專利名稱：網(wǎng)絡集成接入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡的技術領域，具體地涉及一種具有多功能的網(wǎng)絡集成接入裝置。
背景技術：
近年來，隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，越來越多的人加入到網(wǎng)絡生活中，特別是中小企業(yè)及家庭對網(wǎng)絡的需求越來越大，網(wǎng)絡正在全面進入和改變我們的生活方式。
現(xiàn)今的中小企業(yè)和家庭網(wǎng)絡的組網(wǎng)方案是分別使用幾項功能單一的設備連接組成一個網(wǎng)絡，其一般配備寬帶接入、局域網(wǎng)連接和路由功能。通常在這種網(wǎng)絡中，在寬帶接入方面使用非對稱數(shù)字用戶線調(diào)制解調(diào)器(ADSL Modem)，在局域網(wǎng)連接方面使用以太交換機或集線器，在路由功能方面則使用網(wǎng)關路由器。所述以太交換機或集線器通過網(wǎng)絡線纜等連接若干臺計算機，再與網(wǎng)關路由器連接；所述網(wǎng)關路由器還可以與打印機等網(wǎng)絡設備連接，再通過ADSL Modem接入到國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，從而組成一個完整的網(wǎng)絡。
同時，目前大多數(shù)企業(yè)的各分支機構之間的電話通信都是通過公共交換電話網(wǎng)絡(PSTN)實現(xiàn)的，巨額話費已經(jīng)成為許多企業(yè)的沉重負擔。因此經(jīng)濟實惠的電話網(wǎng)絡解決方案已經(jīng)成為許多企業(yè)的迫切需求。目前，IP電話(VoIP，因特網(wǎng)協(xié)議傳輸話音)是這一問題的最佳解決方案。與普通電話相比，IP電話的優(yōu)勢是非常明顯的，因為IP電話將電話網(wǎng)絡整合到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中，省去了龐大的PSTN長途話費開支，可以顯著降低企業(yè)網(wǎng)絡的運營成本。然而，目前大部分的企業(yè)是通過電信運營商提供的IP電話業(yè)務來使用VoIP，不能充分利用企業(yè)已有的網(wǎng)絡資源，包括企業(yè)各分支機構之間已經(jīng)建立的虛擬個人網(wǎng)絡(VPN)資源等。
可見，采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備和通信設備有下面幾個弊病1)需要多種類型的網(wǎng)絡設備和通信設備來提供聯(lián)網(wǎng)、通信功能，導致企業(yè)的信息化成本高，網(wǎng)絡管理復雜；2)需要同時在企業(yè)場所進行網(wǎng)絡布線，當企業(yè)經(jīng)營管理發(fā)生變化，比如當更換經(jīng)營場所、人員或機構變動導致網(wǎng)絡結構需要變動等情況下，需要重新進行網(wǎng)絡布線，從而增加了網(wǎng)絡建設的成本；3)跨地經(jīng)營的企業(yè)各分支機構之間的電話、傳真業(yè)務仍然通過PSTN網(wǎng)，增加了企業(yè)的運營成本；4)固定式的組網(wǎng)和通信形式，已經(jīng)不適應現(xiàn)代企業(yè)的靈活管理和分散經(jīng)營模式的需要。
上述的缺點使得中小企業(yè)和家庭在組網(wǎng)時，必須考慮成本與繁瑣的布線，限制了網(wǎng)絡在中小企業(yè)和家庭中的推廣和應用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有寬帶接入、局域網(wǎng)連接、VoIP和路由功能的網(wǎng)絡集成接入裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述網(wǎng)絡集成接入裝置、成本合理和布線簡單、靈活、方便地組建局域網(wǎng)絡，并進行通訊的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種網(wǎng)絡集成接入裝置，本發(fā)明的裝置是通過如下的技術方案實現(xiàn)的，所述的裝置包括控制器單元，用于處理和控制該裝置的網(wǎng)絡接入單元和多媒體接入單元所傳來的數(shù)據(jù)和信號；網(wǎng)絡接入單元，該網(wǎng)絡接入單元具有連接廣域網(wǎng)的廣域網(wǎng)接入單元和連接局域終端設備的局域網(wǎng)接入單元，所述廣域網(wǎng)接入單元和局域網(wǎng)接入單元分別與所述控制器單元連接，使局域終端設備可以與廣域網(wǎng)連接；多媒體接入單元，所述多媒體接入單元與控制器單元連接，從而使得局域終端設備組建成一局域網(wǎng)，并且與廣域網(wǎng)連接。
本發(fā)明還提出了利用本發(fā)明的網(wǎng)絡集成接入裝置組建局域網(wǎng)并且進行通信的方法，所述的方法包括步驟
對所述的網(wǎng)絡集成接入裝置進行初始化，然后，網(wǎng)絡集成接入裝置進入等待狀態(tài)，等待各接口進入的信號；當網(wǎng)絡集成接入裝置從其中一個接口接收到信號/數(shù)據(jù)，則其對應的接入單元對信號/數(shù)據(jù)進行接收處理，組成網(wǎng)絡報文；確定網(wǎng)絡報文轉發(fā)的路徑；對網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理，最后從對應的接口發(fā)送到廣域網(wǎng)或對應的終端設備。
