ШЛЮЗ АБОНЕНТСКИЙ

Полезная модель относится к области цифровой связи, а именно к абонентскому шлюзу. Полезная модель предназначена для установки подключения к провайдеру телекоммуникационных услуг.
Известен комплексный шлюз и программная структура для распределенной домашней сети по заявке РФ на изобретение №2008119093, H04L 12/66, 2010. Комплексный шлюз включает в себя блок входного/выходного интерфейса для соединения с домашними бытовыми приборами, блок Интернет-шлюза для осуществления обмена данными, блок интерфейса телефонной сети. Устройство содержит микропроцессор для обработки данных, состоящий из блока управления телефонной сетью, блока управления интерфейсом для приема и передачи данных через входной/выходной интерфейс, блока для реализации службы автоматического ответа, блока коммутатора Ethernet. Программная структура комплексного шлюза включает агент использования сети данных для управления глобальной вычислительной сетью (WAN) или локальной сетью (LAN), агент использования телефонной сети для реализации функции ARS через блок интерфейса телефонной сети. Недостатком данного технического решения является отсутствие модуля Wi-Fi, что исключает возможность передачи данных беспроводным способом. Система не предусматривает возможность доступа к IP-телефонии, что делает устройство не универсальным и снижает удобство использования.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели выбрано решение по патенту РФ на полезную модель №90637, H04M 3/00, 2010. Мультисервисное устройство доступа содержит сетевой маршрутизатор, один выход которого соединен со входом шлюза IP-телефонии, второй выход соединен со входом интерактивного декодера, а третий предназначен для подключения одного или более персональных компьютеров. Так же устройство содержит блок беспроводного доступа к сети Интернет и IP-телефонии, который соединен с четвертым входом сетевого маршрутизатора. Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности подключения устройств через USB разъемы для организации служб доступа, что указывает на ограниченность функциональных возможностей данной полезной модели.
Техническая задача полезной модели состоит в расширении эксплуатационных возможностей устройства.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства.
Данный технический результат обеспечивается тем, что шлюз абонентский, содержащий центральный сетевой микропроцессор с микросхемами ОЗУ и ПЗУ, микросхему одновходового контроллера связанную с разъемом WAN для подключения к глобальной сети, микросхему четырехвходового контроллера связанную с разъемами LAN для подключения устройств к локальной сети. согласно полезной модели, дополнительно содержит модуль беспроводной связи Wi-Fi, разъем FXS для подключения аналогового телефона связанный с микросхемой аппаратного кодирования - декодирования речи, USB разъемы для подключения внешних устройств, в качестве центрального микропроцессора используется 32-битный, 2-х ядерный микропроцессор на базе архитектуры ARM, микросхема центрального процессора содержит контроллер USB связанный с USB разъемами, программное обеспечение центрального процессора включает программу для одновременного функционирования четырех служб доступа к данным: торрент-клиент, файловый сервер, сервер печати, FTP - сервер
Данный технический результат достигается за счет возможности одновременного доступа к данным, с помощью следующих служб доступа: торрент-клиент, файловый сервер, сервер печати, FTP - сервер. В качестве центрального микропроцессора в заявляемой полезной модели используется 32-битный, 2-х ядерный микропроцессор на базе архитектуры ARM, который является средством гигабитного доступа в сеть Ethernet для предоставления широкополосных услуг передачи данных, он одновременно передает и маршрутизирует сетевой трафик. Тактовая частота работы центрального процессора не менее 450 МГц. что обеспечивает высокую скорость передачи данных по коммуникационным портам. Центральный микропроцессор содержит два высокопроизводительных процессора и логику для ускорения процессов, что обеспечивает большую вычислительную мощность. Высокая вычислительная мощность центрального процессора является необходимым условием для обеспечения быстрой и надежной работы 4 служб доступа одновременно, т.е. применение 32-битного. 2-х ядерного микропроцессора на базе архитектуры ARM влияет на расширение функциональных возможностей устройства. Применение высокопроизводительного микропроцессора предоставляет возможность для доступа к данным автономно от устройства пользователя, с использованием 4 служб доступа к данным с помощью блока USB. Блок USB включает USB разъемы, напрямую соединенные с микросхемой центрального процессора, которая содержит контроллер USB, во внутреннюю структуру которой включен USB интерфейс. Блок USB позволяет подключать к устройству внешние носители информации и осуществлять работу с различными службами доступа к данным, что существенно расширяет функциональные характеристики заявляемого устройства. Программное обеспечение (ПО) центрального микропроцессора включает дополнительное ПО для обеспечения одновременной работы 4 служб доступа к данным. Возможность одновременного использования 4 служб доступа позволяет расширить функциональные и эксплуатационные характеристики шлюза.
