专利名称：一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的方法及电路，属于多个网路装置之间的连接领域。
目前所使用的以太网路卡，一般为10MHz(如10Base-T)、100MHz(如100Base-TX或100Base-T4)或Gigabit Ethernet网路卡，这些网路卡的标准电路中，均配设有一MDI界面(Medium DependentInterface)，网路卡上的网路晶片便通过该MDI界面与一RJ-45接头相连接，RJ-45接头再经由二对绞线(Twisted-pair Wires)与集线器(Hub)或交换器(Switch)等网路装置相连接。在这种MDI界面定义的网路卡中，MDI界面包括一对传送电路和一对接收电路，RJ-45接头的第3和6接脚分别与传送电路相连接，其第1和2接脚则分别与接收电路相连接；集线器等网路装置上接设的RJ-45接头的第3和6接脚则分别与网路装置的MDI-X界面上的一对接收电路相连接，第1和2接脚则分别与MDI-X上的一对传送电路相连接；网路卡与网路装置通过RJ-45接头及二对绞线正常连线后，网路卡即可通过网路装置正确接收或传送网路上的封包信号。在正常的网路运作状态下，网路卡上的MDI界面必须与网路装置的MDI-X界面相互配合，使二者对应的接收及传送电路相互连通，以正常接收或传送网路上的封包信号；否则，将因连线关系错置而使网路无法正常运作。一般而言，网路连接错误主要有以下两种(1)一网路卡的MDI界面与另一网路卡的MDI界面连接错误；(2)一集线器或交换器的MDI-X界面与另一集线器或交换器的MDI-X界面连接错误。在这两种常见的错误中，又以第二种情形经常发生在集线器或交换器的串接(cascade)状态下，因此，为避免出现错误连接的情况，网路制造业者在设计、制造集线器或交换器等网路装置时，通常在集线器或交换器上加设一MDI界面的接头，或安装一可将MDI-X界面转换为MDI界面的切换开关，从而使集线器或交换器之间能互相串接。这种设计，表面上似解决了集线器或交换器间连接上的问题，但实际上，由于一般网路使用者对于如何正确连接MDI界面与MDI-X界面并无充分的知识，因此，即使制造业者在集线器或交换器上加装MDI界面的接头或切换开关，仍无法有效解决网路装置间发生连接错误的问题，不仅给使用者带来安装上的困扰和不便，而且极易因错误安装而造成网路信号在接收和传送上的许多问题。
本发明的目的在于提供一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的方法和电路，其制造成本较低，组装程序简单，且在无需人为判断的情形下，能确保网路装置间的连接状态始终正确无误。
本发明提出的技术解决方案为一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的方法，是先侦测出网路装置的MDI界面上哪一条对绞线载有外部传来的信号，然后自动将该载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端，同时将另一对绞线切换连接到实体层的传送端。
将载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端后，经过一预定等待时间，如侦测到该对绞线仍负载有外部信号，则维持原连接状态，否则切换MDI界面上二对绞线与实体层接收端和传送端的连接状态。
一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的电路，该电路设于MDI界面与实体层之间，包括一类比交换单元、一接收信号侦测单元及一控制电路单元；类比交换单元分别与接收信号侦测单元、控制电路单元、MDI界面及实体层相连接，接收信号侦测单元还分别与控制电路单元及MDI界面相连接，其中接收信号侦测单元是侦测出网路装置的MDI界面上哪一条对绞线载有外部传来的信号，并据此产生一使能讯号并传送给控制电路单元；控制电路单元是根据传来的使能讯号产生一选择讯号并传送至类比交换单元；类比交换单元根据接收到的选择讯号自动切换其连接状态，将对绞线中载有外部信号的讯号线切换连接到网路装置的实体层的接收端，同时将另一条讯号线切换连接到实体层的传送端。
经过一预定等待时间，如接收信号侦测单元仍向类比交换单元传去侦测到有外部信号存在的讯息，则类比交换单元维持原连接状态，直到接收信号侦测单元在某一预定等待时间内未侦测到外部信号时，控制电路单元产生一控制信号，类比交换单元据此切换为另一连接状态。
所述的类比交换单元为高频宽的类比式交换电路。
对于10BASE-T网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMA(Physical Medium Attachment)。
对于100BASE-T或Gigabit Ethernet网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMD(Physical Medium Dependent)。
