CN101026523A - 物理层数据的发送方法及接收方法和物理层芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物理层数据的发送方法，包括：在物理编码子层对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层；在物理介质相连子层将从物理编码子层接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输。本发明还公开了一种物理层数据的接收方法以及一种物理层芯片。本发明能够通过电话线实现以太网接入，具有以太网接入的高带宽、高可靠性、易维护等优势，同时降低安装成本和复杂度，并能够提高解码检错能力及抗干扰能力，适用于大对数线缆串扰条件。
Description
技术领域
本发明涉及宽带接入技术，特别涉及物理层数据的发送方法、物理层数据的接收方法及物理层芯片，属于通信技术领域。
背景技术
宽带接入技术的接入方式主要包括ADSL接入方式以及以太网接入方式。
ADSL接入方式在有限的条件下能够满足宽带用户的初级上网需求，如网页浏览、Email收发以及VOIP等，但其存在速率较低、成本偏高、用户侧设备安装复杂等缺陷。
传统的以太网接入方式以四线方式为用户提供10Mbps或100Mbps的数据接入速率，虽然具有高带宽、高可靠性、易维护、广泛应用等优势，但由于只能主要采用在小区或者楼道处架设交换机，并新拉一根网线到用户家中，以直接和网卡或者网关的以太网口进行标准的以太网连接，因此其劣势主要在于布线方面：重新布网线成本较高，最后平均到每个用户大概需要接近七十到一百元人民币；新拉一根网线，这意味着入户的时候需要对用户房屋的墙壁或者门窗穿孔，操作麻烦并且影响美观，部分用户可能难以接受。
此外思科系统虽然提供了一种利用电话线传输的以太网接入方法，但其方案基于VDSL上传以太网协议(Ethernet over VDSL)技术，采用调制方式传输数据，与ADSL技术相类似，需要在电话线路两侧设置调制解调器，因此也具有成本偏高、安装操作复杂等缺陷。
随着宽带业务的不断推出，尤其是诸如网络电视(IPTV)，在线游戏等视频业务的兴起，需要更高的带宽，更易管理的网络结构以及更低成本的解决方案。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的缺陷，提供物理层数据的发送方法、物理层数据的接收方法及物理层芯片，能够通过电话线实现以太网接入，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时降低安装成本和复杂度，并且能够提高解码检错能力及抗干扰能力，适用于大对数线缆串扰条件。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种物理层数据的发送方法，包括：在物理编码子层(Physical Coding Sublayer，简称PCS)对从介质无关接口(Media Independent Interface，简称MII)接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码(即将4个二元码根据预设规则变换成3个三元码的编码方式)，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层(PhysicalMedium Attachment Sublayer，简称PMA)；在物理介质相连子层将从物理编码子层接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制(Pulse AmplitudeModulation-3，简称PAM-3)信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口(Media Dependent Interface，简称MDI)以及用于与双绞线交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)发送到双绞线进行传输。
上述技术方案提供了在以太网接入装置的物理层对要发送到双绞线上的数据的处理流程，在上述技术方案中，通过在物理编码子层进行4B3T编码，将要发送的每四个比特数据变换为三个三级符号，从而降低了波特率，而由于线缆对高频信号的衰减远大于对低频信号的衰减，因此通过降低波特率而大大减少了信号在双绞线中传输过程的衰减，从而大大增加了在双绞线中的传输距离，同时4B3T编码方法也提供了足够用于编码控制符号与传输错误符号的编码冗余，从而提高了解码检错能力；通过在物理介质相连子层对4B3T编码后得到的符号进行三级脉冲振幅调制(PAM-3)，转换为三级脉冲振幅调制信号后发送到双绞线进行传输，由于PAM-3调制方法能够增强抗干扰能力，从而能够适用于大对数线缆串扰条件；因此，通过上述技术方案能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入以及以太网数据的发送处理，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
优选地，为了节省电话线，使以太网信号与语言信号共线传输，所述将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输可具体包括：将经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)发送的所述三级脉冲振幅调制信号与语音信号进行叠加后，发送到双绞线进行传输。
优选地，在所述将所述三级脉冲振幅调制信号发送到双绞线进行传输之前，还包括通信双方建立通信链路的过程，在建立通信联络的过程中通信双方通过自协商过程建立通信链路的主导和从属关系，设定本地物理层芯片为主导模式或从属模式；在所述将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输时，如果本地物理层芯片为主导模式，则使用本地时钟作为本地物理层芯片发送所述三级脉冲振幅调制信号的时钟；如果本地物理层芯片为从属模式，则从所接收的通信链路上对端发送的信号中恢复时钟并作为本地物理层芯片发送所述三级脉冲振幅调制信号的时钟。
此外，标准的介质无关接口支持的参考时钟为25MHZ或2.5MHZ，分别对应100Mbps和10Mbps两种传输速率，上述技术方案适用于在2.5MHZ的参考时钟下以PAM-3信号在双绞线(如电话线)上传输10Mbps的数据，能够支持500米的传输距离，且在大对数线缆的情况下抗串扰能力强。为了支持更灵活多样的传输速率，上述技术方案中还可包括：在本地物理层芯片根据预设的传输速率，预先设置对应的介质无关接口的参考时钟。换言之，可以通过在改变介质无关接口(MII)的参考时钟，能够实现在电话线上传输多种速率或指定速率的数据。
为实现发明目的，本发明还提供了一种物理层数据的接收方法，包括：在物理介质相连子层经由介质相关接口及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)从双绞线接收到的三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号进行解调制得到三级符号序列后发送到物理编码子层；在物理编码子层将所述三级符号序列进行4B3T解码得到对应的四个比特后，对所述四个比特进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口。
