CN101277244B - Atm同步以太网及其收发数据的方法 - Google Patents

Abstract

一种同步以太网及其收发数据的方法，所述方法包括步骤：接收到需要向上发送的上行数据，并将上行数据予以缓存；当接收到下行数据时，将所述上行数据进行发送。所述同步以太网包括：依次与互联网连接的服务器、多媒体网卡、主交换机、以及至少一个终端设备，多媒体网卡用于缓存从服务器读取的下行数据、所接收到的上行数据，并在下一时钟周期将下行数据和上行数据进行发送，主交换机用于缓存接收到的上行数据，在接收到下行数据时，将接收到的下行数据向下发送，将接收到的上行数据向多媒体网卡发送，终端设备用于缓存需要向上发送的上行数据，并在接收到下行数据时，将接收到的下行数据予以输出显示，将需要向上发送的上行数据向上发送。

Description

ATM同步以太网及其收发数据的方法

技术领域

本发明涉及同步以太网技术，特别涉及ATM同步以太网及其收发数据的方法。

背景技术

现有的需要实时业务的数字化多媒体系统，例如数字语言实验室、数字会议系统、数字翻译系统等等，通常有两种实现方式，其一是通过采用专用网，即由生产商自行开发的接口标准，并采用电路交换或者TDM(时分复用)技术的信元同步技术，固定分配传输信道；其二是通过采用快速以太网，通过采用TCP/IP协议或UDP等实时传输协议进行数据传输。对于第一种方法，由于固定分配信道，不能共享带宽，所以不能很好满足视频点播或上网这种高带宽的需求。对于第二种方法，虽然非常适用于上网等非实时业务。但在多个用户均需要发送数据的情况下，可能同时抢占一个端口进行数据发送，对于排列在后的数据包，等待时间较长时，或者是予以丢弃，或者进行重传，若进行丢弃，则容易造成数据传输的丢失，若进行重传，则增加了数据传输的时延，从而容易造成整个系统数据传输的质量较低。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种同步以太网收发数据的方法，其可以满足传输实时业务的需求，具有较好的数据传输质量；又能具有较高的带宽利用率，满足传输非实时业务的需求

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种同步以太网收发数据的方法，所述同步以太网包括与互联网连接的服务器、设置在服务器内的多媒体网卡、通过所述多媒体网卡与所述服务器连接的主交换机、以及至少一个与所述主交换机连接的终端设备，其中，该同步以太网收发数据的方法包括：

在所述多媒体网卡中，根据所述多媒体网卡的时钟信号，对读取的下行数据以及所接收到的上行数据都予以缓存，并在下一时钟周期将所述下行数据向下发送，将所述上行数据向上发送；

在所述主交换机中，对上行数据予以缓存，接收下行数据并在接收到下行数据时将所述接收到的下行数据向下发送，将所述接收到的上行数据向上发送；

在所述终端设备中，对需要向上发送的上行数据予以缓存，接收下行数据并在接收到下行数据时将所述接收到的下行数据予以输出显示，将所述需要向上发送的上行数据向上发送。

根据本发明的同步以太网收发数据的方法，其在具有需要向上发送的上行数据时，首先将该上行数据予以缓存，直到当接收到了下行数据时，才将该上行数据予以发送，这种收发数据的方式，上行数据是根据下行数据进行发送，从而发送数据时不用进行排队，可以有效防止冲突的产生，具有较好的数据传输质量，通过上述方案，本发明成功地将ATM技术应用到同步以太网中，使二者有机地进行结合，使有效地利用带宽，具有较好的带宽利用率。

本发明的第一个目的在于提供一种同步以太网，其可以满足传输实时业务的需求，具有较好的数据传输质量；又能具有较高的带宽利用率，满足传输非实时业务的需求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种同步以太网，包括：与互联网连接的服务器、设置在服务器内的多媒体网卡、通过所述多媒体网卡与所述服务器连接的主交换机、以及至少一个与所述主交换机连接的终端设备，

