專利名稱：以太網(wǎng)光纖收發(fā)器及用于該收發(fā)器的數(shù)據(jù)收發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以太網(wǎng)光纖收發(fā)器以及用于該以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)收發(fā)方法。


圖1是一個(gè)簡(jiǎn)單的用戶端到用戶端通過(guò)兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器處理傳輸信號(hào)的示意圖，計(jì)算機(jī)用戶10發(fā)送的數(shù)據(jù)幀首先以電信號(hào)的形式在雙絞線介質(zhì)中傳輸?shù)降谝粋€(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器11，然后經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器11處理后，轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的形式在光纖介質(zhì)上傳輸，第二個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器12接收光信號(hào)后再做相反的處理轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的形式經(jīng)雙絞線介質(zhì)傳輸?shù)綄?duì)端的計(jì)算機(jī)用戶13，這樣，對(duì)于短距離的靠近用戶側(cè)的信號(hào)傳輸采用雙絞線傳輸介質(zhì)用電信號(hào)的形式傳輸，中間的長(zhǎng)距離網(wǎng)采用光纖傳輸介質(zhì)用光信號(hào)的形式進(jìn)行傳輸。
現(xiàn)有的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的功能模塊組成參照?qǐng)D2，主要由光口裝置22，電口裝置23、交換裝置21和監(jiān)控裝置20、光電模塊24、隔離變壓器25組成。
其中電口裝置23中主要包含有編解碼器和串并轉(zhuǎn)換器，與交換裝置21、隔離變壓器25相互連接，一方面采用串行接口通過(guò)隔離變壓器25驅(qū)動(dòng)雙絞線線路，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀電信號(hào)的傳輸，另一方面采用并行接口與交換裝置21連接，對(duì)通過(guò)隔離變壓器25接收的數(shù)據(jù)幀電信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換并解碼后發(fā)送給交換裝置21；并同時(shí)將從交換裝置21發(fā)來(lái)的電信號(hào)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼、并串轉(zhuǎn)換后通過(guò)隔離變壓器25發(fā)送到雙絞線線路上；光口裝置22中也包括編解碼器和串并轉(zhuǎn)換器，與交換裝置21、光電模塊24相互連接，一方面采用串行接口和光電模塊24相連，以通過(guò)光電模塊24驅(qū)動(dòng)光纖線路進(jìn)行數(shù)據(jù)幀光信號(hào)的傳輸，另一方面采用并行接口與交換裝置21連接，主要用于把從交換裝置21發(fā)來(lái)的電信號(hào)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼、并串轉(zhuǎn)換后通過(guò)光電模塊24變換為光信號(hào)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到光纖線路上；同時(shí)通過(guò)光電模塊24把接收的光信號(hào)數(shù)據(jù)幀變換為電信號(hào)數(shù)據(jù)幀后再對(duì)其進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換并解碼后發(fā)送給交換裝置21，其中光電模塊24主要用于光信號(hào)數(shù)據(jù)幀和電信號(hào)數(shù)據(jù)幀的相互轉(zhuǎn)換；交換裝置21主要與光口裝置22、電口裝置23相互連接，該裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙端口的二層以太網(wǎng)交換控制器，當(dāng)具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，主要完成兩側(cè)連接網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、流量控制、數(shù)據(jù)幀過(guò)濾和網(wǎng)絡(luò)流量隔離等功能，其內(nèi)部具有數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器，可以消除如一側(cè)是10M速率，而另一側(cè)是100M速率造成數(shù)據(jù)幀傳輸速率不匹配而引起數(shù)據(jù)幀擁塞的問(wèn)題，也可對(duì)連接兩側(cè)速率相同的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行上述處理，從而實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)速率自適應(yīng)；當(dāng)只具有直接轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，只對(duì)兩側(cè)連接網(wǎng)絡(luò)速率相同的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行直接轉(zhuǎn)發(fā)處理；監(jiān)控裝置20與光口裝置22、電口裝置23之間相互連接，主要監(jiān)測(cè)光口裝置22、電口裝置23的工作狀態(tài)，并對(duì)工作狀態(tài)信息進(jìn)行采集整理生成管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在自身的存儲(chǔ)器中，控制光口裝置22、電口裝置23的使能/禁止以及工作方式配置等操作，它通常用單片機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
上述以太網(wǎng)光纖收發(fā)器能夠?qū)崿F(xiàn)將從雙絞線線路接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的光信號(hào)通過(guò)光纖線路傳輸，以及將從光纖線路上接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)通過(guò)雙絞線線路傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的遠(yuǎn)距離傳輸，以擴(kuò)展以太網(wǎng)的覆蓋范圍。
現(xiàn)有的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器只能進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，這樣，以太網(wǎng)光纖收發(fā)器就無(wú)法獲知對(duì)端以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的運(yùn)行狀態(tài)，從而不便于設(shè)備的使用維護(hù)。