專(zhuān)利名稱(chēng)：智能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在電話(huà)線路上采用電力線正交頻分復(fù)用方式調(diào)制解調(diào)完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前公知的電力線通信產(chǎn)品都是采用把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)加載到電力線上，通過(guò)現(xiàn)有的電源線把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)接脩?hù)終端。局端交換設(shè)備只起到信號(hào)轉(zhuǎn)換的作用。
由于電力線不同于普通的數(shù)據(jù)通信線路，其環(huán)境比較復(fù)雜，電力線具有時(shí)間上不可控和不恒定的特點(diǎn)，接入電網(wǎng)的用電設(shè)備隨機(jī)性較大(如電視的開(kāi)關(guān)等)，有很多不可預(yù)料的噪聲和干擾，因而使得電力線的特性非常不穩(wěn)定，寬帶電力線通信受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種智能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，將高速電力線通信技術(shù)應(yīng)用到電話(huà)線路上，以解決目前電力線通信系統(tǒng)存在的距離短、穩(wěn)定性欠佳的問(wèn)題，以及單個(gè)局端交換設(shè)備所接入的終端數(shù)目不可控制的技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型智能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)是將高速電力線通信技術(shù)應(yīng)用到電話(huà)線路上，其電路結(jié)構(gòu)包括調(diào)制解調(diào)器，其組成主要包括采用電力線正交頻分復(fù)用技術(shù)的調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)通訊連接的10/100M網(wǎng)絡(luò)接口模塊、開(kāi)關(guān)電源模塊以及外圍接口電路；交換機(jī)，它主要包括調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的信號(hào)耦合模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的多終端接口模塊和與耦合模塊連接的外圍接口模塊組成。
如上所述的智能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制解調(diào)模塊連接了2個(gè)RJ11接口，網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接了一個(gè)RJ45接口，在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，當(dāng)用戶(hù)有網(wǎng)絡(luò)需求時(shí)，信號(hào)通過(guò)RJ45接口將信號(hào)傳送到網(wǎng)絡(luò)接口模塊，在網(wǎng)絡(luò)接口模塊中完成并串轉(zhuǎn)換、編碼并將處理后的數(shù)據(jù)送至OFDM調(diào)制解調(diào)模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)的調(diào)制，最后將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換、流量控制處理加載到電話(huà)線上傳輸；在數(shù)據(jù)接收時(shí)，從電話(huà)線傳輸來(lái)的信號(hào)首先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送至OFDM調(diào)制解調(diào)模塊完成數(shù)據(jù)的解調(diào)，最后在網(wǎng)絡(luò)接口模塊完成解碼、自適應(yīng)均衡和數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)等送至數(shù)據(jù)終端；當(dāng)需要打電話(huà)時(shí)，信號(hào)直接通過(guò)RJ11接口2將信號(hào)傳輸?shù)诫娫?huà)線上進(jìn)行傳輸。
如上所述的智能網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，交換機(jī)的調(diào)制解調(diào)芯片是在84個(gè)子載波上利用DBPSK/DQPSK完成數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)，媒質(zhì)訪問(wèn)控制采用的是載波偵聽(tīng)/沖突檢測(cè)技術(shù)并有56位DES加密，協(xié)議棧中還內(nèi)置了自適應(yīng)頻率選擇機(jī)制。
如上所述的智能網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)或交換機(jī)的數(shù)據(jù)交互的網(wǎng)絡(luò)接口模塊是一個(gè)在傳輸時(shí)完成并串轉(zhuǎn)換及NRZ到NRZI轉(zhuǎn)化和MLT-3編碼；在接收時(shí)完成自適應(yīng)均衡、MLT-3到NRZI的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)以及串并轉(zhuǎn)換得10/100M以太網(wǎng)物理層傳收機(jī)。