所述多媒体网卡，用于根据所述多媒体网卡的时钟信号，缓存从所述服务器读取的下行数据、以及所接收到的上行数据，并在下一时钟周期将所述下行数据向所述主交换机发送，将所述上行数据向所述服务器发送，

所述主交换机用于缓存接收到的上行数据，接收所述多媒体网卡发送的下行数据，并在接收到下行数据时，将所述接收到的下行数据向下发送，将所述接收到的上行数据向所述多媒体网卡发送，

所述终端设备用于缓存需要向上发送的上行数据，接收下行数据，并在接收到下行数据时，将所述接收到的下行数据予以输出显示，将所述需要向上发送的上行数据向上发送。

根据本发明的同步以太网，根据多媒体网卡的时钟信号，多媒体网卡与服务器、主交换机进行收发数据的操作，主交换机在接收到从多媒体网卡发送过来的下行数据时，开始向终端设备发送下行数据，终端设备在接收到主交换机所发送的下行数据时，开始向主交换机发送上行数据，即，发送上行数据时，均是先将上行数据予以缓存，直到在接收到下行数据时开始发送，上行数据是在下行数据的节拍下进行传输，从而数据传输时不用进行排队，不会产生数据传输发生冲突的情况，具有较好的数据传输质量，通过上述方案，本发明成功地将ATM技术应用到同步以太网中，使二者有机地进行结合，使有效地利用带宽，具有较好的带宽利用率。

附图说明

图1是本发明同步以太网收发数据方法实施例一的流程示意图；

图2是本发明同步以太网收发数据方法实施例二的流程示意图；

图3是本发明同步以太网实施例一的结构示意图；

图4是本发明同步以太网实施例二的结构示意图；

图5是本发明同步以太网实施例二中的多媒体网卡的结构原理示意图；

图6是本发明同步以太网实施例二中的主交换机的结构原理示意图；

图7是本发明同步以太网实施例二中的辅交换机的结构原理示意图；

图8是本发明同步以太网实施例二中的终端设备的结构原理示意图。

具体实施方式

以下以实施例的方式分别对本发明的同步以太网及其收发数据的方法进行详细说明。

在以下的描述中，本发明的同步以太网，是采用ATM(AsynchronousTransfer Mode，异步传输模式)技术的同步以太网，即是ATM技术与同步以太网技术进行有机的结合，因此，在下面的描述中，将本发明的同步以太网称为ATM同步以太网。

以下首先对本发明的同步以太网收发数据的方法进行说明。

实施例一：

如图1所示，是本发明的同步以太网收发数据的方法实施例一的流程示意图，如图所示，其包括步骤：

步骤S101：接收到需要向上传送的上行数据，进入步骤S102；

步骤S102：将所述上行数据予以缓存，进入步骤S103；

步骤S103：接收到下行数据，进入步骤S104；

步骤S104：将所述上行数据向上发送。

根据上述本实施例中的同步以太网收发数据的方法，其在具有需要向上发送的上行数据时，首先将该上行数据予以缓存，直到当接收到了下行数据时，才将该上行数据予以发送，这种收发数据的方式，上行数据是根据下行数据进行发送，而不是将数据随时进行发送，数据传送时不用进行排队，从而可以有效防止冲突的产生，且使数据传输具有较好传输质量。

其中，上述下行数据可具有两种形式，即短信元数据和长信元数据，其中，所述短信元数据可以是128B，可以包括文本信息、语音信息以及控制命令信息等信息，所述长信元数据可以是512B，可以包括标准IP包、视频信息、图像信息、地址信息等信息，在这种情况下，由于短信元数据所占用的数据量小，在传输时所占用的信道带宽也会较小，因此，短信元数据可通过永久虚电路(PVC)进行传输，即分配固定的目标地址，以达到较好的传输质量，而长信元数据由于数据量较大，在传输时所占用的信道带宽也会较大，因此可以用于传输标准IP包、视频信息、图像信息等需要高带宽的数据。该长信元数据可通过交换虚电路(SVC)进行传输，即可给多个长信元分配相同目标地址，以达到共享信道、可变速率的效果。