由于運(yùn)維費(fèi)用很高，限制了以太網(wǎng)光纖收發(fā)器在寬帶運(yùn)營(yíng)網(wǎng)環(huán)境中的大量應(yīng)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)收發(fā)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，用于承接光線路和電線路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸，包括與所述電線路相連的隔離變壓器，用于驅(qū)動(dòng)電線路；與所述隔離變壓器相連的電口裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和編/解碼處理；與所述電口裝置相連的交換裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)處理；與所述光線路相連的光電模塊，用于驅(qū)動(dòng)光線路并對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換；與所述光電模塊相連的光口裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和編/解碼處理；與所述電口裝置和光口裝置相連的監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測(cè)電口裝置和光口裝置的工作狀態(tài)，控制電口裝置和光口裝置的工作方式，并將監(jiān)控結(jié)果生成管理數(shù)據(jù)；與所述光口裝置、交換裝置和監(jiān)控裝置相連的管理數(shù)據(jù)處理裝置，用于保存監(jiān)控裝置寫入的管理數(shù)據(jù)，并將管理數(shù)據(jù)插替到從交換裝置發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀中，以及將該數(shù)據(jù)幀分別通過(guò)所述光口裝置、光電模塊發(fā)送到光線路；同時(shí)用于對(duì)從光口裝置接收的數(shù)據(jù)幀中分離出管理數(shù)據(jù)，并恢復(fù)數(shù)據(jù)幀的完整性，以及保存分離出的管理數(shù)據(jù)，并通知監(jiān)控裝置來(lái)讀取管理數(shù)據(jù)。
還提出一種以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，用于承接光線路和電線路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸，包括與所述電線路相連的隔離變壓器，用于驅(qū)動(dòng)電線路；與所述隔離變壓器相連的電口裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和編/解碼處理；與所述電口裝置相連的交換裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行直接轉(zhuǎn)發(fā)處理；與所述光線路相連的光電模塊，用于驅(qū)動(dòng)光線路并對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換；與所述光電模塊相連的光口裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和編/解碼處理；與所述電口裝置和光口裝置相連的監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測(cè)電口裝置和光口裝置的工作狀態(tài)，控制電口裝置和光口裝置的工作方式，并將監(jiān)控結(jié)果生成管理數(shù)據(jù)；其特征在于，所述以太網(wǎng)光纖收發(fā)器還包括與所述光口裝置、交換裝置和監(jiān)控裝置相連的管理數(shù)據(jù)處理裝置，用于保存監(jiān)控裝置寫入的管理數(shù)據(jù)，并將管理數(shù)據(jù)插替到從交換裝置發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀中，以及將該數(shù)據(jù)幀分別通過(guò)所述光口裝置、光電模塊發(fā)送到光線路；同時(shí)用于對(duì)從光口裝置接收來(lái)的數(shù)據(jù)幀中分離出管理數(shù)據(jù)，并恢復(fù)數(shù)據(jù)幀的完整性，以及保存分離出的管理數(shù)據(jù)，并通知監(jiān)控裝置來(lái)讀取管理數(shù)據(jù)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種用于以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括步驟從電線路接收數(shù)據(jù)幀；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，解碼并存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或直接轉(zhuǎn)發(fā)；將管理數(shù)據(jù)插替到數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的中間字節(jié)部分；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，并串轉(zhuǎn)換處理；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行電/光信號(hào)轉(zhuǎn)換發(fā)送到光線路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種用于以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括步驟從光線路接收數(shù)據(jù)幀進(jìn)行光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，解碼處理；從數(shù)據(jù)幀相應(yīng)的前導(dǎo)碼部分分離出管理數(shù)據(jù)；恢復(fù)數(shù)據(jù)幀被插替字節(jié)的前導(dǎo)碼；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或直接轉(zhuǎn)發(fā)，編碼和并串轉(zhuǎn)換后發(fā)送到電線路。
采用本發(fā)明的有益效果可以使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀同時(shí)傳輸管理數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，不會(huì)占用用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)帶寬，同時(shí)可以根據(jù)接收到的管理數(shù)據(jù)使設(shè)備之間能夠相互監(jiān)控到彼此的運(yùn)行狀況，降低了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的成本。依據(jù)上述傳輸管理數(shù)據(jù)的方法而制造的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)本端和對(duì)端之間形成虛擬管理數(shù)據(jù)通道，使兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器之間能夠相互監(jiān)控對(duì)方的工作狀態(tài)，使一端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)通知另一端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，以便快速查找到故障路段及時(shí)修復(fù)，增加網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)不會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷和維護(hù)成本。
圖3是城域網(wǎng)采用以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的組網(wǎng)拓?fù)鋱D；圖4是能收發(fā)管理數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的內(nèi)部功能模塊組成框圖；圖5是管理數(shù)據(jù)處理裝置的內(nèi)部功能模塊組成框圖；圖6是符合IEEE802.3協(xié)議的物理層標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀格式；圖7是數(shù)據(jù)幀插替管理數(shù)據(jù)后的幀格式；圖8是使用本發(fā)明的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器發(fā)送管理數(shù)據(jù)的過(guò)程流程圖；圖9是使用本發(fā)明的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器接收管理數(shù)據(jù)的過(guò)程流程圖；圖10是沒有數(shù)據(jù)幀可插替管理數(shù)據(jù)時(shí)管理數(shù)據(jù)的傳輸流程圖。
