CN1235347C - 一种实现阻抗自动匹配的接口及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现阻抗自动匹配的接口及其方法，属通信设备技术领域。该接口包括：用于使对端设备与本端设备相连接的传输电缆以及连接器；用于根据连接器输出的传输电缆类型及阻抗值的标识信号，对本端设备进行阻抗匹配的阻抗匹配接口电路。该方法首先建立一个本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗、类型相匹配的映射表；读取传输电缆的类型及其阻抗值；从映射表中查找与之相匹配的本端设备的阻抗值；控制与本端设备相接的电阻的断开或闭合，使本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗相匹配。本发明的接口和方法，可以自动识别与对端设备的相同阻抗值的传输电缆的阻抗与类型，根据传输电缆的阻抗，对外输出各种不同阻抗，以使本端设备的阻抗与对端设备相匹配。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现阻抗自动匹配的接口及其方法，属通信设备技术领域。
背景技术
路由器或者以太网交换机上，分属欧洲制式的E1接口和北美制式的T1接口需要支持不同阻抗的电缆，其中的E1接口通常需要支持120Ω阻抗电缆和75Ω阻抗电缆，而T1接口需要支持100Ω阻抗电缆。对于设备制造商来说，两者统一更有利于降低产品的制造成本与维护成本。并且对于E1接口，由于存在120Ω与75Ω两种阻抗的电缆，目前市场上所有具有支持不同阻抗电缆接口的通信设备，通常需要针对所使用的电缆阻抗对接口阻抗进行手工配置。手工配置接口阻抗的方法，是在设计时，增加对端口阻抗的配置设计，例如增加拔码开关。模块在应用时，由用户或者技术人员目视电缆阻抗类型，然后通过拔码开关的不同位置配置接口的阻抗。这种情况下，首先是采用目视方法进行电缆识别容易出错，尤其是在电缆外观类似或者电缆没有标签的情况下；其次是手工配置更容易出错，在接口支持很多阻抗类型电缆的情况下，很容易因为人为差错造成阻抗不匹配。因此，手工配置并不是一种可靠的配置方法，手工配置不准确往往造成阻抗的不匹配。传输阻抗的不匹配，带来的后果是信号传输距离的缩短、传输功耗的增大以及信号抗干扰能力的降低。
为了解决上述问题，一些制造商针对不同的阻抗电缆类型，分别制造通信模块，模块的接口部分单独设计。例如只支持75Ω电缆、120Ω电缆的E1模块，如果拆分开就需要制造75ΩE1接口模块、120ΩE1接口模块。这样，一种端口类型衍生出了多个模块，不仅增加了制造成本，也给生产与维护增加了复杂度。
发明内容
本发明的目的是提出一种实现阻抗自动匹配的接口及其方法，当通信设备需要支持多种阻抗制式电缆的接口时，能够自动识别电缆的阻抗，并自动对接口的阻抗进行配置，使接口电路阻抗与电缆阻抗自动匹配，降低手工配置端口阻抗带来的阻抗不匹配的风险。
本发明提出的实现阻抗自动匹配的接口，包括：
用于使本端设备与对端设备相连接的传输电缆；
用于使传输电缆与本端设备相连接的传输电缆连接器，包括标识器，用于提供包括传输电缆类型及阻抗值信息的标识信息；
用于根据传输电缆连接器输出的标识信息，对本端设备进行阻抗匹配的阻抗匹配接口电路，内部包括接收标识信息的识别接口，其与传输电缆连接器相连。
上述接口中的标识信息包括传输电缆类型及阻抗值信息。
上述接口中的传输电缆的阻抗值与对端设备的阻抗值相同。
上述接口中的标识器包括：
用于使标识信号线处于正常信号状态的上拉电阻；
用于标识传输电缆类型及阻抗值的配线端子；
用于向阻抗匹配接口电路输出传输电缆类型及阻抗值标识信号的标识信号线。
上述接口中的阻抗匹配接口电路包括：
用于存储本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗、类型之间的匹配映射表的存储器；
用于读取传输电缆的类型及其阻抗值，并从映射表中查找出与其相对应的本端设备的阻抗值，根据该阻抗值输出控制信号的处理器；
用于根据处理器输出的控制信号对本端设备阻抗进行匹配的阻抗配置电路。该阻抗配置电路包括：用于调整本端设备阻抗的两个电阻；用于控制上述电阻断开或闭合的两个可控开关；用于使本端设备阻抗与传输电缆阻抗相隔离的变压器。
上述接口中的存储器为非易失性存储器。
本发明提出的实现阻抗自动匹配的方法，包括以下各步骤：
1、建立一个本端设备与传输电缆信息之间的匹配映射表；
2、读取传输电缆的阻抗标识信息；
3、检索上述映射表，查找与上述传输电缆阻抗标识信息相匹配的本端设备的阻抗值；