根據(jù)本發(fā)明，其中局域網(wǎng)接入單元包括電力線接入單元、無線接入單元和有線LAN接入單元；多媒體接入單元包括電話/傳真接入單元，用于連接終端設備，組成局域網(wǎng)。廣域網(wǎng)接入單元包括xDSL接入單元、Cable Modem接入單元、無線廣域網(wǎng)接入單元或/和ISDN接入單元，用于連接廣域網(wǎng)。
根據(jù)本發(fā)明，其中該裝置的初始化步驟包括檢測硬件狀態(tài)、引導操作系統(tǒng)、創(chuàng)建所需的任務、信號量、讀取配置數(shù)據(jù)、配置對應的協(xié)議單元、初始化接口表、對局域網(wǎng)內(nèi)的終端設備分別配置唯一的內(nèi)部IP地址以及建立路由轉發(fā)表。
本發(fā)明提供的網(wǎng)絡集成接入裝置僅需用一個網(wǎng)絡集成接入設備即可實現(xiàn)將終端設備組建成一局域網(wǎng)，并連接到廣域網(wǎng)，避免了使用多個單一功能設備組建局域網(wǎng)的弊端；而且本發(fā)明集成接入裝置可以通過電力線和無線連接組建局域網(wǎng)，因而使得局域網(wǎng)的組建無需重新布線，方便組建；另外，普通電話/傳真可以通過由網(wǎng)絡集成接入裝置組成的網(wǎng)絡進行傳輸，減少了電話費用的支出，降低了運營成本。


下面結合附圖的詳細描述，能夠更好地理解本發(fā)明的技術方案。
圖1是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置的方框圖；圖2是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置的優(yōu)選實施例的方框圖；圖3是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的控制器單元組成方框圖；圖4是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的ADSL接入單元的信號處理流程圖；圖5是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的電力線接入單元的工作原理圖；圖6是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的無線接入單元的工作原理圖；圖7是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的電話/傳真接入單元的信號處理流程圖；圖8是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的工作流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
圖1是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置的方框圖。如圖1所示，本發(fā)明的裝置是通過如下的技術方案實現(xiàn)的，所述的裝置包括控制器單元10，用于處理和控制該裝置的網(wǎng)絡接入單元11和多媒體接入單元16所傳來的數(shù)據(jù)和信號；網(wǎng)絡接入單元11，該網(wǎng)絡接入單元11具有連接廣域網(wǎng)2的廣域網(wǎng)接入單元12和連接局域終端設備3的局域網(wǎng)接入單元14，所述廣域網(wǎng)接入單元12和局域網(wǎng)接入單元14分別與所述控制器單元10連接，使局域終端設備3可以與廣域網(wǎng)連接；和多媒體接入單元16，所述多媒體接入單元16與控制器單元10連接，從而使得局域終端設備3組建成一局域網(wǎng)，并且與廣域網(wǎng)2連接。
這里所述的終端設備3指中小企業(yè)或家庭中所用到的電子設備，包括但不限于個人計算機、筆記本電腦、電話機、可視電話機、傳真機、打印機、無線電話機、PDA、Pocket PC、小型計算機等。這里所述的廣域網(wǎng)2包括但不限于國際互聯(lián)網(wǎng)、城域網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)絡等。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1可以通過廣域網(wǎng)接入單元12或局域網(wǎng)接入單元14，對從收到廣域網(wǎng)2或終端設備3進來的信號進行采集、解調(diào)、轉換，組成IP網(wǎng)絡報文；再通過控制器單元10根據(jù)IP網(wǎng)絡報文的IP地址以及報文類型進行處理，確定路由；最后通過廣域網(wǎng)接入單元12送到廣域網(wǎng)2，或者通過局域網(wǎng)接入單元14實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)部的路由、轉發(fā)，使得各終端設備3之間可以進行數(shù)據(jù)交換。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1的廣域網(wǎng)接入單元12用于連接到廣域網(wǎng)2，并且從廣域網(wǎng)2接收信號，或者將信號傳送到廣域網(wǎng)2。廣域網(wǎng)接入單元12可以是數(shù)字用戶環(huán)路(xDSL)接入單元、線纜調(diào)制解調(diào)器(Cable Modem)接入單元、無線廣域網(wǎng)接入單元或綜合服務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)接入單元等，其中無線廣域網(wǎng)接入單元包括但不限于CDMA、GPRS、無線城域網(wǎng)(W-MAN)等無線廣域網(wǎng)接入單元；并且提供了連接到廣域網(wǎng)服務提供者(ISP)的接口，如xDSL接口、Cable Modem接口、ISDN接口、無線接口等，從而實現(xiàn)簡單、方便地接入廣域網(wǎng)2的功能。