在采用以太網(wǎng)方式的城域網(wǎng)建設(shè)中，交換網(wǎng)絡(luò)側(cè)和接入網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要各配置一臺(tái)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，其城域網(wǎng)采用以太網(wǎng)光纖收發(fā)器后組建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D參見圖3，城域網(wǎng)由交換網(wǎng)絡(luò)1和接入網(wǎng)絡(luò)2兩大部分組成，交換網(wǎng)絡(luò)1中包含用于交換數(shù)據(jù)幀的交換機(jī)5和路由數(shù)據(jù)幀到相應(yīng)目的服務(wù)器的路由器4，經(jīng)路由器4路由后的數(shù)據(jù)幀發(fā)到IP骨干網(wǎng)3上，即在Internet上傳送數(shù)據(jù)幀到目標(biāo)服務(wù)器。經(jīng)交換機(jī)5交換后的數(shù)據(jù)幀要發(fā)往遠(yuǎn)端的接入網(wǎng)絡(luò)2的用戶時(shí)，要先將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到和交換網(wǎng)絡(luò)1中交換機(jī)5相連的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器6，以太網(wǎng)光纖收發(fā)器6的電口裝置接收數(shù)據(jù)幀，經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后，從以太網(wǎng)光纖收發(fā)器6的光口裝置中輸出后經(jīng)光電模塊作用將用電信號(hào)表示的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)化為用光信號(hào)表示的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到光線路，光線路的傳輸介質(zhì)是光纖，由于光纖具有容量大，傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離的傳輸。由于交換網(wǎng)絡(luò)1和接入網(wǎng)絡(luò)2之間一般距離比較遠(yuǎn)，所以選用光纖做傳輸介質(zhì)。遠(yuǎn)端的接入網(wǎng)絡(luò)2中包括以太網(wǎng)光纖收發(fā)器7，接入交換機(jī)8和各個(gè)計(jì)算機(jī)用戶9，首先以太網(wǎng)光纖收發(fā)器7從光纖線路接收以光信號(hào)表示的數(shù)據(jù)幀，經(jīng)光電模塊轉(zhuǎn)換為用電信號(hào)表示的數(shù)據(jù)幀，以太網(wǎng)光纖收發(fā)器7對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)幀做進(jìn)一步的處理后，從電口裝置發(fā)送到接入交換機(jī)8中，然后接入交換機(jī)8再進(jìn)一步把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的計(jì)算機(jī)用戶9中。
從上述的城域網(wǎng)拓?fù)鋱D中發(fā)現(xiàn)，由于在交換網(wǎng)絡(luò)側(cè)和接入網(wǎng)絡(luò)側(cè)各采用一個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，把整條路徑的傳輸信號(hào)經(jīng)過(guò)電到光、光到電的兩次信號(hào)轉(zhuǎn)換后，使中間的信號(hào)傳輸可以采用光纖介質(zhì)進(jìn)行光信號(hào)的傳輸，使信號(hào)的傳輸速度增加，容量增大，建網(wǎng)成本降低。最重要的是使以太網(wǎng)的覆蓋范圍增大，將以太網(wǎng)傳輸極限由100米擴(kuò)展120公里，使網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式更加靈活方便，適于目前城域網(wǎng)、寬帶接入，智能建筑，大型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，多媒體傳輸，校園網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，抗惡劣等環(huán)境的建設(shè)。
為了使所述的交換網(wǎng)絡(luò)側(cè)和接入網(wǎng)絡(luò)側(cè)的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器之間能夠相互傳送自身的管理數(shù)據(jù)，對(duì)目前以太網(wǎng)光纖收發(fā)器進(jìn)行改進(jìn)的內(nèi)部模塊組成參見圖4，主要由監(jiān)控裝置50、管理數(shù)據(jù)處理裝置51、交換裝置52、電口裝置53、光口裝置54、光電模塊55和隔離變壓器56組成其中光口裝置54中主要包括串/并轉(zhuǎn)換器和編解碼器，主要用于對(duì)從光線路接收的數(shù)據(jù)幀先經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器做串并轉(zhuǎn)化，再經(jīng)編解碼器解碼后，交付給管理數(shù)據(jù)處理裝置51；同時(shí)對(duì)從管理數(shù)據(jù)處理裝置51接收的數(shù)據(jù)幀先經(jīng)編解碼器編碼，再經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器做并串轉(zhuǎn)化后再通過(guò)光電模塊發(fā)到光線路上；光電模塊55與所述光口裝置54相連，用于對(duì)光線路和光口裝置54之間的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行光/電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，即把從光線路接收的數(shù)據(jù)幀光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀電信號(hào)發(fā)給光口裝置54，同時(shí)把從光口裝置54送來(lái)的數(shù)據(jù)幀電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀光信號(hào)發(fā)到光線路；
電口裝置53中也主要包括串/并轉(zhuǎn)換器和編解碼器，主要用于對(duì)從電線路接收的數(shù)據(jù)幀先經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器做串并轉(zhuǎn)化，再經(jīng)編解碼器解碼后，交付給交換裝置52；同時(shí)對(duì)從交換裝置52接收的數(shù)據(jù)幀先經(jīng)編解碼器編碼，再經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器做并串轉(zhuǎn)化后再通過(guò)隔離變壓器56發(fā)到電線路上，隔離變壓器56具有穩(wěn)壓的作用，能夠?qū)﹄娍谘b置52起到保護(hù)作用，不會(huì)因電線路的電壓過(guò)大而毀壞電口裝置52，同時(shí)能夠驅(qū)動(dòng)電線路；交換裝置51與所述電口裝置53相連進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交互，并對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、流量控制和直接轉(zhuǎn)發(fā)處理，交換裝置51是一個(gè)雙端口的二層以太網(wǎng)交換控制器，當(dāng)具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，主要完成數(shù)據(jù)幀的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、流量控制、數(shù)據(jù)幀過(guò)濾和網(wǎng)絡(luò)流量隔離等功能，其內(nèi)部含有數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器，可以消除光線路和電線路數(shù)據(jù)傳輸速率不同而造成的數(shù)據(jù)傳輸速率不匹配問(wèn)題，同樣也可對(duì)兩側(cè)連接網(wǎng)絡(luò)速率相同的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)處理；當(dāng)交換裝置51只具有直接轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