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      用于設(shè)備通信的光纖通信交換機的制作方法

      文檔序號:7548485閱讀:380來源:國知局
      專利名稱:用于設(shè)備通信的光纖通信交換機的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型屬于通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種用于設(shè)備通信的光纖通信交換機。
      背景技術(shù)
      光纖通信作為一門新興技術(shù),其近年來發(fā)展速度之快,應(yīng)用面之廣是通信史上罕見,也是世界新技術(shù)革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。光纖通信之所以受到人們的極大重視,這是因為和其他通信手段相比,具有無以倫比的優(yōu)越性。I)通信容量大:從理論上講,一根僅有頭發(fā)絲粗細的光纖可以同時傳輸1000億個話路。它比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。2)中繼距離長:由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)(目前商用化石英光纖已達
      0.19dB/km以下),若配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備,可使其中繼距離達數(shù)百公里以上。這是傳統(tǒng)的電纜(1.5km)、微波(50km)等根本無法與之相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一、二級干線通信。3)保密性能好:光波在光纖中傳輸時只在其芯區(qū)進行,基本上沒有光“泄露”出去,因此其保密性能極好。4)適應(yīng)能力強:不怕外界強電磁場的干擾、耐腐蝕,可撓性強(彎曲半徑大于25厘米時其性能不受影響)等。5)體積小、重量輕、便于施工維護:光纜的敷設(shè)方式方便靈活,既可以直埋、管道敷設(shè),又可以水底和架空。
      發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于設(shè)備通信的光纖通信交換機,使電臺、服務(wù)器、中繼器、終端機之間以及終端機與終端機之間的信號得到互連。本實用新型提供一種用于設(shè)備通信的光纖通信交換機,包括殼體和電路板,所述殼體上安裝有按鈕、LED燈組和固定件,所述電路板包括核心電路、電容組和電阻組。本實用新型的特點還在于,其中核心電路還與電源模塊連接,核心電路包括變壓器,變壓器與RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口和物理層交換芯片連接,物理層交換芯片還與接口電路和晶體振蕩器連接,接口電路還與光纖收發(fā)模塊連接。本實用新型的有益效果是,采用GIGAC的GACS-BI1X03-XXX系列光纖收發(fā)模塊。具有單一的+3.3V供電和TTL邏輯接口,可外接EEPROM和串行存儲器。單纖雙向,速率155Mbps,波長1310nm,傳輸距離可達20km,提供標準SC光纖接口,可熱插拔。電路簡單可靠,又節(jié)省元器件,降低成本。整個線路在+5V以下工作,大大降低了功耗和成本。各路隔離電路及分塊覆銅保證了線路有較好的電性能。
      圖1是本實用新型的用于設(shè)備通信的光纖通信交換機的組成框圖;圖2是核心電路結(jié)構(gòu)框圖。圖中,1.殼體,2.電路板,3.按鈕,4.LED燈組,5.固定件,6.核心電路,7.電容組,8.電阻組,9.變壓器,10.RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口,11.物理層交換芯片,12.接口電路,13.晶體振蕩器,14.光纖收發(fā)模塊,15.電源模塊。
      具體實施方式
      本實用新型提供一種用于設(shè)備通信的光纖通信交換機,如圖1所示,本光纖通信交換機由殼體I和電路板2組成。殼體I包括按鈕3、LED燈組4和固定件5。LED燈組4由發(fā)光二極管組成,用于顯示收發(fā)器工作狀態(tài)。電路板2包括核心電路6、電容組7和電阻組8。其中,核心電路圖如圖2所示。由RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口 10、變壓器9、物理層交換芯片