本實(shí)用新型是將電力線通信技術(shù)應(yīng)用于電話(huà)線上，采用OFDM調(diào)制解調(diào)方式來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸和交換的數(shù)據(jù)交換設(shè)備，實(shí)際應(yīng)用證明它可以解決網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)基于以太網(wǎng)傳輸和交換數(shù)據(jù)存在的傳輸距離限制以及電力線環(huán)境存在的缺陷，為寬帶接入提供了一種很好的解決方案。本實(shí)用新型具體優(yōu)點(diǎn)如下1、完成以太數(shù)據(jù)的傳輸和交換；2、內(nèi)置DES加密系統(tǒng)，確保通信的安全；3、局端采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式設(shè)計(jì)，通用各種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜；終端采用桌面型結(jié)構(gòu)，機(jī)身小，美觀大方；4、支持QOS協(xié)議，保證傳輸語(yǔ)音和圖像的流暢性；5、高達(dá)14Mbps的傳輸速率；6、符合國(guó)際插電聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)和快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；7、支持WIN95/98/2000/XP和LINUX操作系統(tǒng)；8、符合FCC、CE、GB4824等電磁安規(guī)；9、有效傳輸距離300-500米，支持設(shè)備間并聯(lián)，方便用戶(hù)擴(kuò)展。


圖1是本實(shí)用新型的調(diào)制解調(diào)器電路組成框圖。
圖2是本實(shí)用新型的交換機(jī)電路組成框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成及原理說(shuō)明如下本系統(tǒng)包括調(diào)制解調(diào)器和交換機(jī)兩部分。
調(diào)制解調(diào)器的功能框圖如圖1所示，其模塊功能簡(jiǎn)介如下1、開(kāi)關(guān)電源模塊
電源模塊采用專(zhuān)用開(kāi)關(guān)電源芯片，將220V市電轉(zhuǎn)換3.3V和6～9V的直流電，負(fù)責(zé)為調(diào)制解調(diào)模塊和網(wǎng)絡(luò)接口模塊供電。
2、調(diào)制解調(diào)模塊該模塊是基于PLC寬帶接入的調(diào)制/解調(diào)芯片設(shè)計(jì)，它采用了正交頻分復(fù)用技術(shù)，在84個(gè)載波上利用DBPSK/DQPSK調(diào)制原理使其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)14Mbps。它的媒質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)采用的是載波多路偵聽(tīng)/沖突檢測(cè)并有56位的DES加密以確保通信安全。協(xié)議棧中還內(nèi)置了自適應(yīng)頻率選擇使得能自動(dòng)調(diào)整信道，再加上前向糾錯(cuò)、優(yōu)先權(quán)限設(shè)計(jì)及自清除重發(fā)(ARQ)等措施，即使在惡劣的環(huán)境下，仍能保證很高的信噪比。
3、網(wǎng)絡(luò)接口模塊網(wǎng)絡(luò)接口模塊是一個(gè)10/100M以太網(wǎng)絡(luò)物理層傳收機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)或者交換機(jī)的數(shù)據(jù)交互。
傳輸主要完成并串轉(zhuǎn)換，NRZ到NRZI轉(zhuǎn)化和MLT-3編碼等。
接收主要完成自適應(yīng)均衡，MLT-3到NRZI的轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)和串并轉(zhuǎn)換等。
4、接口調(diào)制解調(diào)器集成了2個(gè)RJ11接口和一個(gè)RJ45接口以進(jìn)行外圍數(shù)據(jù)的傳輸和接收。
框圖流程在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，當(dāng)用戶(hù)有網(wǎng)絡(luò)需求時(shí)，信號(hào)通過(guò)RJ45接口將信號(hào)傳送到網(wǎng)絡(luò)接口模塊，在網(wǎng)絡(luò)接口模塊中完成并串轉(zhuǎn)換、編碼并將處理后的數(shù)據(jù)送至OFDM調(diào)制解調(diào)模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)的調(diào)制，最后將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換、流量控制等處理加載到電話(huà)線上傳輸。在數(shù)據(jù)接收時(shí)，從電話(huà)線傳輸來(lái)的信號(hào)首先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送至OFDM調(diào)制解調(diào)模塊完成數(shù)據(jù)的解調(diào)，最后在網(wǎng)絡(luò)接口模塊完成解碼、自適應(yīng)均衡和數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)等送至數(shù)據(jù)終端。當(dāng)需要打電話(huà)時(shí)，信號(hào)直接通過(guò)RJ11接口2將信號(hào)傳輸?shù)诫娫?huà)線上進(jìn)行傳輸。
交換機(jī)功能框圖如圖2所示，其模塊功能簡(jiǎn)介如下1、調(diào)制解調(diào)模塊數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)外部數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模塊傳輸至核心的調(diào)制解調(diào)模塊，在此完成數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。在模擬信號(hào)處理模塊中完成對(duì)信號(hào)的雜波處理和傳送的流量控制。此后信號(hào)通過(guò)耦合電路加載到電話(huà)線上進(jìn)行傳送。
數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)接收時(shí)從電話(huà)線上經(jīng)過(guò)耦合電路提取進(jìn)來(lái)的信號(hào)，首先需在模擬前端中進(jìn)行濾波、放大等一系列的處理，再進(jìn)入核心部件進(jìn)行相應(yīng)的解調(diào)解碼，最終數(shù)據(jù)通過(guò)外部接口送出。調(diào)制解調(diào)模塊主要完成數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換和流量控制等。
2、耦合模塊為了提供系統(tǒng)得覆蓋率，采用耦合電路進(jìn)行信號(hào)的傳輸。同時(shí)耦合電路可以減少數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)帶來(lái)的干擾，以確保數(shù)據(jù)通信較高的可靠性。