，只能對(duì)兩側(cè)連接網(wǎng)絡(luò)速率相同的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行直接轉(zhuǎn)發(fā)處理；監(jiān)控裝置50與所述光口裝置54和電口裝置53相連，主要用于監(jiān)測(cè)、控制和交換管理數(shù)據(jù)等功能，監(jiān)測(cè)功能主要是完成光口裝置54和電口裝置53的工作狀態(tài)信息以及工作環(huán)境、溫度信息等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和采集，并把采集的信息生成管理數(shù)據(jù)保存在自身含有的存儲(chǔ)器中；控制功能主要完成光口裝置54和電口裝置53的使能/禁止以及工作方式配置等，交換管理數(shù)據(jù)功能指完成把管理數(shù)據(jù)寫入到管理數(shù)據(jù)處理裝置51中，并從管理數(shù)據(jù)處理裝置51中讀出管理數(shù)據(jù)；管理數(shù)據(jù)處理裝置51用于把從監(jiān)控裝置50中接收的管理數(shù)據(jù)插替到從交換裝置52接收的數(shù)據(jù)幀中，并把插替后的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到光口裝置54中；同時(shí)用于把從光口裝置54接收的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分離管理數(shù)據(jù)、并恢復(fù)分離管理數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)幀為完整幀格式的處理，并把分離出的管理數(shù)據(jù)保存、通知監(jiān)控裝置50來(lái)讀取，同時(shí)把恢復(fù)的完整數(shù)據(jù)幀發(fā)送到交換裝置52中。
參照?qǐng)D5，管理數(shù)據(jù)處理裝置51中進(jìn)一步包括先入先出FIFO(First in/First out)存儲(chǔ)器40，寬帶控制器41，插替處理器42、流量統(tǒng)計(jì)處理器43，分離處理器44和單片機(jī)接口45，單片機(jī)接口45中進(jìn)一步包括第一寄存器46和第二寄存器47其中先入先出FIFO(First in/First out)存儲(chǔ)器40主要用于消除接收和發(fā)送兩端時(shí)鐘相位和頻率的差異，在電口裝置到光口裝置的方向上，接收到數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)FIFO處理后能夠按照光口裝置的時(shí)鐘發(fā)送，而在光口裝置到電口裝置的方向上，接收到數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)FIFO處理后能夠按照電口裝置的時(shí)鐘發(fā)送；寬帶控制器41主要控制數(shù)據(jù)幀的輸入速率，在管理數(shù)據(jù)處理裝置51中上下行數(shù)據(jù)鏈路上(下行數(shù)據(jù)鏈路指由電線路到光線路的方向，上行數(shù)據(jù)鏈路指由光線路到電線路的方向)各有一個(gè)寬帶控制器41，能夠同時(shí)控制上下行數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)幀傳輸速率；插替處理器42主要用于從單片機(jī)接口45的第一寄存器46中讀取管理數(shù)據(jù)，并把管理數(shù)據(jù)插替到每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼的相應(yīng)字節(jié)位置中，它具有替換數(shù)據(jù)幀的某些字節(jié)數(shù)據(jù)為其他數(shù)據(jù)的作用；流量統(tǒng)計(jì)處理器43用于對(duì)通過(guò)該裝置的數(shù)據(jù)幀的字節(jié)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)的字節(jié)數(shù)發(fā)送到單片機(jī)接口45，在管理數(shù)據(jù)處理裝置51中上下行數(shù)據(jù)鏈路上(下行數(shù)據(jù)鏈路指由電線路到光線路的方向，上行數(shù)據(jù)鏈路指由光線路到電線路的方向)各有一個(gè)流量統(tǒng)計(jì)處理器43，能夠同時(shí)計(jì)數(shù)上下行數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)幀的流量；分離處理器44用于檢測(cè)每個(gè)接收的數(shù)據(jù)幀是否插替有管理數(shù)據(jù)，如果此數(shù)據(jù)幀沒有插替管理數(shù)據(jù)，則該數(shù)據(jù)幀正常通過(guò)，如果此數(shù)據(jù)幀插替了管理數(shù)據(jù)，就將管理數(shù)據(jù)分離出來(lái)，并將分離后的字節(jié)位置恢復(fù)為原碼字，同時(shí)把分離出的管理數(shù)據(jù)寄存到單片機(jī)接口45的第二寄存器47中；
單片機(jī)接口45用來(lái)提供一個(gè)管理接口，其中包含的第一寄存器46用于存儲(chǔ)監(jiān)控裝置寫入的管理數(shù)據(jù)，用于后續(xù)插替管理數(shù)據(jù)的操作；同時(shí)當(dāng)分離處理器44分離后的管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第二寄存器47中時(shí)，單片機(jī)接口45發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置響應(yīng)發(fā)來(lái)的觸發(fā)信號(hào)后，就到第二寄存器47中讀取分離出的管理數(shù)據(jù)。
在城域網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)和智能網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)囊话愣际欠螴EEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀在物理層的標(biāo)準(zhǔn)幀格式參見圖6，主要由用于數(shù)據(jù)幀同步作用的7字節(jié)的前導(dǎo)碼、標(biāo)識(shí)真正數(shù)據(jù)開始的1字節(jié)的分隔位、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)幀要到達(dá)的目的地址的6字節(jié)的目的地址、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)幀發(fā)送源頭的6字節(jié)的源地址、標(biāo)明數(shù)據(jù)幀是什么類型數(shù)據(jù)的2字節(jié)的類型字段、數(shù)據(jù)段和4字節(jié)的效驗(yàn)位組成，其中數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度是不固定的，取值范圍通常為46-1500字節(jié)，但其上限值1500字節(jié)不是固定不變的，可以被超過(guò)。7字節(jié)的前導(dǎo)碼和1字節(jié)的分隔位主要用于數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC子層的數(shù)據(jù)幀的同步，分別用二進(jìn)制數(shù)101010101010......和10101011來(lái)填充。1字節(jié)的分隔位用于標(biāo)識(shí)下面跟著的是真正的數(shù)據(jù)，而不再是同步信息，當(dāng)識(shí)別到這個(gè)分隔位時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC子層可以意識(shí)到下面接收的數(shù)據(jù)為真正有用的用戶數(shù)據(jù)，據(jù)此它可以分離出真正的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。由數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC子層處理的數(shù)據(jù)幀是從目的地址位開始的真正數(shù)據(jù)幀。而在物理層數(shù)據(jù)幀的同步只關(guān)心7字節(jié)前導(dǎo)碼的第一字節(jié)，對(duì)于7字節(jié)前導(dǎo)碼的剩余字節(jié)將不關(guān)心。也就是說(shuō)，在物理層數(shù)據(jù)幀7字節(jié)前導(dǎo)碼中除第一字節(jié)外其余字節(jié)可以是任何數(shù)據(jù)，不非得是二進(jìn)制數(shù)101010101010......。
