CN101227032A - 用于连接单板与电缆的电缆连接器和单板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连接单板与电缆的电缆连接器和相应的单板，在电缆连接器中设置提供电缆类型识别信息的接口，在单板中配置相应的识别和控制机构。本发明技术方案使得电缆连接到单板上后，单板能够通过对电缆类型识别信息的获取自动识别所需要的工作模式和链路阻抗，从而进行相应的设置和匹配；避免了现场人员的人工识别和手动操作，降低了现场操作的复杂性，消除了操作错误带来的阻抗不匹配等隐患。

Description

用于连接单板与电缆的电缆连接器和单板

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种用于连接单板与电缆的电缆连接器和相应的单板。

背景技术

在通信系统中，为提供更强的工作能力和使用的灵活性，单板需要提供不同的工作状态，并能够与不同规格的电缆进行连接。例如，对于提供E1、T1传输接口的单板，其工作芯片支持E1和T1两种工作模式，并能够与三种类型的电缆(120欧姆、75欧姆、100欧姆)进行配套连接。E1、T1链路是通信系统中的重要传输链路，其工作的可靠性对于整个系统的正常工作有着重要影响，因此E1、T1链路对发送和接收端的阻抗匹配要求较为严格，若线路的匹配出现差错，对传输的性能及误码率都有着较大的影响。目前存在120欧姆和75欧姆两种阻抗类型的E1电缆和100欧姆的T1电缆，通常采用如下方式来进行芯片工作模式识别及传输接口的阻抗匹配。

参见图1，单板A1通过单板连接器J1和电缆连接器J2的对接与电缆A2连接；单板A1上的E1/T1芯片的发送通道为TX+和TX-，接收通道为RX+和RX-，接收通道中分别连接有三个用于阻抗匹配的电阻R1、R2、R3，分别由拨码开关K1、K2、K3控制其通断；单板A1上的控制模块通过微处理器接口(MPI：Micro Processor Interface)与E1/T1芯片连接，控制模块的两个引脚分别由拨码开关K4、K5控制其接地。

在实际使用中，现场根据单板需要支持的工作模式(E1或T1)以及人工识别的配套电缆的类型(120欧姆、75欧姆、100欧姆)，手工将拨码开关K1、K2、K3、K4、K5拨到相应的状态。其中，K4和K5为E1/T1芯片的工作模式和电缆类型指示开关，控制模块根据读取的拨码开关K4和K5状态，通过MPI接口设置E1/T1芯片的工作模式(E1或T1)以及对应的芯片内部输出阻抗匹配相关寄存器，从而实现E1/T1芯片工作模式的设置以及发送端阻抗和电缆的匹配；接收端的阻抗匹配需要E1/T1芯片外部的电阻实现，假设R1和75欧姆电缆匹配，R2和120欧姆电缆匹配，R3和100欧姆电缆匹配，则使用75欧姆电缆时将拨码开关K1拨到接通(ON)的位置，同时将另外两个开关拨到断开(OFF)的位置，使用120欧姆电缆时将拨码开关K2拨到接通(ON)的位置，同时将另外两个拨到断开(OFF)的位置，使用100欧姆电缆时将拨码开关K3拨到接通(ON)的位置，同时将另外两个拨到断开(OFF)的位置。

此种方式下，需要现场人员识别电缆类型以及单板的工作模式，手工将拨码开关拨到相应位置，增加了现场操作的复杂性且容易出错；并且手动操作的拨码开关可靠性不高，容易失效，引起芯片工作模式不匹配以及阻抗不匹配等故障，导致传输误码率高且定位困难。

发明内容

本发明实施例提供用于连接单板与电缆的电缆连接器和相应的单板，能够支持与单板连接的电缆类型的自动识别，以及单板工作模式和阻抗匹配的自动配置。

一种用于连接单板与电缆的电缆连接器，包括：电缆接口，用于连接电缆；第一对接接口，包括第一工作接口和第一识别接口；所述第一工作接口用于将所述电缆接口对外连接至单板；所述第一识别接口，用于向单板提供电缆类型识别信息。

