專利名稱：一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以太網(wǎng)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有市場(chǎng)上的物理層接入芯片主要規(guī)格有10/100M自適應(yīng)、千兆以太網(wǎng)(GE，Gigabit Ethernet)和10GE等多種。這類芯片的主要功能是完成以太網(wǎng)信號(hào)的物理層處理，對(duì)外形態(tài)包括對(duì)傳輸線的接口和對(duì)MAC層的接口。
現(xiàn)有10/100M自適應(yīng)物理層芯片的每個(gè)對(duì)外物理端口需要使用4根傳輸線，即兩對(duì)差分線，其中，一對(duì)差分線專門作發(fā)送使用，另外一對(duì)差分線專門用作接收使用，如圖1所示。所述物理層芯片的通信狀態(tài)可以是全雙工模式，也可以是半雙工模式。當(dāng)10/100M自適應(yīng)物理層芯片工作于全雙工通信模式時(shí)，作為發(fā)送使用的差分線對(duì)和作為接收使用的差分線對(duì)同時(shí)工作；當(dāng)10/100M自適應(yīng)物理層芯片工作于半雙工通信模式時(shí)，作為發(fā)送使用的差分線對(duì)和作為接收使用的差分線對(duì)分時(shí)工作，即物理層處理芯片接收數(shù)據(jù)時(shí)，兩根發(fā)送線處于空閑狀態(tài)，物理層處理芯片發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，兩根接收線處于空閑狀態(tài)。
由此可知，無(wú)論10/100M自適應(yīng)物理層芯片處于全雙工還是半雙工通信模式下，每個(gè)對(duì)外物理端口都需要使用4根傳輸線。在使用以太網(wǎng)的技術(shù)中，例如利用以太網(wǎng)進(jìn)行小區(qū)的寬帶接入時(shí)，由于小區(qū)用戶數(shù)目非常多，從局端到用戶端之間的接入距離從幾米、幾十米到幾公里不等，而現(xiàn)有每個(gè)10/100M物理層芯片的對(duì)外物理端口都需要4根傳輸線，基于傳輸線的自身制造成本以及傳輸線在局端和用戶端之間的架設(shè)成本都導(dǎo)致現(xiàn)有10/100以太網(wǎng)寬帶接入的成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置及方法，以降低現(xiàn)有10/100M以太網(wǎng)寬帶接入中所需的傳輸線數(shù)目，進(jìn)而減少布線成本。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置，包括至少一個(gè)單對(duì)差分線接口、與上述同一個(gè)單對(duì)差分線接口耦合的本地發(fā)送器及本地接收器，其中，本地發(fā)送器，用于向所述單對(duì)差分線接口發(fā)送本地信號(hào)；本地接收器，用于接收來(lái)自所述單對(duì)差分線接口的對(duì)端信號(hào)。
所述接收器包括通道分離單元，用以分離發(fā)送和接收通道。
優(yōu)選的，當(dāng)所述單對(duì)差分線接口工作于全雙工通信模式時(shí)，所述通道分離單元為回波抵消單元，用于根據(jù)自所述單對(duì)差分線接口獲得的信號(hào)和本地發(fā)送器提供的本地信號(hào)還原出對(duì)端信號(hào)。
優(yōu)選的，當(dāng)所述單對(duì)差分線接口工作于半雙工通信模式時(shí)，所述通道分離單元為沖突檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述單對(duì)差分線接口連接的一對(duì)差分線上是否存在信號(hào)沖突；如果存在沖突，則所述本地發(fā)送器暫停向單對(duì)差分線接口發(fā)送本地信號(hào)。
優(yōu)選的，還包括控制單元，用于配置2線/4線傳輸方式、全雙工/半雙工工作模式和/或單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量。
優(yōu)選的，當(dāng)兩個(gè)以上單對(duì)差分線接口隸屬于一個(gè)對(duì)外物理端口時(shí)，該對(duì)外物理端口的各單對(duì)差分線接口并行工作。
一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸方法，所述方法包括以下步驟
a通過(guò)至少一個(gè)單對(duì)差分線將本地信號(hào)發(fā)送至對(duì)端；b通過(guò)發(fā)送本地信號(hào)所使用的單對(duì)差分線接收對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的對(duì)端信號(hào)。
優(yōu)選的，如果工作于半雙工通信模式下，則所述步驟a的執(zhí)行條件為所述單對(duì)差分線上不存在信號(hào)沖突。
