專利名稱：任意線網(wǎng)橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及家庭網(wǎng)絡(luò)、小型局域網(wǎng)、駐地網(wǎng)通信及組網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及在 多種任意類別的金屬導(dǎo)線環(huán)境中，靈活構(gòu)建基于IP/以太網(wǎng)的SOHO局域網(wǎng)、小區(qū)局域網(wǎng)、駐 地網(wǎng)的寬帶應(yīng)用領(lǐng)域的任意線網(wǎng)橋。
技術(shù)背景隨著國家全力推進(jìn)的三網(wǎng)融合、智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)項目的高速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)帶寬迅 猛增漲，商業(yè)/辦公信息通信技術(shù)快速發(fā)展，基于IP/以太網(wǎng)技術(shù)的SOHO局域網(wǎng)、駐地網(wǎng)的 建設(shè)需求也迅速增加。但是，家庭、大樓、小區(qū)的駐地網(wǎng)絡(luò)建設(shè)卻往往缺乏線路資源，并且缺 少方便的信息接入點，無法很好地組建范圍較寬和信息接入點較多的寬帶駐地網(wǎng)。另一方 面，無論是家庭、小區(qū)還是辦公駐地，卻存在不少潛在的通信資源未能被利用或未能充分利 用，例如220V電源線、電話線、同軸電纜等；雖然它們各施其職，但是無法與網(wǎng)線一道，用來 統(tǒng)一構(gòu)建一個基于IP/以太網(wǎng)的三網(wǎng)融合的駐地辦公網(wǎng)絡(luò)。如何利用家庭、大樓、小區(qū)駐地的各種不同類別、不同應(yīng)用、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、并分散 位于各處的各種銅線資源，統(tǒng)一構(gòu)建一個SOHO計算機(jī)辦公網(wǎng)絡(luò)，以及小區(qū)局域網(wǎng)、駐地網(wǎng)， 這就成了 一個非常具有現(xiàn)實意義的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于設(shè)計一種新型的任意線網(wǎng)橋，以利用不同結(jié)構(gòu)種類、不同 線路特性的多種金屬線路，完成計算機(jī)信息交換和多點組網(wǎng)通信，靈活構(gòu)建家庭、大樓、小 區(qū)的駐地局域網(wǎng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的基本思路是提供一種新型的任意線網(wǎng)橋設(shè)備，采用統(tǒng)一的任意線MAC層和物理層協(xié)議，以及 統(tǒng)一的組網(wǎng)機(jī)制，完成任意線調(diào)制解調(diào)器的功能；并在多種線路接口的配合下，簡單方便地 在兩種或更多種的不同線路之間，進(jìn)行多臺計算機(jī)以太網(wǎng)信息的傳輸、橋接、交換，從而構(gòu) 建任意線局域網(wǎng)。它們能連接使用的任意線路介質(zhì)包括網(wǎng)線、交流電源線、電視同軸線，電話用戶 線、直流電源線，以及任意雙絞線、對稱線纜、戶外被覆線等。本實用新型采用的具體技術(shù)方案是一種任意線網(wǎng)橋，其特征在于該網(wǎng)橋的構(gòu)成是主控模塊CPU/DSP(A)，分別與主 控模塊CPU/DSP(A)連接的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)、以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)、任意線協(xié)議模塊(D)、 任意線模擬前端(E)、任意線線路接口(F)；其中，以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)還連接于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)，任意線協(xié)議模塊⑶連 接于以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)，任意線模擬前端(E)連接于任意線協(xié)議模塊(D)，任意線線路接 口(F)連接于任意線模擬前端(E)。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)用于連接計算機(jī)以太網(wǎng)接口，任意線線路接口(F)用于連接任意線線路。本實用新型中，組成任意線局域網(wǎng)的主要設(shè)備有具有統(tǒng)一組網(wǎng)機(jī)制的多接口任 意線網(wǎng)橋，以及針對相關(guān)線路接口的調(diào)制解調(diào)器、用戶終端設(shè)備或網(wǎng)橋，例如寬帶電力線調(diào) 制解調(diào)器(寬帶電力貓)、低壓電力線網(wǎng)橋、同軸以太網(wǎng)終端等各種設(shè)備。本實用新型主要是提供一種任意線網(wǎng)橋的總體設(shè)計思路，所述的主控模塊CPU/ DSP(A)、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)、以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)、任意線協(xié)議模塊(D)、任意線模擬前端
