CN113791382A - 一种用于以太网自动协商模式下的测距方法 - Google Patents

一种用于以太网自动协商模式下的测距方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，属于通信技术领域，包括：步骤S1，于自动协商模式下，向对端发送一窄脉冲；步骤S2，判断是否接收到近端反射和远端反射：若是，则线长范围为第一距离值和第二距离值之间；若否，则转入步骤S3；步骤S3，向对端发送一宽脉冲；步骤S4，判断是否接收到近端反射和远端反射：若是，则线长范围为第三距离值和第四距离值之间；若否，则线长范围小于第一距离值。本发明的有益效果在于：在自协商模式下发送窄脉冲，有效避免产生混叠的现象，在短线情况下能够清晰的分辨出远端反射和近端反射的差值，进而保证所有线长情况下都可以得到线长；帮助自协商后的信道训练，降低功耗。

Description

一种用于以太网自动协商模式下的测距方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种用于以太网自动协商模式下的测距方法。
背景技术
以太网自动协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持的工作模式信息传达给物理链路上的对端设备，并接受对方传递过来的对端的工作模式信息。双方得出共有的最高工作模式即HCD(Highest Common Denominator)，然后开始信道训练并建立链接。自协商功能完全由物理层(Physical Layer，PHY)芯片设计实现，因此并不需要使用专用数据包或带来任何高层协议开销。
在有线以太网系统中，自动协商的执行是通过快速链路脉冲FLPs来实现的。自协商功能的基本机制为：每个网络设备在上电、管理命令发出、或是用户干预时发出快速链路脉冲(FLP)，协商信息封装在这些FLP序列中。FLP序列中包含有时钟/数字序列，将这些数据从中提取出来就可以得到对端设备支持的工作模式，以及一些用于协商握手机制的其他信息。当一个设备不支持自动协商时候，不能对快速链路脉冲做出有效反应，而返回普通链路脉冲(NLP)时，它被作为一个10BASE-T兼容设备；或者返回MLT-3信号时，它被作为一个100BASE-TX兼容设备。应用中基本所有设备都支持自动协商。
有线以太网自动协商后，需对信道参数进行训练，进而建立连接(link)，在训练过程中，如果知道线长的先验知识，会有助于信道训练的收敛，并降低功耗。现有技术中，通过发送一个脉冲，对端产生反射，通过模数转换器接收对端反射，根据发送信号和接收到其反射的时间差即可计算得到线长的两倍。或者在信道训练之前的自动协商的过程中，在本地发送一簇快速链路脉冲FLP后，本地实时的先检测近端反射，再检测远端反射，通过远端反射和近端反射的差值Δ，即得到线长的先验知识。但采用这种方式，因为FLP的脉冲宽度过宽，如果线长较短的话，近端反射和远端反射混叠在一起，无法分辨其差值，无法得出准确的线长。因此针对以上问题，迫切需要设计出一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，由于窄脉冲的能量小、频率高，能够有效的避免产生混叠的现象，能够清晰的分辨出远端反射和近端反射的差值，进而确定线长，有助于自协商后的信道参数设置的训练，降低功耗。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
本发明提供一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，包括：
步骤S1，于自动协商模式下，发送端向对端发送一窄脉冲；
步骤S2，判断所述发送端是否接收到所述窄脉冲对应的近端反射和远端反射：
若接收到所述近端反射和所述远端反射，则线长范围为第一距离值和第二距离值之间；
若否，则转入步骤S3；
步骤S3，所述发送端向所述对端发送一宽脉冲；
步骤S4，判断所述发送端是否接收到所述宽脉冲对应的近端反射和远端反射：
若接收到所述近端反射和所述远端反射，则线长范围为第三距离值和第四距离值之间；
若否，则线长范围小于所述第一距离值；
其中，所述第四距离值大于所述第二距离值，所述第二距离值大于所述第三距离值，所述第三距离值大于所述第一距离值。
优选地，于自动协商模式下，所述发送端向所述对端发送连续的快速链路脉冲序列；
所述步骤S1中，于所述连续的快速链路脉冲序列中的第一个所述快速链路脉冲的尾部发送所述窄脉冲。
