CN216391444U - 家庭网关设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种家庭网关设备，该家庭网关设备包括WIFI模块，WIFI模块包括：用于对两路2.4G的射频信号进行处理的第一处理器；用于对四路5G的射频信号进行处理的第二处理器；四个射频前端芯片；六个天线匹配电路；两个合路器；四个天线；第一处理器的第一输入输出端经过第一天线匹配电路后连接第一合路器的第一端；第二处理器的第一输入输出端经过第一射频前端芯片、第三天线匹配电路后连接第一合路器的第二端；第一合路器的第三端连接第一天线；第二处理器的第三输入输出端经过第三射频前端芯片、第五天线匹配电路后连接第三天线。实施本实用新型的技术方案，以较小的成本实现了信号传输速率的提高。

Description

家庭网关设备

技术领域

本实用新型涉及网络设备领域，尤其涉及一种家庭网关设备。

背景技术

在现有的家庭网关设备中，其WIFI模块的天线一般为2*2形态，信号传输速率不够高，难以适应一些高端的应用场景。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的传输速率不高的缺陷，提供一种传输速率高的家庭网关设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种家庭网关设备，包括多个功能模块，且所述功能模块包括WIFI模块，所述WIFI模块包括：

用于对两路2.4G的射频信号进行处理的第一处理器；

用于对四路5G的射频信号进行处理的第二处理器；

四个射频前端芯片；

六个天线匹配电路；

两个合路器；

四个天线；其中

所述第一处理器的第一输入输出端经过第一天线匹配电路后连接第一合路器的第一端；所述第一处理器的第二输入输出端经过第二天线匹配电路后连接第二合路器的第一端；所述第二处理器的第一输入输出端经过第一射频前端芯片、第三天线匹配电路后连接第一合路器的第二端；所述第二处理器的第二输入输出端经过第二射频前端芯片、第四天线匹配电路后连接第二合路器的第二端；所述第一合路器的第三端连接第一天线；所述第二合路器的第三端连接第二天线；

所述第二处理器的第三输入输出端经过第三射频前端芯片、第五天线匹配电路后连接第三天线；所述第二处理器的第四输入输出端经过第四射频前端芯片、第六天线匹配电路后连接第四天线。

优选地，所述第一处理器及所述四个射频前端芯片中均内置有功率放大器、低噪放大器及发射/接收切换开关。

优选地，所述功能模块还包括内置及外接有DDR的主控模块。

优选地，所述第一处理器及所述第二处理器分别通过相应的PCIe接口连接所述主控模块。

优选地，所述功能模块还包括PON光模块，且所述PON光模块包括：

BOSA模组；

分别与所述主控模块及所述BOSA模组相连接的驱动单元。

优选地，所述功能模块还包括VOIP语音模块，且所述VOIP语音模块包括：

通过ISI接口与所述主控模块连接双路语音芯片；

分别与所述双路语音芯片相连的两个RJ11接口。

优选地，所述功能模块还包括接口模块，而且，所述接口模块包括隔离变压器及与所述隔离变压器连接的多个RJ45接口，且所述隔离变压器的输入端连接所述主控模块的以太网接口。

优选地，所述功能模块还包括通过SPI接口与所述主控模块相连的闪存模块。

优选地，所述多个功能模块设置在双层PCB板上，而且，在所述双层PCB板的底层，两个功能模块的GND铺铜区域之间跨接有零欧姆的电阻。

通过本实用新型所提供的技术方案，WIFI模块为双频WIFI模块，可收发两路2.4G的射频信号及四路5G的射频信号，且选用4*4形态的天线，其中两路2.4G的射频信号与其中两路5G的射频信号共用两个天线，因此，可以较小的成本实现信号传输速率的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本实用新型家庭网关设备的WIFI模块实施例一的逻辑结构图；

