CN1529427A - 多通道10/100m以太网信号单光纤双向传输光端机 - Google Patents

多通道10/100m以太网信号单光纤双向传输光端机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光传输设备，特别涉及一种多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机。它包含有发送部分的输出经光发送模块连接波分复用器的输入以及波分复用器的输出经光接收模块连接接收部分的输入，发送部分是由10/100M以太信号经RJ45输入口分别连接多个以太网信号接收处理单元后再连接一个数字同步复接电路的输入，并由同一时钟源对各个接口提供时钟信号构成；接受部分是由光接收模块的输出经一个数字同步分接电路连接多个以太网信号发送处理单元的输入构成。本发明解决了将各路异步的以太网信号进行同步，然后再进行高速数字复接及光传输，以实现单光纤中双向传输多路10/100M以太网信号。

Description

多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机
技术领域
本发明涉及光传输设备，特别涉及一种多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机。
背景技术
近十年来，以太网在全球获得了广泛应用，成为在局域网领域占据绝对优势的技术，并开始不断向城域网扩展，使以太网的发展获得了新的空间。目前企事业单位总部网络与各自的分支机构的网络连接也逐步开始采用光以太网传输技术，而各单位之间，特别是一些对保密性要求比较高的单位如银行、证券系统等，可能由于彼此不信任或安全方面的原因要求各自的网络互相独立，因此各单位总部都分别利用一根光纤与各自的分支机构的网络相连，这势必需要很多光纤资源，而现已敷设的光缆中冗余的光纤数量往往满足不了这些要求。解决方法之一是对每个光系统分别用不同的光波长进行调制，然后利用光波分复用技术在一根光纤中进行传输，由于这一方法的成本比较高，一般较少采用。另一种解决方法是利用时分复用技术将多路以太网信号进行高速数字复接，由于以太网信号是异步的，存在如何将各路异步的以太信号进行同步，然后再进行高速数字复接及光传输。
发明内容
本发明的目的是提供一种多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，能利用时分复用技术将多路以太网信号进行高速数字复接。
为达到上述目的，本发明采用如下构思：
光发送部分将各通道异步以太网信号调整至同步信号、高速数字同步复接成帧的串行发送信号，经光发送模块传输到波分复用器，而波分复用器接收的信号经光接收模块传到光接收部分，光接收部分进行高速数字解复接分离出各通道以太网信号。
本发明采用的技术方案如下：
一种多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，包括发送部分的输出经光发送模块连接波分复用器的输入以及波分复用器的输出经光接收模块连接接收部分的输入，其特征在于发送部分是由10/100M以太信号经RJ45输入口分别连接多个以太网信号接收处理单元后再连接一个数字同步复接电路的输入，并由同一时钟源对各种接口提供时钟信号构成；接受部分是由光接收模块的输出经一个数字同步分接电路连接多个以太网信号发送处理单元的输入构成。
上述的以太网接收处理单元是由一个以太变压器的输入连接10/100以太网信号RJ45输入口，而输出经以太网芯片的PHY层电路、MAC层电路、交换核心及缓存电路，然后连接到以太网芯片内另一个带有MII接口的MAC层电路的输入所组成。
上述的数字同步复接电路是由一片EPIC6T144C6 FPGA型芯片、一片TLK2001型芯片和四个电阻组成。
上述的数字同步分解电路是由一片TLK2001型芯片、一片EPIC6TI44FPGA型芯片和四个电阻组成。
上述的以太网接收来自数字同步分接电路的信号后，经交换核心和缓存电路，以太网芯片内的另一MAC层电路、PHY层电路和以太变压器，最后连接RJ45输出口所组成。
上述的以太网信号接收处理单元和以太网信号发送处理单元的电路由一个RJ45以太网插座、一个H1102型以太网变压器、一片KS8995型以太网口单片交换芯片、七个电阻和三个电容组成。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出特点和显出优点：本发明在发送部分中采用了以太网信号接收处理单元和同一时钟源，并在接受部分采用了以太网信号发送处理单元，从而解决了将各路异步的以太网信号进行同步，然后再进行高速数字复接及光传输，以实现单光纤中双向传输多路10/100M以太网信号。
附图说明
图1为本发明多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输端机的总体框图。
图2为图1所示多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输端机中发送部分框图。
图3为图1所示多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输端机中接收部分框图。