优选地，所述步骤S1中，所述窄脉冲为单极性脉冲信号。
优选地，所述步骤S1中，所述窄脉冲的波形周期为10ns。
优选地，所述步骤S3中，所述宽脉冲为普通链路脉冲。
优选地，所述第一距离值为5m；
所述第二距离值为80m～100m。
优选地，所述第三距离值为30m；
所述第四距离值为200m。
优选地，还包括：
记录接收到的近端反射的第一时间以及接收到远端反射的第二时间，并依据下述公式确定所述线长：
Figure BDA0003254873430000031
lth.per.s＝RTX*K*V (2)
其中，
Tfecho表示接收到远端反射的所述第二时间；
Tnecho表示接收到的近端反射的所述第一时间；
lth.per.s表示单位时间内的传输距离；
RTX表示采样周期；
K*V表示脉冲信号在传输介质上的传输速度，K为常数，V为光速；
Length表示所述线长。
优选地，所述采样周期为8ns。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明中在自协商模式下发送窄脉冲，由于窄脉冲的能量小、频率高，能够有效的避免产生混叠的现象，在短线情况下能够清晰的分辨出远端反射和近端反射的差值，进而确定短线情况下(第一距离值和第二距离值之间)的线长；和宽脉冲测试中得出的长线情况下(第三距离值和第四距离值之间)的线长结合，从而可以覆盖以太网应用中所有线长范围0m～第四距离值，保证所有线长情况下都可以得到线长信息；帮助自协商后的信道参数设置的训练，降低功耗。
附图说明
图1是本发明中一种用于以太网自动协商模式下的测距方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，属于通信技术领域，如图1所示，包括：
步骤S1，于自动协商模式下，发送端向对端发送一窄脉冲；
作为优选的实施方式，于自动协商模式下，发送端向对端发送连续的快速链路脉冲序列；
步骤S1中，于连续的快速链路脉冲序列中的第一个快速链路脉冲的尾部发送窄脉冲(Narrow pulse，NP)。
具体的，自动协商模式下，有线以太网通过发送一簇快速链路脉冲序列FLPs，窄脉冲NP只在某一个时刻发送一次，但是一次会发送很多个窄脉冲NP，窄脉冲NP的发送时刻极为重要，在本实施例中通过在开始自动协商的第一个快速链路脉冲FLP的尾巴上发送一簇窄脉冲NP，这样不会打断正常协商流程，同时由于窄脉冲的能量小、频率高，能够有效的避免产生近端反射、远端反射产生混叠的现象，因此采用步骤S1中发送的窄脉冲，可以精密检测到第一距离值L1和第二距离值L2之间的线长，其中第一距离值L1一般为5m，第二距离值L2一般为80～100m。
作为优选的实施方式，步骤S1中，窄脉冲为单极性脉冲信号，例如窄脉冲为逻辑电平为1的脉冲信号。
作为优选的实施方式，步骤S1中，窄脉冲的波形周期为10ns。
步骤S2，判断发送端是否接收到窄脉冲对应的近端反射和远端反射：
若接收到近端反射和远端反射，则线长范围为第一距离值L1和第二距离值L2之间，其中L1一般为5m，L2一般为80～100m；
若否，则转入步骤S3；
具体的，在步骤S2中，判断是否接收到近端反射、远端反射，以及根据检测到的近端反射和远端反射的差值采用下述公式(1)和公式(2)确定具体的线长；
若检测到近端反射、远端反射，则以步骤S1中为准，否则进入下一步。
步骤S3，发送端向对端发送一宽脉冲(Wide Pulse，WP)；
步骤S4，判断发送端是否接收到宽脉冲对应的近端反射和远端反射：
若接收到近端反射和远端反射，则线长范围为第三距离值L3和第四距离值L4之间，其中L3一般为30m，L4一般为200m；
若否，则线长范围小于第一距离值L1。
具体的，若步骤S1发送窄脉冲后未检测到反射，则通过步骤S3中发送宽脉冲，该宽脉冲可以是以太网自动协商标准规定的普通链路脉冲NLP，自动协商的发射脉冲很宽，一般大于80ns，该宽脉冲能量大，传输距离远，因此，通过步骤S3发送的宽脉冲，可以检测到第三距离值L3和第四距离值L4之间的线长。
进一步的，上述步骤中均未检测到近端反射、远端反射，则表示线长范围小于第一距离值L1。
作为优选的实施方式，于自动协商模式下，发送端向对端发送连续的快速链路脉冲序列；
步骤S1中，于连续的快速链路脉冲序列中的第一个快速链路脉冲的尾部发送窄脉冲。
作为优选的实施方式，还包括：
记录接收到的近端反射的第一时间以及接收到远端反射的第二时间，并依据下述公式确定线长：
Figure BDA0003254873430000061
lth.per.s＝RTX*K*V (2)