其中，這里所說的xDSL是指但不局限于HDSL、SDSL、VDSL、ADSL或RADSL等；無線城域網(wǎng)接入單元可實現(xiàn)但不限于Wi-Fi標準、802.16a標準等協(xié)議。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1的局域網(wǎng)接入單元14用于連接多個終端設備3，并且接收從各終端設備3發(fā)出的信號，或者將信號發(fā)送到各終端設備3，從而將各終端設備3組建成局域網(wǎng)。所述網(wǎng)絡接入單元11包括但不局限于電力線接入單元30、無線接入單元40和有線LAN接入單元50，使得終端設備3可以通過最便捷的接入單元連接到網(wǎng)絡集成接入裝置1，實現(xiàn)終端設備3組成局域網(wǎng)的功能。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1的多媒體接入單元16可以提供用戶撥打電話/傳真、可視電話的功能。提供了電話/傳真接口，終端設備3的電話機可以對廣域網(wǎng)2上的另外一個電話/傳真號碼發(fā)起呼叫，通過控制器單元10連接建立后，可以接收從IP電話接口進入的語音/傳真信號，經(jīng)過對語音/傳真信號進行處理后組裝成IP網(wǎng)絡報文發(fā)送到對段的電話/傳真終端，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡電話/傳真功能。當然，容易理解的可以通過中繼器等轉接機構，直接接入到PSTN網(wǎng)絡，實現(xiàn)普通電話功能。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1還設有電源單元70(見圖2)，為網(wǎng)絡集成接入裝置1提供工作電源。電源單元70利用現(xiàn)有電壓轉換技術(比如利用芯片和并聯(lián)濾波電容進行電壓轉換)，為本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1提供工作電源，所述電源單元70可以是一獨立單元，也可以集成在其他的接入單元。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1還設有工作指示單元80(見圖2)，提供工作狀態(tài)指示和接口連接狀態(tài)指示。所述工作指示單元80包括指示器件，如LED、LCD、震動器件或發(fā)聲器件等，其功能主要是指示數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)和網(wǎng)絡集成接入裝置1的接口是否正常連接。所述工作指示單元80是通過控制器單元10和各接入單元提供的信號，如Flash信號、Status信號等，以及供電控制使得指示器件工作，從而完成工作狀態(tài)指示和接口連接狀態(tài)指示的功能。所述工作指示單元80可以集成在其他接入單元中，也可以是用單獨芯片實現(xiàn)。
本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1還可以設有個人網(wǎng)(Personal AreaNetwork)接入單元，可通過藍牙(Bluetooth)、紅外線(IrDA)、室內(nèi)射頻識別(Home RF)等技術與終端設備3相連接，組成個人網(wǎng)。
圖2是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置的優(yōu)選實施例的方框圖。如圖2所示，下面結合本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1的一種優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作進一步闡述，本發(fā)明集成接入裝置1包括控制器單元10、ADSL接入單元20、電力線接入單元30、無線接入單元40、有線LAN接入單元50和電話/傳真接入單元60，上述單元集成在一個設備內(nèi)，并且提供對應物理接口，具有體積小、連接方便的優(yōu)點。其中，ADSL接入單元20是上述廣域網(wǎng)接入單元12的一種實施方式；電力線接入單元30、無線接入單元40、有線LAN接入單元50是上述局域網(wǎng)接入單元14的一種實施方式；電話/傳真接入單元60是上述多媒體接入單元16的一種實施方式?？梢岳斫獾模鲜龅膯卧梢杂啥鄠€芯片組成，也可以集成為一個芯片。
所述控制器單元10具有嵌入式操作系統(tǒng)，通過運行該操作系統(tǒng)可以實現(xiàn)本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1的初始化、管理控制器單元10的總線101以及外圍控制芯片，并且處理、控制外圍控制芯片所傳來的數(shù)據(jù)或信號。這里所說的外圍控制芯片是指ADSL接入單元20、電力線接入單元30、無線接入單元40、有線LAN接入單元50和電話/傳真接入單元60等接入單元。
而且所述控制器單元10還提供了運行所述嵌入式操作系統(tǒng)所必須的硬件資源，并且對這些硬件資源進行管理。請一同參閱圖3，控制器單元10包括微程序控制器(MCU)102、系統(tǒng)內(nèi)存器103、中斷控制器104、直接存儲器存取器(DMA)105、I/O接口(圖未示)、定時器106、實時時鐘107等；同時，所述控制器單元10還提供了但不限于PCMCIA控制器110、UART控制器120、MII控制器130、USB控制器140、有線LAN控制器150、UTOPIA控制器160等，這些控制器提供對應的通用接口PCMCIA接口111、UART接口121、MII接口131、USB接口141、有線LAN接口151、UTOPIA接口161；另外所述控制器單元10還提供了擴展總線，通過擴展總線接口171與一些外圍芯片(如閃存存儲器90、電話/傳真接入單元60等)連接。從物理意義上看，所述的控制器單元10可以集成一個芯片，也可以是多個芯片。