優(yōu)選的，如果工作于全雙工工作模式下，則步驟b具體為根據(jù)自發(fā)送本地信號(hào)所使用的單對(duì)差分線上接收的信號(hào)和所述本地信號(hào)還原出對(duì)端信號(hào)。
優(yōu)選的，還包括配置2線/4線傳輸方式、全雙工/半雙工工作模式和/或單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量。
優(yōu)選的，如果兩個(gè)以上單對(duì)差分線服務(wù)于一個(gè)對(duì)外物理端口，則所述各單對(duì)差分線并行工作。
以上技術(shù)方案可以看出，在本發(fā)明適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置中，包括至少一個(gè)單對(duì)差分線接口，而且每個(gè)單對(duì)差分線接口都對(duì)應(yīng)有與其耦合的本地發(fā)送器及本地接收器，其中，本地發(fā)送器用于向所述單對(duì)差分線接口發(fā)送本地信號(hào)；本地接收器用于接收來(lái)自所述單對(duì)差分線接口的對(duì)端信號(hào)。由此，每個(gè)差分線接口既可以向外發(fā)送數(shù)據(jù)，又可以自對(duì)端接收數(shù)據(jù)，從而使得進(jìn)行1000M速率以下的以太網(wǎng)物理層傳輸時(shí)，每個(gè)對(duì)外物理端口只需要一個(gè)單對(duì)差分線接口(一對(duì)差分線)，進(jìn)而降低了現(xiàn)有10/100M以太網(wǎng)寬帶接入中所需的傳輸線數(shù)目，減少運(yùn)營(yíng)成本。


圖1為現(xiàn)有10/100M物理層芯片的傳輸結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種以太網(wǎng)傳輸裝置的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一種以太網(wǎng)傳輸裝置的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種以太網(wǎng)傳輸裝置的第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明一種以太網(wǎng)傳輸裝置第四實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明一種以太網(wǎng)傳輸方法第一實(shí)施例流程圖；圖7為本發(fā)明一種以太網(wǎng)傳輸方法第二實(shí)施例流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明公開的一種以太網(wǎng)傳輸裝置第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置適用于1000M以下傳輸速率，而且工作于全雙工通信模式下，即收、發(fā)同時(shí)進(jìn)行。
所述傳輸裝置包括一個(gè)與一對(duì)差分傳輸線10相連的單對(duì)差分線接口11，與單對(duì)差分線接口11耦合的第一本地發(fā)送器13及第一本地接收器12，第一本地接收器12中包含回波抵消單元121。其中，第一本地發(fā)送器13用于向單對(duì)差分線接口11發(fā)送本地信號(hào)；第一本地接收器12用于接收來(lái)自單對(duì)差分線接口11的對(duì)端信號(hào)。
在本實(shí)施例中，單對(duì)差分線接口11主要是指第一本地接收器12、第二本地發(fā)送器13與一對(duì)差分傳輸線10之間的接口。需要說(shuō)明，當(dāng)本發(fā)明的傳輸裝置為芯片級(jí)別時(shí)，該接口可以被視為一個(gè)邏輯接口，僅用于表明與其連接的是一對(duì)差分傳輸線。
因?yàn)閱螌?duì)差分線接口11既與第一本地發(fā)送器13耦合，又與第一本地接收器12耦合，所以本實(shí)施例的傳輸裝置通過(guò)同一對(duì)差分傳輸線10進(jìn)行信號(hào)傳輸。下面結(jié)合本實(shí)施例傳輸裝置的工作原理，進(jìn)一步介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
在發(fā)送方向上，第一本地發(fā)送器13將需要傳輸?shù)綄?duì)端的本地物理層信號(hào)發(fā)送到單對(duì)差分線接口11。
在接收方向上，第一本地接收器12自單對(duì)差分線接口11接收對(duì)端信號(hào)。前面提過(guò)，本實(shí)施例中的傳輸裝置工作于全雙工通信模式，因此所述一對(duì)差分傳輸線10上在承載著對(duì)端到本地的對(duì)端信號(hào)同時(shí)，也承載著本地發(fā)送到對(duì)端的本地信號(hào)，即差分傳輸線10上傳輸?shù)氖潜镜匦盘?hào)和對(duì)端信號(hào)疊加在一起的混合信號(hào)。
