專利名稱：一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的方法及電路，屬于多個(gè)網(wǎng)路裝置之間的連接領(lǐng)域。
目前所使用的以太網(wǎng)路卡，一般為10MHz(如10Base-T)、100MHz(如100Base-TX或100Base-T4)或Gigabit Ethernet網(wǎng)路卡，這些網(wǎng)路卡的標(biāo)準(zhǔn)電路中，均配設(shè)有一MDI界面(Medium DependentInterface)，網(wǎng)路卡上的網(wǎng)路晶片便通過(guò)該MDI界面與一RJ-45接頭相連接，RJ-45接頭再經(jīng)由二對(duì)絞線(Twisted-pair Wires)與集線器(Hub)或交換器(Switch)等網(wǎng)路裝置相連接。在這種MDI界面定義的網(wǎng)路卡中，MDI界面包括一對(duì)傳送電路和一對(duì)接收電路，RJ-45接頭的第3和6接腳分別與傳送電路相連接，其第1和2接腳則分別與接收電路相連接；集線器等網(wǎng)路裝置上接設(shè)的RJ-45接頭的第3和6接腳則分別與網(wǎng)路裝置的MDI-X界面上的一對(duì)接收電路相連接，第1和2接腳則分別與MDI-X上的一對(duì)傳送電路相連接；網(wǎng)路卡與網(wǎng)路裝置通過(guò)RJ-45接頭及二對(duì)絞線正常連線后，網(wǎng)路卡即可通過(guò)網(wǎng)路裝置正確接收或傳送網(wǎng)路上的封包信號(hào)。在正常的網(wǎng)路運(yùn)作狀態(tài)下，網(wǎng)路卡上的MDI界面必須與網(wǎng)路裝置的MDI-X界面相互配合，使二者對(duì)應(yīng)的接收及傳送電路相互連通，以正常接收或傳送網(wǎng)路上的封包信號(hào)；否則，將因連線關(guān)系錯(cuò)置而使網(wǎng)路無(wú)法正常運(yùn)作。一般而言，網(wǎng)路連接錯(cuò)誤主要有以下兩種(1)一網(wǎng)路卡的MDI界面與另一網(wǎng)路卡的MDI界面連接錯(cuò)誤；(2)一集線器或交換器的MDI-X界面與另一集線器或交換器的MDI-X界面連接錯(cuò)誤。在這兩種常見(jiàn)的錯(cuò)誤中，又以第二種情形經(jīng)常發(fā)生在集線器或交換器的串接(cascade)狀態(tài)下，因此，為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤連接的情況，網(wǎng)路制造業(yè)者在設(shè)計(jì)、制造集線器或交換器等網(wǎng)路裝置時(shí)，通常在集線器或交換器上加設(shè)一MDI界面的接頭，或安裝一可將MDI-X界面轉(zhuǎn)換為MDI界面的切換開(kāi)關(guān)，從而使集線器或交換器之間能互相串接。這種設(shè)計(jì)，表面上似解決了集線器或交換器間連接上的問(wèn)題，但實(shí)際上，由于一般網(wǎng)路使用者對(duì)于如何正確連接MDI界面與MDI-X界面并無(wú)充分的知識(shí)，因此，即使制造業(yè)者在集線器或交換器上加裝MDI界面的接頭或切換開(kāi)關(guān)，仍無(wú)法有效解決網(wǎng)路裝置間發(fā)生連接錯(cuò)誤的問(wèn)題，不僅給使用者帶來(lái)安裝上的困擾和不便，而且極易因錯(cuò)誤安裝而造成網(wǎng)路信號(hào)在接收和傳送上的許多問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的方法和電路，其制造成本較低，組裝程序簡(jiǎn)單，且在無(wú)需人為判斷的情形下，能確保網(wǎng)路裝置間的連接狀態(tài)始終正確無(wú)誤。
本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案為一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的方法，是先偵測(cè)出網(wǎng)路裝置的MDI界面上哪一條對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的信號(hào)，然后自動(dòng)將該載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端，同時(shí)將另一對(duì)絞線切換連接到實(shí)體層的傳送端。
將載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端后，經(jīng)過(guò)一預(yù)定等待時(shí)間，如偵測(cè)到該對(duì)絞線仍負(fù)載有外部信號(hào)，則維持原連接狀態(tài)，否則切換MDI界面上二對(duì)絞線與實(shí)體層接收端和傳送端的連接狀態(tài)。
一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的電路，該電路設(shè)于MDI界面與實(shí)體層之間，包括一類比交換單元、一接收信號(hào)偵測(cè)單元及一控制電路單元；類比交換單元分別與接收信號(hào)偵測(cè)單元、控制電路單元、MDI界面及實(shí)體層相連接，接收信號(hào)偵測(cè)單元還分別與控制電路單元及MDI界面相連接，其中接收信號(hào)偵測(cè)單元是偵測(cè)出網(wǎng)路裝置的MDI界面上哪一條對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的信號(hào)，并據(jù)此產(chǎn)生一使能訊號(hào)并傳送給控制電路單元；控制電路單元是根據(jù)傳來(lái)的使能訊號(hào)產(chǎn)生一選擇訊號(hào)并傳送至類比交換單元；類比交換單元根據(jù)接收到的選擇訊號(hào)自動(dòng)切換其連接狀態(tài)，將對(duì)絞線中載有外部信號(hào)的訊號(hào)線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端，同時(shí)將另一條訊號(hào)線切換連接到實(shí)體層的傳送端。