圖3是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的控制器單元組成方框圖。如圖3所示，控制器單元10所提供的接口分別對應連接網(wǎng)絡集成接入裝置1的接入單元。其中，ADSL接入單元20通過UTOPIA接口161與控制器單元10相連接，兩者之間的通訊符合ITU標準協(xié)議；電力線接入單元30通過MII接口131與控制器單元10相連接，其數(shù)據(jù)傳輸和接口控制符合MII協(xié)議；無線接入單元40通過PCMCIA接口111與控制器單元10相連接，其數(shù)據(jù)傳輸和接口控制都符合PCMCIA協(xié)議；有線LAN接入單元50通過有線LAN接口151與控制器單元10相連接，其通訊是符合局域網(wǎng)的連接標準，如802.3或以太網(wǎng)標準協(xié)議；電話/傳真接入單元60則通過控制器單元10的擴展總線接口171與其相連接。可見，將所述的控制器單元10、ADSL接入單元20、電力線接入單元30、無線接入單元40、有線LAN接入單元50和電話/傳真接入單元60集成在一起，即組成本發(fā)明的網(wǎng)絡集成接入裝置。
另外，上述各接入單元分別與廣域網(wǎng)2和終端設備3連接。其中，ADSL接入單元20提供了RJ11接口210，與ISP相連接，實現(xiàn)寬帶廣域網(wǎng)2接入；電力線接入單元30與局域網(wǎng)內(nèi)的電力線307相連接，實現(xiàn)通過電力線307組建局域網(wǎng)；無線接入單元40提供了天線406，接收各終端設備3發(fā)送的無線信號，從而組成無線局域網(wǎng)；有線LAN接入單元50則提供了RJ45接口510，可以通過現(xiàn)有網(wǎng)線連接各終端設備3，組成有線局域網(wǎng)；而電話/傳真接入單元60則提供了RJ11接口610，與電話機相連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡VoIP功能。下面對各單元以及其整體工作的實現(xiàn)作出進一步的描述，方便理解本發(fā)明。
圖4是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的ADSL接入單元的信號處理流程圖。圖4示出本發(fā)明集成接入裝置1的廣域網(wǎng)接入單元的ADSL接入單元20的信號數(shù)據(jù)處理流程。所述ADSL接入單元20具有將信號數(shù)據(jù)進行代碼轉換、幀合成/分解、解密/編碼、調(diào)制/解調(diào)、合成/分解、回聲抵消等功能。
所述ADSL接入單元20可通過UTOPIA接口161與控制器單元10對應電連接。而且所述的ADSL接入單元20使本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1連接到ISP的ADSL接口，通常是RJ11接口210，實現(xiàn)寬帶接入廣域網(wǎng)2的功能。當所述ADSL接入單元20接受從UTOPIA接口161發(fā)來的信號，經(jīng)過代碼轉換、幀分解、編碼、調(diào)制、合成、回音抵消后，發(fā)往模擬前端、線路驅動，最后通過普通電話線發(fā)送到ISP的接入服務器；而當所述ADSL接入單元20通過電話線接收ISP側發(fā)來的模擬信號時，則進行逆向處理，即經(jīng)過路線驅動、信號分解、解調(diào)、解碼、幀合成處理、組成網(wǎng)絡報文后，通過UTOPIA接口161最后發(fā)送到控制器單元10進行信號處理，發(fā)送到對應的終端設備3。
圖5是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的電力線接入單元的工作原理圖。本發(fā)明的局域網(wǎng)接入單元的電力線接入單元30通過電力線307連接中小企業(yè)或家庭內(nèi)部的終端設備3，從而本發(fā)明的網(wǎng)絡集成接入裝置1可以通過電源插座直接獲得工作電源，同時可以通過電力線307進行橋接，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，無需重新布線。
所述電力線接入單元30從功能上劃分，MII主控制器302、DSP(數(shù)字信號處理)303、數(shù)-模轉換塊304、模-數(shù)轉換塊305及模擬前端(AFE)306，如圖5所示。其中，所述電力線接入單元30通過MII接口131與控制器單元10相連接。當電力線接入單元30接收到控制器單元10傳來的數(shù)據(jù)時，先經(jīng)過MII主控制器302初步處理，經(jīng)由DSP303進行MAC層(媒介層)和PHY層(物理層)處理，再經(jīng)過數(shù)-模轉換塊304進行數(shù)-模轉換，進入AFE306與電力線307上的載波進行耦合，然后發(fā)送到各終端設備3；而當各終端設備3發(fā)出的信號經(jīng)電力線307傳輸?shù)诫娏€接入單元30時，先經(jīng)過解耦、模-數(shù)轉化塊305轉換、由DSP303進行PHY層和MAC層的處理，取得網(wǎng)絡報文，最后經(jīng)過MII主控制器302、MII接口131發(fā)送到控制器單元10中，再經(jīng)過控制器單元10處理將報文轉發(fā)到對應的終端設備3或通過ADSL單元20送到廣域網(wǎng)2。這里MAC層使用的協(xié)議是載波偵聽多址接入/避免沖突(CSMA/CA)，一方面，載波偵聽，查看信道是否空閑；另一方面，信道不空閑時，通過隨機的時間等待，直到有新的空閑信道出現(xiàn)時再優(yōu)先發(fā)送，使信號沖突發(fā)生的概率減到最?。籔HY層采用的是正交頻分復用(OFDM)技術，是HPA聯(lián)盟(HomePlug PowerlineAlliance)工業(yè)規(guī)范的基礎，它采用一種不連續(xù)的多音調(diào)技術，將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號，從而完成信號傳送。
