1所述的一种基于定制接口传输以太网的系统，其特征在于，所述定制连接线为由若干USB线和两根电源线混合构成的一根传输线。
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