所述的网路装置为网路卡、集线器、交换器或路由器。
所述的预定等待时间为24微秒～1秒。
本发明相比于现有技术具有如下优点(1)由于省略了传统网路装置上所加设的MDI界面接头或切换开关，降低了制造成本，简化了组装程序；(2)由于本发明在无需人为判断的情形下，能确保网路装置间的连接状态始终正确无误，从而有效地提高了网路信号在接收和传送上的安全性和可靠性，使得使用者能方便安装。
图1是现有技术的网路卡与其它网路装置间以对绞线连线的示意图。
图2所示是两现有技术网路装置的MDI界面与MDI-X界面间传送电路与接收电路以对绞线连线的示意图。
图3所示是在现有技术网路装置上加设一切换开关，以便与另一网路装置连线的示意图。
图4所示是在现有技术网路装置上加设一MDI界面，以便与另一网路装置的MDI-X界面连线的示意图。
图5所示是在10BASE-T网路装置上的PMA与MDI界面之间加设本发明电路的构架示意图。
图6所示是在100BASE-T或Gigabit Ethernet网路装置上的PMD与MDI界面之间加设本发明电路的构架示意图。
图7所示是本发明电路的方框示意图。
图8所示是本发明电路的类比交换单元在A型状态下的动作示意图。
图9所示是本发明电路的类比交换单元在B型状态下的动作示意图。
图10所示是本发明电路的控制电路单元的控制流程示意图。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明本发明一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的电路，是设于MDI界面与实体层之间，对于10BASE-T网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMA，如图5所示；对于100BASE-T或Gigabit Ethernet网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMD，如图6所示。本电路是先侦测出网路装置的MDI界面上哪一对绞线载有外部传来的信号，然后自动将该载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端，同时将另一对绞线切换连接到实体层的传送端。在将载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端后，经过一预定等待时间，如侦测到该对绞线仍负载外部信号，则维持原连接状态，否则切换MDI界面上二对绞线与实体层接收端和传送端的连接状态，以达到自动切换的目的。
如图7所示，本发明电路包括一类比交换单元、一接收信号侦测单元及一控制电路单元；类比交换单元分别与接收信号侦测单元、控制电路单元、MDI界面及实体层相连接，接收信号侦测单元还分别与控制电路单元及MDI界面相连接。
类比交换单元是一高频宽的类比式交换电路，该交换电路可根据控制电路传来的选择讯号，切换其内部电路的连接方式，以将网路装置实体层上负责传送与接收讯号的二信号线TX、RX与网路装置的MDI界面上的与外部连线的二对绞线IO1、IO2作平行或交叉连接的切换。在本发明中，类比交换单元的内部连接有两个切换程序，在本发明电路启动时，类比交换单元将根据控制电路单元传来的选择讯号，先选择为A型连接状态，令MDI界面上与外部连线的二对绞线IO1、IO2分别与实体层上的二信号线TX、RX相连接，如图8所示，在一预定时间内，若类比交换单元仍接收到接收信号侦测单元传来的线上有外部信号存在的讯息时，则类比交换单元仍维持在A型连接状态，并令接收信号侦测单元每隔一预定时间，继续对该二对绞线IO1、IO2进行侦测，以判断是否有外部传来的信号；若在A型连接状态下，若接收信号侦测单元在一预定时间内，未侦测到外部传来的信号，则类比交换单元切换为B型连接状态，令MDI界面上与外部连线的二对绞线IO2、IO1分别与实体层上的二信号线TX、RX连接。
接收信号侦测单元是侦测出在网路装置的MDI界面上与外部连线的二对绞线IO1、IO2中，哪一条对绞线载有外部传来的封包信号，当类比交换单元的内部切换处于A型连接状态时，接收信号侦测单元侦测IO2线上所传来的信号，当处于B型连接状态时，则侦测IO1线上所传来的信号。接收信号侦测单元对IO1或IO2线上是否有信号存在的判断，是以信号的转态或变化来判定的。若有信号存在，则产生一讯号值为1的接收使能讯号RX-Active，并将该讯号传送给控制电路单元；若无信号存在，则令接收使能讯号RX-Active的值为0，控制电路单元再根据该讯号值判断类比交换单元中连线状态的切换选择。