基于上述的原理，可以在物理層把以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼字節(jié)的相關(guān)部分替換為其他有用的數(shù)據(jù)，封裝成新的數(shù)據(jù)幀，替換的原則是前導(dǎo)碼第1字節(jié)不能占用，因?yàn)樵摰?字節(jié)仍需保留前導(dǎo)碼，用于數(shù)據(jù)幀的物理層同步作用。基于這個(gè)宗旨，本發(fā)明的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器可以把自身生成的管理數(shù)據(jù)插替到每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第2字節(jié)至第7字節(jié)的相關(guān)位置中，使管理數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)通過(guò)相同的數(shù)據(jù)幀一并進(jìn)行傳輸，以致不占用用戶數(shù)據(jù)傳輸帶寬。
其中管理數(shù)據(jù)分插到數(shù)據(jù)幀中，以及從封裝了管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀中分離管理數(shù)據(jù)的過(guò)程如下在發(fā)送端把數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼中第2字節(jié)至第7字節(jié)位置的任意連續(xù)字節(jié)的數(shù)據(jù)插替為管理數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，因?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)幀的前7字節(jié)的前導(dǎo)碼位置中都可以用二進(jìn)制101010101010......來(lái)填充，那么可以把第2字節(jié)至第7字節(jié)前導(dǎo)碼位置的任意連續(xù)字節(jié)的二進(jìn)制101010101010......插替為管理數(shù)據(jù)的二進(jìn)制，然后將插替了管理數(shù)據(jù)的整個(gè)數(shù)據(jù)幀發(fā)送；接收端接收到相應(yīng)封裝了管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀后，從數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼相應(yīng)的連續(xù)字節(jié)中分離出在發(fā)送端被插替的管理數(shù)據(jù)，同時(shí)恢復(fù)被插替字節(jié)位置的前導(dǎo)碼，即把管理數(shù)據(jù)分離出后，再把插替管理數(shù)據(jù)的前導(dǎo)碼字節(jié)部分恢復(fù)為用二進(jìn)制101010101010......來(lái)填充，再次恢復(fù)成插替管理數(shù)據(jù)前數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)格式。
插替管理數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)幀的格式如圖7所示，數(shù)據(jù)幀的7字節(jié)前導(dǎo)碼由原來(lái)的全前導(dǎo)碼變換為前導(dǎo)碼和管理數(shù)據(jù)的組合，7字節(jié)前導(dǎo)碼中的首字節(jié)必須傳送前導(dǎo)碼，用于整個(gè)數(shù)據(jù)幀的同步作用，從第2字節(jié)開始到第7字節(jié)部分可以替換為管理數(shù)據(jù)。如可以用第1前導(dǎo)字節(jié)傳送前導(dǎo)碼，第2字節(jié)至第7字節(jié)傳送管理數(shù)據(jù)；也可以用第1、2字節(jié)傳送前導(dǎo)碼，第3字節(jié)至第6字節(jié)傳送管理數(shù)據(jù)，第7字節(jié)依然傳送前導(dǎo)碼；這樣的組合方式有多種，只要保證管理數(shù)據(jù)占用連續(xù)的前導(dǎo)碼字節(jié)的中間字節(jié)部分即可，可以根據(jù)實(shí)際要求來(lái)確定管理數(shù)據(jù)占用前導(dǎo)碼字節(jié)位置的最佳方式。
為了保障以太網(wǎng)光纖收發(fā)器運(yùn)行的性能，保證數(shù)據(jù)幀能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的傳輸，下面采取將管理數(shù)據(jù)插替到每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)到第6字節(jié)為例進(jìn)行說(shuō)明以太網(wǎng)光纖收發(fā)器發(fā)送和接收管理數(shù)據(jù)的過(guò)程。預(yù)先在以太網(wǎng)光纖收發(fā)器內(nèi)部設(shè)置這個(gè)插替屬性，即使插替處理器和分離處理器在每個(gè)數(shù)據(jù)幀的第3字節(jié)開始插替/分離管理數(shù)據(jù)，在第6字節(jié)結(jié)束插替/分離管理數(shù)據(jù)，同時(shí)在這里只針對(duì)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器兩端連接的網(wǎng)絡(luò)速率不同的情況進(jìn)行說(shuō)明，也就是以太網(wǎng)光纖收發(fā)器中的交換裝置對(duì)收發(fā)的數(shù)據(jù)幀要進(jìn)行速率適配后再存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。
發(fā)送管理數(shù)據(jù)的流程參見圖8，步驟60中，從電線路接收的數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)诫娍谘b置，電口裝置中的串/并轉(zhuǎn)換器先對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，再經(jīng)解碼器進(jìn)行解碼處理后，發(fā)送到交換裝置中；步驟61中交換裝置中的數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、流量控制后發(fā)送到管理數(shù)據(jù)處理裝置中；同時(shí)步驟62中監(jiān)控裝置隨時(shí)監(jiān)控著光口裝置和電口裝置的工作狀態(tài)，把以太網(wǎng)光纖收發(fā)器目前工作的電壓狀態(tài)、鏈路狀態(tài)、工作方式等管理信息生成管理數(shù)據(jù)保存在自身的存儲(chǔ)器中；步驟63中監(jiān)控裝置把隨時(shí)生成的管理數(shù)據(jù)寫入到管理數(shù)據(jù)處理裝置的第一寄存器中，因?yàn)楸O(jiān)控裝置和第一寄存器所在的單片機(jī)接口都是由單片機(jī)編程控制的，所以監(jiān)控裝置和第一寄存器、第二寄存器之間的管理數(shù)據(jù)的交互都是通過(guò)監(jiān)控裝置對(duì)第一寄存器、第二寄存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀寫完成的；步驟64中，管理數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行速率控制、流量統(tǒng)計(jì)的同時(shí)，插替處理器不斷從第一寄存器中讀取管理數(shù)據(jù)插替到每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)到第6字節(jié)的位置中，如每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)到第6字節(jié)的位置上原為前導(dǎo)碼1010101010......，經(jīng)過(guò)插替處理器處理后，把第3字節(jié)到第6字節(jié)的位置上原為前導(dǎo)碼1010101010......替換為管理數(shù)據(jù)的二進(jìn)制碼字，然后將插替了管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)FIFO處理成能按照光口裝置的時(shí)鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到光口裝置中；步驟65光口裝置對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀先用編碼器進(jìn)行編碼處理，再經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器做并串轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到光電模塊中；步驟66光電模塊把從光口裝置接收的電信號(hào)數(shù)據(jù)幀變換為光信號(hào)數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到光線路上，即用光纖作為傳輸介質(zhì)把管理數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)一起封裝的數(shù)據(jù)幀用光信號(hào)形式傳輸?shù)綄?duì)端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器上。