由此，第一本地接收器12自單對(duì)差分線接口11獲得的信號(hào)是對(duì)端信號(hào)和本地信號(hào)疊加在一起的混合信號(hào)。為了從所述混合信號(hào)中獲得實(shí)際的對(duì)端信號(hào)，在第一本地接口中設(shè)置了回波抵消單元121?；夭ǖ窒麊卧?21不但自單對(duì)差分線接口10獲得混合信號(hào)，還自第一本地發(fā)送器13獲得發(fā)送到單對(duì)差分線接口11的本地物理層發(fā)送信號(hào)。
根據(jù)現(xiàn)有數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)，如果可以獲知信號(hào)A和信號(hào)B疊加在一起混合信號(hào)，又知道上述兩個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)信號(hào)，那么就可以通過(guò)DSP處理還原出另外一個(gè)未知信號(hào)。對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的回波抵消單元121，其在獲知對(duì)端信號(hào)和本地信號(hào)疊加在一起的混合信號(hào)以及本地信號(hào)的情況下，可以通過(guò)現(xiàn)有DSP技術(shù)還原出原始的對(duì)端信號(hào)。
通過(guò)上述敘述可知，當(dāng)本發(fā)明以太網(wǎng)物理層傳輸裝置工作于全雙工通信模式時(shí)，僅通過(guò)一對(duì)差分線即可實(shí)現(xiàn)雙方物理層信號(hào)的傳輸。
請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明公開的一種以太網(wǎng)傳輸裝置第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置適用于1000M以下傳輸速率，而且工作于半雙工通信模式，即只收不發(fā)或只發(fā)不收(收、發(fā)不同時(shí))。
本實(shí)施例的傳輸裝置包括一個(gè)與一對(duì)差分傳輸線10相連的單對(duì)差分線接口11，與單對(duì)差分線接口11耦合的第二本地發(fā)送器23及第二本地接收器22，第二本地接收器22中包含沖突檢測(cè)單元221。其中，第二本地發(fā)送器23用于向單對(duì)差分線接口11發(fā)送本地信號(hào)；第二本地接收器22用于接收來(lái)自單對(duì)差分線接口11的對(duì)端信號(hào)。
通過(guò)上段描述即可看出，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要區(qū)別之處在于，第二本地接收器22中的沖突檢測(cè)單元替代了第一實(shí)施例中第一本地接收器12中的回波抵消單元121。上述變化是由傳輸裝置的通信模式發(fā)生變化導(dǎo)致的，第一實(shí)施例的通信模式為全雙工，而本實(shí)施例的通信模式為半雙工。
設(shè)置沖突檢測(cè)單元221的主要目的是保證在通過(guò)差分傳輸線10接收對(duì)端信號(hào)時(shí)，不會(huì)向該差分傳輸線10發(fā)送本地信號(hào)，進(jìn)而滿足半雙工通信模式的要求。在實(shí)際應(yīng)用中，沖突檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方案很多，例如根據(jù)電壓信號(hào)的幅度進(jìn)行沖突檢測(cè)，因?yàn)槿绻罘志€10上存在疊加的混合信號(hào)，那么電壓信號(hào)的幅度和正常信號(hào)的幅度有較大差別；又例如將自單對(duì)差分線接口11接收的信號(hào)和第二本地發(fā)送器23發(fā)送到單對(duì)差分線接口11的本地信號(hào)進(jìn)行比較，判別是否一致。若一致，證明沒(méi)有沖突，說(shuō)明差分線10上不存在對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的對(duì)端信號(hào)；若不一致，說(shuō)明差分傳輸線10上有對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的對(duì)端信號(hào)或其他發(fā)送器正在傳輸信號(hào)(指?jìng)鹘y(tǒng)的總線情況)，即差分線10上存在沖突。
總之，如果沖突檢測(cè)單元221檢測(cè)到差分傳輸線10上存在沖突，則第二本地發(fā)送器23停止向單對(duì)差分線接口11發(fā)送數(shù)據(jù)，并作隨機(jī)化的延遲發(fā)送處理，以減少再次發(fā)送時(shí)，兩端又發(fā)生發(fā)送沖突的可能性。換而言之，第二本地發(fā)送器23的發(fā)送與否受沖突檢測(cè)單元221的影響，這點(diǎn)與第一實(shí)施例中的第一本地發(fā)送器13不同。
由此可知，在本發(fā)明以太網(wǎng)物理層傳輸裝置工作于半雙工通信模式時(shí)，同樣僅通過(guò)一對(duì)差分線即可實(shí)現(xiàn)雙方物理層信號(hào)的傳輸。