此外，在下行数据具有上述两种形式时，由于短信元数据与长信元数据传输时的时间可能不尽相同，因此，在接收到下行数据中准时到达的短信元数据时，即可向上发送上述缓存的上行数据，而无需等待下行数据传输完毕，以使数据能够得到及时的传输。

实施例二：

如图2所示，是本发明同步以太网收发数据的方法实施例二的流程示意图，如图所示，在本实施例中，与实施例一的不同之处主要在于，在接收到下行数据时，还将该下行数据向下端设备进行发送。其包括步骤：

步骤S201：接收到需要向上传送的上行数据，进入步骤S202；

步骤S202：将所述上行数据予以缓存，进入步骤S203；

步骤S203：接收到下行数据，进入步骤S204；

步骤S204：将所述下行数据向下发送，将所述上行数据向上发送。

根据上述本实施例中的方法，其可以使用在交换机等中间设备上，在发送下行数据时，接收到即进行发送，而在发送上行数据时，仅仅是在接收到了下行数据时才进行发送，而不是将数据随时进行发送，从而发送数据时不用进行排队，有效防止了冲突的产生，使数据传输具有较好的传输质量。

本实施例中的其他技术特征与实施例一中的相同，在此不予赘述。

以下针对本发明的同步以太网的实施例进行详细阐述。

实施例一：

如图3所示，是本发明ATM同步以太网实施例一的系统结构示意图。

如图3所示，在本实施例中，该ATM同步以太网主要包括：

与互联网11连接的服务器12，与服务器12连接的多媒体网卡13，与多媒体网卡13连接的主交换机14，与主交换机14连接的终端设备16，其中，多媒体网卡13设置在服务器12上，主交换机14通过多媒体网卡13与服务器12连接，终端设备16的数目可以有多个，终端设备16的数目根据具体需要的不同可以有所不同。

根据本实施例中的ATM同步以太网，在进行数据传输时，根据多媒体网卡13的时钟信号，统一进行收发数据，即，在多媒体网卡13的时钟信号节拍下，例如时钟信号的低电平时，多媒体网卡13将服务器12的下行数据读入多媒体网卡13的本地存储器，并将多媒体网卡13本地缓存的上行数据写入服务器12，同时，多媒体网卡13还与主交换机14进行数据交换，即将上一时钟周期所缓存的下行数据发送给主交换机14，并接收从主交换机14所发送的上行数据。当主交换机14接收到多媒体网卡13所发送的下行数据时，对该下行数据进行解析后路由到对应的端口地址，向对应的终端设备16发送，同时向多媒体网卡13发送上行数据，终端设备16接收到主交换机14所发送的下行数据时，同时向主交换机14发送上行数据。

其中，在上面的数据传输过程中，所传输的数据可具有两种数据形式，短信元数据和长信元数据，其中，上述短信元数据可包括语音数据、文本数据以及控制信息等信息，长信元数据可包括视频信息、图像信息等信息。任意一个终端设备16与服务器12之间均占用一条永久虚电路(PVC)，上述短信元数据通过该永久虚电路进行传输，此外，在终端设备16与服务器12之间还可建立交换虚电路(SVC)，即可给多个长信元分配相同目标地址，该交换虚电路可由服务器12根据服务器12所接收到的上行数据进行建立，例如点播视频时，上述长信元数据可通过该交换虚电路进行传输。从而，既可以使信道带宽达到预定要求，又可以达到共享信道、可变速率的效果。