經(jīng)過(guò)一預(yù)定等待時(shí)間，如接收信號(hào)偵測(cè)單元仍向類比交換單元傳去偵測(cè)到有外部信號(hào)存在的訊息，則類比交換單元維持原連接狀態(tài)，直到接收信號(hào)偵測(cè)單元在某一預(yù)定等待時(shí)間內(nèi)未偵測(cè)到外部信號(hào)時(shí)，控制電路單元產(chǎn)生一控制信號(hào)，類比交換單元據(jù)此切換為另一連接狀態(tài)。
所述的類比交換單元為高頻寬的類比式交換電路。
對(duì)于10BASE-T網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMA(Physical Medium Attachment)。
對(duì)于100BASE-T或Gigabit Ethernet網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMD(Physical Medium Dependent)。
所述的網(wǎng)路裝置為網(wǎng)路卡、集線器、交換器或路由器。
所述的預(yù)定等待時(shí)間為24微秒～1秒。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于省略了傳統(tǒng)網(wǎng)路裝置上所加設(shè)的MDI界面接頭或切換開(kāi)關(guān)，降低了制造成本，簡(jiǎn)化了組裝程序；(2)由于本發(fā)明在無(wú)需人為判斷的情形下，能確保網(wǎng)路裝置間的連接狀態(tài)始終正確無(wú)誤，從而有效地提高了網(wǎng)路信號(hào)在接收和傳送上的安全性和可靠性，使得使用者能方便安裝。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)路卡與其它網(wǎng)路裝置間以對(duì)絞線連線的示意圖。
圖2所示是兩現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)路裝置的MDI界面與MDI-X界面間傳送電路與接收電路以對(duì)絞線連線的示意圖。
圖3所示是在現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)路裝置上加設(shè)一切換開(kāi)關(guān)，以便與另一網(wǎng)路裝置連線的示意圖。
圖4所示是在現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)路裝置上加設(shè)一MDI界面，以便與另一網(wǎng)路裝置的MDI-X界面連線的示意圖。
圖5所示是在10BASE-T網(wǎng)路裝置上的PMA與MDI界面之間加設(shè)本發(fā)明電路的構(gòu)架示意圖。
圖6所示是在100BASE-T或Gigabit Ethernet網(wǎng)路裝置上的PMD與MDI界面之間加設(shè)本發(fā)明電路的構(gòu)架示意圖。
圖7所示是本發(fā)明電路的方框示意圖。
圖8所示是本發(fā)明電路的類比交換單元在A型狀態(tài)下的動(dòng)作示意圖。
圖9所示是本發(fā)明電路的類比交換單元在B型狀態(tài)下的動(dòng)作示意圖。
圖10所示是本發(fā)明電路的控制電路單元的控制流程示意圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的電路，是設(shè)于MDI界面與實(shí)體層之間，對(duì)于10BASE-T網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMA，如圖5所示；對(duì)于100BASE-T或Gigabit Ethernet網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMD，如圖6所示。本電路是先偵測(cè)出網(wǎng)路裝置的MDI界面上哪一對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的信號(hào)，然后自動(dòng)將該載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端，同時(shí)將另一對(duì)絞線切換連接到實(shí)體層的傳送端。在將載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端后，經(jīng)過(guò)一預(yù)定等待時(shí)間，如偵測(cè)到該對(duì)絞線仍負(fù)載外部信號(hào)，則維持原連接狀態(tài)，否則切換MDI界面上二對(duì)絞線與實(shí)體層接收端和傳送端的連接狀態(tài)，以達(dá)到自動(dòng)切換的目的。
如圖7所示，本發(fā)明電路包括一類比交換單元、一接收信號(hào)偵測(cè)單元及一控制電路單元；類比交換單元分別與接收信號(hào)偵測(cè)單元、控制電路單元、MDI界面及實(shí)體層相連接，接收信號(hào)偵測(cè)單元還分別與控制電路單元及MDI界面相連接。