請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明公開的以太網(wǎng)傳輸裝置的第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例的傳輸裝置既可以工作于全雙工通信模式，也可以工作于半雙工通信模式。本實(shí)施例中的傳輸裝置包括多個(gè)單對(duì)差分線接口11，以及每個(gè)單對(duì)差分線接口11都對(duì)應(yīng)有第三本地接收器32和第三本地發(fā)送器33，其中每?jī)蓚€(gè)差分線接口構(gòu)成一個(gè)對(duì)外物理端口，并且每個(gè)對(duì)外物理端口都配置有一個(gè)控制寄存器41，所述控制寄存器可以對(duì)隸屬于該物理端口的各第三本地接收器32和第三本地發(fā)送器33進(jìn)行控制。為了敘述方便，在圖4中只示出了一個(gè)對(duì)外物理端口對(duì)應(yīng)的傳輸裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并據(jù)此進(jìn)行必要說(shuō)明，其他未示出的對(duì)外物理端口與其相同。
第三本地接收器32可以看作是第一本地接收器12和第二本地接收器22的集成，同理，第三本地發(fā)送器33相當(dāng)于第一本地發(fā)送器13和第二本地發(fā)送器23的集成，進(jìn)而，第三本地接收器32和第三本地發(fā)送器33既可以工作于全工作通信模式(此時(shí)相當(dāng)于第一實(shí)施例)，也可以工作于半雙工通信模式(此時(shí)相當(dāng)于第二實(shí)施例)。至于工作在哪個(gè)通信模式下，可以通過(guò)控制寄存器41中的一位控制比特進(jìn)行設(shè)置，例如，控制比特為“0”，表明該對(duì)外物理端口工作于全雙工通信模式；控制比特為“1”表明該對(duì)外物理端口工作于半雙工通信模式。應(yīng)當(dāng)理解，即使每個(gè)物理端口只有一個(gè)單對(duì)差分線接口，也可以為其設(shè)置表明通信模式的控制比特。
此外，控制寄存器41還可以用于設(shè)置該對(duì)外物理端口的2線/4線傳輸方式。實(shí)質(zhì)是通過(guò)設(shè)置某個(gè)傳輸方式控制比特的值，來(lái)決定用于發(fā)送的單對(duì)差分線接口和用于接收的單對(duì)差分線接口是否相同，更進(jìn)一步，決定用于對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)的差分線是否和接收對(duì)端信號(hào)的差分線相同。以圖4中所示的包含兩個(gè)單對(duì)差分線接口11的對(duì)外物理端口為例，假設(shè)傳輸方式控制比特值為“1”表明采用2線傳輸方式，那么就會(huì)通過(guò)兩個(gè)單對(duì)差分線接口11中的一個(gè)既進(jìn)行接收又進(jìn)行發(fā)送；如果傳輸方式控制比特值為“0”表明采用4線傳輸方式，那么兩個(gè)差分線接口11中的一個(gè)用于接收對(duì)端信號(hào)，另外一個(gè)用于對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)。
假設(shè)采用4線傳輸方式時(shí)，選擇圖4上層單對(duì)差分線接口11用作對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)，下層單對(duì)差分線接口11用作接收對(duì)端信號(hào)。那么，與上述兩個(gè)單對(duì)差分線接口11相耦合的收、發(fā)器也相應(yīng)發(fā)生變化。
具體而言，與上層單對(duì)差分線接口11相耦合的第三本地發(fā)送器33被關(guān)閉，與上層單對(duì)差分線接口11相耦合的第三本地接收器32中的回波抵消單元121也被關(guān)閉；與下層單對(duì)差分線接口11相耦合的第三本地接收器32被關(guān)閉。另外，與上層單對(duì)差分線接口11相耦合的第三本地接收器32中的沖突檢測(cè)單元221，轉(zhuǎn)為控制與下層單對(duì)差分線接口11相耦合的第三本地發(fā)送器33。
此外需要說(shuō)明，前文描述每個(gè)單對(duì)差分線接口11都對(duì)應(yīng)于一套本地收/發(fā)器，是從邏輯上講的。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以采用一套收/發(fā)器控制兩個(gè)(兩個(gè)以上也可以)單對(duì)差分線接口11，如圖5所示。
當(dāng)圖5中的對(duì)外物理端口工作于2線傳輸方式時(shí)，控制寄存器41為第三本地接收器32和第三本地發(fā)送器33只選擇一個(gè)單對(duì)差分線接口11進(jìn)行信號(hào)傳輸。如果選擇使用上層單對(duì)差分線接口11進(jìn)行信號(hào)傳輸，那么第三本地發(fā)送器33與下層單對(duì)差分線接口11的耦合鏈路52，以及第三本地接收器32與下層單對(duì)差分線接口11的耦合鏈路53都相當(dāng)于斷路狀態(tài)；反之亦然。