图2是本实用新型家庭网关设备实施例一的逻辑结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型家庭网关设备的WIFI模块实施例一的逻辑结构图，在该实施例中，WIFI模块为双频WIFI模块，且具体包括有：第一处理器1211、第二处理器1212、四个射频前端芯片1221、1222、1223、1224、六个天线匹配电路1231、1232、1233、1234、1235、1236、两个合路器1241、1242、四个天线1251、1252、1253、1254。其中，第一处理器1211用于对两路2.4G的射频信号进行处理；第二处理器1212用于对四路5G的射频信号进行处理。而且，第一处理器1211的第一输入输出端经过第一天线匹配电路1231后连接第一合路器1241的第一端；第一处理器1211的第二输入输出端经过第二天线匹配电路1232后连接第二合路器1242的第一端；第二处理器1212的第一输入输出端经过第一射频前端芯片1221、第三天线匹配电路1233后连接第一合路器1241的第二端；第二处理器1212的第二输入输出端经过第二射频前端芯片1222、第四天线匹配电路1234后连接第二合路器1242的第二端；第一合路器1241的第三端连接第一天线1251；第二合路器1242的第三端连接第二天线1252。第二处理器1212的第三输入输出端经过第三射频前端芯片1223、第五天线匹配电路1235后连接第三天线1253；第二处理器1212的第四输入输出端经过第四射频前端芯片1224、第六天线匹配电路1236后连接第四天线1254。

在该实施例中，WIFI模块为双频WIFI模块，可收发两路2.4G的射频信号及四路5G的射频信号，且选用4*4形态的天线，其中两路2.4G的射频信号与其中两路5G的射频信号共用两个天线，因此，以较小的成本实现了信号传输速率的提高。

进一步地，第一处理器1211及四个射频前端芯片1221、1222、1223、1224中均内置有功率放大器(PA)、低噪放大器(LNA)及发射/接收切换开关(T/R)，这样，由于将PA、LNA、T/R均内置在芯片中，所以，外围电路主要提供供电电源、时钟信号、复位信号、接口信号即可，因此，简化外围电路。

图2是本实用新型家庭网关设备实施例一的逻辑结构图，该实施例的家庭网关设备，该实施的家庭网关设备包括多个功能模块，该多个功能模块具体包括主控模块11及分别与主控模块11相连的WIFI模块12、PON光模块13、VOIP语音模块14、接口模块15、DDR 16、闪存模块17。另外，这些功能模块设置在双层PCB板上，而且，在双层PCB板的底层(BOTTOM层)，两个功能模块的GND铺铜区域之间跨接有零欧姆的电阻。这样，由于使用的是两层板进行PCB Layout，最大限度地降低PCB板的采购成本，同时，由于在两个功能模块的GND铺铜区域之间设置有零欧姆的跨接电阻，满足了EMC的信号完整性要求。

在该实施例的主控模块11中，CPU选用MTK(联发科)的EN7528DU/DA芯片，该芯片是一款高性能、兼容EPON/GPON功能应用的单芯片SOC芯片，支持4个10/100/1000Mbps以太网接口，支持2个PCIe接口，支持通过SGMII接口与外部的BOB模块连接使用，支持USB2.0及USB3.0的应用，同时，芯片内置256MB的DDR3内存空间，还可外接DDR 16。

在该实施例的WIFI模块12中，第一处理器选用MTK(联发科)的MT7592E芯片，该芯片提供两路2.4G的射频信号输出，同时该芯片内置了PA、LNA及T/R开关，外围电路相对简单，只需提供供电电源、时钟信号、复位信号、PCIe接口及WIFI的射频输出(TX)与射频输入(RX)信号以及巴伦电路。第二处理器选用MTK(联发科)的MT7615BEN芯片，该芯片提供4路的5G射频信号输出。同时，为了提高4路5G wifi信号的输出功率，增加了外置FEM的设计，且四个射频前端芯片选用KCT8525D芯片，该芯片也内置有PA、LNA及T/R开关，外围电路相对简单，只需提供供电电源、时钟信号、复位信号、PCIe接口及4路WIFI的射频输出(TX)与射频输入(RX)信号。

