具体实施方式
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进
一步说明。
图1是本发明网络集成接入装置的方框图。如图1所示，本发明的
装置是通过如下的技术方案实现的，所述的装置包括控制器单元10，
用于处理和控制该装置的网络接入单元11和多媒体接入单元16所传
来的数据和信号；网络接入单元11，该网络接入单元11具有连接广域
网2的广域网接入单元12和连接局域终端设备3的局域网接入单元14，
所述广域网接入单元12和局域网接入单元14分别与所述控制器单元
10连接，使局域终端设备3可以与广域网连接；和多媒体接入单元16，
所述多媒体接入单元16与控制器单元10连接，从而使得局域终端设
备3组建成一局域网，并且与广域网2连接。
这里所述的终端设备3指中小企业或家庭中所用到的电子设备，包
括但不限于个人计算机、笔记本电脑、电话机、可视电话机、传真机、
打印机、无线电话机、PDA、Pocket PC、小型计算机等。这里所述的
广域网2包括但不限于国际互联网、城域网、公共交换电话网络等。
本发明网络集成接入装置1可以通过广域网接入单元12或局域网
接入单元14，对从收到广域网2或终端设备3进来的信号进行采集、
解调、转换，组成IP网络报文；再通过控制器单元10根据IP网络报
文的IP地址以及报文类型进行处理，确定路由；最后通过广域网接入
单元12送到广域网2，或者通过局域网接入单元14实现局域网内部的
路由、转发，使得各终端设备3之间可以进行数据交换。
本发明网络集成接入装置1的广域网接入单元12用于连接到广域
网2，并且从广域网2接收信号，或者将信号传送到广域网2。广域网
接入单元12可以是数字用户环路(xDSL)接入单元、线缆调制解调
器(Cable Modem)接入单元、无线广域网接入单元或综合服务数字网
(ISDN)接入单元等，其中无线广域网接入单元包括但不限于CDMA、
GPRS、无线城域网(W-MAN)等无线广域网接入单元；并且提供了
连接到广域网服务提供者(ISP)的接口，如xDSL接口、Cable Modem
接口、ISDN接口、无线接口等，从而实现简单、方便地接入广域网2
的功能。其中，这里所说的xDSL是指但不局限于HDSL、SDSL、
VDSL、ADSL或RADSL等；无线城域网接入单元可实现但不限于
Wi-Fi标准、802.16a标准等协议。
本发明网络集成接入装置1的局域网接入单元14用于连接多个终
端设备3，并且接收从各终端设备3发出的信号，或者将信号发送到各
终端设备3，从而将各终端设备3组建成局域网。所述网络接入单元
11包括但不局限于电力线接入单元30、无线接入单元40和有线LAN
接入单元50，使得终端设备3可以通过最便捷的接入单元连接到网络
集成接入装置1，实现终端设备3组成局域网的功能。
本发明网络集成接入装置1的多媒体接入单元16可以提供用户拨
打电话/传真、可视电话的功能。提供了电话/传真接口，终端设备3的
电话机可以对广域网2上的另外一个电话/传真号码发起呼叫，通过控
制器单元10连接建立后，可以接收从IP电话接口进入的语音/传真信
号，经过对语音/传真信号进行处理后组装成IP网络报文发送到对段的
电话/传真终端，从而实现网络电话/传真功能。当然，容易理解的可以
通过中继器等转接机构，直接接入到PSTN网络，实现普通电话功能。
本发明网络集成接入装置1还设有电源单元70(见图2)，为网络
集成接入装置1提供工作电源。电源单元70利用现有电压转换技术(比
如利用芯片和并联滤波电容进行电压转换)，为本发明网络集成接入装
置1提供工作电源，所述电源单元70可以是一独立单元，也可以集成
在其他的接入单元。
本发明网络集成接入装置1还设有工作指示单元80(见图2)，提
供工作状态指示和接口连接状态指示。所述工作指示单元80包括指示
器件，如LED、LCD、震动器件或发声器件等，其功能主要是指示数
据传输的工作状态和网络集成接入装置1的接口是否正常连接。所述
工作指示单元80是通过控制器单元10和各接入单元提供的信号，如