一种单板，包括：控制模块，具有识别通道，用于通过所述识别通道获取电缆类型识别信息，根据所述电缆类型识别信息输出模式控制信号和阻抗控制信号；工作芯片，具有与所述控制模块连接的信号通道，以及发送和接收通道；用于通过所述信号通道获取所述模式控制信号，根据所述模式控制信号调整到相应的工作模式；阻抗匹配模块，具有与所述控制模块连接的控制通道，用于通过所述控制通道获取所述阻抗控制信号，根据所述阻抗控制信号将适配的电阻接入到所述工作芯片的接收通道中。

本发明实施例采用在连接器中设置提供电缆类型识别信息的接口，在单板中配置相应的识别和控制机构的方案；使得电缆连接到单板上后，单板能够通过对电缆类型识别信息的获取自动识别所需要的工作模式和链路阻抗，从而进行相应的设置和匹配；避免了现场人员的人工识别和手动操作，降低了现场操作的复杂性，消除了操作错误带来的阻抗不匹配等隐患。

附图说明

图1是现有的一种单板与电缆的匹配方式示意图；

图2是本发明实施例的电缆连接器的基本结构示意图；

图3是本发明实施例的第一识别接口的几种具体结构示意图；

图4是本发明实施例的单板的基本逻辑结构示意图；

图5是本发明实施例的控制模块的一种具体逻辑结构示意图；

图6是本发明实施例的控制模块的另一种具体逻辑结构示意图；

图7是本发明实施例的单板的一种具体逻辑结构示意图；

图8是本发明实施例的一种单板与电缆连接器的具体连接示意图；

图9是本发明实施例的一种识别接口状态与电缆类型对应关系示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供用于连接单板与电缆的电缆连接器和相应的单板，在电缆连接器中设置提供电缆类型识别信息的接口，在单板中配置相应的识别和控制机构。以下分别进行详细说明。

本发明实施例的用于连接单板与电缆的电缆连接器的基本结构可参考图2，电缆通过电缆连接器J11与适配的单板连接器J12的对接被连接到单板上。

电缆连接器J11提供从电缆到单板连接器J12的连接，包括用于连接电缆的电缆接口101和第一对接接口102；第一对接接口102包括第一工作接口a1和第一识别接口b1；第一工作接口a1用于将电缆接口101对外连接；第一识别接口b1，用于提供电缆类型识别信息。

单板连接器J12与电缆连接器J11适配，可进行相应的接口划分，即包括第二对接接口103和单板接口104；第二对接接口103包括第二工作接口a2和第二识别接口b2，分别用于与第一对接接口102的第一工作接口a1和第一识别接口b1适配连接；104单板接口，包括第三工作接口a3和第三识别接口b3，分别用于将第二工作接口a2和第二识别接口b2连接至单板。

电缆连接器J11中的电缆接口101和第一工作接口a1，以及单板连接器J12中的第二工作接口a2和第三工作接口a3可参照通常的接口方式设计。第一识别接口b1可以是额外增加的接口，也可以采用目前接口中尚未使用的管脚来充当，根据其提供电缆类型识别信息的方式和种类，可以采用一个或一个以上的管脚，相应的第二识别接口b2和第三识别接口b3能够与第一识别接口b1适配即可，作用在于将第一识别接口b1连接到单板。

第一识别接口可采用数字或模拟的方式提供电缆类型识别信息：

一种可选的简单数字方式是，由第一识别接口提供一个管脚，该管脚连接一可读静态存储单元，其中保存有电缆类型识别信息，单板通过连接器的连接读取该静态存储单元获取相应的电缆类型识别信息。

一种可选的简单模拟方式是，由第一识别接口提供一个或一个以上的管脚，通过这些管脚的连接状态提供电缆类型识别信息。单板通过连接器分别与这些管脚连接，单板中可以提供基本的上拉或下拉电平，基于这些管脚的不同连接状态，单板可在相应的线路上读出不同的电平信号，从而获取相应的电缆类型识别信息。

下面基于E1/T1电缆的情形给出具体的第一识别接口的结构：参考图3(清楚起见，图3中仅画出了电缆连接器J11的第一识别接口)，包括第一管脚ST1和第二管脚ST2，该两个管脚的连接状态选自如下状态之一：ST1和ST2均接地、ST1和ST2均浮空、ST1接地ST2浮空、ST1浮空ST2接地。这样，在单板提供上拉电平的情况下，ST1和ST2的不同连接状态可提供四种信号(将高电平视为“1”，低电平视为“0”)：00、11、01、10。可选择这四种信号中的三种分别作为如下三种电缆的电缆类型识别信息：75欧姆电缆、120欧姆电缆、100欧姆电缆。这样单板通过读取与ST1和ST2连接的线路的电平即可判断所连接的电缆类型。