類比交換單元是一高頻寬的類比式交換電路，該交換電路可根據(jù)控制電路傳來(lái)的選擇訊號(hào)，切換其內(nèi)部電路的連接方式，以將網(wǎng)路裝置實(shí)體層上負(fù)責(zé)傳送與接收訊號(hào)的二信號(hào)線TX、RX與網(wǎng)路裝置的MDI界面上的與外部連線的二對(duì)絞線IO1、IO2作平行或交叉連接的切換。在本發(fā)明中，類比交換單元的內(nèi)部連接有兩個(gè)切換程序，在本發(fā)明電路啟動(dòng)時(shí)，類比交換單元將根據(jù)控制電路單元傳來(lái)的選擇訊號(hào)，先選擇為A型連接狀態(tài)，令MDI界面上與外部連線的二對(duì)絞線IO1、IO2分別與實(shí)體層上的二信號(hào)線TX、RX相連接，如圖8所示，在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)，若類比交換單元仍接收到接收信號(hào)偵測(cè)單元傳來(lái)的線上有外部信號(hào)存在的訊息時(shí)，則類比交換單元仍維持在A型連接狀態(tài)，并令接收信號(hào)偵測(cè)單元每隔一預(yù)定時(shí)間，繼續(xù)對(duì)該二對(duì)絞線IO1、IO2進(jìn)行偵測(cè)，以判斷是否有外部傳來(lái)的信號(hào)；若在A型連接狀態(tài)下，若接收信號(hào)偵測(cè)單元在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)，未偵測(cè)到外部傳來(lái)的信號(hào)，則類比交換單元切換為B型連接狀態(tài)，令MDI界面上與外部連線的二對(duì)絞線IO2、IO1分別與實(shí)體層上的二信號(hào)線TX、RX連接。
接收信號(hào)偵測(cè)單元是偵測(cè)出在網(wǎng)路裝置的MDI界面上與外部連線的二對(duì)絞線IO1、IO2中，哪一條對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的封包信號(hào)，當(dāng)類比交換單元的內(nèi)部切換處于A型連接狀態(tài)時(shí)，接收信號(hào)偵測(cè)單元偵測(cè)IO2線上所傳來(lái)的信號(hào)，當(dāng)處于B型連接狀態(tài)時(shí)，則偵測(cè)IO1線上所傳來(lái)的信號(hào)。接收信號(hào)偵測(cè)單元對(duì)IO1或IO2線上是否有信號(hào)存在的判斷，是以信號(hào)的轉(zhuǎn)態(tài)或變化來(lái)判定的。若有信號(hào)存在，則產(chǎn)生一訊號(hào)值為1的接收使能訊號(hào)RX-Active，并將該訊號(hào)傳送給控制電路單元；若無(wú)信號(hào)存在，則令接收使能訊號(hào)RX-Active的值為0，控制電路單元再根據(jù)該訊號(hào)值判斷類比交換單元中連線狀態(tài)的切換選擇。
控制電路單元是用以控制類比交換單元與接收信號(hào)偵測(cè)單元之間的交互運(yùn)作，其控制流程如圖10所示，在本發(fā)明電路啟動(dòng)時(shí)，控制電路單元令類比交換單元先選擇A型連接狀態(tài)，在一預(yù)定時(shí)間t1內(nèi)若控制電路單元接收到接收信號(hào)偵測(cè)單元傳來(lái)的線上有信號(hào)存在的訊息，則令類比交換單元仍維持在A型連接狀態(tài)，并令接收信號(hào)偵測(cè)單元每隔一預(yù)定時(shí)間t2檢查一次線上是否有信號(hào)存在，以作為停留在此狀態(tài)的依據(jù)。若接收信號(hào)偵測(cè)單元在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)，未收到信號(hào)，則控制電路單元將發(fā)出一選擇訊號(hào)，令類比交換單元切換為B型連接狀態(tài)。同理，控制電路單元令類比交換單元選擇切換為B型連接狀態(tài)后，在預(yù)定時(shí)間t3內(nèi)，若控制電路單元接收到接收信號(hào)偵測(cè)單元傳來(lái)的線上有信號(hào)存在的訊息，則令類比交換單元仍維持在B型連接狀態(tài)，并令接收信號(hào)偵測(cè)單元每隔一預(yù)定時(shí)間t4檢查一次線上是否有信號(hào)存在，以作為停留在此狀態(tài)的依據(jù)。若接收信號(hào)偵測(cè)單元在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)，未收到信號(hào)，則控制電路單元將發(fā)出一選擇訊號(hào)，令類比交換單元切換回A型連接狀態(tài)。
控制電路設(shè)有一計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器是用于設(shè)定每一狀態(tài)的預(yù)定等待時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)度最短是以10Base-T NLP的最大間隔為底線，最長(zhǎng)以所期望的性能為依據(jù)，因此前述的t1、t2、t3、t4等預(yù)定等待時(shí)間可為24微秒到1秒之間的任意值。為避免兩個(gè)具有本發(fā)明電路的網(wǎng)路裝置被連接在一起時(shí)，可能造成錯(cuò)誤動(dòng)作，本發(fā)明亦可設(shè)定不同的t1、t2、t3、t4等預(yù)定等待時(shí)間，以有效避免該問(wèn)題發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的方法，其特征在于該方法是先偵測(cè)出網(wǎng)路裝置的MDI界面上哪一條對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的信號(hào)，然后自動(dòng)將該載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端，同時(shí)將另一對(duì)絞線切換連接到實(shí)體層的傳送端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端后，經(jīng)過(guò)一預(yù)定等待時(shí)間，如偵測(cè)到該對(duì)絞線仍負(fù)載有外部信號(hào)，則維持原連接狀態(tài)，否則切換MDI界面上二對(duì)絞線與實(shí)體層接收端和傳送端的連接狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的網(wǎng)路裝置為網(wǎng)路卡、集線器、交換器或路由器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3任一所述的方法，其特征在于對(duì)于10BASE-T網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMA。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3任一所述的方法，其特征在于對(duì)于100BASE-T或Gigabit Ethernet網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMD。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的預(yù)定等待時(shí)間為24微秒～1秒。
7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的電路，其特征在于該電路設(shè)于MDI界面與實(shí)體層之間，包括一類比交換單元、一接收信號(hào)偵測(cè)單元及一控制電路單元；類比交換單元分別與接收信號(hào)偵測(cè)單元、控制電路單元、MDI界面及實(shí)體層相連接，接收信號(hào)偵測(cè)單元還分別與控制電路單元及MDI界面相連接，其中接收信號(hào)偵測(cè)單元是偵測(cè)出網(wǎng)路裝置的MDI界面上哪一條對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的信號(hào)，并據(jù)此產(chǎn)生一使能訊號(hào)并傳送給控制電路單元；控制電路單元是根據(jù)傳來(lái)的使能訊號(hào)產(chǎn)生一選擇訊號(hào)并傳送至類比交換單元；類比交換單元根據(jù)接收到的選擇訊號(hào)自動(dòng)切換其連接狀態(tài)，將對(duì)絞線中載有外部信號(hào)的訊號(hào)線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端，同時(shí)將另一條訊號(hào)線切換連接到實(shí)體層的傳送端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于經(jīng)過(guò)一預(yù)定等待時(shí)間，如接收信號(hào)偵測(cè)單元仍向類比交換單元傳去偵測(cè)到有外部信號(hào)存在的訊息，則類比交換單元維持原連接狀態(tài)，直到接收信號(hào)偵測(cè)單元在某一預(yù)定等待時(shí)間內(nèi)未偵測(cè)到外部信號(hào)時(shí)，控制電路單元產(chǎn)生一控制信號(hào)，類比交換單元據(jù)此切換為另一連接狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電路，其特征在于所述的類比交換單元為高頻寬的類比式交換電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電路，其特征在于對(duì)于10BASE-T網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMA。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電路，其特征在于對(duì)于100BASE-T或Gigabit Ethernet網(wǎng)路裝置，所述的實(shí)體層為該網(wǎng)路裝置的PMD。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路，其特征在于所述的網(wǎng)路裝置為網(wǎng)路卡、集線器、交換器或路由器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于所述的預(yù)定等待時(shí)間為24微秒～1秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種偵測(cè)并切換網(wǎng)路對(duì)絞線上負(fù)載信號(hào)的方法及電路,屬于多個(gè)網(wǎng)路裝置之間的連接領(lǐng)域。本發(fā)明方法是先偵測(cè)出網(wǎng)路裝置的MDI界面上哪一條對(duì)絞線載有外部傳來(lái)的信號(hào),然后自動(dòng)將該載有外部信號(hào)的對(duì)絞線切換連接到網(wǎng)路裝置的實(shí)體層的接收端,同時(shí)將另一對(duì)絞線切換連接到實(shí)體層的傳送端;本發(fā)明電路設(shè)于MDI界面與實(shí)體層之間,包括一類比交換單元、一接收信號(hào)偵測(cè)單元及一控制電路單元。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)切換,可很好地用于網(wǎng)路裝置之間的自由連接。
文檔編號(hào)H04L29/10GK1264236SQ9910080
公開(kāi)日2000年8月23日 申請(qǐng)日期1999年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月14日
發(fā)明者李中旺, 董天雄, 蔡陽(yáng) 申請(qǐng)人:友訊科技股份有限公司