      11、晶體振蕩器13、光纖收發(fā)模塊14、接口電路12和電源模塊15組成。核心電路6與電源模塊15連接,核心電路6包括變壓器9,變壓器9與RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口 10和物理層交換芯片11連接,物理層交換芯片11還與接口電路12和晶體振蕩器13連接,接口電路12還與光纖收發(fā)模塊14連接。一方面,光信號由光纖收發(fā)模塊14的光纖接口接收進入,經(jīng)由接口電路12轉(zhuǎn)至物理層交換芯片11,經(jīng)過一系列信號處理,解碼輸出至變壓器9,分發(fā)給對應(yīng)的RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口 10。另一方面,網(wǎng)絡(luò)信號從RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口 10進入,經(jīng)變壓器9傳至物理層交換芯片11,通過數(shù)據(jù)處理編碼轉(zhuǎn)換后,由接口電路12傳至光纖收發(fā)模塊14發(fā)出。光纖通信的原理是:在發(fā)送端首先要把傳送的信息,如話音變成電信號,然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度,即頻率的變化而變化,并通過光纖經(jīng)過光的全反射原理傳送;在接收端,檢測器收到光信號后把它變換成電信號,經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。最基本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機組成。其中數(shù)據(jù)源包括所有的信號源,它們是話音、圖像、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過信源編碼所得到的信號;光發(fā)送機和調(diào)制器則負責(zé)將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘枺群笥眠^的光波窗口有
      0.85、1.31和1.55。光學(xué)信道包括最基本的光纖,還有中繼放大器等;而光學(xué)接收機則接收光信號,從中提取信息,然后轉(zhuǎn)變成電信號,最后得到對應(yīng)的話音、圖像、數(shù)據(jù)等信息。 本光纖通信交換機執(zhí)行IEEE802.3u標準,并采用IOOMbps協(xié)議。為此它設(shè)有物理層交換芯片11,光纖收發(fā)模塊14、電源模塊、接口電路12、變壓器9、晶體振蕩器13、光纖接口、RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口 10、四層印制電路板和殼體I。接收/發(fā)射光信號的光纖接口與光纖收發(fā)模塊14的光信號端口連接。發(fā)射時,輸入的電信號經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動芯片處理后驅(qū)動半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號;接收時,輸入的光信號由光探測二極管轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)過前置放大器后,變成相應(yīng)碼率的電信號。光纖信號收發(fā)模塊經(jīng)過接口電路連接到物理層交換芯片11,通過TXP5、TXM5、RXP5、TXM5與物理層交換芯片11通信。同時,物理層交換芯片11又與4個RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口 10相接,可同時容納4路網(wǎng)絡(luò)信號與光纖通路之間的通信。物理層交換芯片11采用KS8995M集成電路,光纖收發(fā)模塊14采用GACS-BI1X03-XXX。印刷電路板設(shè)計為4層,即在通常的元器件、焊點兩層印刷電路板中間設(shè)電源層和接地層,其中電源層又分為D5V、+5V、D3.3V、V3.3V、D2.5V,各部分在印刷電路板上分割形成一個“孤島”;接地層又分GND、網(wǎng)絡(luò)接地EGND、模擬地AGND,其之間通過一個電感相連。KS8995M是一款交換芯片,在數(shù)據(jù)鏈路層(MAC子層)和物理層之間作數(shù)據(jù)交換。該芯片包含五個IOMbps/1OOMbps物理層收發(fā)器和5個MAC (媒體訪問控制)單元,I個高速非擁塞交換結(jié)構(gòu),I個專用的地址搜索引擎,以及I個片上幀緩沖存儲器。所有的PHY單元都支持IOBaseT和100BaseTX接口。除此之外,還有兩個PHY單元(端口 4和5 )支持100BaseFX接口。MAC單元和快速以太網(wǎng)收發(fā)器完全兼容于802.3u標準。KS8995M有三種運行模式。第一種模式是作為一個5端口綜合交換機,第二種模式作為5端口交換機,但是第5個端口與物理端口分離。第三種模式使用雙MII特征恢復(fù)第5個物理層的使用。KS8995M設(shè)計成管理型時,主處理器可以通過SPI總線,或通過MDC/MDIO接口部分的控制KS8995M。設(shè)計成非管理型時,可通過在系統(tǒng)復(fù)位時I/O捆包或者系統(tǒng)復(fù)位時EEPROM編程實現(xiàn)。該交換機中,設(shè)計為第一種。物理層收發(fā)器100BaseTX發(fā)送功能包括并串轉(zhuǎn)換,4B/5B編碼,擾碼,非歸零碼到反向歸零碼轉(zhuǎn)換,MLT3編碼和發(fā)送。該電路由一個并串轉(zhuǎn)換開始,MII接口從MAC接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成125MHz的比特流(控制和數(shù)據(jù)流),然后轉(zhuǎn)換成4B/5B編碼進行擾碼。這組串行數(shù)據(jù)又進一步從NRZ轉(zhuǎn)成NRZI格式,然后轉(zhuǎn)成MLT3電流輸出。輸出由外部精度為1%,