(E)、任意線線路接口(F)等都可以采用傳統(tǒng)的常見電路裝置。本實用新型的優(yōu)點和效果是構(gòu)成任意線局域網(wǎng)的各種設(shè)備雖然使用的線路介質(zhì) 不同，但都遵守相同的任意線MAC層及物理層協(xié)議，具有統(tǒng)一的總線型組網(wǎng)機(jī)制，能在不同 種類導(dǎo)線介質(zhì)和任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)鏈路選擇、橋接組網(wǎng)、交換信息，構(gòu)建SOHO局 域網(wǎng)、小區(qū)局域網(wǎng)、駐地局域網(wǎng)。任意線局域網(wǎng)與一般的標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)比較，支持的線路種類更多、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及 信息接入點更靈活、傳輸距離更遠(yuǎn)/范圍更大、抗干擾能力更強(qiáng)、可靠性更高、使用更簡單/ 更智能化，而且在較大程度上免予布線、節(jié)省資源、顯著降低工程成本。

圖1為任意線網(wǎng)橋原理框圖。圖2為典型任意線局域網(wǎng)應(yīng)用框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合上述附圖，進(jìn)一步說明本實用新型的具體技術(shù)方案、工作原理和組網(wǎng)應(yīng) 用實施辦法。圖1為本實用新型“任意線網(wǎng)橋”的原理框圖，它表明了本實用新型的技術(shù)方案。本實用新型“任意線網(wǎng)橋”主要由6個電路模塊構(gòu)成主控模塊(A)、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) 接口(B)、以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)、任意線協(xié)議模塊(D)、任意線模擬前端(E)、任意線線路接口
(F)。其中主控模塊(A)，主要由CPU或DSP芯片以及外圍電路及相關(guān)控制軟件構(gòu)成，是整個 設(shè)備的核心控制模塊，完成任意線網(wǎng)橋的全部控制和管理功能。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)，主要是lO/lOOBase-T物理層芯片、相關(guān)電路及RJ45接口。以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)，主要是執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的IP/以太網(wǎng)的鏈路層協(xié)議處理，包括TCP/ IP層和以太網(wǎng)MAC層協(xié)議，這是通用的標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)/廣域網(wǎng)接口的基本協(xié)議處理模塊。任意線協(xié)議模塊(D)，是針對任意線局域網(wǎng)組網(wǎng)及通信的特殊需要而設(shè)計的任意 線鏈路層協(xié)議處理模塊，包括任意線MAC層和物理層的處理。它們能解決任意線組網(wǎng)的自 動配置、自動路由、自組織建網(wǎng)、動態(tài)路由管理；并具有先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)處理機(jī)制及數(shù)模轉(zhuǎn) 換功能，能完成任意線電磁環(huán)境通信的抗干擾、自適應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)安全等問題。任意線協(xié)議模塊 是任意線網(wǎng)橋的關(guān)鍵協(xié)議處理模塊。任意線模擬前端(E)，包括線路模擬信號的耦合、保護(hù)、濾波、放大、收發(fā)驅(qū)動及控 制。[0027]任意線線路接口(F)，主要負(fù)責(zé)與具體某種線路(例如電力線，或同軸線等)接口 介質(zhì)的特性參數(shù)匹配及物理結(jié)構(gòu)適配，以及必須的保護(hù)、隔離電路。除上述6個電路模塊外，任意線網(wǎng)橋原理圖省略了通常的電源模塊電路或電源適 配器，它負(fù)責(zé)對整個設(shè)備各個電路的供電。