圖6是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的無線接入單元的工作原理圖。如圖6所示，本發(fā)明的局域網(wǎng)接入單元14的無線接入單元40與中小企業(yè)或家庭內(nèi)部的終端設備3進行無線連接，其中，所述終端設備3具有無線網(wǎng)卡等。所述無線接入單元40是經(jīng)由PCMCIA接口111與控制器單元10相連接，接收及發(fā)送網(wǎng)絡報文；并且實現(xiàn)802.11a/b/g的鏈路層和物理層協(xié)議功能。
所述無線接入單元40從功能上劃分，具有PCMCIA主控制器401、MAC處理塊402、基帶處理塊403、射頻處理塊404、功放405和天線406，如圖6所示，上述功能塊可以集成在一塊芯片中，也可以在多塊芯片、結構中實現(xiàn)。當由控制器單元10傳來的信號經(jīng)過PCMICA接口111進入無線接入單元40，然后這些信號需要經(jīng)過PCMCIA主控制器處理、組幀、調(diào)制、DA轉換、功率放大，最后通過發(fā)射天線發(fā)送到中小企業(yè)或家庭的對應終端設備3中；同樣地，當無線接入單元接收到中小企業(yè)或家庭的終端設備3發(fā)出無線信號，需要經(jīng)過逆向處理，最后組成網(wǎng)絡報文，進入控制器單元10，并由控制器單元10轉發(fā)到對應的終端設備3或通過ADSL單元20送到廣域網(wǎng)2。
有線LAN接入單元50實現(xiàn)的是現(xiàn)有有線局域網(wǎng)連接等功能，其中包括但不限于電話線連接、光纖連接等，通過以太網(wǎng)接口與控制器單元10連接，其具體連接與功能是十分成熟的技術，容不贅述。
圖7是本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的電話/傳真接入單元的信號處理流程圖。本發(fā)明多媒體接入單元16的電話/傳真單元60，提供RJ11接口610與普通電話機相連接。所述多媒體接入單元16采用國際電信聯(lián)(ITU)的標準協(xié)議族H.323，該協(xié)議族又包括一系列的協(xié)議H.225、H.245、G.729、G.723、G.711、H.261、H.263等，其中G.723 G.729、G.711是音頻編解碼協(xié)議，H.263、H.261是視頻編解碼協(xié)議，H.225、H.245是系統(tǒng)控制協(xié)議。所述電話/傳真單元60實現(xiàn)的功能是經(jīng)由RJ11接口610，普通電話機(圖未示)可以對廣域網(wǎng)2上的另外一個電話/傳真號碼發(fā)起呼叫，連接建立后，可以接收從RJ11接口610進入的語音/傳真信號，經(jīng)過對語音/傳真信號進行處理后組裝成IP網(wǎng)絡報文發(fā)送到對段的電話/傳真終端，從而實現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)打電話、發(fā)傳真。其中，電話/傳真單元的功能通過模擬信號處理塊、數(shù)-模轉換塊、模-數(shù)轉換塊、語音/傳真合成塊、語音/傳真分組塊、數(shù)字信號處理塊、IP報文封裝/發(fā)送塊等功能塊實現(xiàn)的。
語音的基本呼叫建立過程我們假設呼叫雙方都知道對方的IP地址，建立呼叫過程使用的是TCP協(xié)議承載H.225和H.245，以保證呼叫的可靠建立。如圖7所示，呼叫成功鏈路建立后，將話音的模擬信號采樣，進行模數(shù)轉換形成數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行分組，再通過編碼算法(如G.711或G.729或G.723)將分組的數(shù)字信號進行編碼，再采用RTP(實時傳送協(xié)議)/UDP協(xié)議封裝組成網(wǎng)絡報文，然后發(fā)送出去，再經(jīng)由擴展總線171發(fā)送到控制器單元10，最后轉發(fā)到廣域網(wǎng)2；同樣的，由廣域網(wǎng)2上傳來的IP網(wǎng)絡報文經(jīng)過解報、解壓、編碼、合成、數(shù)模轉換后，轉換成模擬信號發(fā)送到普通電話機/傳真機上，從而實現(xiàn)在網(wǎng)絡上實現(xiàn)電話/傳真的功能。
所述網(wǎng)絡集成接入裝置1的工作需要軟件支持，其主要軟件單元包括驅動程序、實時操作系統(tǒng)、協(xié)議單元和配置單元。所述的軟件可以儲存在網(wǎng)絡集成接入裝置1提供的閃存存儲器90內(nèi)。驅動程序使得操作系統(tǒng)可以和實際硬件進行溝通，并共同提供對接口的支持。操作系統(tǒng)是實時多任務系統(tǒng)(如Linux或PSOS或VxWorks或MAC OS或Windows系列等)，提供任務調(diào)度、內(nèi)存管理、隊列、事件等任務間通信機制，提供通用函數(shù)接口等等。協(xié)議單元是對網(wǎng)絡集成接入裝置1的各接口通訊協(xié)議、網(wǎng)絡通訊協(xié)議等進行調(diào)配、操作。而用戶則可以通過配置單元對網(wǎng)絡集成接入裝置1進行配置、管理。本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置1的核心協(xié)議是IP協(xié)議，核心的數(shù)據(jù)結構是路由轉發(fā)表，實現(xiàn)路由功能，其基本工作是建立路由轉發(fā)表；接收從不同接口進來的網(wǎng)絡報文；對收到的網(wǎng)絡報文進行處理(網(wǎng)絡地址轉移處理)，根據(jù)轉發(fā)表選擇一個合適的接口轉發(fā)出去。