此外，在数据格式包括短信元数据及长信元数据两种格式时，上述主交换机14、终端设备16是在接收到下行的短信元数据时，即开始向上发送上行数据，以提高数据传输的效率。

实施例二：

如图4所示，是本发明ATM同步以太网的实施例二的结构示意图。

如图4所示，在本实施例中，该ATM同步以太网主要包括：

与互联网11连接的服务器12，与服务器12连接的多媒体网卡13，与多媒体网卡13连接的主交换机14，至少一个与主交换机14连接的辅交换机15，以及至少一个与辅交换机15连接的终端设备16，其中，多媒体网卡13设置在服务器12上，主交换机14通过多媒体网卡13与服务器12连接，辅交换机15、终端设备16的数目根据具体需要的不同可以有所不同。在本实施例中，相对于实施例一中的方案而言，由于采用了辅交换机15，从而可以实现交换机的级联，组建系统时灵活方便。

根据本实施例中的ATM同步以太网，在进行数据传输时，根据多媒体网卡13的时钟信号，在多媒体网卡13的定时中断信号控制下，例如时钟信号的低电平时，多媒体网卡13将服务器12的下行数据读入多媒体网卡13的缓存，并将先前缓存的、需要向上传递的上行数据写入服务器12，同时，多媒体网卡13还将先前所缓存的、需要向下传递的下行数据发送给主交换机14，并接收从主交换机14所发送的上行数据，即将上一时钟周期所缓存的下行数据、上行数据分别向下、向上发送。

主交换机14随时接收从多媒体网卡13所传递的下行数据、以及从辅交换机15所发送的上行数据，主交换机14接收到从辅交换机15发送的上行数据时，先将该上行数据予以缓存，当主交换机14接收到从多媒体网卡13所发送的下行数据时，解析该下行数据中的地址信息，根据该地址信息将该下行数据路由到对应的端口，以方便向辅交换机15发送，在主交换机14接收到从多媒体网卡13所发送的下行数据的同时，该主交换机14还将先前所缓存的、从辅交换机15所接收的上行数据向多媒体网卡13发送。

辅交换机15随时接收从主交换机14所传递的下行数据、以及从终端设备16所发送的上行数据，辅交换机15接收到从终端设备16所发送的上行数据时，先将该上行数据予以缓存，当辅交换机15接收到从主交换机14所发送的下行数据时，解析该下行数据中的地址信息，根据该地址信息将该下行数据路由到对应的端口，以方便向对应的终端设备16发送，在辅交换机15接收到从主交换机14所发送的下行数据的同时，该辅交换机15还将先前所缓存的、从终端设备16所接收的上行数据信息向主交换机14发送。

终端设备16随时接收从辅交换机15所发送的下行数据，在终端设备16具有需要向辅交换机15发送的上行数据时，先将该上行数据予以缓存，当终端设备16接收到从辅交换机15所发送的下行数据时，对该下行数据进行解析后予以输出、显示，在接收到下行数据的同时，终端设备16还将本地所缓存的上行数据向辅交换机15发送。

上述服务器12与互联网11之间、服务器12与多媒体网卡13之间、主交换机14与多媒体网卡13之间、主交换机14与辅交换机15之间、以及辅交换机15与终端设备16之间可以通过双绞线进行连接，也可以通过无线进行连接，由于UTP5(5类非屏蔽双绞线)具有价格便宜、抗干扰性强、速度快以及已标准化等特点，各设备之间最好是通过UTP5进行连接。

在进行数据传输时，所传输的数据可具有两种数据形式，短信元数据和长信元数据，其中，上述短信元数据可包括语音数据、文本数据以及控制信息等信息，用于传输语音信息、文本信息及控制信息，长信元数据可包括标准IP包、视频信息、图像信息等信息，每个中断周期可对终端设备16发送多个长信元，用于传输标准IP包、视频信息、图像信息等信息。任意一个终端设备16与服务器12之间均占用一条永久虚电路(PVC)，上述短信元数据通过该永久虚电路进行传输，此外，在终端设备16与服务器12之间还可建立交换虚电路(SVC)，即可给多个长信元分配相同目标地址，例如点播视频时，上述长信元数据可通过该交换虚电路进行传输。从而，既可以使信道带宽达到预定要求，又可以达到共享信道、可变速率的效果。