Flash信号、Status信号等，以及供电控制使得指示器件工作，从而完
成工作状态指示和接口连接状态指示的功能。所述工作指示单元80可
以集成在其他接入单元中，也可以是用单独芯片实现。
本发明网络集成接入装置1还可以设有个人网(Personal Area
Network)接入单元，可通过蓝牙(Bluetooth)、红外线(IrDA)、室内
射频识别(Home RF)等技术与终端设备3相连接，组成个人网。
图2是本发明网络集成接入装置的优选实施例的方框图。如图2
所示，下面结合本发明网络集成接入装置1的一种优选实施方式对本
发明作进一步阐述，本发明集成接入装置1包括控制器单元10、ADSL
接入单元20、电力线接入单元30、无线接入单元40、有线LAN接入
单元50和电话/传真接入单元60，上述单元集成在一个设备内，并且
提供对应物理接口，具有体积小、连接方便的优点。其中，ADSL接入
单元20是上述广域网接入单元12的一种实施方式；电力线接入单元
30、无线接入单元40、有线LAN接入单元50是上述局域网接入单元
14的一种实施方式；电话/传真接入单元60是上述多媒体接入单元16
的一种实施方式。可以理解的，上述的单元可以由多个芯片组成，也
可以集成为一个芯片。
所述控制器单元10具有嵌入式操作系统，通过运行该操作系统可
以实现本发明网络集成接入装置1的初始化、管理控制器单元10的总
线101以及外围控制芯片，并且处理、控制外围控制芯片所传来的数
据或信号。这里所说的外围控制芯片是指ADSL接入单元20、电力线
接入单元30、无线接入单元40、有线LAN接入单元50和电话/传真接
入单元60等接入单元。
而且所述控制器单元10还提供了运行所述嵌入式操作系统所必须
的硬件资源，并且对这些硬件资源进行管理。请一同参阅图3，控制器
单元10包括微程序控制器(MCU)102、系统内存器103、中断控制
器104、直接存储器存取器(DMA)105、I/O接口(图未示)、定时器
106、实时时钟107等；同时，所述控制器单元10还提供了但不限于
PCMCIA控制器110、UART控制器120、MII控制器130、USB控制
器140、有线LAN控制器150、UTOPIA控制器160等，这些控制器
提供对应的通用接口：PCMCIA接口111、UART接口121、MII接口
131、USB接口141、有线LAN接口151、UTOPIA接口161；另外所
述控制器单元10还提供了扩展总线，通过扩展总线接口171与一些外
围芯片(如闪存存储器90、电话/传真接入单元60等)连接。从物理
意义上看，所述的控制器单元10可以集成一个芯片，也可以是多个芯
片。
图3是本发明网络集成接入装置优选实施例的控制器单元组成方
框图。如图3所示，控制器单元10所提供的接口分别对应连接网络集
成接入装置1的接入单元。其中，ADSL接入单元20通过UTOPIA接
口161与控制器单元10相连接，两者之间的通讯符合ITU标准协议；
电力线接入单元30通过MII接口131与控制器单元10相连接，其数
据传输和接口控制符合MII协议；无线接入单元40通过PCMCIA接
口111与控制器单元10相连接，其数据传输和接口控制都符合
PCMCIA协议；有线LAN接入单元50通过有线LAN接口151与控制
器单元10相连接，其通讯是符合局域网的连接标准，如802.3或以太
网标准协议；电话/传真接入单元60则通过控制器单元10的扩展总线
接口171与其相连接。可见，将所述的控制器单元10、ADSL接入单
元20、电力线接入单元30、无线接入单元40、有线LAN接入单元50
和电话/传真接入单元60集成在一起，即组成本发明的网络集成接入装
置。
另外，上述各接入单元分别与广域网2和终端设备3连接。其中，
ADSL接入单元20提供了RJ11接口210，与ISP相连接，实现宽带广
域网2接入；电力线接入单元30与局域网内的电力线307相连接，实
现通过电力线307组建局域网；无线接入单元40提供了天线406，接