對(duì)端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器接收到每個(gè)數(shù)據(jù)幀后其處理的流程圖參見圖9，步驟70中，光電模塊首先對(duì)從光線路上接收的每個(gè)光信號(hào)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為電信號(hào)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到光口裝置；步驟71中光口裝置對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀先經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)解碼器解碼處理后，發(fā)送到管理數(shù)據(jù)處理裝置；步驟72中管理數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀用帶寬控制器進(jìn)行速率控制、用流量統(tǒng)計(jì)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)幀流量統(tǒng)計(jì)的同時(shí)，分離處理器還要判斷每個(gè)數(shù)據(jù)幀中是否插替有管理數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼字節(jié)中未插替管理數(shù)據(jù)，則插替處理器不對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分離處理，如果判斷出數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼字節(jié)中插替有管理數(shù)據(jù)，則插替處理器對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分離管理數(shù)據(jù)的操作，從該數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)至第6字節(jié)中分離提取除被插替的管理數(shù)據(jù)，然后在第3字節(jié)至第6字節(jié)的位置上重新填充數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼，使之成為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀格式，如把管理數(shù)據(jù)分離出后，在前導(dǎo)碼的第3字節(jié)至第6字節(jié)中填補(bǔ)10101010......，使數(shù)據(jù)幀同未插替管理數(shù)據(jù)前的標(biāo)準(zhǔn)格式，然后分離處理器把分離出的管理數(shù)據(jù)保存在單片機(jī)接口的第二寄存器中，單片機(jī)接口同時(shí)向監(jiān)控裝置發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，告知監(jiān)控裝置來(lái)讀取保存的管理數(shù)據(jù)，并把恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)FIFO處理后發(fā)送到交換裝置中；步驟73中監(jiān)控裝置收到單片機(jī)接口發(fā)來(lái)的觸發(fā)信號(hào)后響應(yīng)該觸發(fā)信號(hào)，到單片機(jī)接口中的第二寄存器中讀取分離出的管理數(shù)據(jù)并保存在自身的存儲(chǔ)器中；同時(shí)步驟74交換裝置接收到數(shù)據(jù)幀后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器的速率適配和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)后以合適的速率發(fā)送到電口裝置；步驟75中電口裝置對(duì)數(shù)據(jù)幀先經(jīng)編碼器進(jìn)行編碼，再經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換作用后通過(guò)隔離變壓器發(fā)送到電線路上，進(jìn)而通過(guò)雙絞線傳輸介質(zhì)以電信號(hào)傳輸形式將數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)浇粨Q機(jī)端或計(jì)算機(jī)端上。
通過(guò)上述的管理數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收處理過(guò)程，可以使在同一傳輸線路上的兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器能夠發(fā)送自身的管理數(shù)據(jù)給對(duì)端，同時(shí)也能夠接收對(duì)端以太網(wǎng)光纖收發(fā)器發(fā)來(lái)的管理數(shù)據(jù)，從而能夠使兩者之間相互監(jiān)控對(duì)方的運(yùn)行狀態(tài)，一個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器發(fā)生故障能夠及時(shí)反應(yīng)到另一個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器中，這樣可以更快查找到故障發(fā)生的原因，以便及時(shí)修復(fù)排除故障。
在某些特殊的情況下，如在一段時(shí)間內(nèi)兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器之間沒有數(shù)據(jù)幀傳輸，管理數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程參照?qǐng)D11，步驟79中監(jiān)控裝置首先將生成的管理數(shù)據(jù)寫入到單片機(jī)接口中的第一寄存器，步驟80中管理數(shù)據(jù)處理裝置中的插替處理器自動(dòng)組建6字節(jié)的管理數(shù)據(jù)幀，其中第1字節(jié)和第2字節(jié)中填充前導(dǎo)碼用于管理數(shù)據(jù)幀的同步作用，第3字節(jié)到第6字節(jié)部分填充管理數(shù)據(jù)，封裝好的管理數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)FIFO處理成按照光口裝置時(shí)鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到光口裝置；步驟81中光口裝置對(duì)管理數(shù)據(jù)幀先經(jīng)編碼器進(jìn)行編碼，再經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換器進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換處理后發(fā)送到光電模塊；步驟82中光電模塊把管理數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的形式發(fā)送到光線路，管理數(shù)據(jù)幀以光信號(hào)的形式在光纖的傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)綄?duì)端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