在数据形式包括短信元数据与长信元数据的情况下，所述主交换机14、辅交换机15、终端设备16在接收到下行数据的短信元数据时，即可向上发送上行数据，而无需等待所有的短信元数据与长信元数据传输完成，以提高数据传输的效率。

为了使级联后的终端数目尽可能多，同时使系统的信道带宽满足数据传输的要求，上述主交换机14与辅交换机15既可以相同，也可以不同，例如，上述主交换机14、辅交换机15均可以是千兆交换机，也可以均是百兆交换机，或者是主交换机14为千兆交换机，辅交换机15为百兆交换机，从而可以实现层层递进的级联效果，且不会浪费资源。

上述多媒体网卡13可以是千兆网卡，也可以是百兆网卡，安装在服务器12上，当主交换机14为千兆交换机时，该多媒体网卡13最好为千兆语音网卡，以最大限度地满足数据传输的要求。

其中，本发明的ATM同步以太网，可以应用在数字语言实验室、数字会议系统、数字翻译系统等需要实时业务的系统中。以数字语言实验室为例，可以包括教师机与学生机，其中，可以将服务器12作为教师机，此外，服务器12、多媒体网卡13可以共同设计为一个整机设备，以方便安装和管理。

如图5所示，是本发明ATM同步以太网实施例二中的多媒体网卡13的结构原理示意图。该多媒体网卡13包括：用于与服务器12连接的第一接口131，与该第一接口131连接的第一收发模块132，与该第一收发模块132连接的缓存模块133，与该缓存模块133连接的第一中央处理单元134，分别与第一中央处理单元134连接的第一时钟源135、第一模数/数模转换模块136、以及第二收发模块137，该第二收发模块137还同时连接有第二接口138，并通过该第二接口138与主交换机14连接，其中，第一时钟源135为第一中央处理单元134产生时钟，同时还可作为整个系统的同步时钟。其中，所述第一模数/数模转换模块136可与教师机的耳机相连接。

在第一时钟源135的时钟下，在传输下行数据时，第一收发模块132通过第一接口131从服务器12读出数据并写入缓存模块133，通过第一中央处理单元134产生所需要的控制信号及地址信号，再从缓存模块133中读出数据并在第一中央处理单元134中组合成短信元数据和长信元数据，组合之后，其中的一路信号通过第一模数/数模转换模块136进行数模变换后作为教师耳机进行输出，而其他的信号则通过第二收发模块137经第二接口138进行输出。在传输上行数据时，第二收发模块137通过第二接口138所接收的上行数据输入第一中央处理单元134，教师话音信号同时通过第一数模/模数转换模块136进行模数变换后进入第一中央处理单元134，第一中央处理单元134将这些信号写入缓存模块133，第一收发模块132从该缓存模块133中读出数据并通过第一接口131写入服务器12，完成上行数据的传递工作。

其中，在该多媒体网卡13中，上述第一收发模块132可以是PCI桥芯片，上述第一接口131可以是PCI总线接口。

此外，由于以太网物理层芯片具有价格便宜、传输距离远、数据收发的协议完善、可靠性高等特点，上述第二收发单元137可以是以太网物理层芯片，在多媒体网卡13为千兆语音网卡的情况下，该第二收发单元137还为千兆以太网物理层芯片，同时，该第二接口138可为RJ45接口。

如图6所示，是本发明ATM同步以太网实施例二中的主交换机14的结构原理示意图，在该图示中，所述主交换机14包括：用于与多媒体网卡13连接的第三接口141，与第三接口141连接的第三收发模块142，与第三收发模块142连接的第二中央处理单元143，分别与第二中央处理单元143连接的第二时钟源144、以及至少一个第四收发模块145，任意一个第四收发模块145与一个第四接口146连接，其中，上述第二时钟源144为第二中央处理单元143产生时钟，同时也作为第三收发模块142与第四收发模块145的时钟。