На фигуре 1 представлена функциональная схема оборудования абонентского шлюза.
На фигуре 2 представлена функциональная схема оборудования абонентского шлюза с подключенными к оборудованию устройствами пользователя.
Устройство абонентский шлюз включает (фиг 1) центральный микропроцессор 1, блок беспроводной связи Wi-Fi 2, блок для подключения к глобальной сети WAN 3, блок для подключения локальной сети LAN 4, блок для подключения аналогового телефона FXS 5, блок для подключения внешних устройств памяти USB 6.
Абонентский шлюз служит для широкополосного доступа в Интернет по протоколам Ipv4/Ipv6 по технологии Triple-Play, которая позволяет одновременно осуществлять передачу цифровых данных, передачу данных посредством аналоговой и IP-телефонии. Абонентский шлюз представляет собой закрытый корпус, с размещенным внутри необходимым оборудованием. Абонентский шлюз включает в себя центральный 32-битный, 2-х ядерный микропроцессор (поз 1) на базе архитектуры ARM, например, процессор CS7522 на базе архитектуры Cortex-A9, имеющий два высокопроизводительных ядра с частотой работы не менее 450 МГц, микросхемы операционного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Основной функцией центрального процессора является выполнение ПО для обработки и анализа пересылаемых пакетов данных, выполнение ПО услуг предоставления доступа к данным, выполнение соединения с провайдером телекоммуникационных услуг, коммутация между внешней сетью и локальными (проводной и беспроводной) сетями и подключенными к процессору внешними устройствами. Центральный сетевой микропроцессор принимает, обрабатывает и пересылает данные между сетевым интерфейсом, коммутатором Ethernet, USB, Wi-Fi радиоадаптером. Устройство содержит блок WAN 3 (сетевой интерфейс), с одним разъемом, который служит для подключения и обмена данными с провайдером услуг Интернет, связь осуществляется по протоколу Ethernet по аппаратным стандартам 10-BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-TX. Блок LAN 4 имеет 4 разъема, служит для подключения устройств, объединенных в локальную сеть (ПК, сетевые принтеры, IP-телефоны), к внешней сети по протоколу Ethernet по аппаратным стандартам 10-BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-TX. Устройство содержит блок беспроводной связи Wi-Fi 2, состоящий из Wi-Fi радиоадаптера соединенного с центральным микропроцессором и предназначенного для подключения абонентских устройств по беспроводной связи по протоколу IEEE 802.11 b/g/n. Блок Wi-Fi 2 работает в диапазоне частот 2.412-2.484 ГГц, прием и передача сигнала осуществляются с помощью двух антенн, расположенных на корпусе шлюза. Устройство включает в себя блок USB 6, состоящий из USB разъемов, расположенных на корпусе устройства и соединенных с центральным сетевым микропроцессором, в микросхему которого включен USB интерфейс. Блок USB 6 обеспечивает подключение внешних носителей информации по стандартам USB 1.00/USB 2.00 и передачу данных в сетевой процессор и из него. Через блок USB 6 пользователь может получать данные из внешней сети по любому из четырех способов доступа одновременно: торрент-клиент, файловый сервер, сервер печати, FTP-сервер. Торрент-клиент - средство для передачи информации из сети Интернет с помощью службы передачи данных, через Web-интерфейс по протоколу Torrent. Файловый сервер - средство для передачи информации из сети Интернет с помощью службы файлового сервера Samba. FTP сервер - средство для передачи данных из сети Интернет с помощью службы файлового сервера FTP. Сервер печати - средство использования принтера для передачи данных из сети Интернет с помощью службы сервера печати. Устройство включает в себя блок FXS 5 предназначенный для подключения аналогового телефона к абонентскому шлюзу и передачи речевого сигнала через IP-сеть. Блок FXS 5 включает FXS разъемы и микросхему аппаратного кодирования - декодирования речи, преобразующую аналоговый сигнал в цифровой.
