CN202035013U - 基于gfp的多e1到以太网协议转换器 - Google Patents

基于gfp的多e1到以太网协议转换器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种基于GFP的多E1到以太网协议转换器。本实用新型的装置包括：16E1接口模块、协议转换处理模块、以太网接口模块、随机存取存储器、微控制器、告警与状态信号处理模块和网络管理模块，其中，所述的16E1接口模块、以太网接口模块、随机存取存储器、微控制器和告警与状态信号处理模块分别跟所述的协议转换处理模块连接，所述的网络管理模块接所述的微控制器，所述的协议转换处理模块是在一FPGA芯片上实现。本实用新型通过将E1到以太网协议转换器的协议转化处理模块的功能集于一FPGA芯片，简化了其外围电路，降低了产品的制造成本，且通过接于微控制器的网络管理模块，增强了其构成系统的网络管理功能。

Description

基于GFP的多E1到以太网协议转换器
技术领域
本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种基于GFP的多E1到以太网协议转换器。
背景技术
现有的16E1到以太网协议转换器，如中国专利CN201608727U，其只实现16路E1信号到以太网的汇聚，解决了以太网络IP数据的延伸问题，但其采用的汇聚型网桥芯片加FPGA芯片的方案，需要较大的成本投入，且该种方案只能实现简单网管控制，对于功能较为复杂的网络管理，其无法及时发现设备故障，且维护效率不高。
发明内容
针对现有技术方案的不足，本实用新型提出低成本且网管功能丰富的E1到以太网协议转换器。
本实用新型采用的技术方案如下：
基于GFP的多E1到以太网协议转换器，包括：16E1接口模块、协议转换处理模块、以太网接口模块、随机存取存储器、微控制器、告警与状态信号处理模块和网络管理模块，其中，所述的16E1接口模块、以太网接口模块、随机存取存储器、微控制器和告警与状态信号处理模块分别跟所述的协议转换处理模块连接，所述的网络管理模块接所述的微控制器。
进一步的，所述的协议转换处理模块包括：以太网数据接收模块、以太网数据发送模块、GFP成帧模块、GFP解帧模块、缓存控制模块、虚级联模块、E1成帧模块、E1解帧模块、HDB3编码模块、HDB3解码模块、接收侧时钟数据恢复模块、处理器接口模块和用户专用寄存器，其中，在该协议转换处理模块的内部，所述的GFP成帧模块接以太网数据接收模块，所述的GFP解帧模块接以太网数据发送模块，该GFP成帧模块和GFP解帧模块分别接于所述的虚级联模块，所述的缓存控制模块分别接所述的太网数据接收模块、以太网数据发送模块、GFP成帧模块、GFP解帧模块、虚级联模块，所述的E1成帧模块和E1解帧模块分别连接虚级联模块，所述的HDB3编码模块接E1成帧模块，所述的HDB3解码模块接E1解帧模块，所述的接收侧时钟数据恢复模块接于所述的HDB3编码模块，所述的处理器接口模块接所述的缓存控制模块，所述的用户专用寄存器接所述的处理器接口模块；在该协议转换处理模块的外部，所述的以太网数据接收模块和以太网数据发送模块分别接于所述的以太网接口模块，所述的缓存控制模块接于随机存取存储器，所述的处理器接口模块接于微控制器，所述的用户专用寄存器接于告警与状态信号处理模块，所述的HDB3编码模块和HDB3解码模块分别接所述的16E1接口模块。
更进一步的，该协议转换处理模块是在一FPGA芯片上实现。
进一步的，所述的16E1接口模块包括：一E1变压器、一码型转换器和一连接器，其中，所述的码型转换器接于所述的协议转换处理模块的HDB3编码模块和HDB3解码模块，并通过所述的E1变压器将E1信号耦合至所述的连接器。
进一步的，所述的以太网接口模块包括：一以太网交换芯片、复数个RJ45连接器、一以太网变压器和一光收发模块，其中，所述的以太网接口芯片接所述协议转换处理模块中的以太网数据接收模块、以太网数据发送模块，并通过所述的以太网变压器将以太网信号耦合至所述的RJ45连接器，该以太网接口芯片通过所述的光收发模块将以太网信号耦合至光纤。