收各终端设备3发送的无线信号，从而组成无线局域网；有线LAN接
入单元50则提供了RJ45接口510，可以通过现有网线连接各终端设备
3，组成有线局域网；而电话/传真接入单元60则提供了RJ11接口610，
与电话机相连接，实现网络VoIP功能。下面对各单元以及其整体工作
的实现作出进一步的描述，方便理解本发明。
图4是本发明网络集成接入装置优选实施例的ADSL接入单元的
信号处理流程图。图4示出本发明集成接入装置1的广域网接入单元
的ADSL接入单元20的信号数据处理流程。所述ADSL接入单元20
具有将信号数据进行代码转换、帧合成/分解、解密/编码、调制/解调、
合成/分解、回声抵消等功能。
所述ADSL接入单元20可通过UTOPIA接口161与控制器单元10
对应电连接。而且所述的ADSL接入单元20使本发明网络集成接入装
置1连接到ISP的ADSL接口，通常是RJ11接口210，实现宽带接入
广域网2的功能。当所述ADSL接入单元20接受从UTOPIA接口161
发来的信号，经过代码转换、帧分解、编码、调制、合成、回音抵消
后，发往模拟前端、线路驱动，最后通过普通电话线发送到ISP的接
入服务器；而当所述ADSL接入单元20通过电话线接收ISP侧发来的
模拟信号时，则进行逆向处理，即经过路线驱动、信号分解、解调、
解码、帧合成处理、组成网络报文后，通过UTOPIA接口161最后发
送到控制器单元10进行信号处理，发送到对应的终端设备3。
图5是本发明网络集成接入装置优选实施例的电力线接入单元的
工作原理图。本发明的局域网接入单元的电力线接入单元30通过电力
线307连接中小企业或家庭内部的终端设备3，从而本发明的网络集成
接入装置1可以通过电源插座直接获得工作电源，同时可以通过电力
线307进行桥接，实现联网功能，无需重新布线。
所述电力线接入单元30从功能上划分，MII主控制器302、DSP
(数字信号处理)303、数-模转换块304、模-数转换块305及模拟前
端(AFE)306，如图5所示。其中，所述电力线接入单元30通过MII
接口131与控制器单元10相连接。当电力线接入单元30接收到控制
器单元10传来的数据时，先经过MII主控制器302初步处理，经由
DSP303进行MAC层(媒介层)和PHY层(物理层)处理，再经过数
-模转换块304进行数-模转换，进入AFE306与电力线307上的载波进
行耦合，然后发送到各终端设备3；而当各终端设备3发出的信号经电
力线307传输到电力线接入单元30时，先经过解耦、模-数转化块305
转换、由DSP303进行PHY层和MAC层的处理，取得网络报文，最
后经过MII主控制器302、MII接口131发送到控制器单元10中，再
经过控制器单元10处理将报文转发到对应的终端设备3或通过ADSL
单元20送到广域网2。这里MAC层使用的协议是载波侦听多址接入/
避免冲突(CSMA/CA)，一方面，载波侦听，查看信道是否空闲；另
一方面，信道不空闲时，通过随机的时间等待，直到有新的空闲信道
出现时再优先发送，使信号冲突发生的概率减到最小；PHY层采用的
是正交频分复用(OFDM)技术，是HPA联盟(HomePlug Powerline
Alliance)工业规范的基础，它采用一种不连续的多音调技术，将被称
为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传
送。
图6是本发明网络集成接入装置优选实施例的无线接入单元的工
作原理图。如图6所示，本发明的局域网接入单元14的无线接入单元
40与中小企业或家庭内部的终端设备3进行无线连接，其中，所述终
端设备3具有无线网卡等。所述无线接入单元40是经由PCMCIA接口
111与控制器单元10相连接，接收及发送网络报文；并且实现
802.11a/b/g的链路层和物理层协议功能。
所述无线接入单元40从功能上划分，具有PCMCIA主控制器401、
MAC处理块402、基带处理块403、射频处理块404、功放405和天线