上述技术方案提供了在以太网接入装置的物理层对从双绞线上接收的数据的处理流程，在上述技术方案中，通过在物理介质相连子层对从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号进行解调制，并在物理编码子层进行4B3T解码及对解码后的数据进行解扰，从而能够实现对在双绞线上传输的PAM-3信号的接收处理，因此能够通过电话线实现以太网接入以及以太网数据的接收处理，从而在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
优选地，为了节省电话线，使以太网信号与语言信号共线传输，在所述介质相关接口从双绞线接收三级脉冲振幅调制信号之前还可包括：使用带通滤波器分离从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号和语音信号。
优选地，在所述从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号之前，还包括通信双方建立通信链路的过程，在建立通信联络的过程中通信双方通过自协商过程建立通信链路的主导和从属关系，设定本地物理层芯片为主导模式或从属模式；如果本地物理层芯片为主导模式，则使用本地时钟作为本地物理层芯片的发送时钟；如果本地物理层芯片为从属模式，则在所述从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，从所接收的通信链路上对端发送的信号中恢复时钟并作为本地物理层芯片的发送时钟。
为了支持更灵活多样的传输速率，上述技术方案中还可包括：在本地物理层芯片根据预设的传输速率，预先设置对应的介质无关接口的参考时钟。换言之，可以通过在改变介质无关接口(MII)的参考时钟，能够实现在电话线上传输多种速率或指定速率的数据。
为实现发明目的，本发明还提供了一种物理层芯片，包括：物理编码子层处理模块，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码得到三级符号序列后传送给物理介质相连子层处理模块，以及从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口；物理介质相连子层处理模块，与物理编码子层处理模块连接，用于将从物理编码子层处理模块接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)发送到双绞线进行传输；以及在经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号转换为三级符号序列并发送到物理编码子层处理模块；自协商模块，与物理介质相连子层处理模块及物理编码子层处理模块连接，用于实现通信链路两端间的自协商功能；载波监听模块，经由介质相关接口与物理介质交互，用于实现载波监听和链路检测功能；时钟生成器，与所述物理介质相连子层处理模块连接，用于生成参考时钟；管理控制模块，与介质无关接口交互，用于处理物理层与数据链路层之间交互的管理数据。
在上述技术方案中，通过在物理编码子层处理模块进行4B3T编码，将要发送的每四个比特数据变换为三个三级符号，从而降低了波特率，而由于线缆对高频信号的衰减远大于对低频信号的衰减，因此通过降低波特率而大大减少了信号在双绞线中传输过程的衰减，从而大大增加了在双绞线中的传输距离，同时4B3T编码方法也提供了足够用于编码控制符号与传输错误符号的编码冗余，从而提高了解码检错能力；通过在物理介质相连子层处理模块对4B3T编码后得到的符号进行三级脉冲振幅调制(PAM-3)，转换为三级脉冲振幅调制信号后发送到双绞线进行传输，由于PAM-3调制方法能够增强抗干扰能力，从而能够适用于大对数线缆串扰条件；同时，通过在物理介质相连子层处理模块对从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号进行解调制，并在物理编码子层处理模块进行4B3T解码及对解码后的数据进行解扰，从而能够实现对在双绞线上传输的PAM-3信号的接收处理；同时，通过设置用于与双绞线(如电话线)交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)，从而能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入；因此，通过上述技术方案能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入以及以太网数据的收发处理，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
优选地，所述物理编码子层处理模块可具体包括：编码器，与介质无关接口及物理介质相连子层处理模块连接，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层处理模块；解码器，与介质无关接口及物理介质相连子层处理模块连接，用于从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口。
优选地，为了实现通信链路的收发两端之间数据的双向同时传输，上述技术方案还可包括混合/分离器，与所述用于与双绞线进行交互的接口及双绞线连接，用于实现数据的全双工传输。
为了节省电话线，使以太网信号与语言信号共线传输，上述技术方案还可包括：叠加器，与所述用于与双绞线进行交互的接口及双绞线连接，用于叠加三级脉冲振幅调制信号和语音信号后传送给双绞线进行传输；带通滤波器，与所述用于与双绞线进行交互的接口及双绞线连接，用于分离从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号和语音信号。
综上所述，本发明通过在物理编码子层进行4B3T编码/解码，在物理介质相连子层进行三级脉冲振幅调制/解调制，通过降低波特率而大大减少了信号在双绞线中传输过程的衰减，从而大大增加了在双绞线中的传输距离，同时4B3T编码方法也提供了足够用于编码控制符号与传输错误符号的编码冗余，从而提高了解码检错能力；由于PAM-3调制方法能够增强抗干扰能力，从而能够适用于大对数线缆串扰条件；因此，本发明能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
附图说明
图1为本发明物理层数据的发送方法的实施例的流程示意图；
图2为本发明物理层数据的发送方法的实施例中步骤101的部分流程示意图；
图3为对应于多项式g(x)＝1+x13+x33的线性反馈移位寄存器的示意图；
图4为对应于多项式f(x)＝1+x20+x33的线性反馈移位寄存器的示意图；
图5为本发明物理层数据的发送方法的实施例中扰码及符号映射操作的示意图；
图6为本发明物理层数据的接收方法的实施例的流程示意图；
图7为本发明物理层数据的接收方法的实施例的另一流程示意图；
