CN108965434B - 一种距离增强型的以太网传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种距离增强型的以太网传输方法，应用于一第一通信终端的一第一物理层与一第二通信终端的一第二物理层之间通过四个信道进行的双向传输过程；每个信道采用长度互为相同的传输媒介；以太网传输方法包括：实时判断传输媒介的传输距离是否小于一预设阈值；若是，则将第一物理层与第二物理层之间的传输速率设置为一预设传输速率，范围在900～1100Mbit/s；若否，则将第一物理层与第二物理层之间的传输速率设置为预设传输速率的1/10，范围在90～110Mbit/s；上述技术方案使得第一通信终端与第二通信终端之间的信号传输兼顾短距离下的效率和长距离下的稳定，从而在一定程度上改善了以太网传输距离限制的问题，且成本较低。

Description

一种距离增强型的以太网传输方法
技术领域
本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种距离增强型的以太网传输方法。
背景技术
以太网物理层位于OSI(Open System Interconnection开放式系统互联，简称OSI)参考模型的最底层，实现设备之间的物理接口，如图1所示。以太网通常采用双绞线或同轴电缆等作为物理介质，以10Mbit/s或100Mbit/s或1000Mbit/s或者更高速率传输数据。以太网物理层需要定义从与MAC(Media Access Control介质访问控制，简称MAC)层的MII(Media Independent Interface介质专用接口，简称MII)，一直到与物理介质之间的MDI(Media Dependent Interface介质相关接口，简称MDI)之间的实现方案。
以太网物理层点对点之间可以传输的距离，与传输的数据频率有关，频率越高，信道衰减越大，符号间干扰越严重，传输的距离越短。图2所示为100米长度的五类双绞线的衰减图，随着频率的增加，信号的衰减也急剧加大。以IEEE制定的802.3ab以太网标准为例，其在四对五类双绞线上传输1000Mbits/s的数据时，极限连接长度在160米左右。
但在以太网的实际应用中，经常需要更远距离的连接。如在视频监控系统中，监控探头和存储系统之间的距离可能会超过500米。目前的解决方案中，通常采用中继系统，如交换机等，将连接分为几段，增加了系统复杂性，提高了总体成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种距离增强型的以太网传输方法，其中，应用于一第一通信终端的一第一物理层与一第二通信终端的一第二物理层之间通过四个信道进行的双向传输过程；
每个所述信道采用长度互为相同的一传输媒介连接所述第一物理层和所述第二物理层；
所述以太网传输方法包括：
实时判断所述传输媒介的传输距离是否小于一预设阈值；
若是，则将所述第一物理层与所述第二物理层之间的传输速率设置为一预设传输速率，范围在900～1100Mbit/s；
若否，则将所述第一物理层与所述第二物理层之间的传输速率设置为所述预设传输速率的1/10，范围在90～110Mbit/s。
上述的以太网传输方法，其中，所述第一物理层包括相连接的一第一介质专用接口和一第一介质相关接口；
所述第二物理层包括相连接的一第二介质专用接口和一第二介质相关接口；
所述单信道采用所述传输媒介连接所述第一介质相关接口和所述第二介质相关接口。
上述的以太网传输方法，其中，所述第一介质专用接口和所述第二介质专用接口均在一时钟信号，以及对应所述时钟信号的每个时钟周期的数据位数的控制下进行传输；
通过对所述时钟信号的频率以及所述数据位数同时进行调整的方法改变所述第一介质专用接口与所述第二介质专用接口之间的传输速率。
上述的以太网传输方法，其中，传输距离小于所述预设阈值时，将所述第一介质专用接口和所述第二介质专用接口的每个时钟周期内传输的数据设置为8bit，以及所述时钟信号的频率设置为115～135MHz；
传输距离大于所述预设阈值时，将所述第一介质专用接口和所述第二介质专用接口的每个时钟周期内传输的数据设置为4bit，以及所述时钟信号的频率设置为22.5～27.5MHz。
上述的以太网传输方法，其中，于所述传输媒介的传输距离小于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口和所述第二介质相关接口的符号率设置为一预设符号率，范围在115～135MBaud/s；
于所述传输媒介的传输距离大于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口和所述第二介质相关接口的符号率设置为所述预设符号率的1/10，范围在11.5～13.5MBaud/s。
上述的以太网传输方法，其中，所述第一介质相关接口和/或所述第二介质相关接口在作为接收方时，对接收的信号进行回声抵消。
上述的以太网传输方法，其中，所述预设阈值为100～180m。
上述的以太网传输方法，其中，所述第一介质相关接口具有一第一发送电压；所述第二介质相关接口具有一第二发送电压；
于传输距离小于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口的所述第一发送电压设置为一第一额定电压，所述第二介质相关接口的发送电压设置为一第二额定电压；