器；步驟83中，對(duì)端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器中的光電模塊接收管理數(shù)據(jù)幀，并對(duì)其進(jìn)行光信號(hào)到電信號(hào)轉(zhuǎn)換，將管理數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的形式發(fā)送到光口裝置；步驟84中光口裝置對(duì)管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換、解碼處理后發(fā)送到管理數(shù)據(jù)處理裝置；步驟85中管理數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行速率控制、流量統(tǒng)計(jì)的同時(shí)，分離處理器對(duì)管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行提取管理數(shù)據(jù)的操作，提取出的管理數(shù)據(jù)保存在單片機(jī)接口的第二寄存器中，同時(shí)單片機(jī)接口發(fā)一告知監(jiān)控裝置讀取管理數(shù)據(jù)的觸發(fā)信號(hào)給監(jiān)控裝置；步驟86中監(jiān)控裝置接收到該觸發(fā)信號(hào)后響應(yīng)該觸發(fā)信號(hào)，到單片機(jī)接口的第二寄存器中讀取分離出的管理數(shù)據(jù)并保存在自身的存儲(chǔ)器中。
對(duì)于上述的自動(dòng)生成管理數(shù)據(jù)幀的過(guò)程對(duì)于同一傳輸線路上的兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器來(lái)說(shuō)是相互的，每個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器都可以按照上述的過(guò)程把自身生成的管理數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)端的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器上，從而結(jié)合在通常情況下利用帶有用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀傳輸管理數(shù)據(jù)的方案，可以實(shí)現(xiàn)在任何情況下都能夠傳輸管理數(shù)據(jù)，使兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器能夠隨時(shí)監(jiān)控到對(duì)方的運(yùn)行狀態(tài)。
采取對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)至第6字節(jié)插替管理數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的工作穩(wěn)定性和可靠性的角度考慮的，因?yàn)閷?duì)于以太網(wǎng)光纖收發(fā)器采取管理數(shù)據(jù)插替到每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)至第6字節(jié)中能夠使其工作狀態(tài)達(dá)到最佳。
如果不考慮以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的工作穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)然也可以將管理數(shù)據(jù)插替到每個(gè)數(shù)據(jù)幀7字節(jié)前導(dǎo)碼的其他連續(xù)字節(jié)中(除第1字節(jié)外)，只要保證發(fā)送端、接收端插替和分離管理數(shù)據(jù)的字節(jié)位置保持一致就可以。相應(yīng)的插替/分離管理數(shù)據(jù)的字節(jié)位置如果發(fā)生變化，則在沒有數(shù)據(jù)幀傳送時(shí)，管理數(shù)據(jù)處理裝置中的插替處理器自動(dòng)組建相應(yīng)長(zhǎng)度的管理數(shù)據(jù)幀，用于存放前導(dǎo)碼和管理數(shù)據(jù)。例如在每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第2字節(jié)至第7字節(jié)中插替管理數(shù)據(jù)，用于把用戶數(shù)據(jù)報(bào)文和管理數(shù)據(jù)在同一數(shù)據(jù)幀中同時(shí)傳輸，這種情況下如果出現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)幀傳輸時(shí)，插替處理器則自動(dòng)組建7字節(jié)長(zhǎng)度的管理數(shù)據(jù)幀，第1字節(jié)填充前導(dǎo)碼用于管理數(shù)據(jù)幀的同步，第2字節(jié)至第7字節(jié)填充管理數(shù)據(jù)，形成相應(yīng)完整的管理數(shù)據(jù)幀，這樣能夠使兩個(gè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器中的管理數(shù)據(jù)處理裝置中的插替處理器和分離處理器都能夠同步工作，保證在數(shù)據(jù)幀中傳送的管理數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確的收發(fā)，防止部分管理數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的發(fā)生。
如果以太網(wǎng)光纖收發(fā)器兩端連接的網(wǎng)絡(luò)速率相同，則在以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的交換裝置中，對(duì)收發(fā)的數(shù)據(jù)幀不再需要進(jìn)行上述的速率適配等處理，直接進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀即可。
以上所述的數(shù)據(jù)幀均指在以太網(wǎng)中傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，用于承接光線路和電線路的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸，包括與所述電線路相連的隔離變壓器，用于驅(qū)動(dòng)電線路；與所述隔離變壓器相連的電口裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和編/解碼處理；與所述電口裝置相連的交換裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或直接轉(zhuǎn)發(fā)處理；與所述光線路相連的光電模塊，用于驅(qū)動(dòng)光線路并對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換；與所述光電模塊相連的光口裝置，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換和編/解碼處理；與所述電口裝置和光口裝置相連的監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測(cè)電口裝置和光口裝置的工作狀態(tài)，控制電口裝置和光口裝置的工作方式，并將監(jiān)控結(jié)果生成管理數(shù)據(jù)；其特征在于，所述以太網(wǎng)光纖收發(fā)器還包括與所述光口裝置、交換裝置和監(jiān)控裝置相連的管理數(shù)據(jù)處理裝置，用于保存監(jiān)控裝置寫入的管理數(shù)據(jù)，并將管理數(shù)據(jù)插替到從交換裝置發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀中，以及將該數(shù)據(jù)幀分別通過(guò)所述光口裝置、光電模塊發(fā)送到光線路；同時(shí)用于對(duì)從光口裝置接收來(lái)的數(shù)據(jù)幀中分離出管理數(shù)據(jù)，并恢復(fù)數(shù)據(jù)幀的完整性，以及保存分離出的管理數(shù)據(jù)，并通知監(jiān)控裝置來(lái)讀取管理數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，其特征在于，所述管理數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