CN112448820A - 通信设备面板接口和通信设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种通信设备面板接口和通信设备，一种通信设备面板接口包括：RJ45连接器、以太网电路、USB电路、串行电路、信号监控电路和开关电路；所述以太网电路与所述RJ45连接器的管脚1、管脚2、管脚3、管脚6连接，所述USB电路和所述串行电路通过所述开关电路与所述RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8连接；所述信号监控电路与所述以太网电路、所述RJ45连接器和所述开关电路连接，对所述以太网电路和所述RJ45连接器进行检测，根据检测结果控制所述开关电路的开启或关断。

Description

通信设备面板接口和通信设备
技术领域
本申请涉及网络技术，例如涉及一种通信设备面板接口和通信设备。
背景技术
目前通信设备的面板上需要同时提供以太网接口、通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)接口，串行接口。其中以太网接口和串行接口用于对通信设备的维护，USB接口用于通信设备监控日志数据的导出或者用于对通信设备的升级。
但通信设备的集成度越来越高，导致通信设备的面板尺寸越来越小，受限于面板尺寸的限制，通信设备很难再同时提供以太网接口、USB接口和串行接口，导致通信设备的开发难度增大，且功能减少。
发明内容
本申请提供一种通信设备面板接口和通信设备，能够缩小通信设备面板接口所需空间。
本申请实施例提供一种通信设备面板接口，包括：RJ45连接器、以太网电路、USB电路、串行电路、信号监控电路和开关电路
所述以太网电路与所述RJ45连接器的管脚1、管脚2、管脚3、管脚6连接，所述USB电路和所述串行电路通过所述开关电路与所述RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8连接；
所述信号监控电路与所述以太网电路、所述RJ45连接器和所述开关电路连接，对所述以太网电路和所述RJ45连接器进行检测，根据检测结果控制所述开关电路的开启或关断。
本申请实施例提供一种通信设备，包括如本申请任一实施例提供的通信设备面板接口。
附图说明
图1为通信设备面板示意图；
图2为本申请实施例提供的一种通信设备面板接口的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种通信设备面板接口的结构示意图；
图4为对图3所示通信设备面板接口进行控制的控制方法流程图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
随着通信技术和网络技术的发展，通信设备的集成度越来越高，一个通信设备中集成的功能越来越多，那么在通信设备上也需要设置多个接口对通信设备进行维护、升级、管理。图1为通信设备面板示意图，如图1所示，目前常用通信设备的面板上同时设置有RJ45接口11、RS232接口12、USB接口13。其中RJ45接口11为以太网接口，用于提供以太网连接；RS232接口12为串行接口。RJ45接口11和RS232接口12一般用于通信产品的维护和管理，USB接口13一般用于导出通信设备的日志数据或者用于通信设备的升级。但随着通信设备集成度的提高，设备面板的尺寸也越来越小，那么在通信设备上同时设置多个接口的难度很大，导致通信设备的开发难度增大，设备功能减少。
为了解决上述问题，本申请实施例提供一种通信设备面板接口，使多个接口复用一个RJ45接口，从而使得通信设备面板上仅需设置一个RJ45接口即可同时实现以太网接口、串行接口、USB接口的功能。
图2为本申请实施例提供的一种通信设备面板接口的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的通信设备面板接口包括RJ45连接器21、以太网电路22、USB电路23、串行电路24、信号监控电路25和开关电路26。
RJ45连接器21为一种符合以太网标准的连接器，共有8个管脚，其中管脚1、管脚2、管脚3和管脚6共4个管脚用于进行以太网数据传输。不同类型的RJ45接口对于各管脚的定义是不同的，对于通信设备，一般地，连接器21的管脚1为TX+(发送数据+)，管脚2为TX-(发送数据-)，管脚3为RX+(接收数据+)，管脚4为RX-(接收数据-)。当然在扩展的以太网协议中，还对RJ45连接器21的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8进行了定义，使用另外4个管脚进行数据的传输，但仅使用RJ45连接器21的管脚1、管脚2、管脚3和管脚6这4个管脚已经可以实现以太网连接，并可以传输以太网数据。而RJ45连接器21的其他4个管脚就可以被其他接口所复用使用。