406，如图6所示，上述功能块可以集成在一块芯片中，也可以在多块
芯片、结构中实现。当由控制器单元10传来的信号经过PCMICA接口
111进入无线接入单元40，然后这些信号需要经过PCMCIA主控制器
处理、组帧、调制、DA转换、功率放大，最后通过发射天线发送到中
小企业或家庭的对应终端设备3中；同样地，当无线接入单元接收到
中小企业或家庭的终端设备3发出无线信号，需要经过逆向处理，最
后组成网络报文，进入控制器单元10，并由控制器单元10转发到对应
的终端设备3或通过ADSL单元20送到广域网2。
有线LAN接入单元50实现的是现有有线局域网连接等功能，其中
包括但不限于电话线连接、光纤连接等，通过以太网接口与控制器单
元10连接，其具体连接与功能是十分成熟的技术，容不赘述。
图7是本发明网络集成接入装置优选实施例的电话/传真接入单元
的信号处理流程图。本发明多媒体接入单元16的电话/传真单元60，
提供RJ11接口610与普通电话机相连接。所述多媒体接入单元16采
用国际电信联(ITU)的标准协议族H.323，该协议族又包括一系列的
协议：H.225、H.245、G.729、G.723、G.711、H.261、H.263等，其中
G.723 G.729、G.711是音频编解码协议，H.263、H.261是视频编解码
协议，H.225、H.245是系统控制协议。所述电话/传真单元60实现的
功能是：经由RJ11接口610，普通电话机(图未示)可以对广域网2
上的另外一个电话/传真号码发起呼叫，连接建立后，可以接收从RJ11
接口610进入的语音/传真信号，经过对语音/传真信号进行处理后组装
成IP网络报文发送到对段的电话/传真终端，从而实现通过互联网打电
话、发传真。其中，电话/传真单元的功能通过模拟信号处理块、数-
模转换块、模-数转换块、语音/传真合成块、语音/传真分组块、数字
信号处理块、IP报文封装/发送块等功能块实现的。
语音的基本呼叫建立过程：我们假设呼叫双方都知道对方的IP地
址，建立呼叫过程使用的是TCP协议承载H.225和H.245，以保证呼
叫的可靠建立。如图7所示，呼叫成功链路建立后，将话音的模拟信
号采样，进行模数转换形成数字信号，对数字信号进行分组，再通过
编码算法(如G.711或G.729或G.723)将分组的数字信号进行编码，
再采用RTP(实时传送协议)/UDP协议封装组成网络报文，然后发送
出去，再经由扩展总线171发送到控制器单元10，最后转发到广域网
2；同样的，由广域网2上传来的IP网络报文经过解报、解压、编码、
合成、数模转换后，转换成模拟信号发送到普通电话机/传真机上，从
而实现在网络上实现电话/传真的功能。
所述网络集成接入装置1的工作需要软件支持，其主要软件单元包
括驱动程序、实时操作系统、协议单元和配置单元。所述的软件可以
储存在网络集成接入装置1提供的闪存存储器90内。驱动程序使得操
作系统可以和实际硬件进行沟通，并共同提供对接口的支持。操作系
统是实时多任务系统(如Linux或PSOS或VxWorks或MAC OS或
Windows系列等)，提供任务调度、内存管理、队列、事件等任务间通
信机制，提供通用函数接口等等。协议单元是对网络集成接入装置1
的各接口通讯协议、网络通讯协议等进行调配、操作。而用户则可以
通过配置单元对网络集成接入装置1进行配置、管理。本发明网络集
成接入装置1的核心协议是IP协议，核心的数据结构是路由转发表，
实现路由功能，其基本工作是：建立路由转发表；接收从不同接口进
来的网络报文；对收到的网络报文进行处理(网络地址转移处理)，根
据转发表选择一个合适的接口转发出去。
图8示本发明网络集成接入装置优选实施例的工作流程图。如图8
所示，上电后，对所述网络集成接入装置1进行初始化，例如：检测
硬件状态、引导操作系统、创建所需的任务、信号量等、读取配置数
据、配置对应的协议单元、初始化接口表、对局域网内的终端设备3
分别配置唯一的内部IP地址、建立路由转发表等。然后，网络集成接
入装置1进入等待状态，等待各接口进入的信号。