图8为本发明物理层芯片的实施例的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明针对现有技术中ADSL接入方式存在速率较低、成本偏高、用户侧设备安装复杂等缺陷，而传统的以太网接入方式存在布网线成本较高、操作麻烦并且影响美观等缺陷，提供了一种发明构思，即通过在以太网的物理层处理流程中采用4B3T编码方式将要发送的每四个比特数据变换为三个三级符号，从而降低了波特率，而由于线缆对高频信号的衰减远大于对低频信号的衰减，因此通过降低波特率而大大减少了信号在双绞线中传输过程的衰减，从而大大增加了在双绞线中的传输距离；同时4B3T编码方法也提供了足够用于编码控制符号与传输错误符号的编码冗余，从而提高了解码检错能力；并通过在以太网的物理层处理流程中采用PAM-3调制方式增强抗干扰能力，从而能够适用于大对数线缆串扰条件；因此，通过上述在以太网的物理层处理流程中采用4B3T编码方式及PAM-3调制方式能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
下面对以太网技术作简要介绍，以便理解本发明的基本构思。
以太网采用的载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的控制技术，主要定义了开放系统互连(OSI)参考模型的七层协议架构中的物理层和数据链路层的工作方式。数据链路层和物理层各自实现自己的功能，相互之间不关心对方如何操作，二者之间有标准的接口来传递数据和控制。以太网收发器(如以太网卡等)也同样包括OSI模型的物理层和数据链路层，物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口；数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。以太网卡中数据链路层的处理芯片一般简称为MAC控制器，物理层的处理芯片一般简称为PHY芯片。许多网卡的芯片把MAC和PHY的功能做到了一颗芯片中，比如Intel82559网卡的和3COM 3C905网卡，但是MAC和PHY的机制还是单独存在的，只是外观的表现形式是一颗单芯片。也有很多网卡的MAC芯片和PHY芯片是分开做的，比如D-LINK的DFE-530TX等。
以太网数据链路层包括MAC(介质访问控制)子层和LLC(逻辑链路控制)子层，以太网卡中的MAC芯片不但要实现MAC子层和LLC子层的功能，还要提供符合规范的PCI界面以实现和主机的数据交换。以太网MAC芯片的一端接计算机PCI总线，另外一端就接到PHY芯片上。
以太网的物理层包括MII/GMII(介质无关接口)子层、PCS(物理编码)子层、PMA(物理介质相连)子层、MDI(介质相关接口)子层。而PHY芯片是实现物理层所有子层的功能的重要功能器件。PHY芯片实现了与MAC芯片及外部网络的数据交换功能、以及CSMA/CD的部分功能。它可以检测到网络上是否有数据在传送，如果有数据在传送中就等待，一旦检测到网络空闲，再等待一个随机时间后将送数据出去。如果两块网卡同时送出了数据则必将造成冲突，这时两块网卡中PHY芯片的冲突检测机构可以检测到冲突，然后各等待一个随机的时间重新发送数据。这个随机时间并不是一个常数，在不同的时刻计算出来的随机时间都是不同的，而且有多重算法来应付出现概率很低的同两台主机之间的第二次冲突。
现有的以太网技术只能以四线的方式为用户提供10Mbps或100Mbps的数据接入速率，主要采用在小区或楼道处架设交换机，再通过网线接入到用户家中，直接与用户家中主机的网卡或网关的以太网口进行标准的以太网连接。因此需要布设网线，造成了较高的布线成本，并且网线入户时需要对用户房屋的墙壁或门窗穿孔，操作麻烦并且影响美观。而使用电话线接入的ADSL技术则又存在速率较低、用户侧设备安装麻烦的缺陷。
由于考虑到一个家庭可能需要两个电话的情况，运营商在小区开发进行电话布线时，一般一次性布设了两根电话线(每根电话线为双绞线)，而事实上绝大部分用户只用上一根电话线，另一个电话线处于闲置的状态。采用本发明的基本构思，则可以利用闲置的电话线来实现以太网接入，而无须重新布设网线，从而在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度，同时也充分利用和保护了运营商的已有投资，能够用于电信运营商广泛开展宽带接入业务，具有广泛的适用性。进一步地，即使用户家中无闲置的电话线，在本发明的优选实施例中也提供了语音信号与以太网信号共线的实施方式，从而能够利用用户家中的电话线同时传输语音信号和以太网信号，实现电话功能和以太网接入功能。
基于上述发明构思，本发明提供了一种物理层数据的发送方法、一种物理层数据的接收方法、以及一种基于上述物理层数据的发送方法和物理层数据的接收方法的物理层芯片(PHY芯片)。
参见图1所示的本发明物理层数据的发送方法的实施例的流程示意图，包括以下步骤：步骤101为在物理编码子层对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层；步骤102为在物理介质相连子层将从物理编码子层接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)发送到双绞线进行传输。
优选地，参见图2所示的步骤101的部分流程示意图，步骤101中所述对介质无关接口接收的数据进行扰码可具体包括：在步骤101a中，使用线性反馈移位寄存器生成伪随机序列的三十三个比特，其中，当本地物理层芯片为主导模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为g(x)＝1+x13+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位12位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；当本地物理层芯片为从属模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为f(x)＝1+x20+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位19位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；在步骤101b中，根据公式h(x)＝x3^x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于扰码的四个比特；在步骤101c中，使用解码器以及所述用于扰码的四个比特对要发送的四个比特进行扰码。
具体而言，步骤101a中，物理编码子层PCS的发送功能使用旁流扰码器，它是一个周期很长的伪随机序列，在数学上可以通过生成多项式表示出来。本地物理层芯片可以配置成主导(Master)模式或从属(Slave)模式，当本地物理层芯片工作在MASTER模式下，使用如下多项式g(x)＝1+x13+x33来生成伪随机序列；否则，使用如下多项式f(x)＝1+x20+x33来生成伪随机序列。所生成的伪随机序列的周期为233-1。图3为通过对应于多项式g(x)＝1+x13+x33的线性反馈移位寄存器的示意图，图4为通过对应于多项式f(x)＝1+x20+x33的线性反馈移位寄存器的示意图，其中移位寄存器中时间n对应的比特用Scrn[32:0]表示。在每一个符号周期，移位寄存器前进一个比特，生成一个新比特Scrn[0]。在PCS复位时，代表旁流扰码器状态的这33个比特被随机设置，但是不能初始化为全零。