进一步的，所述的告警与状态信号处理模块包括：一串行转并行芯片、一并行转串行芯片、一组LED指示灯和一组拨码开关，其中，所述的串行转并行芯片和并行转串行芯片通过一组串行信号线接所述协议转换处理模块的用户专用寄存器，所述的串行转并行芯片的各个并行输出端分别接所述的各个LED指示灯，所述的并行转串行芯片的各个并行输入端分别接所述的各个拨码开关。
进一步的，所述的网络管理模块是一SNMP网管接口电路，包括：一路以太网网管接口电路和一路RS232串口网管接口电路，其中，所述的以太网网管接口电路和RS232串口网管接口电路均接于所述的微控制器。
本实用新型通过采用上述技术方案，具有的有益效果是：
1，通过将E1到以太网协议转换器的的协议转化处理模块的功能集于一FPGA芯片，该FPGA芯片作为核心部件，极大地简化了其外围电路，降低了产品的制造成本；
2，通过所述的网络管理模块，上位设备可通过网络对该设备的各个模块进行设置，并采集各个模块的状态、告警信息或故障原因，以实时监测设备各个接口的状态，增强了其构成系统的网络管理功能。
附图说明
图1是本实用新型一优选实施例的系统结构框图。
图2是本实用新型的协议转换处理模块的结构框图。
图3是本实用新型从以太网到E1协议转换的处理流程示意图。
图4是本实用新型从E1到以太网协议转换的处理流程示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如附图1所示，本实用新型基于GFP的多E1到以太网协议转换器，包括：16E1接口模块1、协议转换处理模块2、以太网接口模块3、随机存取存储器4、微控制器5、告警与状态信号处理模块6和网络管理模块7，其中，所述的16E1接口模块1、以太网接口模块3、随机存取存储器4、微控制器5和告警与状态信号处理模块6分别跟所述的协议转换处理模块2连接，所述的网络管理模块7接所述的微控制器5。
作为一优选的实施方式，如附图2所示，本实用新型的协议转换处理模块2包括：以太网数据接收模块201、以太网数据接收模块202、GFP成帧模块203、GFP解帧模块204、缓存控制模块205、虚级联模块206、E1成帧模块207、E1解帧模块208、HDB3编码模块209、HDB3解码模块210、接收侧时钟数据恢复模块211、处理器接口模块212和用户专用寄存器213，其中，在该协议转换处理模块2的内部，所述的GFP成帧模块203接以太网数据接收模块201，所述的GFP解帧模块204接以太网数据接收模块202，该GFP成帧模块203和GFP解帧模块204分别接于所述的虚级联模块206，所述的缓存控制模块205分别接所述的太网数据接收模块、以太网数据接收模块202、GFP成帧模块203、GFP解帧模块204、虚级联模块206，所述的E1成帧模块207和E1解帧模块208分别连接虚级联模块206，所述的HDB3编码模块209接E1成帧模块207，所述的HDB3解码模块210接E1解帧模块208，所述的接收侧时钟数据恢复模块211接于所述的HDB3编码模块209，所述的处理器接口模块212接所述的缓存控制模块205，所述的用户专用寄存器213接所述的处理器接口模块212；在该协议转换处理模块2的外部，所述的以太网数据接收模块201和以太网数据接收模块202分别接于所述的以太网接口模块3，所述的缓存控制模块205接于随机存取存储器4，所述的处理器接口模块212接于微控制器5，所述的用户专用寄存器213接于告警与状态信号处理模块6，所述的HDB3编码模块209和HDB3解码模块210分别接所述的16E1接口模块1；在该协议转换处理模块2中，E1 模块完成E1 的成帧/解帧及线路编解码的功能，虚级联模块206负责多个E1 通道合并成一个通道，以太网数据接收模块202和以太网数据接收模块201负责以太网帧的发送与接收，GFP 封装成帧模块和GFP解帧模块204负责以太网帧到E1数据流的适配，缓存控制模块205负责协调各模块对外部随机存取存储器4的读写操作。
进一步的，该协议转换处理模块2是在一FPGA芯片上实现。
作为一优选的实施方式，所述的16E1接口模块1包括：一E1变压器、一码型转换器和一连接器，其中，所述的码型转换器接于所述的协议转换处理模块2的HDB3编码模块209和HDB3解码模块210，并通过所述的E1变压器将E1信号耦合至所述的连接器，所述的连接器是一DB37连接器，该DB37连接器可接微同轴头适配器或4E175 欧姆线缆两种适配器。