下面对与上述电缆连接器相应的本发明实施例的单板进行说明，其基本逻辑结构参考图4，包括：

控制模块201，具有识别通道L1，用于通过识别通道L1获取电缆类型识别信息，根据电缆类型识别信息输出模式控制信号和阻抗控制信号。

工作芯片202，具有与控制模块201连接的信号通道L2，以及发送通道L3和接收通道L4；用于通过信号通道L2获取控制模块201提供的模式控制信号，根据模式控制信号调整到相应的工作模式。

阻抗匹配模块203，具有与控制模块201连接的控制通道L5，用于通过控制通道L5获取控制模块201提供的阻抗控制信号，根据阻抗控制信号将适配的电阻接入到工作芯片202的接收通道L4中。

进一步的，为了实现远端查询和修改匹配阻抗，提高产品的可维护性，控制模块201还可用于，根据电缆类型识别信息上报识别出的电缆类型。控制模块可以定时或在识别通道L1的线路电平发生改变时，读取通过识别通道L1提供的电缆类型识别信息，通过软件上报后台，这样在后台就可以查询到电缆的类型，并且可以在远端操作，通过软件改变模式控制信号和阻抗控制信号的输出从而实现远端修改阻抗匹配的值。

本实施例中的工作芯片202可采用现有的芯片类型，例如现有的E1/T1芯片。控制模块201的实现可采用两种方式：

一是基于现有的控制模块进行功能扩展，增加其与识别通道L1和控制通道L5的连接，并配置相应的识别和控制逻辑。

二是在现有控制模块的基础上增加新的模块，分别实现模式控制和阻抗匹配控制。这种情况下，控制模块具体可采用如下两种结构：

①参考图5，包括模式控制模块2011和阻抗控制模块2012。模式控制模块2011完成现有控制模块的功能，用于通过识别通道L1获取电缆类型识别信息，根据电缆类型识别信息输出模式控制信号。阻抗控制模块2012用于通过识别通道L1获取电缆类型识别信息，根据电缆类型识别信息输出阻抗控制信号。这种结构下，若识别通道L1传送的电缆类型识别信息以及控制通道L5传送的阻抗控制信号可采用简单的电平变化来表示，则阻抗控制模块2012可以设计成单纯的电子电路结构，无需逻辑芯片的支持。

②参考图6，包括模式控制模块2013和阻抗控制模块2014。模式控制模块2013，用于通过识别通道L1获取电缆类型识别信息，根据电缆类型识别信息输出模式控制信号和阻值选择信号。阻抗控制模块2014用于根据模式控制模块2013输出的阻值选择信号输出阻抗控制信号。

对应于前述实施例的电缆连接器，本实施例单板的发送通道L3和接收通道L4与电缆连接器的工作接口连接，识别通道L1与电缆连接器的识别接口连接。基于电缆连接器提供的具体识别接口结构，识别通道L1可以是一条数据线路，用于读取静态存储单元，也可以是一条或一条以上的线路，控制模块201通过这些线路上的电平获取电缆类型识别信息。

下面给出一种具体的识别通道结构，以及相应的控制模块控制方式，此时电缆连接器采用基于图3的结构，工作芯片采用E1/T1芯片，控制模块与E1/T1芯片之间的信号通道L2采用MPI接口，发送通道为TX+和TX-，接收通道为RX+和RX-。参考图7，识别通道包括第一线路L11和第二线路L12，单板通过上拉电阻R4和R5提供该两条线路的上拉电平VC。根据所连接的电缆连接器管脚的不同状态，该两条线路上的电平选自如下情形之一：L11和L12均为低电平、L11和L12均为高电平、L11为低电平L12为高电平、L11为高电平L12为低电平。控制模块通过L11和L12上的电平获取用于识别如下电缆之一的电缆类型识别信息：75欧姆电缆、120欧姆电缆、100欧姆电缆；根据各种电缆的电缆类型识别信息输出指示选择相应阻值的阻抗控制信号；根据前两种电缆的电缆类型识别信息输出指示选择E1模式的模式控制信号，根据后一种电缆的电缆类型识别信息输出指示选择T1模式的模式控制信号。