步骤101b中，需要从移位寄存器得到的三十三个比特Scrn[32:0]得到用于扰码的四个比特Scn[3:0]。PCS发送编码规则基于4比特Syn[3:0]来生成用于扰码的四个比特Scn[3：0]，从而去除数据TXDn[3：0]的相关性，及生成空闲和训练符号。通过使用Scrn[0]以及公式h(x)＝x3^x8，比特Syn[3:0]可以通过如下公式生成：
Syn[0]＝Scrn[0]
Syn[1]＝g(Scrn[0])＝Scrn[3]^Scrn[8]
Syn[2]＝g2(Scrn[0])＝Scrn[6]^Scrn[16]
Syn[3]＝g3(Scrn[0])＝Scrn[9]^Scrn[14]^Scrn[19]^Scrn[24]
这里Λ代表异或(XOR)逻辑操作。
进而，扰码器比特Scn[3:0]可以通过如下公式生成：
其中：
1、n0代表上次发送旁流扰码器复位时的时间索引；
2、tx_mode＝SEND_Z表示此时PCS子层只能发送零序列；
其中tx_mode参数可以取以下三种值：
SEND_N：指示PCS可以进行正常的数据发送；
SEND_I：指示PCS只能发送空闲模式下的码组序列；
SEND_Z：指示PCS只能发送零序列；
3、(n-n0)＝0(mod 2)其中n-n0表示相对于上次发送旁流扰码器复位的时间偏差大小，n0表示上次发送旁流扰码器复位时的时间索引，n表示当前的时间索引；
步骤101c中，如图5所示，PCS发送功能使用用于扰码的四个比特Scn[3:0]对要发送的四个比特TXDn[3:0]做扰码，得到扰码比特Sdn[3:0]。相应计算公式如下所示：
其中：
1、tx_enable表示当PCS子层有数据发送时，设置tx_enable＝1，否则设置tx_enable＝0；下标n-2的含义是n-2时刻的tx_enable取值；
2、loc_recv_status表示本地phy的接收链路是否可靠；参数loc_rcvr_status传递了整个接收链路状态好坏的信息，可以取以下两种形式：
OK：指示本地PHY的接收链路是可靠的；
NOT_OK：指示本地PHY的接收链路不可靠；
3、TXDn表示n时刻从MII接口接收的需要发送的数据，是一个4比特数据，而TXDn[1:0]表示由其中的比特0和比特1组成的向量。
优选地，本实施例中，所述对扰码后的数据进行4B3T编码可具体包括：根据预先设定的符号映射表，将每次扰码得到的四位的比特转换为对应的三级符号序列。具体而言，比特字Sdn[3:0]需要映射到三级符号向量序列A[2:0]，可仿照100BASE-TX的4B/5B的编码对应关系预先设定符号映射表。下面在表1中给出了所述预设的符号映射表的一个示例，本领域的普通技术人员应当理解，其可以根据实际应用场景灵活选择和预设所述符号映射表，而均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。
表1符号映射表示例表
| 三级符号序列A[2：0]2 1 0 | 名称 | 比特字Sdn[3：0]3 2 1 0 | 解释 |
| 1 1 0 | 0 | 0 0 0 0 | 数据0 |
| 1 0 1 | 1 | 0 0 0 1 | 数据1 |
| -1 1 1 | 2 | 0 0 1 0 | 数据2 |
| -1 -1 0 | 3 | 0 0 1 1 | 数据3 |
| -1 1 0 | 4 | 0 1 0 0 | 数据4 |
| 1 -1 0 | 5 | 0 1 0 1 | 数据5 |
| 1 -1 1 | 6 | 0 1 1 0 | 数据6 |
| -1 0 -1 | 7 | 0 1 1 1 | 数据7 |
| 0 1 1 | 8 | 1 0 0 0 | 数据8 |
| 0 -1 -1 | 9 | 1 0 0 1 | 数据9 |
| 1 0 -1 | A | 1 0 1 0 | 数据A |
| -1 0 1 | B | 1 0 1 1 | 数据B |
| -1 1 1 | C | 1 1 0 0 | 数据C |
| 0 -1 1 | D | 1 1 0 1 | 数据D |
| 0 1 -1 | E | 1 1 1 0 | 数据E |
| 1 1 -1 | F | 1 1 1 1 | 数据F |
| 1 1 1 | J | 0 1 0 1 | 起始符(SSD)第一部分，与K配合使用 |
| -1 -1 -1 | K | 0 1 0 1 | 起始符(SSD)第二部分，与J配合使用 |
| 1 -1 1 | T | 未定义 | 结束符(ESD)第一部分，与R配合使用 |
| -1 1 -1 | R | 未定义 | 结束符(ESD)第二部分，与T配合使用 |
| 0 1 0 | H | 未定义 | 传输错误，用作传播错误 |
| 0 0 0 | V | 未定义 | 无效码 |
| 0 0 -1 | V | 未定义 | 无效码 |
| 0 -1 0 | V | 未定义 | 无效码 |
| 1 0 0 | V | 未定义 | 无效码 |
| -1 0 0 | V | 未定义 | 无效码 |
| 0 0 1 | V | 未定义 | 无效码 |
其中前16个码组表示数据码组，其序列是任意的，不受限制，它们被PCS编、解码，但是不被PCS解释。正确解码数据码组依靠正确识别起始符。
控制码组是成对使用的，用来间隔不同报文，它是由PCS发送并解释的。其中起始符(SSD)用来描述数据传输序列的边界和鉴别载波事件。SSD由序列/J/K/组成，PCS使用它来建立码组边界。发送时，每一帧前导码的第一个8比特被替换为SSD；接受的时候相反，SSD被替换为前导码的第一个8比特；结束符(ESD)用来结束正常的数据传输，只有在正确识别起始符的基础上，才可以正确识别结束符。结束符有序列/T/R/组成。
当收到TX_ER信号时，PCS将发送码组/H/，向对端指示传输错误(TransmitError)，中继器通常使用它来传播接收错误；最后任何无效码组(包括/H/)代表发生了冲突或者错误，PCS通过RX_ER信号向MII指示接受到的是无效码组。
优选地，本实施例中，所述将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层具体包括：依次在每一个符号周期将一个编码后得到的符号传送给物理介质相连子层。
优选地，本地物理层芯片可以配置成主导(Master)模式或从属(Slave)模式，在所述将所述三级脉冲振幅调制信号发送到双绞线进行传输之前，还包括通信双方建立通信链路的过程，在建立通信联络的过程中通信双方可通过自协商过程建立通信链路的主导和从属关系，设定本地物理层芯片为主导模式或从属模式；在所述将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输时，如果本地物理层芯片为主导模式，则使用本地时钟作为本地物理层芯片发送所述三级脉冲振幅调制信号的时钟；如果本地物理层芯片为从属模式，则从所接收的通信链路对端发送的信号中恢复时钟并作为本地物理层芯片发送所述三级脉冲振幅调制信号的时钟。
为了节省电话线，使以太网信号与语言信号共线传输，所述将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输可具体包括：将经由介质相关接口发送的所述三级脉冲振幅调制信号与语音信号进行叠加后，发送到双绞线进行传输。