當(dāng)圖5中的對(duì)外物理端口工作于4線傳輸方式時(shí)，假設(shè)選擇下層單對(duì)差分線接口11專用于對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)，上層單對(duì)差分線接口11專用于接收對(duì)端信號(hào)。那么，第三本地發(fā)送器33與下層單對(duì)差分線接口11的耦合鏈路52，以及第三本地接收器32與上層單對(duì)差分線接口11的耦合鏈路50都相當(dāng)于通路狀態(tài)；而第三本地發(fā)送器33與上層單對(duì)差分線接口11的耦合鏈路51，以及第三本地接收器32與下層單對(duì)差分線接口11的耦合鏈路53都相當(dāng)于斷路狀態(tài)。此外，第三本地接收器32中的回波抵消單元121被關(guān)閉。
由于現(xiàn)有10/100M以太網(wǎng)物理層芯片的每個(gè)對(duì)外物理端口都是采用兩對(duì)差分線(4根線)進(jìn)行傳輸，因此本實(shí)施例中所示2線/4線可選的傳輸裝置可以很好的兼容現(xiàn)有的4線傳輸技術(shù)。
更進(jìn)一步，通過(guò)控制寄存器41還可以設(shè)置每個(gè)對(duì)外物理端口單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量。例如，設(shè)置所述對(duì)外物理端口單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量是30M，那么就意味著允許對(duì)端傳輸?shù)奖镜氐膶?duì)端信號(hào)單位流量是70M(假設(shè)單位時(shí)間內(nèi)的最大總流量為100M)，進(jìn)而可以得到不對(duì)稱的上下行流量。使用上述方法，可以做到兩個(gè)物理端口在一對(duì)一半雙工通信時(shí)，兩側(cè)能夠發(fā)送和接收的流量不同。尤其對(duì)于以太網(wǎng)寬帶接入用戶而言非常有意義，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)用戶流量統(tǒng)計(jì)結(jié)果及時(shí)調(diào)整各物理端口的單位最大發(fā)送流量，進(jìn)而合理分配線纜(差分線傳輸線)的最大傳輸能力，達(dá)到優(yōu)化配置的目的。
優(yōu)選的，為了提高傳輸效率，當(dāng)兩個(gè)以上單對(duì)差分線接口隸屬于一個(gè)對(duì)外物理端口時(shí)，該對(duì)外物理端口包含的各單對(duì)差分線接口可以并行工作。例如，假設(shè)本發(fā)明以太網(wǎng)物理層傳輸裝置的某個(gè)對(duì)外物理端口包含2個(gè)單對(duì)差分線接口，其在進(jìn)行1000M速率以下的以太網(wǎng)信號(hào)傳輸時(shí)，所述2個(gè)單對(duì)差分線接口同時(shí)工作(全雙工或半雙工均可)，并行傳輸信號(hào)，其中每個(gè)單對(duì)差分線接口既用于接收信號(hào)又用于發(fā)送信號(hào)。當(dāng)然，每個(gè)物理端口中并行工作的單對(duì)差分線接口數(shù)目不僅僅限于2個(gè)，可以根據(jù)實(shí)際通信質(zhì)量、速率的要求合理設(shè)置。
需要說(shuō)明，雖然上述控制寄存器41可以具有多個(gè)控制比特位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多種功能模式的選擇控制，但是不應(yīng)理解所述各控制比特必須同時(shí)存在。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境需要任意選擇其中的一個(gè)或幾個(gè)控制比特，甚至在應(yīng)用環(huán)境單一的情況下可以也不設(shè)置控制寄存器。
以上通過(guò)三個(gè)實(shí)施例詳細(xì)的介紹了本發(fā)明的適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置，針對(duì)所述幾個(gè)實(shí)施例有幾點(diǎn)需要說(shuō)明(1)為了兼容現(xiàn)有10/100M物理層芯片的4線傳輸技術(shù)，可以將本發(fā)明以太網(wǎng)傳輸裝置的每個(gè)對(duì)外物理端口設(shè)計(jì)為包含兩個(gè)單對(duì)差分線接口，在傳輸時(shí)根據(jù)控制寄存器的配置選擇2線或4線的傳輸方式，即選擇使用一個(gè)單對(duì)差分線接口或兩個(gè)單對(duì)差分線接口進(jìn)行傳輸。