具体地，2.4G WIFI射频输出信号从MT7592E芯片的脚位pin45、pin46(0路)以及pin51、pin52(1路)输出，经过巴伦电路输出到相应的天线匹配单元，再分别送到两个合路器的第一端，经过相应的合路器后送到外置天线。5GWIFI的射频信号也是从MT7615BEN芯片的脚位pin111、pin114(0路)输出送到相应KCT8525D芯片的pin2和pin8脚，pin102、pin106(1路)输出送到相应KCT8525D芯片的pin2和pin8脚，pin92、pin94(2路)输出送到相应KCT8525D芯片的pin2和pin8脚，pin83，pin86(3路)输出送到相应KCT8525D芯片(U15)的pin2和pin8脚，经过各路WIFI信号的KCT8525D芯片处理，从各个KCT8525D芯片的pin13脚输出，其中1路与2路WIFI信号经过相应的天线匹配单元后，送到相应合路器与2.4G WIFI信号合路，最后送到外置天线。另外的2路WIFI信号(0路与3路)直接送到相应的天线匹配单元后直接送到相应天线IPEX座子上连接外置天线，完成射频信号的发射与接收。另外，EN7528DU芯片通过2个PCIe接口与MT7592芯片、MT7615的PCIe接口连接，完成WIFI数据的交换。

该实施例的PON光模块13包括BOSA模组及驱动单元，其中，BOSA模组为基于SuperTIA形态的，使用9脚位的DIP封装，BOSA自带尾纤，这样的BOSA模组使用起来简单，性能稳定，生产时校准与测试比较方便，快捷。驱动芯片选用MTK(联发科)的EN7571芯片，使用28脚封装，而且，EN7571芯片的pin18、pin19脚位接BOSA模组的TX驱动脚位，EN7571芯片的pin24、pin25接BOSA模组的RX脚位，EN7571芯片通过pin18、pin19输出光的TX信号，并送到BOSA模组的TX脚位，来驱动BOSA模组发光，通过BOSA模组的尾纤将设备的TX数据送到上层设备。EN7571芯片通过pin24、pin25脚位接BOSA模组的RX信号脚位，经过内部的处理后，再通过其pin1、pin2脚位送给EN7528DU芯片的pin2、pin3脚位，让主控模块接收上面设备传来的数据。

在该实施例的VOIP语音模块14中，该VOIP语音模块包括双路语音芯片及分别与双路语音芯片相连的两个RJ11接口，而且，双路语音芯片通过ISI接口与主控模块连接。具体地，双路语音芯片采用Slicon LAB的SI32281(可以兼容SI3228X系列芯片)双路语音芯片，SI32281是Slicon LAB公司的双路语音的单芯片设计，单3.3V电源供电，支持PCM/SPI以及ISI数据接口，内置升压控制电路，使RJ11接口所连接的普通话机能够正常工作。

具体地，SI32281芯片的pin11(RSTb)、pin12(PSLCK)、pin13(ISI_MISO)、pin14(ISI_MOSI)为其ISI接口，且通过这4条信号线分别与EN7528DU芯片的pin127(ZCLK)、pin128(SYNC+RESET)、pin129(MOSI)、pin130(MISO)连接，完成语音编码信息与主控模块的数据交换，通过PON协议封装后，送到公共网络完成语音信息的分发使用。而且，SI32281芯片通过pin45(SLIC-RINGA)、pin46(SLIC-TIPA)以及第一RJ11接口来连接外面的第一路话机，通过pin32(SLIC-TIPB)、pin33(SLIC-RINGB)以及第二RJ11接口来连接外面的第二路话机，来完成人机交互。另外，SI32281芯片通过pin8(SVBATa)、pin15(SDCHa)、pin16(SDLa)、pin17(DCDRVa)来控制第一路话机的电源供给，使连接外面的第一路话机正常工作，通过pin27(SVBATb)、pin21(SDCHb)、pin20(SDLb)、pin19(DCDRVb)来控制第二路话机的电源供给，使连接外面的第二路话机正常工作。