)一步包括插替處理器，用于將管理數(shù)據(jù)插替到數(shù)據(jù)幀中；分離處理器，用于從數(shù)據(jù)幀中分離出管理數(shù)據(jù)；單片機(jī)接口，用于通知監(jiān)控裝置來(lái)讀取管理數(shù)據(jù)和接收并保存監(jiān)控裝置寫入的管理數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，其特征在于，所述的單片機(jī)接口進(jìn)一步包括第一寄存器，用于存儲(chǔ)監(jiān)控裝置寫入的管理數(shù)據(jù)；第二寄存器，用于存儲(chǔ)從數(shù)據(jù)幀中分離出的管理數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，其特征在于，所述光口裝置進(jìn)一步包括用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換的串/并轉(zhuǎn)換器；和用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編/解碼的編/解碼器；所述電口裝置進(jìn)一步包括用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換的串/并轉(zhuǎn)換器；和用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編/解碼的編/解碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，其特征在于，所述交換裝置進(jìn)一步包括用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)處理的數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，其特征在于，所述監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。
7.一種用于以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，包括從電線路接收數(shù)據(jù)幀；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，解碼并存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或直接轉(zhuǎn)發(fā)；將管理數(shù)據(jù)插替到數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的中間字節(jié)部分；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，并串轉(zhuǎn)換處理；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行電/光信號(hào)轉(zhuǎn)換發(fā)送到光線路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送方法，其特征在于，在將管理數(shù)據(jù)插替到數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的中間字節(jié)部分的步驟之前還進(jìn)一步包括生成管理數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)送方法，其特征在于，沒有數(shù)據(jù)幀用于插替管理數(shù)據(jù)時(shí)執(zhí)行組建分別填充前導(dǎo)碼和管理數(shù)據(jù)的管理數(shù)據(jù)幀；對(duì)所述管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，并串轉(zhuǎn)換；對(duì)所述管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行電/光信號(hào)轉(zhuǎn)換并發(fā)送到光線路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)送方法，其特征在于，所述將管理數(shù)據(jù)插替到數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的中間字節(jié)部分的步驟指將管理數(shù)據(jù)插替到數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的第3字節(jié)至第6字節(jié)部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)送方法，其特征在于，沒有數(shù)據(jù)幀用于插替管理數(shù)據(jù)時(shí)執(zhí)行組建在第1字節(jié)和第2字節(jié)部分填充前導(dǎo)碼，在第3字節(jié)至第6字節(jié)部分填充管理數(shù)據(jù)的6字節(jié)管理數(shù)據(jù)幀；對(duì)所述6字節(jié)管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，并串轉(zhuǎn)換；對(duì)所述6字節(jié)管理數(shù)據(jù)幀進(jìn)行電/光信號(hào)轉(zhuǎn)換并發(fā)送到光線路。
12.一種用于以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，包括從光線路接收數(shù)據(jù)幀進(jìn)行光/電信號(hào)轉(zhuǎn)換；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，解碼處理；從數(shù)據(jù)幀相應(yīng)的前導(dǎo)碼部分分離出管理數(shù)據(jù)；恢復(fù)數(shù)據(jù)幀被插替字節(jié)的前導(dǎo)碼；對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或直接轉(zhuǎn)發(fā)，編碼和并串轉(zhuǎn)換后發(fā)送到電線路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收方法，其特征在于，在從數(shù)據(jù)幀相應(yīng)的前導(dǎo)碼部分分離出管理數(shù)據(jù)之后還進(jìn)一步包括將分離出的管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并讀取存儲(chǔ)的管理數(shù)據(jù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以太網(wǎng)光纖收發(fā)器及用于該以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)收發(fā)方法，所述以太網(wǎng)光纖收發(fā)器包括光口裝置、光電模塊、電口裝置、交換裝置、監(jiān)控裝置、隔離變壓器和管理數(shù)據(jù)處理裝置，其中管理數(shù)據(jù)處理裝置用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行插替/分離管理數(shù)據(jù)操作，并與所述光口裝置、交換裝置和監(jiān)控裝置連接分別進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。采取對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼的中間字節(jié)部分插替/分離管理數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行傳輸管理數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器及用于該以太網(wǎng)光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)收發(fā)方法后，可以使以太網(wǎng)光纖收發(fā)器之間能夠相互監(jiān)控對(duì)方的運(yùn)行情況，同時(shí)不會(huì)占用傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的帶寬。
文檔編號(hào)H04L12/26GK1479459SQ0314810
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者王劍銘, 程萬(wàn)翔 申請(qǐng)人:北京瑞斯康達(dá)科技發(fā)展有限公司