3、接口模塊接口模塊提供了外圍信號(hào)和終端調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)接口。
框圖流程在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通過(guò)外部信號(hào)接口將數(shù)據(jù)傳輸至調(diào)制解調(diào)模塊完成數(shù)據(jù)的調(diào)制，然后將信號(hào)通過(guò)耦合器模塊將信號(hào)耦合到電話(huà)線上傳輸至各個(gè)終端；在數(shù)據(jù)接收時(shí)則是將各個(gè)終端通過(guò)電話(huà)線傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)耦合器模塊匯總后送至調(diào)制解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)通過(guò)外部信號(hào)接口送出。
權(quán)利要求1.一種智能交換系統(tǒng)，其特征是將高速電力線通信技術(shù)應(yīng)用到電話(huà)線路上，它的電路結(jié)構(gòu)包括調(diào)制解調(diào)器，其組成主要包括采用電力線正交頻分復(fù)用技術(shù)的調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)通訊連接的10/100M網(wǎng)絡(luò)接口模塊、開(kāi)關(guān)電源模塊以及外圍接口電路；交換機(jī)，它主要包括調(diào)制解調(diào)模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的信號(hào)耦合模塊、與調(diào)制解調(diào)模塊連接的多終端接口模塊和與耦合模塊連接的外圍接口模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，其特征在于調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制解調(diào)模塊連接了2個(gè)RJ11接口，網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接了一個(gè)RJ45接口，在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，當(dāng)用戶(hù)有網(wǎng)絡(luò)需求時(shí)，信號(hào)通過(guò)RJ45接口將信號(hào)傳送到網(wǎng)絡(luò)接口模塊，在網(wǎng)絡(luò)接口模塊中完成并串轉(zhuǎn)換、編碼并將處理后的數(shù)據(jù)送至OFDM調(diào)制解調(diào)模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)的調(diào)制，最后將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換、流量控制處理加載到電話(huà)線上傳輸；在數(shù)據(jù)接收時(shí)，從電話(huà)線傳輸來(lái)的信號(hào)首先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送至OFDM調(diào)制解調(diào)模塊完成數(shù)據(jù)的解調(diào)，最后在網(wǎng)絡(luò)接口模塊完成解碼、自適應(yīng)均衡和數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)等送至數(shù)據(jù)終端；當(dāng)需要打電話(huà)時(shí)，信號(hào)直接通過(guò)RJ11接口2將信號(hào)傳輸?shù)诫娫?huà)線上進(jìn)行傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，其特征在于交換機(jī)的調(diào)制解調(diào)芯片包括在84個(gè)子載波上利用DBPSK/DQPSK完成數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)單元，媒質(zhì)訪問(wèn)控制是載波偵聽(tīng)/沖突檢測(cè)技術(shù)并有56位DES加密的控制單元，協(xié)議棧中還內(nèi)置了自適應(yīng)頻率選擇機(jī)制的控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，其特征在于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)或交換機(jī)的數(shù)據(jù)交互的網(wǎng)絡(luò)接口模塊是一個(gè)在傳輸時(shí)完成并串轉(zhuǎn)換及NRZ到NRZI轉(zhuǎn)化和MLT-3編碼；在接收時(shí)完成自適應(yīng)均衡、MLT-3到NRZI的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)以及串并轉(zhuǎn)換得10/100M以太網(wǎng)物理層傳收機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，其特點(diǎn)是將高速電力通信技術(shù)應(yīng)用在電話(huà)線上，解決了傳統(tǒng)的電力線通信系統(tǒng)存在的距離短、穩(wěn)定性欠佳的問(wèn)題，以及單個(gè)局端設(shè)備所接入的終端數(shù)目不可控制的技術(shù)問(wèn)題。它的電路結(jié)構(gòu)包括調(diào)制解調(diào)器和交換機(jī)。調(diào)制解調(diào)器包括正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、開(kāi)關(guān)電源模塊和外圍接口電路。交換機(jī)包括調(diào)制解調(diào)模塊、耦合模塊、多終端接口模塊等。本實(shí)用新型可以解決網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)基于以太網(wǎng)傳輸和交換數(shù)據(jù)存在的傳輸距離限制以及電力線環(huán)境存在的缺陷，為寬帶接入及利用電話(huà)線構(gòu)建局域網(wǎng)提供了一種高性?xún)r(jià)比的解決方案。
文檔編號(hào)H04L27/26GK2888758SQ200520147058
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者汪悅農(nóng), 陶成, 王治宇, 房興元 申請(qǐng)人:北京恒豐惠通科技有限公司