上述“任意線網(wǎng)橋”，是本實用新型的基本電路設(shè)備單元，用同一種線路接口的任 意線網(wǎng)橋，或者用多種不同線路接口的任意線網(wǎng)橋，或者加上“多接口任意線網(wǎng)橋”，就可以 構(gòu)建不同規(guī)?；蝾愋偷娜我饩€局域網(wǎng)。下面進(jìn)一步說明本實用新型的各個電路模塊信號連接關(guān)系及工作原理，參見圖 1 在主控模塊(A)的控制下，外接計算機(jī)以太網(wǎng)口的信號(包括相應(yīng)的MAC地址、IP 源地址和目的地地址等信息)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)物理層處理，然 后送到以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)。模塊(C)主要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)的以太網(wǎng)協(xié)議處理，包括IEEE 802. Id以太網(wǎng)橋接 協(xié)議的MAC層處理，以及組網(wǎng)需要的IEEE 802. IP優(yōu)先級、IEEE 802. IQ VLAN,以及組播相 關(guān)協(xié)議的處理。模塊(C)處理后的信號進(jìn)入任意線協(xié)議模塊(D)。模塊(D)先進(jìn)行任意線MAC層處理，主要完成多臺計算機(jī)在任意線局域網(wǎng)中的自 動配置、自動路由、自組織建網(wǎng)、動態(tài)路由管理等鏈路層組網(wǎng)功能。然后進(jìn)行任意線物理層 的處理，主要完成先進(jìn)的數(shù)字信號高頻調(diào)制及數(shù)字信號向模擬信號的轉(zhuǎn)換功能，解決任意 線電磁環(huán)境通信的抗干擾、自適應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)安全等問題。模塊(D)輸出的模擬信號送到任意線 模擬前端(E)。模塊(E)對調(diào)制后的模擬信號進(jìn)行放大和發(fā)送驅(qū)動及控制，然后進(jìn)入任意線線路 接口 (F)0模塊(F)完成某種線路(例如電力線，或同軸線等)接口介質(zhì)的特性參數(shù)匹配及 物理結(jié)構(gòu)適配，并附加這種線路必須要的保護(hù)及隔離電路。最終，在主控模塊(A)的控制和管理下，與之相連的計算機(jī)送入的信號，轉(zhuǎn)變?yōu)?(F)的輸出信號送入與之匹配相連的實際線路，進(jìn)入任意線局域網(wǎng)總線，以便網(wǎng)中的其它計 算機(jī)接收處理。在任意線局域網(wǎng)統(tǒng)一組網(wǎng)機(jī)制的協(xié)調(diào)管理下，與該任意線局域網(wǎng)實際線路相連的 所有任意線網(wǎng)橋協(xié)調(diào)工作，自動產(chǎn)生或人工指定一個管理頭端，由該頭端指定接收上述信 號的任意線網(wǎng)橋，它從線路上接收上述輸入信號，并確認(rèn)是送給自己的從而開始進(jìn)行下面 的接收處理。仍舊參考圖1原理框圖，同樣在主控模塊㈧的控制下，任意線線路接口(F)從線 路上接收到上述信號后，任意線模擬前端(E)進(jìn)行濾波、放大、接收增益控制，然后進(jìn)入任 意線協(xié)議模塊(D)。模塊(D)先進(jìn)行任意線物理層的處理，即完成高頻模擬信號解調(diào)處理及模擬信號 向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行任意線MAC層處理，完成鏈路層組網(wǎng)傳輸功能，然后信號進(jìn)入 以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)。模塊(C)進(jìn)行局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議處理，包括以太網(wǎng)橋接協(xié)議MAC層處理、優(yōu) 先級及VLAN處理，以及組播相關(guān)協(xié)議的處理。模塊(C)處理后的信號進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)，進(jìn)行以太網(wǎng)物理層處理，最后通過網(wǎng)線進(jìn)入所連接的計算機(jī)，完成應(yīng)用層的處理。一輪發(fā)送/接收后，任意線局域網(wǎng)的頭端網(wǎng)橋設(shè)備又開始按照任意線局域網(wǎng)統(tǒng)一 組網(wǎng)機(jī)制，進(jìn)行下一輪的組網(wǎng)控制管理工作。參見圖2，任意線局域網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)特點及主要性能特征在于1、任意線局域網(wǎng)主要由兩類設(shè)備構(gòu)成，一類是線路橋接設(shè)備(F)，即“多接口任意 線網(wǎng)橋”;一類是用戶終端設(shè)備(K)、(L)、(M)，即各種線路的“雙絞線調(diào)制解調(diào)器”、“同軸以 太網(wǎng)(EoC)用戶終端”或“電力線調(diào)制解調(diào)器”。