图4至图8为具体实施例的电路图
图4为以太网接收信号处理单元6和发送信号处理单元9电路图。
图5为数字同步复接电路7电路图。
图6为数字同步分接电路8电路图。
图7为发送部分1时钟产生电路图。
图8为接收部分5时钟分配电路图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例是：参见图1，本发明的多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输端机的总体结构是：发送部分1将八路以太网信号经数字同步复接成高速串行数据送至光发送模块2，光发送模块2将高速串行电信号转换成指定波长的光信号，随后再送到波分复用器(WDM)3，由WDM3完成二个不同波长收发光信号的复用来实现单光纤双向线路传输。光纤线路上收回来的光信号经波分复用器3分离后送到光接收模块4，由其进行光/电变换后的高速串行数据信号输入到接收部分5，接收部分5完成高速串行信号定时提取及判决并分接出八路以太网信号。光发送模块2和光接收模块4可采用通用的千兆以太网收发一体光模块，WDM3可以是普通的双窗口1310/1550nm波分复用器或是单窗口1550nm±20nm粗波分复用器，视实际传输距离而定。由于以太网信号是双向传输，所以本发明的光端机没有收发之分，一个光端机同时完成接收和发送功能，这样光纤传输线路两端的光端机的电路部分完全相同，所不同的是为实现单光纤双向传输而选的两个光收发模块的光波长不同而已。本发明的核心是发送部分1和接收部分5，以下结合其他附图作进一步的描述。
图2为图1所示多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输端机发送部分1的电路框图。八路10/100M以太网信号经八个RJ45输入口11分别接到八个以太变压器12，变压器12一方面起到与外部以太网信号的直流隔离，另一方面进行信号的电平及阻抗变换，其输出信号接到各自的以太网芯片的PHY层电路13。PHY层电路13的输出信号经MAC14层后送到各自的交换核心及缓存电路15，然后再接到以太网芯片内另一个带有MII接口的MAC层电路16，八路MII接口的输出信号由统一的时钟源10驱动同步工作。MII接口并行数据信号的工作频率为25MHz，由于采用全双工方式，MII接口上一些辅助信号可以不用，所以每路以太网的MII接口输出信号仅需传送4位数据信号TXD[0..3]和1位数据有效信号TXEN，八路以太网共需传送32位并行数据信号及8位数据有效信号。经同步后的八路MII接口并行输出信号送到数字同步复接电路7，再插入帧头和一些附加信号后通过并/串变换成为高速串行信号输出。帧头和附加信息占用10位数据信号，加上八路以太网的32位并行数据信号及8位数据有效信号总共是50位数据信号，每位数据信号的比特率为25Mbps，最后输出的串行信号速率1.25Gbps。数字同步复接电路7由一片FPGA芯片完成。电/光转换采用通用的1.25GHz以太网光收发一体化模块，因此完全能满足1.25Gbps速率数据的传输需要。
图3为图1所示光端机接收部分5的电路框图，图3中光接收模块4将收到的光信号转换为高速串行电信号后输出到数字同步分离电路8。同步分离电路8首先进行时钟提取和数据判决，然后是帧同步、附加信息的提取以及八路MII接口信号的分离，所有这些工作均由一片FPGA芯片完成。分离后的每一路MII接口信号分别接到各自的以太网芯片，因工作于全双工方式，所以以太网芯片的MII接口输入信号仅需接4位数据信号RXD[0..3]和1位数据有效信号RXEN，这些信号经MAC层17后进入交换核心及缓存电路18，其输出接到以太网芯片内的另一MAC层电路19，最后经PHY层电路20变换成串行信号后通过以太变压器21输出到RJ45口22。
图4是图1发送部分1框图中以太网接收信号处理单元6和接收部分5电路框图中以太网发送信号处理单元9的电路图。图中IC1是RJ45以太网插座，负责接收和发送以太网信号，电阻R3、R4、R5及电容C2是以太网交流匹配负载。IC2为PULSE公司生产的以太网变压器H1102，一方面起着与外部以太网信号的直流隔离，另一方面进行信号的电平及阻抗变换，其中以太网接收信号处理单元6将来自外部以太网的接收信号经以太网变压器后送到IC3的PHY接口，再经IC3的片内交换和缓存后由MII接口输出。而以太网发送信号处理单元9接收反向的MII接口信号并经IC3片内交换和缓存后由PHY接口输出至IC2，经以太网变压器变换后送到IC1，电阻R1、R2、R6、R7、及电容C1、C3构成交流匹配负载。IC3为KENDIN公司生产的5个以太网口单片交换芯片KS8995，本实例仅利用其中的2个以太网口，即1个负责收发来自外部以太网信号的PHY口和1个与数字同步复接电路及数字同步分接电路相连的MII口。在以太网接收信号处理单元部分IC3的PHY口通过TXP1、TXM1接收来自IC2的以太网接收信号，经片内交换及缓存后由MII口的TP1_TXD[0..3]、TP1_TXEN信号送到图5数字同步复接电路7的IC4，在以太网发送信号处理单元部分IC3的MII口接收来自图6数字同步分接电路8的TP1_RXD[0..3]、TP1_RXDV信号，经片内交换及缓存后由PHY口的RXP1、RXM1将以太网发送信号送到IC2。本实施例共有八个10/100M以太网通道，所以需八块如图4所示的电路，这八块电路的发送时钟和接收时钟分别由同一个发送时钟源25MCK_TX(见图7)和接收时钟源25MCK_RX(见图8)驱动。