Программная структура для обеспечения работы абонентского шлюза включает: операционную систему Open WRT, на базе операционной системы Linux 2.6.36; системное ПО для организации доступа к глобальной сети (WAN) и локальной сети (LAN), подключенной к абонентскому шлюзу; программный комплекс для организации передачи телефонных разговоров по IP-сети по протоколу SIP v2.0 для аналоговых и IP-телефонов; программный комплекс для управления и настроек подсистемы шлюза через Web-интерфейс; программный комплекс для предоставления дополнительных услуг передачи и обработки данных; дополнительное ПО для обеспечения одновременной работы 4 служб доступа к данным. Программное обеспечение для организации доступа к глобальной сети (WAN) и локальной сети (LAN), подключенной к шине адреса включает: драйвер для подключения к глобальной сети по интерфейсам 10/100/1000 BASE-T и передачи данных из глобальной и локальной сети и в них; драйвер для подключения к локальной сети устройств по беспроводной связи по протоколу IEEE 802.11 b/g/n; драйвер для установки связи с провайдером Интернет - услуг по протоколам DHCP, PPTP, L2TP, РРРоЕ; драйверы для сетевых служб SNMP v1 v2c, IGMP v2.0, UPNP, NTP; драйвер для поддержки виртуальных подсетей по VLAN по протоколу IEEE 802.1q.
Работа устройства с использованием 4 служб доступа к данным осуществляется следующим образом. С использованием службы доступа «торрент-клиент»: в разъем блока USB 6 вставляется флеш-устройство, с помощью интерфейса USB центральный микропроцессор 1 распознает вставленное устройство. Через Web-интерфейс пользователь выбирает торренты для приема или раздачи данных, происходит запуск службы передачи данных по протоколу Torrent, с помощью системного ПО данные через блок WAN 3, передаются в глобальную сеть, через блок LAN 4 в локальную сеть. С использованием службы доступа «файловый сервер»: в разъем блока USB 6 вставляется флеш-устройство, с помощью интерфейса USB центральный микропроцессор 1 распознает вставленное устройство. Автоматически происходит запуск службы файлового сервера Samba, с помощью системного ПО данные через блок WAN 3, передаются в глобальную сеть, через блок LAN 4 в локальную сеть, по протоколам совместного доступа к файлам типа SMB/CIFS, NBT. С использованием службы доступа «FTP-сервер»: в разъем блока USB 6 вставляется флеш-устройство, с помощью интерфейса USB центральный микропроцессор 1 распознает вставленное устройство. Автоматически происходит запуск службы файлового сервера FTP, с помощью системного ПО данные через блок WAN 3, передаются в глобальную сеть, через блок LAN 4 в локальную сеть, по протоколу FTP. С использованием службы доступа «сервер печати»: к разъему блока USB 6 подключается принтер, с помощью интерфейса USB центральный микропроцессор 1 распознает подключенное устройство. Происходит запуск службы сервера печати, с помощью системного ПО данные через блок WAN 3 и через блок LAN 4 передаются на принтер с помощью службы сервера печати. Данные службы способны одновременно работать независимо друг от друга.
Таким образом, заявляемая полезная моделей позволяет обеспечить одновременную работу четырех служб доступа к данным, что расширяет функциональные возможности устройства.