例如在利用以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行寬帶接入用戶時(shí)，如果用戶和局端之間有已經(jīng)布設(shè)好的電話線(其內(nèi)部包含一對(duì)差分線)，那么就可以在用戶和局端分別使用本發(fā)明的適用于1000M速率以下的以太網(wǎng)傳輸裝置(替代現(xiàn)有10/100M物理層芯片)，并在控制寄存器中配置2線模式，進(jìn)而運(yùn)營(yíng)商就可以利用上述電話線直接進(jìn)行以太網(wǎng)寬帶接入，無(wú)需重新鋪設(shè)包含兩對(duì)差分線的線纜。即使沒(méi)有可用的電話線，需要重新鋪設(shè)線纜，由于采用本發(fā)明傳輸裝置的兩線技術(shù)，可以使得進(jìn)行1000M以下速率以太網(wǎng)傳輸時(shí)的傳輸線數(shù)目減半，同樣達(dá)到了降低成本的目的。
當(dāng)然，本發(fā)明的以太網(wǎng)傳輸裝置也可以不考慮對(duì)現(xiàn)有10/100M傳輸技術(shù)的兼容，每個(gè)物理端口都設(shè)計(jì)為2線(一對(duì)差分線)傳輸方式，在這種情況下每個(gè)物理端口可以只包含一個(gè)單對(duì)差分線接口。
(2)由于本發(fā)明適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置與現(xiàn)有10/100M物理層芯片的主要區(qū)別之處，在于發(fā)送和接收的前端部分，而對(duì)于發(fā)送本地物理層信號(hào)之前具體進(jìn)行了哪些處理(如物理層編碼、傳輸編碼等)，以及接收到對(duì)端信號(hào)后又進(jìn)行了哪些物理層處理都不是本發(fā)明關(guān)心的內(nèi)容，該部分的具體實(shí)現(xiàn)不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。也是基于上述原因，本發(fā)明以太網(wǎng)傳輸裝置中的本地發(fā)送器和本地接收器是一個(gè)廣義的概念。
以發(fā)送器為例，可以認(rèn)為其具有現(xiàn)有物理層芯片對(duì)外發(fā)送之前的多種信號(hào)處理功能，例如擾碼編碼、物理層編碼以及傳輸編碼等，將其進(jìn)行的上述處理統(tǒng)稱為物理層發(fā)送處理單元。當(dāng)所述物理層發(fā)送處理單元對(duì)來(lái)自MAC層的碼流進(jìn)行相應(yīng)物理層處理后，發(fā)送到單對(duì)差分線接口。如果所述以太網(wǎng)傳輸裝置處于半雙工通信模式，所述發(fā)送器還要受沖突檢測(cè)單元的控制，當(dāng)所述沖突檢測(cè)單元檢測(cè)出線上有沖突時(shí)，發(fā)送器就停止發(fā)送。如果所述以太網(wǎng)傳輸裝置處于全雙工通信模式，則在發(fā)送方向上沒(méi)有限制，即使單對(duì)差分線傳輸線上承載著對(duì)端信號(hào)，也照常發(fā)送。
接收器也類似，可以認(rèn)為其包含現(xiàn)有物理層芯片接收到對(duì)端信號(hào)之后的多種信號(hào)處理功能，例如傳輸解碼、擾碼解碼、物理層解碼等，可以將其進(jìn)行的上述處理統(tǒng)稱為物理層接收處理單元。當(dāng)接收器自單對(duì)差分線口獲得對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的對(duì)端信號(hào)后，所述物理層接收處理單元進(jìn)行后續(xù)的物理層處理，如傳輸解碼、擾碼解碼、物理層解碼等。需要說(shuō)明，如果所述接收器工作于半雙工通信模式，那么接收器自單對(duì)差分線接收到信號(hào)后可以直接進(jìn)行后續(xù)各種物理層處理；如果所述接收器工作于全雙工通信模式，則需要經(jīng)過(guò)回波抵消單元還原出原始的對(duì)端信號(hào)后再進(jìn)行后續(xù)物理層處理。
此外，基于現(xiàn)有MAC層芯片和物理層芯片可以集成為一個(gè)芯片的技術(shù)，本發(fā)明以太網(wǎng)傳輸裝置中的發(fā)送器和接收器甚至可以包含MAC層的處理部分?？偠灾?，可以將發(fā)送器看作一個(gè)發(fā)送通道，而接收器看作一個(gè)接收通道，至于發(fā)送通道和接收通道中具體包含了哪些信號(hào)處理單元，并沒(méi)有限制。只要在發(fā)送前端和接收前端采用了本發(fā)明公開的收發(fā)共線技術(shù)方案即可。
本發(fā)明還公開了一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸方法。請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明以太網(wǎng)傳輸方法的第一實(shí)施例流程圖，在本實(shí)施例中采用的是半雙工通信模式。
步驟610檢測(cè)至少一個(gè)單對(duì)差分線上是否存在對(duì)端信號(hào)，如果不存在對(duì)端信號(hào)，則進(jìn)入步驟620；如果存在對(duì)端信號(hào)，則進(jìn)入步驟640。