圖8示本發(fā)明網(wǎng)絡集成接入裝置優(yōu)選實施例的工作流程圖。如圖8所示，上電后，對所述網(wǎng)絡集成接入裝置1進行初始化，例如檢測硬件狀態(tài)、引導操作系統(tǒng)、創(chuàng)建所需的任務、信號量等、讀取配置數(shù)據(jù)、配置對應的協(xié)議單元、初始化接口表、對局域網(wǎng)內(nèi)的終端設備3分別配置唯一的內(nèi)部IP地址、建立路由轉發(fā)表等。然后，網(wǎng)絡集成接入裝置1進入等待狀態(tài)，等待各接口進入的信號。
當網(wǎng)絡集成接入裝置1從其中一個接口接收到信號/數(shù)據(jù)，則其對應的接入單元對信號/數(shù)據(jù)進行接收處理，組成網(wǎng)絡報文；然后，對所述網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，確定轉發(fā)的路徑；再對網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理，最后從對應的接口發(fā)送到廣域網(wǎng)2或對應的終端設備3。
例如當局域網(wǎng)中的終端設備3中的一臺計算機(通過電力線接入)準備向局域網(wǎng)內(nèi)的另外一臺計算機(通過無線接入)發(fā)出數(shù)據(jù)，其流程如下A.網(wǎng)絡集成接入裝置1判斷接收到發(fā)自局域網(wǎng)計算機的信號；B.對該信號進行接收處理解耦、模-數(shù)轉換、進行PHY層和MAC層的處理，取得網(wǎng)絡報文；C.將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡報文指向的IP地址是局域網(wǎng)內(nèi)的另一臺計算機，準備轉發(fā)網(wǎng)絡報文；D.對網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理，所述網(wǎng)絡報文經(jīng)過組幀、調(diào)制、DA轉換、功率放大等一系列處理后，最后通過發(fā)射天線發(fā)送到對應的計算機，完成數(shù)據(jù)傳輸。
可以理解的，局域網(wǎng)中以其他方式接入的終端設備3(如有線LAN接入、無線接入)，向局域網(wǎng)中另一終端設備3傳送數(shù)據(jù)時，其信號接收處理和數(shù)據(jù)報文轉發(fā)處理依照有線LAN接入單元50和無線接入單元40的功能進行處理即可，即改變上述流程的步驟B和步驟D。
當所述局域網(wǎng)中的終端設備3中的一臺計算機(通過電力線接入)準備向廣域網(wǎng)2發(fā)出數(shù)據(jù)，其流程如下A.網(wǎng)絡集成接入裝置1判斷接收到發(fā)自局域網(wǎng)計算機的信號；B.對該信號進行接收處理解耦、模-數(shù)轉換、進行PHY層和MAC層的處理，取得網(wǎng)絡報文；C.將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，沒有發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)有所述網(wǎng)絡報文指向的IP地址，對網(wǎng)絡報文進行網(wǎng)絡地址轉移處理，準備向廣域網(wǎng)2轉發(fā)網(wǎng)絡報文；D.所述網(wǎng)絡報文代碼轉換、幀分解、編碼、調(diào)制、合成、回音抵消后，發(fā)往模擬前端、線路驅動，最后通過普通電話線發(fā)送到ISP的接入服務器，完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇V域網(wǎng)2。
同樣可以理解的，當所述局域網(wǎng)中的終端設備3是通過有線LAN接入或無線接入，則信號接收處理依照有線LAN接入單元50或無線接入單元40的功能進行處理即可。
當網(wǎng)絡集成接入裝置1接收到從廣域網(wǎng)2發(fā)出的數(shù)據(jù)時，所述網(wǎng)絡集成接入裝置1進行逆向處理，再根據(jù)路由發(fā)送到對應的終端設備3中；下面以發(fā)送到電力線接入的終端設備說明，其流程如下A.網(wǎng)絡集成接入裝置1的線路驅動、模擬前端接收到發(fā)自廣域網(wǎng)的信號；B.對該信號進行分解、回音抵消、解調(diào)、解碼、幀合成、代碼轉換后，組成網(wǎng)絡報文；C.將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，對網(wǎng)絡報文進行網(wǎng)絡地址轉移處理，準備向局域網(wǎng)轉發(fā)網(wǎng)絡報文；D. 對該網(wǎng)絡報文進行PHY層和MAC層的處理、數(shù)-模轉換、耦合，再經(jīng)電力線傳送到對應的終端設備。
可以理解的，當廣域網(wǎng)2傳送的信號要傳送到無線接入或有線LAN接入網(wǎng)絡集成接入裝置1的終端設備時，上述流程D依照無線接入單元40或有線LAN接入單元50的功能處理即可。
當局域網(wǎng)中的一臺電話機向局域網(wǎng)中的另外一臺電話機發(fā)起呼叫，建立連接，網(wǎng)絡集成接入裝置1的流程如下A.網(wǎng)絡集成接入裝置1判斷接收到發(fā)自局域網(wǎng)的一臺電話機的信號；B.將話音的模擬信號采樣，進行模數(shù)轉換形成數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行分組，再分組的數(shù)字信號進行編碼，再封裝組成網(wǎng)絡報文；C.將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡報文指向的IP地址是局域網(wǎng)內(nèi)的另一臺電話機，準備轉發(fā)網(wǎng)絡報文；D.將網(wǎng)絡報文進行解報、解壓、編碼、合成、數(shù)模轉換后，轉換成模擬信號發(fā)送到對應的電話機。