在进行数据传输时，第三收发模块142通过第三接口141所接收的下行数据输入第二中央处理单元143，第二中央处理单元143根据下行数据中的地址信息将该下行数据路由到对应的第四收发模块145，通过第四接口146向下传递。在传输上行数据时，第四收发模块145通过第四接口146所接收的上行数据输入第二中央处理单元143的缓存，当第三收发模块142接收到下行数据的短信元数据时，同时将第二中央处理单元142的缓存中所缓存的数据通过第三收发模块142发送上行数据，实现上行数据的数据传递。因此，在接收到下行的短信元数据时，即开始向上发送上行数据，而无须等待长信元数据发送完成，提高了数据传输的效率。

由于以太网物理层芯片具有价格便宜、传输距离远、数据收发的协议完善、可靠性高等特点，上述第三收发模块142、第四收发模块145可以是以太网物理层芯片，在主交换机14为千兆交换机的情况下，该第三收发单元142还为千兆以太网物理层芯片，同时，该第三接口141、第四接口146可为RJ45接口。

如图7所示，是本发明ATM同步以太网实施例二中的辅交换机15的结构原理示意图。如图所示，该辅交换机15包括：用于与主交换机14连接的第五接口151，与第五接口151连接的第五收发模块152，与第五收发模块152连接的第三中央处理单元153，分别与第三中央处理单元153连接的第三时钟源154、以及至少一个第六收发模块155，任意一个第六收发模块155与一个第六接口156连接，其中，上述第三时钟源154为所述第三中央处理单元153产生时钟信号，同时也作为第五收发模块152、第六收发模块155的时钟。

在传输下行数据时，第五收发模块152通过第五接口151所接收的下行数据输入第三中央处理单元153，第三中央处理单元153根据下行数据中的地址信息将该下行数据路由到相应的第六收发模块155，并通过对应的第六接口156传输给对应的终端设备16。在传输上行数据时，第六收发模块155通过第六接口156所接收的上行数据输入第三中央处理单元153的缓存，当第五收发模块152接收到下行数据的短信元数据时，同时将所述第三中央处理单元153中缓存的上行数据通过第五收发模块152进行发送，实现上行数据的数据传递。

因此，在接收到下行的短信元数据时，即开始向上发送上行数据，而无须等待长信元数据发送完成，提高了数据传输的效率。

由于以太网物理层芯片具有价格便宜、传输距离远、数据收发的协议完善、可靠性高等特点，上述第五收发模块152、第六收发模块155可以是以太网物理层芯片，在辅交换机15为百兆交换机的情况下，该第五收发单元152还为百兆以太网物理层芯片，同时，该第五接口151、第六接口156可为RJ45接口。

如图8所示，是本发明ATM同步以太网实施例二中的终端设备16的结构原理示意图。如图所示，该终端设备16包括：用于与辅交换机15连接的第七接口161，与第七接口161连接的第七收发模块162，与第七收发模块162连接的第四中央处理单元163，分别与第四中央处理单元163连接的第二模数/数模转换模块164以及嵌入式CPU165，该嵌入式CPU165同时与第四时钟源166、存储设备、显示设备以及信号输入设备等设备连接，如图6所示，该存储设备可以包括SDRAM167、FLASH168等设备，还可以包括其他类型的存储设备，该显示设备可以包括显示器1612，信号输入设备可以包括键盘169、鼠标1610等设备，此外，该嵌入式CPU165还可以连接有USB接口1611，以方便与可插拔式存储器连接，其中，上述第四时钟源166为嵌入式CPU165产生时钟，同时亦作为第七收发模块162以及第四中央处理单元163的时钟。