控制电路单元是用以控制类比交换单元与接收信号侦测单元之间的交互运作，其控制流程如图10所示，在本发明电路启动时，控制电路单元令类比交换单元先选择A型连接状态，在一预定时间t1内若控制电路单元接收到接收信号侦测单元传来的线上有信号存在的讯息，则令类比交换单元仍维持在A型连接状态，并令接收信号侦测单元每隔一预定时间t2检查一次线上是否有信号存在，以作为停留在此状态的依据。若接收信号侦测单元在一预定时间内，未收到信号，则控制电路单元将发出一选择讯号，令类比交换单元切换为B型连接状态。同理，控制电路单元令类比交换单元选择切换为B型连接状态后，在预定时间t3内，若控制电路单元接收到接收信号侦测单元传来的线上有信号存在的讯息，则令类比交换单元仍维持在B型连接状态，并令接收信号侦测单元每隔一预定时间t4检查一次线上是否有信号存在，以作为停留在此状态的依据。若接收信号侦测单元在一预定时间内，未收到信号，则控制电路单元将发出一选择讯号，令类比交换单元切换回A型连接状态。
控制电路设有一计时器，该计时器是用于设定每一状态的预定等待时间，该时间长度最短是以10Base-T NLP的最大间隔为底线，最长以所期望的性能为依据，因此前述的t1、t2、t3、t4等预定等待时间可为24微秒到1秒之间的任意值。为避免两个具有本发明电路的网路装置被连接在一起时，可能造成错误动作，本发明亦可设定不同的t1、t2、t3、t4等预定等待时间，以有效避免该问题发生。
权利要求
1.一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的方法，其特征在于该方法是先侦测出网路装置的MDI界面上哪一条对绞线载有外部传来的信号，然后自动将该载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端，同时将另一对绞线切换连接到实体层的传送端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端后，经过一预定等待时间，如侦测到该对绞线仍负载有外部信号，则维持原连接状态，否则切换MDI界面上二对绞线与实体层接收端和传送端的连接状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的网路装置为网路卡、集线器、交换器或路由器。
4.根据权利要求1、2、3任一所述的方法，其特征在于对于10BASE-T网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMA。
5.根据权利要求1、2、3任一所述的方法，其特征在于对于100BASE-T或Gigabit Ethernet网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMD。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的预定等待时间为24微秒～1秒。
7.一种实现权利要求1所述方法的电路，其特征在于该电路设于MDI界面与实体层之间，包括一类比交换单元、一接收信号侦测单元及一控制电路单元；类比交换单元分别与接收信号侦测单元、控制电路单元、MDI界面及实体层相连接，接收信号侦测单元还分别与控制电路单元及MDI界面相连接，其中接收信号侦测单元是侦测出网路装置的MDI界面上哪一条对绞线载有外部传来的信号，并据此产生一使能讯号并传送给控制电路单元；控制电路单元是根据传来的使能讯号产生一选择讯号并传送至类比交换单元；类比交换单元根据接收到的选择讯号自动切换其连接状态，将对绞线中载有外部信号的讯号线切换连接到网路装置的实体层的接收端，同时将另一条讯号线切换连接到实体层的传送端。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于经过一预定等待时间，如接收信号侦测单元仍向类比交换单元传去侦测到有外部信号存在的讯息，则类比交换单元维持原连接状态，直到接收信号侦测单元在某一预定等待时间内未侦测到外部信号时，控制电路单元产生一控制信号，类比交换单元据此切换为另一连接状态。
9.根据权利要求7或8所述的电路，其特征在于所述的类比交换单元为高频宽的类比式交换电路。
10.根据权利要求7或8所述的电路，其特征在于对于10BASE-T网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMA。
11.根据权利要求7或8所述的电路，其特征在于对于100BASE-T或Gigabit Ethernet网路装置，所述的实体层为该网路装置的PMD。
12.根据权利要求11所述的电路，其特征在于所述的网路装置为网路卡、集线器、交换器或路由器。
13.根据权利要求8所述的电路，其特征在于所述的预定等待时间为24微秒～1秒。
全文摘要
本发明公开了一种侦测并切换网路对绞线上负载信号的方法及电路,属于多个网路装置之间的连接领域。本发明方法是先侦测出网路装置的MDI界面上哪一条对绞线载有外部传来的信号,然后自动将该载有外部信号的对绞线切换连接到网路装置的实体层的接收端,同时将另一对绞线切换连接到实体层的传送端;本发明电路设于MDI界面与实体层之间,包括一类比交换单元、一接收信号侦测单元及一控制电路单元。本发明实现了自动切换,可很好地用于网路装置之间的自由连接。
文档编号H04L29/10GK1264236SQ9910080
公开日2000年8月23日 申请日期1999年2月14日 优先权日1999年2月14日
发明者李中旺, 董天雄, 蔡阳 申请人:友讯科技股份有限公司