在该实施例的接口模块15中，该接口模块包括隔离变压器及与隔离变压器连接的多个RJ45接口，且所述隔离变压器的输入端连接所述主控模块的以太网接口。具体地，共有4个RJ45接口，EN7528DU芯片的pin164至pin198是4个10/100/1000Mbps以太网接口，可将其连接至隔离变压器，通过隔离变压器后，与4口RJ45接口连接，这样，可对外提供4个10/100/1000Mbps以太网接口。另外，接口模块15还可包括LED指示灯、按键、USB接口。

在该实施例的闪存模块17中，选用华邦的W25N01GVZEIG的SPI FLASH芯片，且通过SPI接口连接所述主控模块，具体地，该芯片支持128MB存储空间以及内部ECC校验，为WSON-8 8x6mm芯片封装，只有8只芯片脚，占用PCB的空间小，而且，EN7528DU芯片的pin123至pin125是4条与NAND SPI FLASH连接的信号线，由于与EN7528DU芯片通信只有4条信号线，走线简单，减少了芯片成本，贴片加工容易，降低了故障率。通过这个接口，加载应用程序及软件。

最后，为了增强信号的完整性，在PCB板设计时，对USB信号线、DDR信号线、PCIe信号线等进行了阻抗与等长设计，对网口的差分走线的阻抗要求及走线等长要求也做了考虑。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种家庭网关设备，包括多个功能模块，且所述功能模块包括WIFI模块，其特征在于，所述WIFI模块包括：

用于对两路2.4G的射频信号进行处理的第一处理器；

用于对四路5G的射频信号进行处理的第二处理器；

四个射频前端芯片；

六个天线匹配电路；

两个合路器；

四个天线；其中

所述第一处理器的第一输入输出端经过第一天线匹配电路后连接第一合路器的第一端；所述第一处理器的第二输入输出端经过第二天线匹配电路后连接第二合路器的第一端；所述第二处理器的第一输入输出端经过第一射频前端芯片、第三天线匹配电路后连接第一合路器的第二端；所述第二处理器的第二输入输出端经过第二射频前端芯片、第四天线匹配电路后连接第二合路器的第二端；所述第一合路器的第三端连接第一天线；所述第二合路器的第三端连接第二天线；

所述第二处理器的第三输入输出端经过第三射频前端芯片、第五天线匹配电路后连接第三天线；所述第二处理器的第四输入输出端经过第四射频前端芯片、第六天线匹配电路后连接第四天线。

2.根据权利要求1所述的家庭网关设备，其特征在于，所述第一处理器及所述四个射频前端芯片中均内置有功率放大器、低噪放大器及发射/接收切换开关。

3.根据权利要求1所述的家庭网关设备，其特征在于，所述功能模块还包括内置及外接有DDR的主控模块。

4.根据权利要求3所述的家庭网关设备，其特征在于，所述第一处理器及所述第二处理器分别通过相应的PCIe接口连接所述主控模块。

5.根据权利要求3所述的家庭网关设备，其特征在于，所述功能模块还包括PON光模块，且所述PON光模块包括：

BOSA模组；

分别与所述主控模块及所述BOSA模组相连接的驱动单元。

6.根据权利要求3所述的家庭网关设备，其特征在于，所述功能模块还包括VOIP语音模块，且所述VOIP语音模块包括：

通过ISI接口与所述主控模块连接双路语音芯片；

分别与所述双路语音芯片相连的两个RJ11接口。

7.根据权利要求3所述的家庭网关设备，其特征在于，所述功能模块还包括接口模块，而且，所述接口模块包括隔离变压器及与所述隔离变压器连接的多个RJ45接口，且所述隔离变压器的输入端连接所述主控模块的以太网接口。

8.根据权利要求3所述的家庭网关设备，其特征在于，所述功能模块还包括通过SPI接口与所述主控模块相连的闪存模块。

9.根据权利要求1-8任一项所述的家庭网关设备，其特征在于，所述多个功能模块设置在双层PCB板上，而且，在所述双层PCB板的底层，两个功能模块的GND铺铜区域之间跨接有零欧姆的电阻。

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