此外，标准的介质无关接口支持的参考时钟为25MHZ或2.5MHZ，分别对应100Mbps和10Mbps两种传输速率，上述技术方案适用于在2.5MHZ的参考时钟下以PAM-3信号在双绞线(如电话线)上传输10Mbps的数据，能够支持500米的传输距离，且在大对数线缆的情况下抗串扰能力强。为了支持更灵活多样的传输速率，上述技术方案中还可包括：在本地物理层芯片为主导模式时，根据预设的传输速率，预先设置对应的介质无关接口的参考时钟。换言之，可以通过在改变介质无关接口(MII)的参考时钟，能够实现在电话线上传输多种速率或指定速率的数据。
本实施例中，通过在物理编码子层进行4B3T编码，将要发送的每四个比特数据变换为三个三级符号，从而降低了波特率，而由于线缆对高频信号的衰减远大于对低频信号的衰减，因此通过降低波特率而大大减少了信号在双绞线中传输过程的衰减，从而大大增加了在双绞线中的传输距离，同时4B3T编码方法也提供了足够用于编码控制符号与传输错误符号的编码冗余，从而提高了解码检错能力；通过在物理介质相连子层对4B3T编码后得到的符号进行三级脉冲振幅调制(PAM-3)，转换为三级脉冲振幅调制信号后发送到双绞线进行传输，由于PAM-3调制方法能够增强抗干扰能力，从而能够适用于大对数线缆串扰条件；并通过设置用于与双绞线(如电话线)交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)，从而能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入；因此本实施例能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入以及以太网数据的发送处理，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
参见图5所示的本发明物理层数据的接收方法的实施例的流程示意图，包括以下步骤：步骤201为在物理介质相连子层经由介质相关接口及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)从双绞线接收到的三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号进行解调制得到三级符号序列后发送到物理编码子层；步骤202为在物理编码子层将所述三级符号序列进行4B3T解码得到对应的四个比特后，对所述四个比特进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口。
优选地，步骤202中所述将所述三级符号序列进行4B3T解码得到对应的四个比特可具体包括：根据预先设定的符号映射表，得到所述三级符号序列对应的四个比特。所述预先设定的符号映射表可如表1所示，本领域的普通技术人员应当理解，其可以根据实际应用场景灵活选择和预设所述符号映射表，而均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。
优选地，步骤202中所述对所述四个比特进行解扰可具体包括：使用线性反馈移位寄存器生成伪随机序列的三十三个比特，其中，当本地物理层芯片为主导模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为f(x)＝1+x20+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位19位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；当本地物理层芯片为从属模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为g(x)＝1+x13+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位12位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；根据公式h(x)＝x3^x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于解扰的四个比特；使用所述用于解扰的四个比特对要发送的四个比特进行解扰。图3为通过对应于多项式g(x)＝1+x13+x33的线性反馈移位寄存器的示意图，图4为通过对应于多项式f(x)＝1+x20+x33的线性反馈移位寄存器的示意图，其中移位寄存器中时间n对应的比特用Scrn[32:0]表示。在每一个符号周期，移位寄存器前进一个比特，生成一个新比特Scrn[0]。在PCS复位时，代表旁流扰码器状态的这33个比特被随机设置，但是不能初始化为全零。
优选地，所述根据公式h(x)＝x3^x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于解扰的四个比特可具体包括：根据移位寄存器得到的三十三个比特Scrn[32:0]以及公式h(x)＝x3^x8，按照以下公式计算得到用于解扰的四个比特Scn[3:0]：
Syn[0]＝Scrn[0]
Syn[1]＝g(Scrn[0])＝Scrn[3]^Scrn[8]
Syn[2]＝g2(Scrn[0])＝Scrn[6]^Scrn[16]
Syn[3]＝g3(Scrn[0])＝Scrn[9]^Scrn[14]^Scrn[19]^Scrn[24]
其中：
1、n0代表上次发送旁流扰码器复位时的时间索引；
2、tx_mode＝SEND_Z表示此时PCS子层只能发送零序列；
其中tx_mode参数可以取以下三种值：
SEND_N：指示PCS可以进行正常的数据发送；
SEND_I：指示PCS只能发送空闲模式下的码组序列；
SEND_Z：指示PCS只能发送零序列；
3、(n-n0)＝0(mod 2)其中n-n0表示相对于上次发送旁流扰码器复位的时间偏差大小，n0表示上次发送旁流扰码器复位时的时间索引，n表示当前的时间索引；
所述使用解扰器及所述用于解扰的四个比特对要发送的四个比特进行解扰可具体包括：使用用于解扰的四个比特Scn[3:0]，按照以下计算公式对要发送的四个比特TXDn[3:0]进行解扰，得到解扰比特Sdn[3:0]：
其中：
1、tx_enable表示当PCS子层有数据发送时，设置tx_enable＝1，否则设置tx_enable＝0；下标n-2的含义是n-2时刻的tx_enable取值；
2、loc_recv_status表示本地phy的接收链路是否可靠；参数loc_rcvr_status传递了整个接收链路状态好坏的信息，可以取以下两种形式：
OK：指示本地PHY的接收链路是可靠的；
NOT_OK：指示本地PHY的接收链路不可靠；
3、TXDn表示n时刻从MII接口接收的需要发送的数据，是一个4比特数据，而TXDn[1:0]表示由其中的比特0和比特1组成的向量。