由于以太网的数据传输需要符合以太网的协议，因此以太网电路22与RJ45连接器21的管脚1、管脚2、管脚3、管脚6连接，那么以太网电路22就可以通过与RJ45连接器21连接的4个管脚与其他设备实现以太网连接。只要使用符合以太网协议标准的网线将本实施例提供的通信设备面板接口和其他网络设备连接，即可实现以太网连接。以太网电路22是用于实现以太网连接的电路结构，包括以太网变压器组、对应的物理层(Physical Layer，PHY)芯片和交换芯片，实现以太网通信功能，与传统的通信设备中的以太网电路结构相同。
将以太网电路22与RJ45连接器21的管脚1、管脚2、管脚3、管脚6连接后，RJ45连接器21的剩余4个管脚需要为USB接口和串行接口提供连接，但由于USB接口和串行接口均需要超过两个管脚才能实现数据通信，因此RJ45连接器21的剩余4个管脚需要提供给USB接口和串行接口复用。那么所述USB电路23和所述串行电路24通过所述开关电路26与所述RJ45连接器21的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8连接。开关电路26是用于进行信号连接的切换的电路，包括模拟开关、继电器等切换电路，根据信号监控电路25检测后发出的信号控制USB电路23或者串行电路24与RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8的连接。
由于RJ45连接器21与USB电路23和串行电路24连接的管脚只有4个，而对于USB电路而言，至少需要4个管脚才能实现数据传输，包括接地点(GND)、供电接口(+5V)、正数据接口(D+)、负数据接口(D-)；而串行接口至少需要3个管脚才能实现数据传输，包括接地点(GND)、数据接收接口(RXD)、数据发送接口(TXD)。通过分析可知，USB电路23和串行电路24均需要接地点，因此为了减少开关电路26的复杂度，可以将USB电路23和串行电路24的接地点设置为与RJ45连接器21的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8中的一个相同管脚连接，例如将USB电路23和串行电路24的接地点均与RJ45连接器的管脚4连接。那么对于开关电路26而言，无需控制RJ45连接器21的管脚4与USB电路23和串行电路24的连接状态，也即可以直接将USB电路23和串行电路24的接地点与RJ45连接器的管脚4连接，无需通过开关电路26连接，这样将能够减少开关电路26的复杂度。
另外，USB电路23与串行电路24相比，均需要至少两个用于传输数据的接口，而USB电路23还需要额外的供电接口，那么处于减少开关电路26复杂度的考虑，可以使所述USB电路23的正数据接口和负数据接口与所述串行电路24的数据接收接口和数据发送接口连接所述RJ45连接器21相同的两个管脚，也即USB电路23和串行电路24用于进行传输传输的接口复用RJ45连接器21相同的两个管脚。当然，USB电路23和串行电路24用于进行传输传输的接口需要通过开关电路26与RJ45连接器21相同的两个管脚连接。例如RJ45连接器21的管脚5通过开关电路26与USB电路23的负数据接口连接，并通过开关电路26与串行电路24的数据接收接口连接；RJ45连接器21的管脚8通过开关电路26与USB电路23的正数据接口连接，并通过开关电路26与串行电路24的数据发送接口连接。开关电路26在RJ45连接器21的管脚5和管脚8处可以使用单刀三掷开关，即包括与USB电路23的接口连接、与串行电路24的接口连接、断开连接三种状态。
另外，由于串行电路24无需供电接口，那么所述USB电路23的供电接口与所述RJ45连接器21的管脚与所述串行电路24不需要连接，例如RJ45连接器21的管脚7通过开关电路26与USB电路23的供电接口连接。那么开关电路26在RJ45连接器21的管脚7处可以使用单刀双掷开关即可。
表1为本申请实施例提供的通信设备面板接口中RJ45连接器21各管脚与各电路接口的连接关系示意表，表1中示出的连接关系中，以太网电路22中各接口与RJ45连接器21的管脚连接关系需要固定，但RJ45连接器21中各管脚与USB电路23和串行电路24的连接关系仅为一种示意性说明。
表1
RJ45连接器 以太网电路接口 串行电路接口 USB电路接口
1 TX+
2 TX-
3 RX+
4 GND GND
5 RXD D-
6 RX-
7 5V供电
8 TXD D+