可以理解的，當局域網(wǎng)的電話機向廣域網(wǎng)2的國際互聯(lián)網(wǎng)或城域網(wǎng)中的電話機發(fā)起呼叫，建立連接，網(wǎng)絡集成接入裝置1的工作流程做出相對應的改變即可，即上述流程的步驟C改變?yōu)閷⑺龅木W(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，沒有發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)有所述網(wǎng)絡報文指向的IP地址，對網(wǎng)絡報文進行網(wǎng)絡地址轉移處理，準備向廣域網(wǎng)2轉發(fā)網(wǎng)絡報文。當局域網(wǎng)的電話機向廣域網(wǎng)2的PSTN網(wǎng)的電話發(fā)起呼叫時，可以通過中繼器、短接器等轉接機構，使局域網(wǎng)的電話機直接接入到PSTN網(wǎng)，實現(xiàn)普通電話的功能。
權利要求
1.一種集成接入裝置，其特征在于所述的裝置包括控制器單元(10)，用于處理和控制該裝置的網(wǎng)絡接入單元(11)和多媒體接入單元(16)所傳來的數(shù)據(jù)信號；網(wǎng)絡接入單元(11)，該網(wǎng)絡接入單元(11)具有連接廣域網(wǎng)(2)的廣域網(wǎng)接入單元(12)和連接局域終端設備(3)的局域網(wǎng)接入單元(14)，所述廣域網(wǎng)接入單元(12)和局域網(wǎng)接入單元(14)分別與所述控制器單元(10)連接，使局域終端設備(3)可以與廣域網(wǎng)(2)連接；和多媒體接入單元(16)，所述多媒體接入單元(16)與控制器單元(10)連接，使得局域終端設備(3)可以與廣域網(wǎng)(2)連接。
2.根據(jù)權利要求1的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的局域網(wǎng)接入單元(14)包括電力線接入單元(30)、無線接入單元(40)和/或有線LAN接入單元(50)，所述的無線接入單元(40)可實現(xiàn)802.11標準協(xié)議。
3.根據(jù)權利要求1或2的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的多媒體接入單元(16)包括電話/傳真接入單元(60)，用于連接終端設備(3)。
4.根據(jù)權利要求3的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的廣域網(wǎng)接入單元(12)包括xDSL接入單元、Cable Modem接入單元、無線廣域網(wǎng)接入單元或/和ISDN接入單元，用于連接廣域網(wǎng)(2)，其中，xDSL接入單元包括但不限于HDSL接入單元、SDSL接入單元、VDSL接入單元、RADSL接入單元或ADSL接入單元(20)，所述無線廣域網(wǎng)接入單元包括但不限于CDMA接入單元、GPRS接入單元、無線城域網(wǎng)接入單元，所述無線城域網(wǎng)接入單元可實現(xiàn)802.16標準協(xié)議。
5.根據(jù)權利要求4的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的控制器單元(10)包括PCMCIA控制器(110)、UART控制器(120)、MII控制器(130)、USB控制器(140)、有線LAN控制器(150)和/或UTOPIA控制器(160)。
6.根據(jù)權利要求2的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的電力線接入單元(30)包括MII主控制器(302)、數(shù)字信號處理DSP(303)、數(shù)-模轉換塊(304)、模-數(shù)轉換塊(305)以及與電力線(307)連接的模擬前端AFE(306)，所述電力線接入單元(30)與控制器單元(10)相連接。
7.根據(jù)權利要求3的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于設有將所述的電話機或傳真機可以直接接入到PSTN網(wǎng)絡的轉接機構。
8.根據(jù)權利要求4的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的ADSL接入單元(20)與控制器單元(10)對應電連接，而且所述的ADSL接入單元(20)使網(wǎng)絡集成接入裝置連接到ISP的ADSL接口，實現(xiàn)寬帶接入廣域網(wǎng)(2)。
9.根據(jù)權利要求1或7的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的裝置還包括電源單元(70)，用于為所述裝置提供工作電源。
10.根據(jù)權利要求1或7的網(wǎng)絡集成接入裝置，其特征在于所述的裝置還可以設有通過藍牙、紅外線、室內(nèi)射頻識別與終端設備(3)相連接的個人網(wǎng)接入單元。