其中，
Tfecho表示接收到远端反射的第二时间；
Tnecho表示接收到的近端反射的第一时间；
lth.per.s表示单位时间内的传输距离；
RTX表示采样周期；
K*V表示脉冲信号在传输介质上的传输速度，K为常数，K＝0.8，V为光速，V＝3*108m/s；
Length表示线长。
具体的，在本实施例中，若步骤S1中检测到近端反射、远端反射，则记录接收到窄脉冲NP的近端反射的时间作为Tnecho，将接收到窄脉冲NP的远端反射的时间作为Tfecho；
若步骤S1中未检测到，但步骤S2检测到近端反射、远端反射，则记录接收到宽脉冲WP的近端反射的时间作为Tnecho，将接收到宽脉冲WP的远端反射的时间作为Tfecho。根据上述公式确定有线以太网与对端的具体线长，有助于对信道参数进行训练，从而与对端建立link。
优选的，采样周期RTX为8ns，常数K为0.8，则单位时间内的传输距离为lth.per.s＝8ns*0.8*3*108m/s＝1.92m。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明中在自协商模式下发送窄脉冲，由于窄脉冲的能量小、频率高，能够有效的避免产生混叠的现象，在短线情况下能够清晰的分辨出远端反射和近端反射的差值，进而确定短线情况下(第一距离值和第二距离值之间)的线长，和宽脉冲测试中得出的长线情况下(第三距离值和第四距离值之间)的线长结合，从而可以覆盖以太网应用中所有线长范围0m～第四距离值，保证所有线长情况下都可以得到线长；帮助自协商后的信道参数设置的训练，降低功耗。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，包括：
步骤S1，于自动协商模式下，发送端向对端发送一窄脉冲；
步骤S2，判断所述发送端是否接收到所述窄脉冲对应的近端反射和远端反射：
若接收到所述近端反射和所述远端反射，则线长范围为第一距离值和第二距离值之间；
若否，则转入步骤S3；
步骤S3，所述发送端向所述对端发送一宽脉冲；
步骤S4，判断所述发送端是否接收到所述宽脉冲对应的近端反射和远端反射：
若接收到所述近端反射和所述远端反射，则线长范围为第三距离值和第四距离值之间；
若否，则线长范围小于所述第一距离值；
其中，所述第四距离值大于所述第二距离值，所述第二距离值大于所述第三距离值，所述第三距离值大于所述第一距离值。
2.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，于自动协商模式下，所述发送端向所述对端发送连续的快速链路脉冲序列；
所述步骤S1中，于所述连续的快速链路脉冲序列中的第一个所述快速链路脉冲的尾部发送所述窄脉冲。
3.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述窄脉冲为单极性脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述窄脉冲的波形周期为10ns。
5.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述宽脉冲为普通链路脉冲。
6.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，所述第一距离值为5m；
所述第二距离值为80m～100m。
7.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，所述第三距离值为30m；
所述第四距离值为200m。
8.根据权利要求1所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，还包括：
记录接收到的近端反射的第一时间以及接收到远端反射的第二时间，并依据下述公式确定所述线长：
Figure FDA0003254873420000021
lth.per.s＝RTX*K*V (2)
其中，
Tfecho表示接收到远端反射的所述第二时间；
Tnecho表示接收到的近端反射的所述第一时间；
lth.per.s表示单位时间内的传输距离；
RTX表示采样周期；
K*V表示脉冲信号在传输介质上的传输速度，K为常数，V为光速；
Length表示所述线长。
9.根据权利要求8所述的一种用于以太网自动协商模式下的测距方法，其特征在于，所述采样周期为8ns。
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