于传输距离大于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口的发送电压设置为大于所述第一额定电压的一第三额定电压，所述第二介质相关接口的发送电压设置为大于所述第二额定电压的一第四额定电压。
上述的以太网传输方法，其中，所述第三额定电压为所述第一额定电压的110％～140％；以及
所述第四额定电压为所述第二额定电压的110％～140％。
有益效果：本发明提出的一种距离增强型的以太网传输方法，使得第一通信终端与第二通信终端之间的信号传输兼顾短距离下的效率和长距离下的稳定，从而在一定程度上改善了以太网传输距离限制的问题，且成本较低。
附图说明
图1为现有的OSI参考模型中物理层的结构示意图；
图2为100米的五类双绞线的衰减关于频率的平均变化的曲线图；
图3为本发明一实施例中距离增强型的以太网传输方法的步骤流程图；
图4为本发明一实施例中短距离下第一介质专用接口和/或第二介质专用接口的时钟信号、使能信号和数据符号的波形图；
图5为本发明一实施例中长距离下第一介质专用接口和/或第二介质专用接口的时钟信号、使能信号和数据符号的波形图；
图6为本发明一实施例中第一介质相关接口和/或第二介质相关接口输出的信号波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
在一个较佳的实施例中，如图3所示，提出了一种距离增强型的以太网传输方法，其中，可以应用于一第一通信终端的一第一物理层与一第二通信终端的一第二物理层之间通过四个信道进行的双向传输过程；
每个单信道采用长度互为相同的一传输媒介连接第一物理层和第二物理层；
该以太网传输方法可以包括：
实时判断传输媒介的传输距离是否小于一预设阈值；
若是，则将第一物理层与第二物理层之间的传输速率设置为一预设传输速率，范围在900～1100Mbit/s(兆比特/秒)，举例来说，可以是925Mbit/s，或975Mbit/s，或1000Mbit/s，或1025Mbit/s等；
若否，则将第一物理层与第二物理层之间的传输速率设置为预设传输速率的1/10，范围在90～110Mbit/s，举例来说，可以是92.5Mbit/s，或97.5Mbit/s，或100Mbit/s，或102.5Mbit/s等。
上述技术方案中，由于是双向传输，第一通信终端与第二通信终端均可以作为信号的发送端和接收端，也即可以认为第一通信终端与第二通信终端均集成有发送单元和接收单元，该发送单元和接收单元也可以进行组合形成一收发混合模块形成；实时判断传输距离之前还可以采集传输距离，具体的采集方式可以是通过从一存储模块中读取预存的表示传输距离的参数等；单信道采用的传输媒介可以是通过双绞线或同轴电缆等物理介质形成的。
在一个较佳的实施例中，第一物理层包括相连接的一第一介质专用接口和一第一介质相关接口；
第二物理层包括相连接的一第二介质专用接口和一第二介质相关接口；
单信道采用传输媒介连接第一介质相关接口和第二介质相关接口。
上述实施例中，优选地，第一介质专用接口和第二介质专用接口均在一时钟信号，以及对应时钟信号的每个时钟周期的数据位数的控制下进行传输；
通过对时钟信号的频率以及数据位数同时进行调整的方法改变第一介质专用接口与第二介质专用接口之间的传输速率。
上述实施例中，优选地，传输距离小于预设阈值时，将第一介质专用接口和第二介质专用接口的每个时钟周期内传输的数据设置为8bit，以及时钟信号的频率设置为115～135MHz，举例来说，可以是120MHz，或125MHz，或130MHz等；
传输距离大于预设阈值时，将第一介质专用接口和第二介质专用接口的每个时钟周期内传输的数据设置为4bit，以及时钟信号的频率设置为22.5～27.5MH，举例来说，可以是24MHz，或25MHz，或26MHz等；
上述技术方案中，如图4所示，第一介质专用接口和/或第二介质专用接口在短距离下的时钟信号TX_CLK的每个时钟周期对应8位的数据TX_D中的一个数据单元，而使能信号TX_EN的高电平定义了需要传输的数据TX_D；使能信号TX_EN为低电平时，数据TX_D无效；当每个脉冲周期从8ns(纳秒)调整至图5的40ns后，传输的数据量降到1/10，能够适用于长距离传输；图6反映的是第一介质相关接口和/或第二介质相关接口上的信号周期对应从8ns调整至80ns后的信号波形情况，此时信号的跳变缓慢，受到信道的衰减大大减小，因此可以传送更远的距离。
上述实施例中，优选地，于传输媒介的传输距离小于预设阈值时，还将第一介质相关接口和第二介质相关接口的符号率设置为一预设符号率，范围在115～135MBaud/s(兆波特/秒)，举例来说，可以是120MBaud/s，或125MBaud/s，或130MBaud/s等；
于传输媒介的传输距离大于预设阈值时，还将第一介质相关接口和第二介质相关接口的符号率设置为预设符号率的1/10，范围在11.5～13.5MBaud/s，举例来说，可以是12MBaud/s，或12.5MBaud/s，或13MBaud/s等。
上述技术方案中，第一介质相关接口和第二介质相关接口的符号率可以与自身的发送电压存在预设的关联。
上述实施例中，优选地，第一介质相关接口和/或第二介质相关接口在作为接收方时，可以对接收的信号进行回声抵消。
上述实施例中，优选地，第一介质相关接口具有一第一发送电压；第二介质相关接口具有一第二发送电压；
于传输距离小于预设阈值时，还将第一介质相关接口的第一发送电压设置为一第一额定电压，第二介质相关接口的发送电压设置为一第二额定电压；
