CN2421781Y - 以太网－e1信号收发器 - Google Patents

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张健
唐慧明
王洪涛
韩草铭
姚亚群
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Abstract

本实用新型涉及信息交换。在以太网接口端有一片专用的以太网收发芯片,E1口接口端有一片E1收发芯片,其间设有一组数据流转换及控制用的模块。在物理层上直接实现了以太网数据流和E1信道数据流的相互转换、转发,包括从以太网数据流至2Mbps的E1数据流转换中实现流量控制和从2Mbps的E1数据流至以太网数据流转换中实现帧的无间隙传输,传递其间冲突信息。以低硬件成本替代传统的用路由器配以协议转换器的传输方式。

Description

以太网-E1信号收发器
本实用新型涉及信息交换，具体地说是一种用来实现以太网数据和E1数据的收发以及两种数据流相互转换的装置。
目前，在实现以太网数据和E1信道数据的相互转发的系统中，往往采用路由器配以协议转换器的形式。这样的系统在类似于利用E1信道实现局域网的拓展应用环境下将会造成很大的资源浪费。
本实用新型的目的在于提出一种以太网-E1信号收发器，用它直接实现以太网数据流和E1信道数据流的相互转换，利用数字信号处理器DSP或可编程逻辑器件来解决以太网和E1信道上的传输控制和信号同步问题。
本实用新型基于现有的芯片和元器件组合应用，将其组成一个装置，用以实现以太网数据流和E1信道数据流的相互转换，其过程包括从以太网数据流至2Mbps的E1数据流转换中实现流量控制；和从2Mbps的E1数据流至以太网数据流转换中实现帧的无间隙传输；并在E1两端的以太网之间传递冲突信息。
本实用新型的以太网-E1信号收发器，包括收发接口，其特征在于：以太网接口端有一片专用的以太网收发芯片，用于收发以太网上的信号；E1口接口端有一片E1收发芯片，用于收发E1信道上的信号；在以太网接口端和E1口接口端之间有一组数据流转换及控制用的模块，由其数字信号处理器DSP或可编程逻辑器件将以太网上收到的帧进行拆包，在先入先出缓冲器FIFO缓冲，同步到E1信道上；而后将E1信道上的数据流还原成以太网帧，送入帧缓存，发送到以太网上。它从物理层上实现了E1信道和以太网数据流的相互转发。
正如所述，本实用新型的优点也正是在物理层上直接实现以太网数据和E1信道数据的相互转换，相比于传统的用路由器配以协议转换器的方式，可以节省大量的硬件成本。
以下结合实施例及其框图和电路图进一步说明：
图1是本实用新型的功能模块结构框图。
图2是收发器的结构程序框图。
图3是图2所示可编程逻辑器件4的流程图。
图4是可编程逻辑器件3的流程图。
图5是可编程逻辑器件2的流程图。
图6是可编程逻辑器件1的流程图。
图7是主控中央处理器CPU工作流程图。
图8是实施例的电路图。
图9是实施例之二的程序框图。
参见附图。如图1所示，本实用新型以模块为主构成，图中所示的模块主要完成以下功能：
1．利用以太网接收控制模块实现对以太网数据流的拆包；
2．用先入先出缓冲器FIFO1、FIFO2作数据缓冲作用；
3．通过E1口的发送模块和接收模块将以太网数据同步至E1信道(包括字同步和位同步)；
4．用以太网发送模块实现以太网数据流的封装；
5．主控中央处理器CPU用以完成帧的完整性检测以及协调整个工作过程。
实现和完成上述功能的过程见图2说明。
图2所示的收发器实施例程序框图，其信号过程是：以太网收发芯片从以太网上接收数据流，可编程逻辑器件4、FIFO2和可编程逻辑器件3将以太网数据流转换为E1数据流，在此转换过程中将实现位同步与字同步过程、以太网上的信号流量控制，以及将E1口此端的碰撞信息发往E1口彼端；由E1收发芯片收发以太网上的数据流；经可编程逻辑器件2、FIFO1、存储器以及可编程逻辑器件1将E1口数据流转换为以太网数据流，在此过程中实现对E1口上接收到的以太网碰撞信息的处理以及以太网帧的无间隙传输；框图中所示的中央处理器CPU在整个过程中起协调控制的作用。