图5是图1发送部分1框图中数字同步复接电路7的电路图，图中IC4为一片ALTERA公司生产的EP1C6T144C6 FPGA芯片，IC4接收八个如图4所示的MII口信号，八路同步MII接口信号加上帧头和一些附加信号(共50位并行信号)后先复接成10位并行信号，随后输出到IC5。IC5及图6中IC8为National Semiconductor公司生产的单片并/串、串/并转换芯片TLK2001，IC5完成其中的并/串转换功能，电阻R8至R11为IC5输出端下拉电阻，其高速差分串行输出信号TXP、TXN接到IC6光发模块2。IC6及图6中的IC7为Agilent公司生产的单片光收发一体化模块HFBR-53D5，IC6为其中的电/光转换部分，完成光发模块2的功能，其光输出信号接到波分复用器WDM3。
图6是图3接收部分5框图中数字同步分接电路8的电路图，IC7为上述光收发一体化模块HFBR-53D5的光/电转换部分，完成光收模块3的功能，IC7接收来自波分复用器WDM3的光输入信号，输出高速差分串行信号至IC8，电阻R12至R15为输出端下拉电阻。IC8为上述TLK2001芯片中的串/并转换部分，完成位时钟提取及高速差分串行信号至10位并行信号的转换，其输出接到IC9。IC9为一片ALTERA公司生产的EP1C6T144C6 FPGA芯片，完成八路同步MII接口信号的分接工作，其MII口输出信号接到八个与图4所示相对应的MII接收信号TP1_RXD0[0..3]、TP1_RXDV端。
图7是发送部分1的时钟分配电路图，其中IC10为Fox Electronics公司生产的F4600-125MHz时钟振荡器芯片，所产生的125MHz时钟分别接到图5中IC4和IC5的125MCK_TX时钟端。IC11A采用TI公司生产的与非门741v00，IC12A、IC12B、IC13A采用TI公司生产的D触发器741v74，它们构成一个5分频电路，其输出的25MHz时钟分别接到图4中IC3和图5中IC4的25MCK_TX时钟端。
图8是接收部分5的时钟分配电路图，其中125MHZ的输入时钟125MCK_RX是由图6中的IC9从高速差分串行信号中提取出的时钟信号125MCK_RX提供，IC14A采用TI公司生产的与非门741v00，IC15A、IC15B、IC16A采用TI公司生产的D触发器741v74，它们构成一个5分频电路，其输出的25MHz时钟分别接到图4中IC3和图6中IC9的25MCK_RX时钟端。
上述实施例中，每路以太网信号的传输将占用125Mbps的信道容量，而帧头和附加信息占用250Mbps的信道容量，因此传输八路以太网信号时总的数据传输速率为1.25Gbps，可用1.25GHz速率的光收发模块调制传输。如要增加传输路数则可选用更高速率的光收发模块，当采用2.5GHz速率的光收发模块时传输路数可达17路。

Claims (6)

1.一种多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，包括发送部分(1)的输出经光发送模块(2)连接波分复用器(3)的输入以及波分复用器(3)的输出经光接收模块(4)连接接收部分(5)的输入，其特征在于发送部分(1)是由10/100M以太信号经RJ45输入口(11)分别连接多个以太网信号接收处理单元(6)后再连接一个数字同步复接电路(7)的输入，并由同一时钟源(10)对各种接口提供时钟信号构成；接受部分(5)是由光接收模块(4)的输出经一个数字同步分接电路(8)连接多个以太网信号发送处理单元(9)的输入构成。
2.根据权利要求1所述的多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，其特征在于以太网接收处理单元(6)是由一个以太变压器(12)的输入连接10/100以太网信号RJ45输入口(11)，而输出经以太网芯片的PHY层(13)电路、MAC层电路(14)、交换核心及缓存电路(15)，然后连接到以太网芯片内另一个带有MII接口的MAC层电路(16)的输入所组成。
3.根据权利要求1所述的多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，其特征在于数字同步复接电路(7)是由一片EPIC6T144C6 FPGA型芯片(IC4)、一片TLK2001型芯片(IC5)和四个电阻(R8、R9、R10、R11)组成。
4.根据权利要求1所述的多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，其特征在于数字同步分接电路(8)是由一片TLK2001型芯片(IC8)、一片EPIC6TI44FPGA型芯片(IC9)和四个电阻(R12、R13、R14、R15)组成。