优选地，本地物理层芯片可以配置成主导(Master)模式或从属(Slave)模式，在所述从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号之前，还包括通信双方建立通信链路的过程，在建立通信联络的过程中通信双方通过自协商过程建立通信链路的主导和从属关系，设定本地物理层芯片为主导模式或从属模式；如果本地物理层芯片为主导模式，则使用本地时钟作为本地物理层芯片的发送时钟；如果本地物理层芯片为从属模式，则在所述从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，从所接收的通信链路上对端发送的信号中恢复时钟并作为本地物理层芯片的发送时钟。
为了节省电话线，使以太网信号与语言信号共线传输，如图6所示，在步骤201之前还可包括步骤200，即使用带通滤波器分离从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号和语音信号。
为了支持更灵活多样的传输速率，上述本发明物理层数据的接收方法的实施例中还可包括：在本地物理层根据预设的传输速率，预先设置对应的介质无关接口的参考时钟。换言之，可以通过在改变介质无关接口(MII)的参考时钟，能够实现在电话线上传输多种速率或指定速率的数据。
上述本发明物理层数据的接收方法的实施例提供了在以太网接入装置的物理层对从双绞线上接收的数据的处理流程，在上述技术方案中，通过在物理介质相连子层对从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号进行解调制，并在物理编码子层进行4B3T解码及对解码后的数据进行解扰，从而能够实现对在双绞线上传输的PAM-3信号的接收处理，并通过设置用于与双绞线(如电话线)交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)，从而能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入；因此能够通过电话线实现以太网接入以及以太网数据的接收处理，从而在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
本发明物理层芯片(PHY芯片)的实施例包括：物理编码子层处理模块，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码得到三级符号序列后传送给物理介质相连子层处理模块，以及从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口；物理介质相连子层处理模块，与物理编码子层处理模块连接，用于将从物理编码子层处理模块接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)发送到双绞线进行传输；以及在经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号转换为三级符号序列并发送到物理编码子层处理模块；自协商模块，与物理介质相连子层处理模块及物理编码子层处理模块连接，用于实现通信链路两端间的自协商功能；载波监听模块，经由介质相关接口与物理介质交互，用于实现载波监听和链路检测功能；时钟生成器，与所述物理介质相连子层处理模块连接，用于生成参考时钟；管理控制模块，与介质无关接口交互，用于处理物理层与数据链路层之间交互的管理数据。
优选地，物理编码子层处理模块可具体包括：编码器，与介质无关接口及物理介质相连子层处理模块连接，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层处理模块；解码器，与介质无关接口及物理介质相连子层处理模块连接，用于从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口。
图8为本发明物理层芯片(PHY芯片)的实施例的具体结构示意图，物理编码子层处理模块具体实现为一个基于4B3T编/解码方式的PCS电路，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码得到三级符号序列后传送给物理介质相连子层处理模块，以及从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口；物理介质相连子层处理模块包括两个分别用于信号发送和信号接收的采用PAM-3编码的数模/模数转换器，分别与基于4B3T编/解码方式的PCS电路及介质相关接口连接，用于将从PCS电路接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口和用于与双绞线进行交互的接口(图中未示出)发送到双绞线进行传输，以及在经由介质相关接口和用于与双绞线进行交互的接口(图中未示出)从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号转换为三级符号序列并发送到PCS电路。自协商模块与物理介质相连子层处理模块的模数模转换器及PCS电路连接，用于实现通信链路两端间的自协商功能。载波监听/链路检测模块与介质相关接口交互，用于实现载波监听和链路检测(CSMA/CD)功能。时钟生成器外接晶振，并与物理介质相连子层处理模块的模数模转换器连接，用于生成参考时钟。管理控制模块与介质无关接口交互，用于处理物理层与数据链路层之间交互的管理数据。
上述本发明物理层芯片的实施例通过在物理编码子层处理模块进行4B3T编码，将要发送的每四个比特数据变换为三个三级符号，从而降低了波特率，而由于线缆对高频信号的衰减远大于对低频信号的衰减，因此通过降低波特率而大大减少了信号在双绞线中传输过程的衰减，从而大大增加了在双绞线中的传输距离，同时4B3T编码方法也提供了足够用于编码控制符号与传输错误符号的编码冗余，从而提高了解码检错能力；通过在物理介质相连子层处理模块对4B3T编码后得到的符号进行三级脉冲振幅调制(PAM-3)，转换为三级脉冲振幅调制信号后发送到双绞线进行传输，由于PAM-3调制方法能够增强抗干扰能力，从而能够适用于大对数线缆串扰条件；同时，通过在物理介质相连子层处理模块对从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号进行解调制，并在物理编码子层处理模块进行4B3T解码及对解码后的数据进行解扰，从而能够实现对在双绞线上传输的PAM-3信号的接收处理；并通过设置用于与双绞线(如电话线)进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)，从而能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入；因此，通过上述技术方案能够利用双绞线(例如电话线)实现以太网接入以及以太网数据的收发处理，在具有以太网接入方式的高带宽、高可靠性、易维护等优势的同时能够降低安装成本和复杂度。
优选地，为了实现通信链路的收发两端之间数据的双向同时传输，本发明物理层芯片(PHY芯片)的实施例中还可包括混合/分离器，与用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)及双绞线连接，用于实现数据的全双工传输。