由于傳輸過(guò)程采用半雙工通信模式，即只收不發(fā)或只發(fā)不收，因此在對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)的同時(shí)，要檢測(cè)單對(duì)差分傳輸線上是否有對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)(對(duì)端信號(hào))，以此保證接收對(duì)端信號(hào)的同時(shí)不對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)。此外，為了提供傳輸速率，如果兩個(gè)以上的差分線服務(wù)于一個(gè)物理端口，這幾個(gè)單對(duì)差分線可以并行工作，前面有過(guò)詳細(xì)介紹，此處不再贅述。
步驟620通過(guò)上述單對(duì)差分線將本地信號(hào)發(fā)送至對(duì)端。假設(shè)只采用一個(gè)單對(duì)差分線進(jìn)行傳輸，則將待發(fā)送的物理層信號(hào)通過(guò)該單對(duì)差分線傳輸?shù)綄?duì)端。
步驟630通過(guò)發(fā)送時(shí)使用的單對(duì)差分線接收對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的對(duì)端信號(hào)。由于信息交互是雙方的，因此對(duì)端也需要向相本地傳輸信號(hào)，為了與本地信號(hào)相區(qū)別將其稱為對(duì)端信號(hào)。發(fā)送時(shí)使用的單對(duì)差分線也用于接收對(duì)端信號(hào)。
步驟640停止對(duì)外發(fā)送本地信號(hào)，并做隨機(jī)延遲發(fā)送處理，間隔一定時(shí)間再執(zhí)行步驟610的操作。
請(qǐng)參閱圖7，其為本發(fā)明公開的以太網(wǎng)傳輸方法第二實(shí)施例流程圖，在本實(shí)施例中采用的是全雙工通信模式。
步驟710通過(guò)至少一個(gè)單對(duì)差分線將本地信號(hào)發(fā)送至對(duì)端。假設(shè)只采用一個(gè)單對(duì)差分線進(jìn)行傳輸，則將待發(fā)送的物理層信號(hào)通過(guò)該單對(duì)差分線傳輸?shù)綄?duì)端。優(yōu)選的，為了提供傳輸速率，如果兩個(gè)以上的差分線服務(wù)于一個(gè)物理端口，可以采用并行工作的方式，前面有過(guò)詳細(xì)介紹，此處不再贅述。
步驟720根據(jù)自發(fā)送本地信號(hào)所使用的單對(duì)差分線上接收的信號(hào)，以及所述本地信號(hào)還原出對(duì)端信號(hào)。由于信息交互是雙方的，因此對(duì)端也需要向相本地傳輸信號(hào)，將其稱為對(duì)端信號(hào)。由于本實(shí)施例在傳輸過(guò)程中采用全雙工通信模式，因此單對(duì)差分傳輸線上既承載著本地信號(hào)又承載著對(duì)端信號(hào)，進(jìn)而上述兩種信號(hào)疊加在一起形成混合信號(hào)。于是，本地需要從單對(duì)差分線上的混合信號(hào)中還原出對(duì)端信號(hào)，這樣才能進(jìn)行后續(xù)的物理層處理。根據(jù)現(xiàn)有DSP技術(shù)，在既知道對(duì)端信號(hào)和本地信號(hào)組成的混合信號(hào)，又知道發(fā)送出去的本地信號(hào)情況下，可以從混合信號(hào)中還原出對(duì)端信號(hào)。
優(yōu)選的，為了兼容現(xiàn)有10/100M以太網(wǎng)4線傳輸技術(shù)，可以預(yù)先配置2線/4線傳輸方式，2線傳輸方式比4線傳輸方式使用的傳輸線數(shù)據(jù)減少了一半，節(jié)約了成本。當(dāng)然，還可以為每個(gè)對(duì)外物理端口配置全雙工/半雙工工作模式以及單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量，此部分內(nèi)容請(qǐng)參考前文的描述。
從以上介紹可以知道在以太網(wǎng)接入利用本發(fā)明可以收到十分顯著的降低成本的效果；比如說(shuō)對(duì)于城市各個(gè)小區(qū)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，由于小區(qū)房屋建設(shè)的過(guò)程中，電信服務(wù)提供商已經(jīng)為每戶人家鋪設(shè)了兩根電話線，而事實(shí)上絕大部分的家庭只使用其中一根，另外一根閑置。而利用本發(fā)明的共線收發(fā)技術(shù)，可以將這一根閑置的電話線利用起來(lái)作為寬帶接入之用，從而省去了巨額的布線成本。對(duì)于部分鄉(xiāng)村居民來(lái)說(shuō)，雖然其家中并不存在閑置的電話線，然而即便是新鋪設(shè)一根電話線遠(yuǎn)比鋪設(shè)光纜和網(wǎng)線要便宜很多。而且隨著長(zhǎng)距離以太網(wǎng)收發(fā)技術(shù)上的進(jìn)步，目前以太網(wǎng)的傳輸距離得到了很大的提高；因此基于本發(fā)明的以太網(wǎng)接入應(yīng)用相對(duì)于現(xiàn)有流行的接入方式具有非常高的性價(jià)比。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)單對(duì)差分線接口、與上述同一個(gè)單對(duì)差分線接口耦合的本地發(fā)送器及本地接收器，其中，本地發(fā)送器，用于向所述單對(duì)差分線接口發(fā)送本地信號(hào)；本地接收器，用于接收來(lái)自所述單對(duì)差分線接口的對(duì)端信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)物理層傳輸裝置，其特征在于，所述接收器包括通道分離單元，用以分離發(fā)送和接收通道。