为便于控制和降低实现成本，阻抗匹配模块可采用包括N个带控制端的电子开关和N个电阻的简单结构，N为大于等于2的整数。N个电子开关分别将N个电阻连接到工作芯片的接收通道中，根据各自控制端的控制信号切换所连接电阻的通断状态。通常电子开关具有这样的特性：当控制端的控制信号为高电平时，电子开关的两端接通，当控制端的控制信号为低电平时，电子开关的两端断开。电子开关具体可采用三极管，功率MOS管等具有高可靠性并便于控制的器件。这种情况下，控制通道L5包括N条线路，分别连接N个电子开关的控制端；控制模块的阻抗控制信号输出方式为，根据电缆类型识别信息在控制通道的N条线路上输出控制该N个电子开关的通断的电平信号。

上述阻抗匹配模块的具体结构的一种示例可参考图7，图7中阻抗匹配模块包括三个带控制端的电子开关k1、k2、k3和三个阻值分别与75欧姆、120欧姆、100欧姆电缆匹配的电阻r1、r2、r3；该三个电子开关分别将该三个电阻连接到E1/T1芯片的接收通道中，根据各自控制端的控制信号切换所连接电阻的通断状态；控制通道包括三条线路L51、L52、L53，分别连接k1、k2、k3的控制端。控制模块的阻抗控制信号输出方式为，在识别电缆类型为M欧姆电缆时，M为75或120或100，在控制通道的相应线路上输出控制电子开关接通的电平，该线路连接与M欧姆电缆匹配的电阻的电子开关，在控制通道的另外两条线路上输出控制电子开关断开的电平。

为更好的理解上述实施例，下面给出对基于图3结构的电缆连接器与基于图7结构的单板的连接和自动匹配过程的说明。

参考图8，单板C1基本采用图7所示的结构，只是控制模块还提供电缆类型的上报功能；电缆C2为75欧姆电缆或120欧姆电缆或100欧姆电缆，电缆类型与单板工作模式及匹配阻抗之间的关系如表1所示：

表1

电缆类型	对应单板的工作模式	对应的匹配阻抗
			75欧姆电缆	E1	75欧姆
120欧姆电缆	E1	120欧姆
			100欧姆电缆	T1	100欧姆

电缆连接器J21的第一识别接口采用两个留出的管脚ST1和ST2提供电缆类型识别信号，电缆类型和ST1、ST2连接状态的对应关系如图9所示。单板连接器J22与电缆连接器J21适配对接；单板C1的控制模块通过识别通道的两条线路L11和L12读取ST1和ST2的电平信号。

当电缆C2通过J21和J22插入单板时，控制模块通过ST1和ST2的电平信号的变化识别出插入的电缆类型，从而进行相应的工作模式配置和阻抗匹配操作：通过MPI接口配置E1/T1芯片内的寄存器，使芯片工作在对应的工作模式上；对于发送端的阻抗匹配，控制模块通过MPI接口写E1/T1芯片的寄存器改变E1/T1芯片的输出阻抗实现和电缆阻抗的匹配；接收端的阻抗匹配需要E1/T1芯片外部的电阻实现，如图8中r1阻值为75欧姆，和75欧姆电缆匹配，r2阻值为120欧姆，和120欧姆电缆匹配，r3阻值为100欧姆，和100欧姆电缆匹配，控制模块根据识别的电缆类型在控制通道的三条线路L51、L52和L53上输出相应的控制信号，控制电子开关k1、k2和k3的接通和断开，从而实现接收端阻抗和电缆阻抗的匹配。电缆类型、识别信号、单板工作模式、控制信号、开关状态和匹配阻抗的对应关系如表2所示：

表2

电缆类型	识别信号		工作模式	控制信号			电子开关状态			匹配阻抗
											ST1	ST2	L51	L52	L53	k1	k2	k3
	75欧姆	0		0	E1	1	0	0	ON										OFF	OFF	r1
120欧姆			0							1	E1	0	1	0	OFF	ON	OFF	r2
	100欧姆	1		0	T1	0	0	1	OFF										OFF	ON	r3
不插电缆			1							1	电缆未插	-	-	-	-	-	-	-