优选地，为了节省电话线，使以太网信号与语言信号共线传输，本发明物理层芯片(PHY芯片)的实施例中还可包括：叠加器，与用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)及双绞线连接，用于叠加三级脉冲振幅调制信号和语音信号后传送给双绞线进行传输；带通滤波器，与用于与双绞线进行交互的接口(如RJ-11接口或RJ-45接口)及双绞线连接，用于分离从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号和语音信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (21)
1、一种物理层数据的发送方法，其特征在于，包括：
在物理编码子层对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层；
在物理介质相连子层将从物理编码子层接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对介质无关接口接收的数据进行扰码具体包括：
使用线性反馈移位寄存器生成伪随机序列的三十三个比特，其中，当本地物理层芯片为主导模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为g(x)＝1+x13+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位12位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；当本地物理层芯片为从属模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为f(x)＝1+x20+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位19位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；
根据公式h(x)＝x3∧x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于扰码的四个比特，其中Λ代表异或逻辑操作；
使用所述用于扰码的四个比特对要发送的四个比特进行扰码。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据公式h(x)＝x3∧x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于扰码的四个比特具体包括：根据移位寄存器得到的三十三个比特Scrn[32:0]以及公式h(x)＝x3∧x8，比特Syn[3:0]可以通过如下公式生成：
Syn[0]＝Scrn[0]
Syn[1]＝g(Scrn[0])＝Scrn[3]∧Scrn[8]
Syn[2]＝g2(Scrn[0])＝Scrn[6]∧Scrn[16]
Syn[3]＝g3(Scrn[0])＝Scrn[9]∧Scrn[14]∧Scrn[19]∧Scrn[24]
其中Λ代表异或逻辑操作；
扰码器比特Scn[3:0]可以通过如下公式生成：
其中：n0代表上次发送旁流扰码器复位时的时间索引；tx_mode＝SEND_Z表示此时PCS子层只能发送零序列；tx_mode参数可以取以下三种值：SEND_N，指示PCS可以进行正常的数据发送；SEND_I，指示PCS只能发送空闲模式下的码组序列；SEND_Z，指示PCS只能发送零序列；(n-n0)＝0(mod2)，其中n-n0表示相对于上次发送旁流扰码器复位的时间偏差大小，n0表示上次发送旁流扰码器复位时的时间索引，n表示当前的时间索引。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使用所述用于扰码的四个比特对要发送的四个比特进行扰码具体包括：使用用于扰码的四个比特Scn[3:O]，按照以下计算公式对要发送的四个比特TXDn[3:0]进行扰码，得到扰码比特Sdn[3:0]：
其中：tx_enable表示当PCS子层有数据发送时，设置tx_enable＝1，否则设置tx_enable＝0；下标n-2的含义是n-2时刻的tx_enable取值；loc_recv_status表示本地phy的接收链路是否可靠；参数loc_rcvr_status传递了整个接收链路状态好坏的信息，可以取以下两种形式：OK，指示本地PHY的接收链路是可靠的；NOT_OK，指示本地PHY的接收链路不可靠；TXDn表示n时刻从MII接口接收的需要发送的数据，是一个4比特数据，而TXDn[1:0]表示由其中的比特0和比特1组成的向量。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对扰码后的数据进行4B3T编码具体包括：根据预先设定的符号映射表，将每次扰码得到的四位的比特转换为对应的三级符号序列。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层具体包括：依次在每一个符号周期将一个编码后得到的符号传送给物理介质相连子层。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在所述将所述三级脉冲振幅调制信号发送到双绞线进行传输之前，通过自协商过程建立通信链路的主导和从属关系，设定本地物理层芯片为主导模式或从属模式；
在所述将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输时，如果本地物理层芯片为主导模式，则使用本地时钟作为本地物理层芯片发送所述三级脉冲振幅调制信号的时钟；如果本地物理层芯片为从属模式，则从所接收的通信链路上对端发送的信号中恢复时钟并作为本地物理层芯片发送所述三级脉冲振幅调制信号的时钟。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输具体包括：将经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送的所述三级脉冲振幅调制信号与语音信号进行叠加后，发送到双绞线进行传输。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在本地物理层根据预设的传输速率，预先设置对应的介质无关接口的参考时钟。
10、一种物理层数据的接收方法，其特征在于，包括：
在物理介质相连子层经由介质相关接口及用于与双绞线进行交互的接口从双绞线接收到的三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号进行解调制得到三级符号序列后发送到物理编码子层；
在物理编码子层将所述三级符号序列进行4B3T解码得到对应的四个比特后，对所述四个比特进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述三级符号序列进行4B3T解码得到对应的四个比特具体包括：根据预先设定的符号映射表，得到所述三级符号序列对应的四个比特。
12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述四个比特进行解扰具体包括：