信号监控电路25与以太网电路22、所述RJ45连接器21和所述开关电路26连接，对所述以太网电路22和所述RJ45连接器21进行检测，然后根据检测结果控制开关电路26的开启或关断。由于以太网电路22直接和RJ45连接器21的4个管脚连接，因此信号监控电路25直接与以太网电路22连接，首先对以太网电路22的状态进行检测。当检测到以太网电路22处于连接状态时表示以太网电路22正在使用，那么为了避免对以太网电路22的影响，开关电路26可以断开RJ45连接器21与USB电路23和串行电路24的连接。而在未检测到以太网电路22处于连接状态时，再根据预设的检测逻辑控制RJ45连接器21与USB电路23或串行电路24连接。这样就使得以太网电路22、USB电路23和串行电路24复用了一个RJ45连接器21，那么在通信设备面板上只需要设置一个RJ45接口，即可实现三种接口的功能，使得高集成度的通信设备也能够配置足够的接口，保证通信设备的功能不会减少。
根据以太网协议的规定，当以太网电路22检测到连接的各管脚接入接头时，会进行连接(link)状态的检测，当以太网连接的对端也进行了连接，那么以太网电路22将检测到以太网连接处于link状态。若以太网电路22检测到以太网连接处于link状态，那么表示RJ45连接器通过连接线与另一以太网设备进行了连接，此时需要使以太网电路22与另一以太网设备进行通信，那么开关电路26就需要断开USB电路23以及串行电路24与RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7以及管脚8的连接，避免对已连接的以太网连接产生影响。也即当信号监控电路25检测到以太网电路22的连接状态时，控制开关电路26断开RJ45连接器与USB电路23和串行电路24的连接，这里的断开是指断开RJ45连接器21与USB电路23和串行电路24连接的所有管脚，或者断开RJ45连接器21中与USB电路23和串行电路24连接后会对以太网电路22产生影响的管脚。
而当RJ45连接器21未接入以太网连接线，以太网电路22将检测不到link状态，也即信号监控电路25未检测到以太网电路22的连接状态时，信号监控电路25将对RJ45连接器21的其他管脚的状态进行检测。在对USB电路23和串行电路24进行分析后发现，USB电路23需要在供电接口进行供电后，才能在正数据接口和负数据接口上检测到信号电平，且信号电平的范围为0V～3.6V。而串行电路24的数据发送接口和数据接收接口在数据传输状态下的信号电平范围为-3V～-15V或者3V～15V，其中负电平表示逻辑1，正电平表示逻辑0，而数据接收接口在空间状态下的信号电平范围为-3V～-15V。由于串行电路24的数据接收接口在空闲状态下的电平范围为-3V～-15V，而UBS电路23的正数据接口和负数据接口的信号电平范围均为正电平，因此根据上述特性，可知当串行电路24进行了连接，会在数据接收接口检测到-3V～-15V的负电平。因此信号监控电路25在未检测到以太网电路22的连接状态时，可以首先对RJ45连接器21与串行电路24的数据接收接口连接的管脚电平进行检测，判断该电平是否满足预设阈值，也即判断该电平是否为负电平，或者是否小于一定的负电平值，例如判断该电平是否小于-2V或-3V。例如信号监控电路25对RJ45连接器21的管脚5的电平进行检测，判断管脚5的电平是否小于-2V。若所述RJ45连接器21与所述串行电路24的数据接收接口连接的管脚的电平满足预设阈值，则表示RJ45连接器21通过串行连接线与其他设备进行了串行连接，那么信号监控电路25将控制开关电路26连接RJ45连接器21与串行电路24，并断开RJ45连接器21与USB电路23。例如信号监控电路25控制开关电路26将RJ45连接器21的管脚5和管脚8与串行电路24连接，并控制RJ45连接器21的管脚7与USB电路23断开。
而当信号监控电路25未检测到所述以太网电路22连接状态时，且检测所述RJ45连接器21与所述串行电路24的数据接收接口连接的管脚的电平未满足预设阈值时，首先控制所述开关电路26连接所述RJ45连接器21与所述USB电路23的供电接口连接的管脚，并检测所述所述RJ45连接器21与所述USB电路23的正数据接口或负数据接口连接的管脚的电平是否满足预设阈值。也就是当信号监控电路25确定RJ45连接器21未与其他设备建立以太网连接且未与其他设备建立串行连接后，首先为USB电路23供电，即连接RJ45连接器21与所述USB电路23的供电接口连接的管脚，例如控制开关电路26连接RJ45连接器21的管脚7与USB电路的供电接口。然后信号监控电路25再对所述RJ45连接器21与所述USB电路23的正数据接口或负数据接口连接的管脚的电平，例如判断该电平是否大于2V。例如信号监控电路25对RJ45连接器21的管脚5或管脚8的电平进行检测，判断管脚5的电平是否大于2V。若该电平满足预设阈值，则表示RJ45连接器21通过USB连接线与其他设备进行了USB连接，那么信号监控电路25将控制开关电路26连接RJ45连接器21与USB电路23，并断开RJ45连接器21与串行电路24。例如信号监控电路25控制开关电路26将RJ45连接器21的管脚5和管脚8与USB电路23连接，并控制RJ45连接器21的管脚5和管脚8与串行电路24断开。