4、通过与本端设备相接的阻抗匹配电路，使本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗相匹配。
上述方法中的匹配映射表，包括本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗和类型之间的匹配映射。
上述方法中的阻抗匹配电路为一组电阻的断开或闭合。
本发明提出的实现阻抗自动匹配的接口及其方法，可以自动识别与对端设备的阻抗值相同的传输电缆的阻抗与类型，根据传输电缆的阻抗，接口对外输出各种不同阻抗，以使本端设备的阻抗与对端设备的阻抗相匹配。自动匹配阻抗接口的范围，包括75ΩE1电缆、120ΩE1电缆、100ΩT1电缆、J1电缆等等。本发明中的阻抗匹配接口电路，支持对两种或者两种以上阻抗电缆的识别与配置。当通信设备需要支持多种阻抗电缆时，能够自动识别电缆的阻抗，并自动对接口的阻抗进行配置，使接口电路阻抗与电缆阻抗自动匹配，大大降低手工配置端口阻抗带来的阻抗不匹配的风险。
附图说明
图1是阻抗自动匹配接口的结构框图。
图2是阻抗自动匹配接口的电路图。
图3是连接器中电缆阻抗与类型标识信号配线电路(9)的电路图。
图4是阻抗自动匹配方法流程图。
图1～图4中，1是通信设备，2是阻抗匹配接口电路，3是传输电缆与本端设备相连接的传输电缆连接器，内部具有电缆阻抗与电缆类型标识信号，4是传输电缆，5是传输电缆与对端通信设备相连接的连接器，6是对端通信设备，7是阻抗配置电路，8是电缆内部传输线，9是配线电路，用于提供电缆阻抗与电缆类型的标识信号。
具体实施方式
本发明提出的实现阻抗自动匹配的接口，其结构框图如图1所示，包括：用于使对端设备6与连接器3相连接的传输电缆4，该电缆具有与对端设备6阻抗相同的阻抗值；用于使传输电缆4与本端设备1相连接的连接器3，以及用于根据连接器输出的传输电缆类型及阻抗值的标识信号，对本端设备进行阻抗匹配的阻抗匹配接口电路2。
上述接口中的连接器电缆阻抗与类型标识信号配线电路，如图3所示，包括：用于使标识信号线处于正常信号状态的上拉电阻；用于标识传输电缆类型及阻抗值的配线端子；用于向阻抗匹配接口电路输出传输电缆类型及阻抗值标识信号的标识信号线。
上述接口中的阻抗匹配接口电路，如图2所示，包括：用于存储本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗、类型之间的匹配映射表的存储器；用于读取传输电缆的类型及其阻抗值，并从映射表中查找出与其相对应的本端设备的阻抗值，根据该阻抗值输出控制信号的处理器；用于根据处理器输出的控制信号对本端设备阻抗进行匹配的阻抗配置电路。其中的阻抗配置电路包括：用于调整本端设备阻抗的两个电阻；用于控制上述电阻断开或闭合的两个可控开关；用于使本端设备阻抗与传输电缆阻抗相隔离的变压器。自动匹配阻抗接口电路可以自动识别传输电缆的阻抗与类型，对外输出多种阻抗，以保持本端接口阻抗与传输电缆阻抗匹配。自动匹配阻抗接口电路，支持对两种或者两种以上传输电缆的识别与配置。图2中，识别接口实际上是一个输入接口，处理器通过输入接口读取标识信号的状态，根据标识信号，在非易失性存储器中查找应该输出的配置信号。配置信号由控制接口输出，控制阻抗配置电路，输出指定的阻抗。
其中的阻抗配置电路或者包括：用于控制本端设备阻抗的集成电路；用于使本端设备阻抗与对端设备传输电缆阻抗相隔离的变压器。
上述接口中的存储器为非易失性存储器。
本发明提出的实现阻抗自动匹配的方法，其流程框图如图4所示，首先建立一个本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗、类型之间的匹配映射表；读取传输电缆的类型及其阻抗值；检索上述映射表，查找与上述传输电缆的类型及其阻抗值相匹配的本端设备的阻抗值；控制与本端设备相接的一组电阻的断开或闭合，使本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗相匹配；将上述读取的对端设备传输电缆的类型上报本端设备的应用层。
本发明中，将自动匹配阻抗接口所支持的各种电缆统一编码，每一种阻抗电缆具有唯一编码。图3中，识别信号对地短路，则表示“0”，标识信号开路，信号电平为“1”。这样，就形成了一组编码。对应于接口电路中的非易失性存储器，存储有所有标识信号对应的电缆类型及阻抗的是映射表，以备查找。自动匹配阻抗电缆，包括但不限于75ΩE1电缆、120ΩE1电缆、100ΩT1电缆、J1电缆，见表1。在表中，提供了四条电缆阻抗与类型识别信号。
表1 电缆阻抗与类型标识信号表示的含义
| 序号 | 工作方式 | TYPE3 | TYPE2 | TYPE1 | TYPE0 |