5.根据权利要求1所述的多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，其特征在于以太网接收来自数字同步分接电路(8)的信号后，经交换核心和缓存电路(18)，以太网芯片内的另一MAC层电路、PHY层电路(20)和以太变压器(21)，最后连接RJ45输出口(22)所组成。
6.根据权利要求2或5所述的多通道10/100M以太网信号单光纤双向传输光端机，其特征在于以太网信号接收处理单元(6)和以太网信号发送处理单元(9)的电路由一个RJ45以太网插座(IC1)、一个H1102型以太网变压器(IC2)、一片KS8995型以太网口单片交换芯片(IC3)、七个电阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)和三个电容(C1、C2、C3)组成。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101035143B (zh) * 2006-03-09 2010-05-12 杭州华三通信技术有限公司 一种物理层芯片、传输信号的方法及交换机
CN102142949A (zh) * 2011-03-29 2011-08-03 中航光电科技股份有限公司 双路串行信号自动全冗余透明传输方法
CN102223282A (zh) * 2011-07-07 2011-10-19 武汉微创光电股份有限公司 通过光纤建立虚拟多以太网通道的方法
CN102523436A (zh) * 2011-11-30 2012-06-27 杭州海康威视数字技术股份有限公司 发送终端、接收终端、多路视频光纤传输系统及传输方法
CN102740062A (zh) * 2012-06-12 2012-10-17 无锡思泰迪半导体有限公司 利用反向时钟同步组网的光端机芯片结构
CN104967486A (zh) * 2015-05-22 2015-10-07 重庆朗天通讯股份有限公司 一种光传输装置
CN105978764A (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 深圳市闪电通光电科技有限公司 一种光纤网络系统及其通信方法
CN114488433A (zh) * 2022-02-08 2022-05-13 耀芯电子(浙江)有限公司 一种单光纤高速全双工数据传输装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11202968A (ja) * 1998-01-20 1999-07-30 Mitsubishi Electric Corp マイクロコンピュータ
CN2562513Y (zh) * 2000-07-01 2003-07-23 浙江南望图像信息产业有限公司 复接型以太网－e1桥接器
CN2466852Y (zh) * 2001-02-28 2001-12-19 北京瑞斯康达科技发展有限公司 一种以太网光电信号转换器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101035143B (zh) * 2006-03-09 2010-05-12 杭州华三通信技术有限公司 一种物理层芯片、传输信号的方法及交换机
CN102142949A (zh) * 2011-03-29 2011-08-03 中航光电科技股份有限公司 双路串行信号自动全冗余透明传输方法
CN102142949B (zh) * 2011-03-29 2014-09-10 中航光电科技股份有限公司 双路串行信号自动全冗余透明传输方法
CN102223282A (zh) * 2011-07-07 2011-10-19 武汉微创光电股份有限公司 通过光纤建立虚拟多以太网通道的方法
CN102523436A (zh) * 2011-11-30 2012-06-27 杭州海康威视数字技术股份有限公司 发送终端、接收终端、多路视频光纤传输系统及传输方法
CN102523436B (zh) * 2011-11-30 2014-01-15 杭州海康威视数字技术股份有限公司 发送终端、接收终端、多路视频光纤传输系统及传输方法
CN102740062A (zh) * 2012-06-12 2012-10-17 无锡思泰迪半导体有限公司 利用反向时钟同步组网的光端机芯片结构
CN102740062B (zh) * 2012-06-12 2014-09-03 无锡思泰迪半导体有限公司 利用反向时钟同步组网的光端机芯片结构
CN104967486A (zh) * 2015-05-22 2015-10-07 重庆朗天通讯股份有限公司 一种光传输装置
CN105978764A (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 深圳市闪电通光电科技有限公司 一种光纤网络系统及其通信方法
CN114488433A (zh) * 2022-02-08 2022-05-13 耀芯电子(浙江)有限公司 一种单光纤高速全双工数据传输装置

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