在进行数据传输的过程中，在传输下行数据时，第七收发模块162通过第七接口161所接收的下行数据输入第四中央处理单元163，第四中央处理单元163从该下行数据中提取出语音数据，并将该语音数据传输给第二模数/数模转换模块164，经数模转换后输出音频信号，同时也将所接收的话筒信号经第二模数/数模转换模块164进行模数转换后输入第四中央处理单元的缓存，以准备合成上行数据。除了语音数据之外的其他数据信息，例如文本信息、指令信息等信息，则传入嵌入式CPU165，经过嵌入式CPU165处理之后存入存储设备，或者是通过显示设备，例如显示器1612进行显示。在传输上行数据时，嵌入式CPU对信号输入设备所输入的信息进行处理，例如键盘169、鼠标1610等设备，还可对USB接口1611所连接的设备的数据信息进行处理，将处理后需要进行上传的数据传输给第四中央处理单元163，第四中央处理单元163对需要进行上传的数据进行合成处理，并进行缓存，并在当第七收发模块162接收到下行数据的短信元数据时，向上发送上行数据，实现上行数据的传输。因此，在接收到下行的短信元数据时，即开始向上发送上行数据，而无须等待长信元数据发送完成，提高了数据传输的效率。

由于ATM同步以太网可以实现级联，为了能尽可能多地连接多个终端设备16，且可以使每个终端设备16在进行数据传输时都具有足够的信道带宽，同时也不至于浪费资源，上述多媒体网卡13可以是千兆网卡，特别是千兆语音网卡，上述主交换机14可以是千兆交换机，上述辅交换机15可以是百兆交换机。

此外，由于以太网物理层芯片具有价格便宜、传输距离远、数据收发的协议完善、可靠性高等特点，因此，当多媒体网卡13是千兆网卡、主交换机14为千兆交换机、辅交换机15为百兆交换机时，上述第二收发模块137可以是千兆以太网物理层芯片，上述第三收发模块142可以是千兆以太网物理层芯片，第四收发模块145、第五收发模块152、第六收发模块155、第七收发模块162可以是百兆以太网物理层芯片，此外，所述第二接口138、第三接口141、第四接口146、第五接口151、第六接口156、第七接口161可以是RJ45接口。

此外，由于FPGA(现场可编程门阵列)具有可扩展性及阵列性等特点，上述第一中央处理单元134、第二中央处理单元143、第三中央处理单元153、第四中央处理单元163可以是FPGA(现场可编程门阵列)，也可以嵌入标准快速以太网数据链路层交换模块，从而也能适合系统非实时业务需求(如上网)，在终端设备16较少时，并且只应用于非实时业务时，采用快速以太网模式可获得更高的效率(上下行数据不受限制，最高可大100M)。

此外，在上述具体实施方式的说明中，仅仅级联了两层交换机，即主交换机与多个辅交换机，在不分离本发明的核心思想的情况下，也可以级联三层或者三层以上的交换机，根据具体环境应用及需要的不同可以有所不同。

以上所述的本发明的各实施方式，仅是对本发明的具体实施方式的详细说明，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种同步以太网收发数据的方法，其特征在于，所述同步以太网包括与互联网连接的服务器、设置在服务器内的多媒体网卡、通过所述多媒体网卡与所述服务器连接的主交换机、以及至少一个与所述主交换机连接的终端设备，其中，该同步以太网收发数据的方法包括：

在所述多媒体网卡中，根据所述多媒体网卡的时钟信号，对读取的下行数据以及所接收到的上行数据都予以缓存，并在下一时钟周期将所述下行数据向下发送，将所述上行数据向上发送；

在所述主交换机中，对上行数据予以缓存，接收下行数据并在接收到下行数据时将所述接收到的下行数据向下发送，将所述接收到的上行数据向上发送；

在所述终端设备中，对需要向上发送的上行数据予以缓存，接收下行数据并在接收到下行数据时将所述接收到的下行数据予以输出显示，将所述需要向上发送的上行数据向上发送。

2.根据权利要求1所述的同步以太网收发数据的方法，其特征在于：

所述下行数据包括短信元数据和长信元数据，所述短信元数据包括文本信息、语音信息以及控制命令信息，所述长信元数据包括视频信息、图像信息、地址信息，

当接收到所述下行数据中的短信元数据时，将所述上行数据进行发送。

3.根据权利要求2所述的同步以太网收发数据的方法，其特征在于：所述短信元数据通过永久虚电路进行传输；所述长信元数据通过交换虚电路进行传输。

4.一种同步以太网，其特征在于，包括：与互联网连接的服务器、设置在服务器内的多媒体网卡、通过所述多媒体网卡与所述服务器连接的主交换机、以及至少一个与所述主交换机连接的终端设备，