      3.0lkQ的電阻設(shè)置。100BaseTX接收功能包括自適應(yīng)均衡、DC恢復(fù)、MLT3到NRZI轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)和時鐘恢復(fù)、NRZI到NRZ轉(zhuǎn)換、解擾、4B/5B編碼,以及串并轉(zhuǎn)換。接收方由均衡濾波器開始,補償雙絞線上的碼間干擾。均衡之后的信號通過DC恢復(fù)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。差分數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路把MLT3格式轉(zhuǎn)換回到NRZI格式。時鐘恢復(fù)電路從NRZI信號的邊沿提取出125MHz的時鐘信號用于NRZI信號到NRZ信號的格式轉(zhuǎn)換。NRZ信號依次通過解擾和4B/5B解碼。最后,NRZ串行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成MII格式,提供給MAC的輸入。內(nèi)部時鐘由外部的25M晶體產(chǎn)生。100BaseFX操作與100BaseTX操作非常相似。本光纖信號收發(fā)模塊采用GIGAC的GACS-BI1X03-XXX系列。具有單一的+3.3V供電和TTL邏輯接口,外接EEPROM和串行存儲器。單纖雙向,速率155Mbps,波長1310nm,傳輸距離可達20km,提供標準SC光纖接口,可熱插拔。整個線路在+5V以下工作,通過外接電源模塊將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為5V的直流電壓,再經(jīng)過TPS65022專用集成電路產(chǎn)生穩(wěn)定的+3.3V和+2.5V直流電壓提供各部分電路使用,降低了功耗和成本。各路網(wǎng)絡(luò)信號均通過變壓器和隔離接口電路,同時4層印刷電路板的設(shè)計又將電源層和各種接地層分開,既實現(xiàn)了隔離,又簡化了線路,降低了成本,保證了線路有較好的高頻性能。接收光信號由光纖信號收發(fā)模塊的光信號接收端進入,經(jīng)接口電路至物理層交換芯片處理解碼輸出至變壓器,分發(fā)給對應(yīng)的RJ-45網(wǎng)絡(luò)端口。發(fā)送光信號是將RJ-45網(wǎng)絡(luò)端口接收的信號經(jīng)變壓器傳至物理層交換芯片,編碼轉(zhuǎn)換,通過接口電路傳至光纖收發(fā)模塊發(fā)出。殼體中的LED燈組分別顯示4路RJ-45端口和光纖接口的速度和鏈接狀態(tài)。速度指示燈用于區(qū)分IOMbps和100Mbps,連接指示燈閃爍表明鏈路收發(fā)正常。電阻組和電容組元件均采用貼片式。[0029]本交換機的印刷電路板設(shè)計成4層,在通常置放元器件與焊接點的兩層中間增設(shè)電源層和接地層,可使用分塊覆銅膜。
      權(quán)利要求1.一種用于設(shè)備通信的光纖通信交換機,其特征在于,包括殼體(I)和電路板(2),所述殼體(I)上安裝有按鈕(3)、LED燈組(4)和固定件(5),所述電路板(3)包括核心電路(6)、電容組(7)和電阻組(8)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換機,其特征在于,所述核心電路(6)還與電源模塊(15)連接,核心電路(6)包括變壓器(9),變壓器(9)與RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口(10)和物理層交換芯片(11)連接,物理層交換芯片(11)還與接口電路(12 )和晶體振蕩器(13 )連接,接口電路(12 )還與光纖收發(fā)模塊(14)連接。
      專利摘要本實用新型公開了一種用于設(shè)備通信的光纖通信交換機,包括殼體和電路板,殼體上安裝有按鈕、LED燈組和固定件,電路板包括核心電路、電容組和電阻組。使電臺、服務(wù)器、中繼器、終端機之間以及終端機與終端機之間的信號得到互連。
      文檔編號H04B10/25GK203014849SQ20122072417
      公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
      發(fā)明者阮斌, 馬靜 申請人:陜西烽火電子股份有限公司
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