USB电路23为实现USB通信功能的电路，包括USB限流保护电路、USB控制器电路。
串行电路24为实现串行接口通信功能的电路。串行电路24包括RS232电路，包括RS232电平转换芯片电路、通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)串口控制器电路。
本实施例提供的通信设备面板接口，将所述以太网电路与所述RJ45连接器的管脚1、管脚2、管脚3、管脚6连接，且将所述USB电路和所述串行电路通过所述开关电路与所述RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8连接，然后通过所述信号监控电路与所述以太网电路、所述RJ45连接器和所述开关电路连接，对所述以太网电路和所述RJ45连接器进行检测，根据检测结果控制所述开关电路的开启或关断，使得以太网电路、USB电路和串行电路复用了一个RJ45连接器，缩小了通信设备面板接口所需空间，使得高集成度的通信设备也能够配置足够的接口，保证通信设备的功能不会减少。
在一实施例中，所述信号监控电路25包括信号检测电路和信号控制电路；所述信号检测电路用于对所述以太网电路22和所述RJ45连接器21进行检测；所述信号控制电路用于根据所述信号检测电路得到的检测结果控制所述开关电路26的开启或关断。其中，信号检测电路包括正电平检测电路和负电平检测电路。信号控制电路包括处理器及外围电路，根据信号检测电路输入的检测状态进行逻辑处理，完成既定信号处理流程，并向开关电路26发出控制信号。
图3为本申请实施例提供的另一种通信设备面板接口的结构示意图，如图3所示，本实施例提供一种通信设备面板接口的具体结构示意图。
其中信号监控电路25包括信号检测电路31和信号控制电路32，信号检测电路又包括link状态检测电路、2V电平检测电路和-2V电平检测电路。并以串行电路24为RS232电路24为例。
图4为对图3所示通信设备面板接口进行控制的控制方法流程图，图4所示的控制方法由信号监控电路25所执行，包括：
步骤S4010，检测以太网电路22的link状态。
步骤S4020，判断以太网电路22是否为link状态，若是则执行步骤S4030，否则执行步骤S4030。
步骤S4030，控制开关电路26断开RJ45连接器与USB电路23和串行电路24的连接，使RJ45连接器21实现以太网功能。
步骤S4040，检测RJ45连接器21的管脚5的电平是否小于-2V，若是则执行步骤S4050，否则执行步骤S4060。
步骤S4050，判断RJ45连接器当前连接的设备为RS232设备，控制开关电路26连接RJ45连接器21与RS232电路24，并断开RJ45连接器与USB电路23的连接，使RJ45连接器21实现RS232接口功能。
步骤S4060，控制开关电路26连接RJ45连接器的管脚7与USB电路23的供电接口，通过管脚7输出5V电源。
步骤S4070，检测RJ45连接器的管脚8的电平是否大于2V，若是则执行步骤S4080，否则循环执行步骤S4010。
步骤S4080，判断RJ45连接器当前连接的设备为USB设备，控制开关电路26连接RJ45连接器21与USB电路23，并断开RJ45连接器与RS232电路24的连接，使RJ45连接器21实现USB接口功能。
本申请实施例还提供一种通信设备，包括如图2或图3实施例所示的通信设备面板接口，该通信设备还包括用于实现通信设备所需功能的器件，通信设备面板接口设置于通信设备的面板上，通信设备面板接口中的以太网电路、USB电路和串行电路与通信设备中的其他器件连接。通信设备的其他器件与通信设备面板接口中的以太网电路、USB电路和串行电路的连接方式与传统的通信设备相同，此处不再赘述。
一般来说，本申请的多种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中实现。例如，一些方面可以被实现在硬件中，而其它方面可以被实现在可以被控制器、微处理器或其它计算装置执行的固件或软件中，尽管本申请不限于此。
本申请的实施例可以通过移动装置的数据处理器执行计算机程序指令来实现，例如在处理器实体中，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合。计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(InstructionSet Architecture，ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码。