| 1 | 测试模式 | 0 | X | X | X |
| 2 | 120ΩE1电缆 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 75ΩE1电缆 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 4 | 保留 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 5 | 保留 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 6 | 100ΩT1电缆 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 7 | J1电缆 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 8 | 保留 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 9 | 无电缆 | 1 | 1 | 1 | 1 |
阻抗配置电路可实现固定阻抗到75Ω阻抗、或者固定阻抗到120Ω阻抗、或者固定阻抗到100Ω阻抗等两种或者两种以上情况的转换。如图2所示，接口阻抗配置电路前端与后端通过变压器隔离，由终端电阻和控制开关构成的终接电路分别连接E1传输线或者T1传输线的的两条差分对，配置信号控制模拟开关的通断实现阻抗的转换。该电路实际应用中也可以选用模拟开关与终端电阻集成在一起的集成电路实现。
表2 接口阻抗配置单元终端电阻配置
| 终端电阻 | K1＝0(断开) | K1＝1(闭合) |
| K2＝0(断开) | 120Ω | 100Ω |
| K2＝1(闭合) | 75Ω |
Claims (10)
1、一种实现阻抗自动匹配的接口，其特征在于该接口包括：
用于使本端设备与对端设备相连接的传输电缆；
用于使传输电缆与本端设备相连接的传输电缆连接器，包括标识器，用于提供包括传输电缆类型及阻抗值信息的标识信息；
用于根据传输电缆连接器输出的标识信息，对本端设备进行阻抗匹配的阻抗匹配接口电路，内部包括接收标识信息的识别接口，其与传输电缆连接器相连。
2、如权利要求1所述的接口，其特征在于其中所述的传输电缆的阻抗值与对端设备的阻抗值相同。
3、如权利要求1所述的接口，其特征在于其中所述的标识器包括：
用于使标识信号线处于正常信号状态的上拉电阻；
用于标识传输电缆类型及阻抗值的配线端子；
用于向阻抗匹配接口电路输出传输电缆类型及阻抗值标识信号的标识信号线。
4、如权利要求1所述的接口，其特征在于其中所述的阻抗匹配接口电路包括：
用于存储本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗、类型之间的匹配映射表的存储器；
用于读取传输电缆的类型及其阻抗值，并从映射表中查找出与其相对应的本端设备的阻抗值，根据该阻抗值输出控制信号的处理器；
用于根据处理器输出的控制信号对本端设备阻抗进行匹配的阻抗配置电路。
5、如权利要求4所述的接口，其特征在于其中所述的阻抗配置电路包括：
用于调整本端设备阻抗的两个电阻；
用于控制上述电阻断开或闭合的两个可控开关；
用于使本端设备阻抗与传输电缆阻抗相隔离的变压器。
6、如权利要求4所述的接口，其特征在于其中所述的阻抗配置电路包括：
用于控制本端设备阻抗的集成电路；
用于使本端设备阻抗与传输电缆阻抗相隔离的变压器。
7、如权利要求4所述的接口，其特征在于其中所述的存储器为非易失性存储器。
8、一种实现阻抗自动匹配的方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：
(1)建立一个本端设备与传输电缆信息之间的匹配映射表；
(2)读取传输电缆的阻抗标识信息；
(3)检索上述映射表，查找与上述传输电缆阻抗标识信息相匹配的本端设备的阻抗值；
(4)通过与本端设备相接的阻抗匹配电路，使本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗相匹配。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于在步骤(1)中所述的匹配映射表，包括本端设备的阻抗与传输电缆的阻抗和类型之间的匹配映射。
10、如权利要求8所述的方法，其特征在于其中所述的阻抗匹配电路为一组电阻的断开或闭合。
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