一种网线的制作方法

1.本发明涉及光电通信领域，特别是涉及一种网线。


背景技术：

2.随着5g、大数据、分布式存储、ai、高速计算业务的兴起，数据中心的规模日益增长，对高带宽数据的传输需求越来越大，对网线的要求也越来越高。
3.普通的网线有cat.5e，cat.6，cat.6a，cat.7，cat.8，cat.5e网线带宽速率为1000mbps，传输距离为100m，线缆类型为屏蔽或非屏蔽网线，主要用于家用和小型办公。cat.6网线带宽速率为1000mbps，传输距离为100m，线缆类型为屏蔽或非屏蔽网线，主要用于楼宇和工业。cat.6a网线带宽速率为10gbps，传输距离为100m，线缆类型为屏蔽或非屏蔽网线，主要用于数据中心，宽带密集型应用。cat.7网线带宽速率为10gbps，传输距离为100m，线缆类型为屏蔽网线，主要用于数据中心，宽带密集型应用。cat.8网线带宽速率为25gbps，40gbps，传输距离为30m，线缆类型为屏蔽网线，主要用于数据中心，宽带密集型应用。
4.普通网线由于用铜线作为通信的介质，具有很大的串扰和回波损耗。网线回波损耗和串扰过大最直接影响到网速不稳定，长时间使用劣质网线可能会导致传输速率的下降，或者网络频繁掉线，网速不达标。网线回波损耗和串扰过大，在数据传输质量上会打很大的折扣。普通网线如果要传输更高的速率，就需要更粗的线芯，网线成本增加，网线占用的体积越来越大，给布线造成困难，传输10g速率以上，铜线就显得非常吃力。
5.而且普通网线由于用铜线作为通信的介质，容易受到电磁干扰。在存在一定电磁干扰(electromagnetic interference，emi)和射频干扰(radio frequency interference，rfi)的环境中，如电动机、发动机或其它会产生电子干扰的机器附件，普通网线就不能正常工作。
6.基于上述问题，亟需一种新的网线以提高抗干扰能力、传输速率并减小体积。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种网线，可提高抗干扰能力、传输速率并减小体积。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
9.一种网线，所述网线包括：第一光电转换器、光纤以及第二光电转换器；
10.所述第一光电转换器用于将第一网络设备发送的第一电信号转换为第一光信号，以及将光纤发送的第二光信号转换为第四电信号，并传输至第一网络设备；
11.所述光纤分别与所述第一光电转换器及所述第二光电转换器连接，所述光纤用于将所述第一光信号传输至第二光电转换器，以及将第二光信号传输至第一光电转换器；
12.所述第二光电转换器与所述光纤连接，所述第二光电转换器用于将所述第一光信号转换为第二电信号，并将所述第二电信号发送至第二网络设备，以及将第二网络设备发送的第三电信号转换为第二光信号；
13.所述第一光电转换器包括：
14.线性发送机，与第一网络设备连接，用于将所述第一电信号放大，得到第一放大电信号；
15.垂直腔面发射激光器，与所述线性发送机连接，用于将所述第一放大电信号转换为第一光信号；
16.光电探测器，与所述光纤连接，用于将所述第二光信号转换为探测电信号；
17.线性接收机，与所述光电探测器连接，用于将所述探测电信号放大，得到第四电信号，并将所述第四电信号发送至第一网络设备。
18.可选地，所述第一光电转换器通过rj45接口与第一网络设备连接；所述第二光电转换器通过rj45接口与第二网络设备连接。
19.可选地，所述线性接收机为分布式线性跨阻放大器。
20.可选地，所述分布式线性跨阻放大器包括：
21.跨阻放大器，与所述光电探测器连接，用于将所述探测电信号放大，得到第二放大电信号；
22.第一传输线，与所述跨阻放大器连接；
23.放大器单元，输入端与所述第一传输线连接，用于为所述第二放大电信号提供增益补偿，得到补偿电信号；
24.第二传输线，分别与所述放大器单元的输出端及第一网络设备连接，用于根据所述补偿电信号，得到第四电信号，并将所述第二电信号发送至第二网络设备。
25.可选地，所述分布式线性跨阻放大器还包括：
26.第一端接电阻，一端接地，另一端与所述第一传输线连接；
27.第二端接电阻，一端接地，另一端与所述第二传输线连接。
28.可选地，所述放大器单元的数量为多个。