于传输距离大于预设阈值时，还将第一介质相关接口的发送电压设置为大于第一额定电压的一第三额定电压，第二介质相关接口的发送电压设置为大于第二额定电压的一第四额定电压。
上述实施例中，优选地，第三额定电压为第一额定电压的110％～140％；以及
第四额定电压为第二额定电压的110％～140％，举例来说，该比例可以是122％，或124％，或125％，或126％，或128％等。
上述技术方案中，举例来说，第一额定电压可以是1.0V(伏)；第二额定电压可以是1.0V；第三额定电压可以是1.2V；第四额定电压可以是1.2V。
在一个较佳的实施例中，预设阈值为100～180m(米)，举例来说，可以是110m，或120m，或130m，或140m，或150m，或160m，或170m等。
综上所述，本发明提出的一种距离增强型的以太网传输方法，应用于一第一通信终端的一第一物理层与一第二通信终端的一第二物理层之间通过四个信道进行的双向传输过程；每个信道采用长度互为相同的一传输媒介连接第一物理层和第二物理层；以太网传输方法包括：实时判断传输媒介的传输距离是否小于一预设阈值；若是，则将第一物理层与第二物理层之间的传输速率设置为一预设传输速率，范围在900～1100Mbit/s；若否，则将第一物理层与第二物理层之间的传输速率设置为预设传输速率的1/10，范围在90～110Mbit/s；上述技术方案使得第一通信终端接口与第二通信终端之间的信号传输兼顾短距离下的效率和长距离下的稳定，从而在一定程度上改善了以太网传输距离限制的问题，且成本较低。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (9)

1.一种距离增强型的以太网传输方法，其特征在于，应用于一第一通信终端的一第一物理层与一第二通信终端的一第二物理层之间通过四个信道进行的双向传输过程；
每个所述信道采用长度互为相同的一传输媒介连接所述第一物理层和所述第二物理层；
所述以太网传输方法包括：
实时判断所述传输媒介的传输距离是否小于一预设阈值；
若是，则将所述第一物理层与所述第二物理层之间的传输速率设置为一预设传输速率，范围在900～1100Mbit/s；
若否，则将所述第一物理层与所述第二物理层之间的传输速率设置为所述预设传输速率的1/10，范围在90～110Mbit/s；
在所述实时判断传输距离之前对所述传输距离进行采集，采集方式包括通过从一存储模块中读取预存的表示所述传输距离的参数。
2.根据权利要求1所述的以太网传输方法，其特征在于，所述第一物理层包括相连接的一第一介质专用接口和一第一介质相关接口；
所述第二物理层包括相连接的一第二介质专用接口和一第二介质相关接口；
所述单信道采用所述传输媒介连接所述第一介质相关接口和所述第二介质相关接口。
3.根据权利要求2所述的以太网传输方法，其特征在于，所述第一介质专用接口和所述第二介质专用接口均在一时钟信号，以及对应所述时钟信号的每个时钟周期的数据位数的控制下进行传输；
通过对所述时钟信号的频率以及所述数据位数同时进行调整的方法改变所述第一介质专用接口与所述第二介质专用接口之间的传输速率。
4.根据权利要求3所述的以太网传输方法，其特征在于，传输距离小于所述预设阈值时，将所述第一介质专用接口和所述第二介质专用接口的每个时钟周期内传输的数据设置为8bit，以及所述时钟信号的频率设置为115～135MHz；
传输距离大于所述预设阈值时，将所述第一介质专用接口和所述第二介质专用接口的每个时钟周期内传输的数据设置为4bit，以及所述时钟信号的频率设置为22.5～27.5MHz。
5.根据权利要求2所述的以太网传输方法，其特征在于，于所述传输媒介的传输距离小于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口和所述第二介质相关接口的符号率设置为一预设符号率，范围在115～135MBaud/s；
于所述传输媒介的传输距离大于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口和所述第二介质相关接口的符号率设置为所述预设符号率的1/10，范围在11.5～13.5MBaud/s。
6.根据权利要求2所述的以太网传输方法，其特征在于，所述第一介质相关接口和/或所述第二介质相关接口在作为接收方时，对接收的信号进行回声抵消。
7.根据权利要求1所述的以太网传输方法，其特征在于，所述预设阈值为100～180m。
8.根据权利要求2所述的以太网传输方法，其特征在于，所述第一介质相关接口具有一第一发送电压；所述第二介质相关接口具有一第二发送电压；
于传输距离小于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口的所述第一发送电压设置为一第一额定电压，所述第二介质相关接口的发送电压设置为一第二额定电压；
于传输距离大于所述预设阈值时，还将所述第一介质相关接口的发送电压设置为大于所述第一额定电压的一第三额定电压，所述第二介质相关接口的发送电压设置为大于所述第二额定电压的一第四额定电压。
9.根据权利要求8所述的以太网传输方法，其特征在于，所述第三额定电压为所述第一额定电压的110％～140％；以及
所述第四额定电压为所述第二额定电压的110％～140％。
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