图3所示为可编程逻辑器件4的流程，其芯片名称为CPID(CY37128下同)，当以太网上有数据到达时，对其作串并转换，当发现帧头时，开始字同步，并按字节写入FIFO2。
图4所示为可编程逻辑器件3的流程，当它发现FIFO有数据时，将数据按位同步到E1信道上去。
图5所示为可编程逻辑器件2的流程，它将从E1口收到的数据流经串并转换后送入FIFO1；
图6所示为可编程逻辑器件1的流程，用于将放在存储器内得以太网帧发往以太网；
图7为主控用中央处理器CPU的工作流程，它负责将数据从FIFO1搬入存储器，并启动可编程逻辑器件1进行一次发送。
图8所示实施例的电路图。图中U1是E1口收发芯片，U2、U4是FIFO，U3、U5、U8、U9是可编程逻辑器件，U6是以太网收发芯片，U7是RJ45接口，U10是存储器，U11是中央处理器CPU。
其中，U1通过发送数据线(线端接脚，下同)TDATA、发送时钟线TALK和控制线RLP、LLP、RCL与U3相连；U3通过I/O线与U2的数据线QO～Q8读控制线RD相连；U2通过数据线D0～D8与U5的I/O线IO0～IO8相连，通过写控制线WR和半满指示信号线HF与U5的IO10、IO12相连；U5通过I/O线与U6的接收数据线RXD、接收时钟线RCLK和控制线CD、LB、COL相连，U6的发送数据线TXD、发送时钟线TCLK分别与U9的CLK和IO0相连，U9的IO13～IO25与U10的地址饯AD0～AD12相连，IO1～IO8与U10的数据线D0～D7、U11的数据线P00～P07以及U4的数据线Q0～Q7相连，U9的IO9、IO10和IO11分别与U10的读控制线RD、写控制线WR和片选信号CE端相连，IO26与U5的IO20相连，IO12与U11的写控制线WR相连；U4的读控制线RD与U11的读控制线RD相连，数据线D0～D8与U8的IO13～IO21相连，写控制线WR与U8的IO23相连；U8的CLK和IO0的线端分别与U1的接收时钟线RCLK和接收数据线RDATA相连。
其工作过程为：U6通过U7和变压器T4从以太网上接收数据流，U5将串行数据流转换为并行数据，并实现字同步，同时将并行数据送入U2中，并利用U2的状态和U6的状态实现以太网上的流量控制；U3从U2读取数据，并将以太网数据字节同步到E1信道的各个时隙；U1将U3输出的非归零单极性码NRZ数据转换为HDB3码通过变压器T1和BNC接口B1发往E1口；同时U1通过BNC接口B2变压器T2接收E1口数据流并将其转换为NRZ码；U8将串行数据转换为并行数据写入U4；U11将数据从U4中搬入U10，并在搬移过程中实现帧完整性检验，当搬完完整的一帧后，启动U9进行一次发送过程；U9发送时从U11读取数据，将其转换为串行数据送入U6；U6通过U7和变压器T3将数据发往以太网。
除此之外，上述装置中，也可用其它类似的现场编程门阵列FPGA、数字信号处理器DSP类器件来代替可编程逻辑器件的工作，或者采用较少的更大规模的可编程逻辑器件替代较多的较小规模的可编程逻辑器件。此外，还可用双口RAM来替代存储器和FIFO完成数据的缓冲和缓存。
图9实施例的程序框图，给出了采用一片双口RAM替代图2例缓冲器FIFO1和原存储器RAM的示例，其电路图则类似于图8，故不另详。

Claims (1)

1、一种以太网-E1信号收发器，包括收发接口(RJ45、BNC)，其特征在于：以太网接口端有一片专用的以太网收发芯片，用于收发以太网上的信号；E1口接口端有一片E1收发芯片，用于收发E1信道上的信号；在以太网接口端和E1口接口端之间有一组数据流转换及控制用的模块，由其数字信号处理器DSP或可编程逻辑器件将以太网上收到的帧进行拆包，在先入先出缓冲器FIFO缓冲，同步到E1信道上；而后将E1信道上的数据流还原成以太网帧，送入帧缓存，发送到以太网上。
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