29.可选地，所述第一网络设备为路由器或交换机；所述第二网络设备为联网终端。
30.可选地，所述第一网络设备为联网终端；所述第二网络设备为控制设备。
31.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：将传统网线中的铜线替换为光电转换器和光纤，采用光纤传输信号，提高了传输速率，同时减小了网线的体积，抗电磁干扰能力强。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明提供的网线的结构示意图；
34.图2为光电转换器的结构示意图；
35.图3为线性发送机和接收机能兼容不同的以太网数据编码格式；
36.图4为线性接收机的内部电路图。
37.符号说明：
38.第一光电转换器-1，线性发送机-11，垂直腔面发射激光器-12，线性接收机-13，跨阻放大器-131，第一传输线-132，放大器单元-133，第二传输线-134，第一端接电阻-135，第二端接电阻-136，并联电阻-137，光电探测器-14，光纤-2，第二光电转换器-3。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.本发明的目的是提供一种网线，通过将传统网线中的铜线替换为光电转换器和光纤，采用光纤传输信号，提高了传输速率，同时减小了网线的体积，提高抗电磁干扰能力，减小了串扰和回波损耗。
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
42.如图1所示，本发明网线包括：第一光电转换器1、光纤2以及第二光电转换器3。
43.具体地，所述第一光电转换器1用于将第一网络设备发送的第一电信号转换为第一光信号，以及将光纤2发送的第二光信号转换为第四电信号，并传输至第一网络设备。
44.所述光纤2分别与所述第一光电转换器1及所述第二光电转换器3连接，所述光纤2用于将所述第一光信号传输至第二光电转换器3，以及将第二光信号传输至第一光电转换器1。本发明采用光纤传输信号，具有体积小，屏蔽性能好，可传输速率高，串扰和回波损耗小的特点。
45.所述第二光电转换器3与所述光纤2连接，所述第二光电转换器3用于将所述第一光信号转换为第二电信号，并将所述第二电信号发送至第二网络设备，以及将第二网络设备发送的第三电信号转换为第二光信号。
46.在本实施例中，所述第一光电转换器1通过rj45接口与第一网络设备连接；所述第二光电转换器3通过rj45接口与第二网络设备连接。
47.进一步地，如图2所示，所述第一光电转换器1包括线性发送机11、垂直腔面发射激光器12、光电探测器14以及线性接收机13。
48.其中，所述线性发送机11与第一网络设备连接，所述线性发送机11用于将所述第一电信号放大，得到第一放大电信号。
49.所述垂直腔面发射激光器12与所述线性发送机11连接，所述垂直腔面发射激光器12用于将所述第一放大电信号转换为第一光信号。
50.所述光电探测器14与所述光纤2连接，所述光电探测器14用于将所述第二光信号转换为探测电信号。
51.所述线性接收机13与所述光电探测器14连接，所述线性接收机13用于将所述探测电信号放大，得到第四电信号，并将所述第四电信号发送至第一网络设备。
52.所述第二光电转换器3的结构与所述第一光电转换器1的结构相同。
53.常见的nrz光接收发送机采用限幅放大器和cdr数据时钟恢复，而对于pam信号，由于pam有多个信号幅度，如果采用限幅放大器，不同幅度的信号经过限幅放大就会失真，信
号幅度越大，失真越大，采用非对称的数据切割能够改善线性度，但改善很有限。而本发明提供的网线采用线性发送机11和线性接收机13，不同幅度的信号均会线性放大，能够兼容各种nrz，pam格式以及多种以太网数据编码格式的数据，且可以兼容低速和高速各种速率，能够传输比铜线更高的速率，而不会造成数据失真，极大地改善接收数据链路的灵敏度。
54.具体地，如图3，本发明提供的网线能够兼容nrz，pam3，pam4，pam5，pam16等，以及100base-t1，100base-t4，1000base-t1，2.5gbase-t，5gbase-t，10gbase-t，25gbase-t，50gbase-t，10base-t，100base-t2，1000base-t等ieee网络标准。