此外，控制模块可通过软件将电缆的阻抗上报给后台，便于用户在远端查询电缆的阻抗以及进行修改等维护操作。

上述实施例提供的单板以及相应的电缆连接器能够支持单板工作模式的自动识别并进行自动配置，链路阻抗也可实现自动识别和匹配，并且还能够将链路阻抗上报，避免了现场人员识别电缆类型和拨码的操作，降低了现场操作的复杂性，消除了操作错误带来的阻抗不匹配的隐患。此外基于实施例中所提供的具体器件方案，能够以简单的结构、较低的成本实现本发明；且避免了使用可靠性低的器件，提高了产品的可靠性。

以上对本发明实施例所提供的用于连接单板与电缆的电缆连接器和相应的单板进行了详细介绍，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。

Claims (10)

1.一种用于连接单板与电缆的电缆连接器，其特征在于，包括：

电缆接口，用于连接电缆；

第一对接接口，包括第一工作接口和第一识别接口；所述第一工作接口用于将所述电缆接口对外连接至单板；所述第一识别接口，用于向单板提供电缆类型识别信息。

2.根据权利要求1所述的电缆连接器，其特征在于：所述第一识别接口包括一个或一个以上的管脚，所述第一识别接口通过所包括的管脚的连接状态提供所述电缆类型识别信息。

3.根据权利要求1所述的电缆连接器，其特征在于：所述第一识别接口包括第一管脚和第二管脚，该两个管脚的连接状态选自如下状态之一：两个管脚均接地、两个管脚均浮空、第一管脚接地第二管脚浮空、第一管脚浮空第二管脚接地；所述第一识别接口通过所述两个管脚的连接状态提供所述电缆类型识别信息。

4.一种单板，其特征在于，包括：

控制模块，具有识别通道，用于通过所述识别通道获取电缆类型识别信息，根据所述电缆类型识别信息输出模式控制信号和阻抗控制信号；

工作芯片，具有与所述控制模块连接的信号通道，以及发送和接收通道；用于通过所述信号通道获取所述模式控制信号，根据所述模式控制信号调整到相应的工作模式；

阻抗匹配模块，具有与所述控制模块连接的控制通道，用于通过所述控制通道获取所述阻抗控制信号，根据所述阻抗控制信号将适配的电阻接入到所述工作芯片的接收通道中。

5.根据权利要求4所述的单板，其特征在于：所述控制模块还用于，根据所述电缆类型识别信息上报识别出的电缆类型。

6.根据权利要求4所述的单板，其特征在于，所述控制模块包括：

模式控制模块，用于通过所述识别通道获取电缆类型识别信息，根据所述电缆类型识别信息输出模式控制信号；

阻抗控制模块，用于通过所述识别通道获取电缆类型识别信息，根据所述电缆类型识别信息输出阻抗控制信号。

7.根据权利要求4所述的单板，其特征在于，所述控制模块包括：

模式控制模块，用于通过所述识别通道获取电缆类型识别信息，根据所述电缆类型识别信息输出模式控制信号和阻值选择信号；

阻抗控制模块，用于根据所述模式控制模块输出的阻值选择信号输出阻抗控制信号。

8.根据权利要求4～7任意一项所述的单板，其特征在于：所述识别通道包括一条或一条以上的线路，所述控制模块通过所述识别通道包括的线路上的电平获取所述电缆类型识别信息。

9.根据权利要求4～7任意一项所述的单板，其特征在于：所述识别通道包括第一线路和第二线路，该两条线路上的电平选自如下情形之一：两条线路均为低电平、两条线路均为高电平、第一线路为低电平第二线路为高电平、第一线路为高电平第二线路为低电平；

所述控制模块通过所述识别通道的两条线路上的电平获取所述电缆类型识别信息。

10.根据权利要求4～7任意一项所述的单板，其特征在于：所述阻抗匹配模块包括N个带控制端的电子开关和N个电阻，N为大于等于2的整数；所述N个电子开关分别将所述N个电阻连接到所述工作芯片的接收通道中，根据各自控制端的控制信号切换所连接电阻的通断状态；

所述控制通道包括N条线路，分别连接所述N个电子开关的控制端；

所述控制模块用于根据电缆类型识别信息输出阻抗控制信号，具体是用于根据所述电缆类型识别信息在所述控制通道的N条线路上输出控制所述N个电子开关的通断的电平信号。

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