作为一优选的实施方式，所述的以太网接口模块3包括：一以太网交换芯片、复数个RJ45连接器、一以太网变压器和一光收发模块，其中，所述的以太网接口芯片接所述协议转换处理模块2中的以太网数据接收模块201、以太网数据接收模块202，并通过所述的以太网变压器将以太网信号耦合至所述的RJ45连接器，该以太网接口芯片通过所述的光收发模块将以太网信号耦合至光纤。该太网接口模块的RJ45接口电路支持10/100Mpbs自适应，全/半双工自适应，交叉、直连自适应等模式，其光口模块可用于2-120KM的远距离数据传送，该以太网接口模块3还可汇报给网管以太网收发的流量统计和错包率等信息， 对超长、超短和CRC错包进行过滤处理。
作为一优选的实施方式，所述的告警与状态信号处理模块6包括：一串行转并行芯片74HC595、一并行转串行芯片74HC165、一组LED指示灯和一组拨码开关，其中，所述的串行转并行芯片和并行转串行芯片通过一组串行信号线接所述协议转换处理模块2的用户专用寄存器213，所述的串行转并行芯片的各个并行输出端分别接所述的各个LED指示灯，用以显示各种报警信号如：AIS告警、E1各支路信号丢失告警及编码违例告警、GFP封装帧失步告警、以太网出错告警，所述的并行转串行芯片的各个并行输入端分别接所述的各个拨码开关，通过拨码开关可设置告警开启或屏蔽。
作为一优选的实施方式，所述的网络管理模块7是一SNMP网管接口电路，包括：一路以太网网管接口电路和一路RS232串口网管接口电路，其中，所述的以太网网管接口电路和RS232串口网管接口电路均接于所述的微控制器5。
进一步的，通过上述的网络管理模块7，本实用新型的基于GFP的多E1到以太网协议转换器可实现三级网络管理：将一个本实用新型的装置制成卡式，插于网管机架上，网管平台软件通过查找网管代理模块，获得本实用新型卡式产品设备的状态，同时也可对其进行配置，此为网络管理的第一级；将一个本实用新型的装置制成台式，该台式设备通过微同轴头适配器连接到网络管理第一级中的卡式设备，网管平台软件通过网络管理第一级的卡式设备即可获得该台式设备的各端口状态，同时也可以对该台式设备进行灵活配置并得到故障告警，此为网络管理的第二级；当远端设备通过光纤跳线连接到本实用新型的一个远端的E1到以太网协议转换器时，网管平台可获得该远端E1到以太网协议转换器的设备状态，也可以对该远端E1到以太网协议转换器进行配置并得到故障告警，此为第三级网络管理；上述的三级网络管理中所述的上一级E1到以太网协议转换器获取下一级E1到以太网协议转换器的故障告警并对之进行配置，都是通过网管代理模块实现，该网管代理模块是在本实用新型的微控制器5上实现；本实用新型还支持基于RS232串口的网络管理，通过超级终端进行网管，能够对不同厂家的分支设备进行管，且支持统一的管理帧格式，或者开放管理帧格式，能够被局端管理，并能够获取设备的型号、设备的软件、硬件和（或）固件的版本信息。
现结合附图3对本实用新型从以太网到E1协议转换的处理流程进行说明如下：以太网数据经以太网接口模块3到协议转换处理模块2的以太网数据接收模块201，以太网数据接收模块201将接收到的以太网帧由缓存控制模块205控制写入随机存取存储器4，缓存控制模块205根据先进先出原则从缓存中取出以太网帧，送给GFP 成帧模块203，GFP 成帧模块203将以太网帧加上封装开销，形成组数据流，虚级联模块206将该组数据流分成多个支路数据流，送给不同的E1 通道，E1 成帧模块207将各支路数据流加上开销，形成E1 帧，然后发送到HDB3编码模块209，HDB3编码模块209将E1帧编码后经16E1接口模块1发送出去。