3.如權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)物理層傳輸裝置，其特征在于，當(dāng)所述單對(duì)差分線接口工作于全雙工通信模式時(shí)，所述通道分離單元為回波抵消單元，用于根據(jù)自所述單對(duì)差分線接口獲得的信號(hào)和本地發(fā)送器提供的本地信號(hào)還原出對(duì)端信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)物理層傳輸裝置，其特征在于，當(dāng)所述單對(duì)差分線接口工作于半雙工通信模式時(shí)，所述通道分離單元為沖突檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述單對(duì)差分線接口連接的一對(duì)差分線上是否存在信號(hào)沖突；如果存在沖突，則所述本地發(fā)送器暫停向單對(duì)差分線接口發(fā)送本地信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的以太網(wǎng)物理層傳輸裝置，其特征在于，還包括控制單元，用于配置2線/4線傳輸方式、全雙工/半雙工工作模式和/或單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量。
6.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的以太網(wǎng)物理層傳輸裝置，其特征在于，當(dāng)兩個(gè)以上單對(duì)差分線接口隸屬于一個(gè)對(duì)外物理端口時(shí)，該對(duì)外物理端口的各單對(duì)差分線接口并行工作。
7.一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a通過(guò)至少一個(gè)單對(duì)差分線將本地信號(hào)發(fā)送至對(duì)端；b通過(guò)發(fā)送本地信號(hào)所使用的單對(duì)差分線接收對(duì)端傳輸過(guò)來(lái)的對(duì)端信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的以太網(wǎng)物理層的傳輸方法，其特征在于，如果工作于半雙工通信模式下，則所述步驟a的執(zhí)行條件為所述單對(duì)差分線上不存在信號(hào)沖突。
9.如權(quán)利要求7所述的以太網(wǎng)物理層的傳輸方法，其特征在于，如果工作于全雙工工作模式下，則步驟b具體為根據(jù)自發(fā)送本地信號(hào)所使用的單對(duì)差分線上接收的信號(hào)和所述本地信號(hào)還原出對(duì)端信號(hào)。
10.如權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的以太網(wǎng)物理層的傳輸方法，其特征在于，還包括配置2線/4線傳輸方式、全雙工/半雙工工作模式和/或單位時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)送流量。
11.如權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的以太網(wǎng)物理層的傳輸方法，其特征在于，如果兩個(gè)以上單對(duì)差分線服務(wù)于一個(gè)對(duì)外物理端口，則所述各單對(duì)差分線并行工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用低于千兆傳輸速率的以太網(wǎng)傳輸裝置，所述裝置包括至少一個(gè)單對(duì)差分線接口、與同一個(gè)單對(duì)差分線接口耦合的本地發(fā)送器及本地接收器，其中，本地發(fā)送器，用于向所述單對(duì)差分線接口發(fā)送本地信號(hào)；本地接收器，用于接收來(lái)自所述單對(duì)差分線接口的對(duì)端信號(hào)。由于本發(fā)明技術(shù)方案通過(guò)同一對(duì)差分線實(shí)現(xiàn)信號(hào)收和發(fā)，使得1000M以下速率的以太網(wǎng)傳輸線數(shù)目降低，節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)H04L5/16GK1921429SQ20061009945
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
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