本申请附图中的任何逻辑流程的框图可以表示程序步骤，或者可以表示相互连接的逻辑电路、模块和功能，或者可以表示程序步骤与逻辑电路、模块和功能的组合。计算机程序可以存储在存储器上。存储器可以具有任何适合于本地技术环境的类型并且可以使用任何适合的数据存储技术实现，例如但不限于只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)、光存储器装置和系统(数码多功能光碟(Digital Video Disc，DVD)或光盘(Compact Disc，CD))等。计算机可读介质可以包括非瞬时性存储介质。数据处理器可以是任何适合于本地技术环境的类型，例如但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Field-Programmable Gate Array，FGPA)以及基于多核处理器架构的处理器。

Claims (10)

1.一种通信设备面板接口，其特征在于，包括：RJ45连接器、以太网电路、通用串行总线USB电路、串行电路、信号监控电路和开关电路；
所述以太网电路与所述RJ45连接器的管脚1、管脚2、管脚3、管脚6连接，所述USB电路和所述串行电路通过所述开关电路与所述RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8连接；
所述信号监控电路与所述以太网电路、所述RJ45连接器和所述开关电路连接，对所述以太网电路和所述RJ45连接器进行检测，根据检测结果控制所述开关电路的开启或关断。
2.根据权利要求1所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述信号监控电路检测到所述以太网电路的连接状态时，控制所述开关电路断开所述RJ45连接器与所述USB电路和所述串行电路的连接。
3.根据权利要求2所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述信号监控电路未检测到所述以太网电路连接状态时，检测所述RJ45连接器与所述串行电路的数据接收接口连接的管脚的电平是否满足预设阈值，若满足则控制所述开关电路连接所述RJ45连接器与所述串行电路，并断开所述RJ45连接器与所述USB电路。
4.根据权利要求3所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述信号监控电路未检测到所述以太网电路连接状态时，且检测所述RJ45连接器与所述串行电路的数据接收接口连接的管脚的电平未满足预设阈值时，控制所述开关电路连接所述RJ45连接器与所述USB电路的供电接口连接的管脚，并检测所述所述RJ45连接器与所述USB电路的正数据接口或负数据接口连接的管脚的电平是否满足预设阈值，若满足则控制所述开关电路连接所述RJ45连接器与所述USB电路，并断开所述RJ45连接器与所述串行电路。
5.根据权利要求1～4任一项所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述USB电路的正数据接口和负数据接口与所述串行电路的数据接收接口和数据发送接口连接所述RJ45连接器相同的两个管脚。
6.根据权利要求1～4任一项所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述USB电路和所述串行电路的接地点与所述RJ45连接器的管脚4、管脚5、管脚7、管脚8中的一个相同管脚连接。
7.根据权利要求1～4任一项所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述USB电路的供电接口与所述RJ45连接器的管脚与所述串行电路不连接。
8.根据权利要求1～4任一项所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述串行电路为RS232电路。
9.根据权利要求1～4任一项所述的通信设备面板接口，其特征在于，所述信号监控电路包括信号检测电路和信号控制电路；
所述信号检测电路用于对所述以太网电路和所述RJ45连接器进行检测；
所述信号控制电路用于根据所述信号检测电路得到的检测结果控制所述开关电路的开启或关断。
10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的通信设备面板接口。
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