当网络集成接入装置1从其中一个接口接收到信号/数据，则其对
应的接入单元对信号/数据进行接收处理，组成网络报文；然后，对所
述网络报文与路由转发表进行比对，确定转发的路径；再对网络报文
进行转发处理，最后从对应的接口发送到广域网2或对应的终端设备3。
例如：当局域网中的终端设备3中的一台计算机(通过电力线接入)
准备向局域网内的另外一台计算机(通过无线接入)发出数据，其流
程如下：
A.网络集成接入装置1判断接收到发自局域网计算机的信号；
B.对该信号进行接收处理：解耦、模-数转换、进行PHY层和
MAC层的处理，取得网络报文；
C.将所述的网络报文与路由转发表进行比对，发现其网络报
文指向的IP地址是局域网内的另一台计算机，准备转发网
络报文；
D.对网络报文进行转发处理，所述网络报文经过组帧、调制、
DA转换、功率放大等一系列处理后，最后通过发射天线发
送到对应的计算机，完成数据传输。
可以理解的，局域网中以其他方式接入的终端设备3(如有线LAN
接入、无线接入)，向局域网中另一终端设备3传送数据时，其信号接
收处理和数据报文转发处理依照有线LAN接入单元50和无线接入单
元40的功能进行处理即可，即改变上述流程的步骤B和步骤D。
当所述局域网中的终端设备3中的一台计算机(通过电力线接入)
准备向广域网2发出数据，其流程如下：
A.网络集成接入装置1判断接收到发自局域网计算机的信号；
B.对该信号进行接收处理：解耦、模-数转换、进行PHY层和
MAC层的处理，取得网络报文；
C.将所述的网络报文与路由转发表进行比对，没有发现局域
网内有所述网络报文指向的IP地址，对网络报文进行网络
地址转移处理，准备向广域网2转发网络报文；
D.所述网络报文代码转换、帧分解、编码、调制、合成、回
音抵消后，发往模拟前端、线路驱动，最后通过普通电话
线发送到ISP的接入服务器，完成数据传输到广域网2。
同样可以理解的，当所述局域网中的终端设备3是通过有线LAN
接入或无线接入，则信号接收处理依照有线LAN接入单元50或无线
接入单元40的功能进行处理即可。
当网络集成接入装置1接收到从广域网2发出的数据时，所述网络
集成接入装置1进行逆向处理，再根据路由发送到对应的终端设备3中；
下面以发送到电力线接入的终端设备说明，其流程如下：
A.网络集成接入装置1的线路驱动、模拟前端接收到发自广
域网的信号；
B.对该信号进行分解、回音抵消、解调、解码、帧合成、代
码转换后，组成网络报文；
C.将所述的网络报文与路由转发表进行比对，对网络报文进
行网络地址转移处理，准备向局域网转发网络报文；
D. 对该网络报文进行PHY层和MAC层的处理、数-模转换、
耦合，再经电力线传送到对应的终端设备。
可以理解的，当广域网2传送的信号要传送到无线接入或有线LAN
接入网络集成接入装置1的终端设备时，上述流程D依照无线接入单
元40或有线LAN接入单元50的功能处理即可。
当局域网中的一台电话机向局域网中的另外一台电话机发起呼叫，
建立连接，网络集成接入装置1的流程如下：
A.网络集成接入装置1判断接收到发自局域网的一台电话机
的信号；
B.将话音的模拟信号采样，进行模数转换形成数字信号，对
数字信号进行分组，再分组的数字信号进行编码，再封装
组成网络报文；
C.将所述的网络报文与路由转发表进行比对，发现其网络报
文指向的IP地址是局域网内的另一台电话机，准备转发网
络报文；
D.将网络报文进行解报、解压、编码、合成、数模转换后，
转换成模拟信号发送到对应的电话机。
可以理解的，当局域网的电话机向广域网2的国际互联网或城域网
中的电话机发起呼叫，建立连接，网络集成接入装置1的工作流程做
出相对应的改变即可，即上述流程的步骤C改变为：将所述的网络报
文与路由转发表进行比对，没有发现局域网内有所述网络报文指向的
IP地址，对网络报文进行网络地址转移处理，准备向广域网2转发网
络报文。当局域网的电话机向广域网2的PSTN网的电话发起呼叫时，
可以通过中继器、短接器等转接机构，使局域网的电话机直接接入到
PSTN网，实现普通电话的功能。