55.第一网络设备发送的第一电信号通过rj45接口的两个接口引脚tx+和tx-发送到线性发送机11，经过线性发送机11进行信号放大，驱动垂直腔面发射激光器12运行，垂直腔面发射激光器12把电信号转换为光信号，光信号通过光纤2传给另一端的光电探测器14，光电探测器14把光信号还原为电信号，通过线性接收机13把电信号放大为第二电信号，并通过rj45接口的两个接口引脚rx+和rx-发送到第二网络设备。从而实现了网络设备之间的数据传输。
56.在本实施例中，所述线性接收机13为分布式线性跨阻放大器。分布式线性跨阻放大器能够提供很宽的频率范围和较高的增益。
57.优选地，如图4所示，所述分布式线性跨阻放大器包括：跨阻放大器131、第一传输线132、放大器单元133以及第二传输线134。
58.其中，所述跨阻放大器131与所述光电探测器14连接，所述跨阻放大器131用于将所述探测电信号放大，得到第二放大电信号。
59.所述第一传输线132与所述跨阻放大器131连接。
60.所述放大器单元133的输入端与所述第一传输线132连接，所述放大器单元133用于为所述第二放大电信号提供增益补偿，得到补偿电信号。在本实施例中，所述放大器单元133的数量为多个。
61.所述第二传输线134分别与所述放大器单元133的输出端及第二网络设备连接，所述第二传输线134用于根据所述补偿电信号，得到第二电信号，并将所述第二电信号发送至第二网络设备。
62.进一步地，所述分布式线性跨阻放大器还包括第一端接电阻135以及第二端接电阻136。所述第一端接电阻135的一端接地，另一端与所述第一传输线132连接。所述第二端接电阻136的一端接地，另一端与所述第二传输线134连接。
63.可选地，所述分布式线性跨阻放大器还包括并联电阻137。所述并联电阻137与所述跨阻放大器131并联。
64.具体地，所述放大器单元133的输入和输出均与传输线连接，用做阻抗匹配。分布式线性跨阻放大器通过第一传输线132为各放大器单元133有源器件注入输入信号，同时另一条并行的第二传输线134用于收集各放大器单元133的输出信号，并将其叠加。各放大器单元133提供1db左右的增益，且每一个增益级都能工作在25ghz频率以上。与传统级联增益设计相比，总增益可以不变，但是带宽能提高很多。分布式线性跨阻放大器的传输线相当于一个电感，能抵消掉放大器单元的寄生电容，所以分布式线性跨阻放大器具有很高的带宽。
65.由于网线是有源网线，需要供电才能工作，本发明提供的网线的供电方式有三种：
66.1、所述网线的两端分别设置一个usb接口，利用usb接口实现供电。
67.2、所述网线与交流转直流电源转换器连接。采用常见的交流转直流电源转换器供电。通过网线的dc-dc转换成可工作的电压。
68.3、直接通过网线的信号线tx+，tx-，rx+，rx-加磁珠滤波获取电源。不需要再设置额外的供电接口。由于信号线上不仅传输交流信号，也传输直流信号。tx+，tx-，rx+，rx-信号线加上磁珠或电感后，交流信号会被过滤掉，滤波后直流信号则可以给高速网线供电
69.在本实施例中，所述第一网络设备为路由器或交换机；所述第二网络设备为联网终端。
70.作为另一种实施方式，所述第一网络设备为联网终端；所述第二网络设备为控制设备。
71.本发明提供的网线可以替代现有的普通网线。可以用于路由器/交换机与联网终端设备互连，还可用于联网终端设备与控制设备互连。
72.本发明提供的网线既可用于普通的低速百兆网，千兆网的互连场合。也可以用于有高速传输和高带宽要求的场景，比如视频会议、流媒体广播、基于网络的语音电话、网格计算和存储网络的场景中；由于本高速网线能适应于10/100/1000/10gbase-t以太网数据传输，所以也能广泛用在室内高要求的水平布线中；由于网线抗干扰能力强，适合应用于屏蔽机房及保密网的布线。
73.传统网线的类型是双绞线，双绞线由许多对线组成数据传输线，双绞线一般由绝缘铜导线相互缠绕而成。双绞线在传输距离，信道宽度，数据传输速度等方面均受到一定限制。而本发明提供的网线是通过光纤传输数据，替代了铜线，由于靠光波传送，因此抗电磁干扰能力强，保密性好，速度快，传输容量大，且传输距离更远。
74.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。