11.利用上述任意一個權利要求限定的網(wǎng)絡集成接入裝置進行通信的方法，其特征在于所述的方法包括步驟對所述的網(wǎng)絡集成接入裝置(1)進行初始化，然后，網(wǎng)絡集成接入裝置(1)進入等待狀態(tài)，等待各接口進入的信號；當網(wǎng)絡集成接入裝置(1)從其中一個接口接收到信號/數(shù)據(jù)，則其對應的接入單元對信號/數(shù)據(jù)進行接收處理，組成網(wǎng)絡報文；確定網(wǎng)絡報文轉發(fā)的路徑；對網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理，最后從對應的接口發(fā)送到廣域網(wǎng)(2)或對應的終端設備(3)。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其特征在于所述的局域網(wǎng)內(nèi)的終端設備(3)中的一臺計算機通過電力線接入單元(30)向局域網(wǎng)內(nèi)的另外通過無線接入單元(40)接入的一臺計算機發(fā)出數(shù)據(jù)，其步驟包括網(wǎng)絡集成接入裝置(1)判斷接收到發(fā)自局域網(wǎng)計算機的信號；對該信號進行接收處理解耦、模-數(shù)轉換、進行PHY層和MAC層的處理、取得網(wǎng)絡報文；將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，準備轉發(fā)網(wǎng)絡報文；對網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理組幀、調(diào)制、DA轉換以及功率放大、通過發(fā)射天線發(fā)送到對應的計算機，完成數(shù)據(jù)傳輸。
13.根據(jù)權利要求11的方法，其特征在于所述的局域網(wǎng)內(nèi)的終端設備(3)中的一臺計算機通過電力線接入單元(30)向廣域網(wǎng)(2)發(fā)出數(shù)據(jù)，其步驟包括網(wǎng)絡集成接入裝置(1)判斷接收到發(fā)自局域網(wǎng)計算機的信號；對該信號進行接收處理解耦、模-數(shù)轉換、進行PHY層和MAC層的處理、取得網(wǎng)絡報文；將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，對網(wǎng)絡報文進行網(wǎng)絡地址轉移處理，準備向廣域網(wǎng)(2)轉發(fā)網(wǎng)絡報文；對網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理代碼轉換、幀分解、編碼、調(diào)制、合成、回音抵消、發(fā)往模擬前端、線路驅動、通過普通電話線發(fā)送到ISP的接入服務器，完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇V域網(wǎng)(2)。
14.根據(jù)權利要求11的方法，其特征在于網(wǎng)絡集成接入裝置(1)接收到從廣域網(wǎng)(2)發(fā)出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過逆向處理，發(fā)送到對應的終端設備(3)中，所述的設備是電力線接入的終端設備，其步驟包括網(wǎng)絡集成接入裝置(1)接收到發(fā)自廣域網(wǎng)的信號；對該信號進行接收處理分解、回音抵消、解調(diào)、解碼、幀合成、代碼轉換、組成網(wǎng)絡報文；將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，對網(wǎng)絡報文進行網(wǎng)絡地址轉移處理，準備向局域網(wǎng)轉發(fā)網(wǎng)絡報文；對該網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理PHY層和MAC層的處理、數(shù)-模轉換、耦合、經(jīng)電力線傳送到對應的終端設備。
15.根據(jù)權利要求11的方法，其特征在于當局域網(wǎng)中的一臺電話機向局域網(wǎng)中的另外一臺電話機發(fā)起呼叫，其步驟包括網(wǎng)絡集成接入裝置(1)判斷接收到發(fā)自局域網(wǎng)的一臺電話機的信號；將話音的模擬信號進行接收處理采樣、模數(shù)轉換、分組、編碼、封裝組成網(wǎng)絡報文；將所述的網(wǎng)絡報文與路由轉發(fā)表進行比對，準備轉發(fā)網(wǎng)絡報文；將網(wǎng)絡報文進行轉發(fā)處理解報、解壓、編碼、合成、數(shù)模轉換后，轉換成模擬信號發(fā)送到對應的電話機。
16.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于當局域網(wǎng)中的一臺電話機向PSTN網(wǎng)中的另外一臺電話機發(fā)起呼叫，可以通過轉接機構使得所述電話機直接接入到PSTN網(wǎng)中，實現(xiàn)普通電話功能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡集成接入裝置1，用于局域網(wǎng)的組建并接入到廣域網(wǎng)2，包括控制器單元10、網(wǎng)絡接入單元11和多媒體接入單元16。所述網(wǎng)絡接入單元11具有連接廣域網(wǎng)2的廣域網(wǎng)接入單元12和連接局域終端設備3的局域網(wǎng)接入單元14；所述廣域網(wǎng)接入單元12和局域網(wǎng)接入單元14分別與所述控制器單元10連接，使局域終端設備3可以與廣域網(wǎng)2連接；所述多媒體接入單元16與控制器單元10連接。從而使得局域終端設備3組建成一局域網(wǎng)，并且與廣域網(wǎng)2連接。具有避免了使用多個單一功能設備組建局域網(wǎng)的弊端；而且組建方便，運營成本低的特點。
文檔編號H04L29/06GK1571375SQ03139838
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權日2003年7月11日
發(fā)明者鄧國順, 成曉華, 向鋒, 周創(chuàng)世 申請人:深圳市朗科科技有限公司