所述多媒体网卡，用于根据所述多媒体网卡的时钟信号，缓存从所述服务器读取的下行数据、以及所接收到的上行数据，并在下一时钟周期将所述下行数据向所述主交换机发送，将所述上行数据向所述服务器发送，

所述主交换机用于缓存接收到的上行数据，接收所述多媒体网卡发送的下行数据，并在接收到下行数据时，将所述接收到的下行数据向下发送，将所述接收到的上行数据向所述多媒体网卡发送，

所述终端设备用于缓存需要向上发送的上行数据，接收下行数据，并在接收到下行数据时，将所述接收到的下行数据予以输出显示，将所述需要向上发送的上行数据向上发送。

5.根据权利要求4所述的同步以太网，其特征在于，还包括：连接于所述主交换机与所述终端设备之间的至少一个辅交换机，所述辅交换机与至少一个终端设备连接，

所述辅交换机用于缓存从所述终端设备接收的上行数据，并接收所述主交换机发送的下行数据，并在接收到所述主交换机发送的下行数据时，将所述下行数据向下发送，将所接收到的上行数据向上发送。

6.根据权利要求5所述的同步以太网，其特征在于：

所述下行数据包括短信元数据和长信元数据，所述短信元数据包括文本信息、语音信息以及控制命令信息，所述长信元数据包括视频信息、图像信息和地址信息；

任意一个所述终端设备与所述服务器之间设置有永久虚电路，所述短信元数据通过所述永久虚电路进行传输；

所述服务器根据所述多媒体网卡发送的上行数据分配交换虚电路，所述长信元数据通过所述交换虚电路进行传输。

7.根据权利要求5所述的同步以太网，其特征在于：所述主交换机为千兆交换机，所述辅交换机为百兆交换机，所述多媒体网卡为千兆语音网卡。

8.根据权利要求5所述的同步以太网，其特征在于，所述多媒体网卡包括：

用于与所述服务器连接的第一接口、与所述第一接口连接的第一收发模块、与所述第一收发模块连接的缓存模块、与所述缓存模块连接的第一中央处理单元、分别与所述第一中央处理单元连接的第一时钟源、第一模数/数模转换模块、第二收发模块以及第二接口，所述第二收发模块通过第二接口与所述主交换机连接。

9.根据权利要求5所述的同步以太网，其特征在于，所述主交换机包括：

用于与所述多媒体网卡连接的第三接口、与所述第三接口连接的第三收发模块、与所述第三收发模块连接的第二中央处理单元、分别与所述第二中央处理单元连接的第二时钟源以及至少一个第四收发模块，任意一个所述第四收发模块具有至少一个第四接口，并通过所述第四接口与所述辅交换机连接。

10.根据权利要求5所述的同步以太网，其特征在于，所述辅交换机包括：

用于与所述主交换机连接的第五接口、与所述第五接口连接的第五收发模块、与所述第五收发模块连接的第三中央处理单元、分别与所述第三中央处理单元连接的第三时钟源以及至少一个第六收发模块，所述第六收发模块与至少一个第六接口连接，并通过所述第六接口与所述终端设备连接。

11.根据权利要求5所述的同步以太网，其特征在于，所述终端设备包括：

用于与所述辅交换机连接的第七接口、与所述第七接口连接的第七收发模块、与所述第七收发模块连接的第四中央处理单元、与所述第四中央处理单元连接的第二模数/数模转换模块、与所述第四中央处理单元连接的嵌入式CPU、分别与所述嵌入式CPU连接的第四时钟源、信号输入设备、显示设备以及存储设备。

12.根据权利要求8所述的同步以太网，其特征在于，

所述第一收发模块为PCI桥芯片，所述第二收发模块为千兆以太网物理层芯片，所述第一中央处理单元为现场可编程门阵列。

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