现结合附图4对本实用新型从E1到以太网协议转换的处理流程进行说明如下：16E1接口模块1接收到E1信号，将该E1信号处理后送到协议转换处理模块2的HDB3解码模块210，HDB3解码模块210将解码后得到的E1 帧数据送至E1解帧模块208，E1解帧模块208将其中的多支路数据流送给虚级联模块206，虚级联模块206将多支路数据流经缓存控制模块205控制写入随机存取存储器4，随机存取存储器4对多支路数据流进行延时差补偿并重新组装，形成组数据流，GFP 解帧模块204经缓存控制模块205读取组数据流并从中提取出以太网帧，送给以太网数据接收模块202，以太网数据接收模块202将以太网帧发送到以太网接口模块3，以太网接口模块3将以太网帧处理后通过网线发送出去。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于，包括：16E1接口模块、协议转换处理模块、以太网接口模块、随机存取存储器、微控制器、告警与状态信号处理模块和网络管理模块，其中，所述的16E1接口模块、以太网接口模块、随机存取存储器、微控制器和告警与状态信号处理模块分别跟所述的协议转换处理模块连接，所述的网络管理模块接所述的微控制器。
2.如权利要求1所述的基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于：所述的协议转换处理模块包括：以太网数据接收模块、以太网数据发送模块、GFP成帧模块、GFP解帧模块、缓存控制模块、虚级联模块、E1成帧模块、E1解帧模块、HDB3编码模块、HDB3解码模块、接收侧时钟数据恢复模块、处理器接口模块和用户专用寄存器，其中，在该协议转换处理模块的内部，所述的GFP成帧模块接以太网数据接收模块，所述的GFP解帧模块接以太网数据发送模块，该GFP成帧模块和GFP解帧模块分别接于所述的虚级联模块，所述的缓存控制模块分别接所述的太网数据接收模块、以太网数据发送模块、GFP成帧模块、GFP解帧模块、虚级联模块，所述的E1成帧模块和E1解帧模块分别连接虚级联模块，所述的HDB3编码模块接E1成帧模块，所述的HDB3解码模块接E1解帧模块，所述的接收侧时钟数据恢复模块接于所述的HDB3编码模块，所述的处理器接口模块接所述的缓存控制模块，所述的用户专用寄存器接所述的处理器接口模块；在该协议转换处理模块的外部，所述的以太网数据接收模块和以太网数据发送模块分别接于所述的以太网接口模块，所述的缓存控制模块接于随机存取存储器，所述的处理器接口模块接于微控制器，所述的用户专用寄存器接于告警与状态信号处理模块，所述的HDB3编码模块和HDB3解码模块分别接所述的16E1接口模块。
3.如权利要求1或2所述的基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于：所述的协议转换处理模块是一FPGA芯片。
4.如权利要求1所述的基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于：所述的16E1接口模块包括：一E1变压器、一码型转换器和一连接器，其中，所述的码型转换器接于所述的协议转换处理模块的HDB3编码模块和HDB3解码模块，并通过所述的E1变压器将E1信号耦合至所述的连接器。
5.如权利要求1所述的基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于：所述的以太网接口模块包括：一以太网接口芯片、复数个RJ45连接器、一以太网变压器和一光收发模块，其中，所述的以太网接口芯片接所述协议转换处理模块中的以太网数据接收模块、以太网数据发送模块，并通过所述的以太网变压器将以太网信号耦合至所述的RJ45连接器，该以太网接口芯片通过所述的光收发模块将以太网信号耦合至光纤。
6.如权利要求1所述的基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于：所述的告警与状态信号处理模块包括：一串行转并行芯片、一并行转串行芯片、一组LED指示灯和一组拨码开关，其中，所述的串行转并行芯片和并行转串行芯片通过一组串行信号线接所述协议转换处理模块的用户专用寄存器，所述的串行转并行芯片的各个并行输出端分别接所述的各个LED指示灯，所述的并行转串行芯片的各个并行输入端分别接所述的各个拨码开关。
7.如权利要求1所述的基于GFP的多E1到以太网协议转换器，其特征在于：所述的网络管理模块是一SNMP网管接口电路，包括：一路以太网网管接口电路和一路RS232串口网管接口电路，其中，所述的以太网网管接口电路和RS232串口网管接口电路均接于所述的微控制器。
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