使用线性反馈移位寄存器生成伪随机序列的三十三个比特，其中，当本地物理层芯片为主导模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为f(x)＝1+x20+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位19位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；当本地物理层芯片为从属模式时，所述线性反馈移位寄存器对应的生成多项式为g(x)＝1+x13+x33，即下一时刻的取值为上个时刻的取值移位12位后的值与上个时刻的取值移位32位后的值之和；
根据公式h(x)＝x3∧x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于解扰的四个比特，其中Λ代表异或逻辑操作；
使用解扰器及所述用于解扰的四个比特对要发送的四个比特进行解扰。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据公式h(x)＝x3∧x8对所述伪随机序列的三十三个比特进行变换处理得到用于解扰的四个比特具体包括：根据移位寄存器得到的三十三个比特Scrn[32:0]以及公式h(x)＝x3∧x8，比特Syn[3:0]可以通过如下公式生成：
Syn[0]＝Scrn[0]
Syn[1]＝g(Scrn[0])＝Scrn[3]∧Scrn[8]
Syn[2]＝g2(Scrn[0])＝Scrn[6]∧Scrn[16]
Syn[3]＝g3(Scrn[0])＝Scrn[9]∧Scrn[14]∧Scrn[19]∧Scrn[24]
其中Λ代表异或逻辑操作；
扰码器比特Scn[3:0]可以通过如下公式生成：
其中：n0代表上次发送旁流扰码器复位时的时间索引；tx_mode＝SEND_Z表示此时PCS子层只能发送零序列；tx_mode参数可以取以下三种值：SEND_N，指示PCS可以进行正常的数据发送；SEND_I，指示PcS只能发送空闲模式下的码组序列；SEND_Z，指示PCS只能发送零序列；(n-n0)＝0(mod2)，其中n-n0表示相对于上次发送旁流扰码器复位的时间偏差大小，n0表示上次发送旁流扰码器复位时的时间索引，n表示当前的时间索引。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述使用解扰器及所述用于解扰的四个比特对要发送的四个比特进行解扰具体包括：使用用于解扰的四个比特Scn[3:O]，按照以下计算公式对要发送的四个比特TXDn[3:0]进行解扰，得到解扰比特Sdn[3:0]：
其中：tx_enable表示当PCS子层有数据发送时，设置tx_enable＝1，否则设置tx_enable＝0；下标n-2的含义是n-2时刻的tx_enable取值；loc_recv_status表示本地phy的接收链路是否可靠；参数loc_rcvr_status传递了整个接收链路状态好坏的信息，可以取以下两种形式：OK，指示本地PHY的接收链路是可靠的；NOT_OK，指示本地PHY的接收链路不可靠；TXDn表示n时刻从MII接口接收的需要发送的数据，是一个4比特数据，而TXDn[1:0]表示由其中的比特0和比特1组成的向量。
15、根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
在所述从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号之前还包括通信双方建立通信链路的过程，在建立通信联络的过程中通信双方通过自协商过程建立通信链路的主导和从属关系，设定本地物理层芯片为主导模式或从属模式；
如果本地物理层芯片为主导模式，则使用本地时钟作为本地物理层芯片的发送时钟；如果本地物理层芯片为从属模式，则在所述从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，从所接收的通信链路上对端发送的信号中恢复时钟并作为本地物理层芯片的发送时钟。
16、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述介质相关接口从双绞线接收三级脉冲振幅调制信号之前还包括：使用带通滤波器分离从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号和语音信号。
17、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：在本地物理层根据预设的传输速率，预先设置对应的介质无关接口的参考时钟。
18、一种物理层芯片，包括：载波监听模块，经由介质相关接口与物理介质交互，用于实现载波监听和链路检测功能；管理控制模块，与介质无关接口交互，用于处理物理层与数据链路层之间交互的管理数据；自协商模块，用于实现通信链路两端间的自协商功能；时钟生成器，用于生成参考时钟；其特征在于，还包括：
物理编码子层处理模块，与自协商模块连接，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码得到三级符号序列后传送给物理介质相连子层处理模块，以及从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口；
物理介质相连子层处理模块，与物理编码子层处理模块、自协商模块及时钟生成器连接，用于将从物理编码子层处理模块接收的三级符号序列转换为三级脉冲振幅调制信号，将所述三级脉冲振幅调制信号经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口发送到双绞线进行传输；以及在经由介质相关接口以及用于与双绞线进行交互的接口从双绞线接收到三级脉冲振幅调制信号后，将所述三级脉冲振幅调制信号转换为三级符号序列并发送到物理编码子层处理模块。
19、根据权利要求18所述的物理层芯片，其特征在于，所述物理编码子层处理模块具体包括：
编码器，与介质无关接口及物理介质相连子层处理模块连接，用于对从介质无关接口接收的数据进行扰码，对扰码后的数据进行4B3T编码，将编码后得到的三级符号序列传送给物理介质相连子层处理模块；
解码器，与介质无关接口及物理介质相连子层处理模块连接，用于从物理介质相连子层处理模块接收三级符号序列并转换为对应的四位比特后进行解扰，将解扰后的数据传送给介质无关接口。
20、根据权利要求18所述的物理层芯片，其特征在于，还包括：混合/分离器，与所述用于与双绞线进行交互的接口及双绞线连接，用于实现数据的全双工传输。
21、根据权利要求18所述的物理层芯片，其特征在于，还包括：
叠加器，与所述用于与双绞线进行交互的接口及双绞线连接，用于叠加三级脉冲振幅调制信号和语音信号后传送给双绞线进行传输；
带通滤波器，与所述用于与双绞线进行交互的接口及双绞线连接，用于分离从双绞线接收的三级脉冲振幅调制信号和语音信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100631634A CN100452744C (zh) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | 物理层数据的发送方法及接收方法和物理层芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
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