2、(F)是組網(wǎng)的中心設(shè)備，在一個任意線局域網(wǎng)中可以配置一個或者多個(F)，每 個(F)可以配置2個或2個以上的線路接口，每個線路接口都可以構(gòu)建一個任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 的總線型網(wǎng)絡(luò)。3、兩個以上的(F)互連時，同類線路接口可以互連，也可以不連；多個(F)互連組 網(wǎng)，可以構(gòu)成包括高可靠環(huán)形網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局域網(wǎng)。4、(G)、(H)、⑴、(J)分別是五類線、電話線、同軸線、電力線網(wǎng)絡(luò)，它們都是總線型 網(wǎng)絡(luò)，可以是鏈狀、樹形、星形及復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。5、圖2任意線局域網(wǎng)的主要技術(shù)特點在于構(gòu)成任意線局域網(wǎng)的各種設(shè)備雖然使 用的線路介質(zhì)不同，但都遵守相同的任意線MAC層及物理層協(xié)議，具有統(tǒng)一的總線型組網(wǎng) 機(jī)制，能在不同種類導(dǎo)線介質(zhì)和任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)鏈路選擇、橋接組網(wǎng)、交換信 息，構(gòu)建SOHO局域網(wǎng)、小區(qū)局域網(wǎng)、駐地局域網(wǎng)。圖2包含有220V電源線、CATV電視同軸線，以及雙絞線三種不同的介質(zhì)載體，三 種線路上的計算機(jī)用戶采用對應(yīng)的電力線調(diào)制解調(diào)器、同軸以太網(wǎng)(EoC)終端、雙絞線調(diào) 制解調(diào)器，以統(tǒng)一的任意線MAC層、物理層組網(wǎng)機(jī)制，實現(xiàn)鏈路選擇、橋接交換、組網(wǎng)通信， 構(gòu)建家庭、大樓、小區(qū)駐地的新型局域網(wǎng)。
權(quán)利要求1. 一種任意線網(wǎng)橋，其特征在于該網(wǎng)橋的構(gòu)成是主控模塊CPU/DSP(A)，分別與主控 模塊CPU/DSP(A)連接的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)、以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)、任意線協(xié)議模塊(D)、任 意線模擬前端(E)、任意線線路接口(F)；其中，以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)還連接于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)，任意線協(xié)議模塊(D)連接于 以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)，任意線模擬前端(E)連接于任意線協(xié)議模塊(D)，任意線線路接口(F) 連接于任意線模擬前端(E)。
專利摘要一種任意線網(wǎng)橋，其特征在于該網(wǎng)橋的構(gòu)成是主控模塊CPU/DSP(A)，分別與主控模塊CPU/DSP(A)連接的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)、以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)、任意線協(xié)議模塊(D)、任意線模擬前端(E)、任意線線路接口(F)；其中，以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)還連接于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)，任意線協(xié)議模塊(D)連接于以太網(wǎng)協(xié)議模塊(C)，任意線模擬前端(E)連接于任意線協(xié)議模塊(D)，任意線線路接口(F)連接于任意線模擬前端(E)。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(B)用于連接計算機(jī)以太網(wǎng)接口，任意線線路接口(F)用于連接任意線線路。
文檔編號H04L12/46GK201854300SQ20102060083
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者何建, 全弘林, 劉寧東, 劉燕兵, 甘兵, 羅剛, 陳玉 申請人:綿陽靈通電訊設(shè)備有限公司