CN1177442C - 以太网适配设备 - Google Patents

Abstract

一种用于通过电信媒介(4)在标准以太网数据泵(8)和以太网媒介访问控制器(7)之间传输数据的以太网适配设备，包括：(a)双模式媒介独立接口(9)，它以PHY模式仿真标准以太网数据泵，并以MAC模式仿真以太网媒介访问控制器；(b)与电信媒介(4)相连接的数据泵；和(c)数据缓冲器(11)，用于存储至少一个要在标准数据泵(8)和以太网媒介访问控制器(7)之间传输的以太网数据分组。

Description

以太网适配设备

技术领域

本发明涉及一种通过电信媒介，特别是通过电话线在标准以太网数据泵和以太网媒介访问控制器(MAC)之间传输数据的以太网适配设备。

背景技术

以太网作为一种共享的媒体网络体系结构而出现。如图1所示，PC的线路卡(Line-Card)与以太网数据传输电缆相连接。在图1所示的体系结构中，仅能实现半双工数据传输。此外，在不同的线路卡之间没有进行自动协商过程。

图2示出了带有集线器装置的另一以太网体系结构。集线器是用作多节点的公共终接点的部件，并且它可以中继沿着适当信号路径的信号。集线器与具有公共体系结构，例如以太网的节点相连接。在图2所示的体系结构中，来自一个线路卡的所有数据被发送到包括物理层PHY和MAC层(MAC)的所有其它线路卡。在图2的体系结构中，仅能够进行半双工数据传输。此外，可以进行自动协商过程。

图3示出了具有已知的交换机的以太网体系结构。以太网交换机是一种能够引导多个以太网或者PC中的网络通信量的装置。该交换机具有多个端口，以连接到子网，并且它通常具有多个处理器，以处理通过交换机的数据通信量。两种类型的以太网交换机是通常使用的。存储转发交换机在将数据分组引导到适当的网络之前检查每个分组是否有错。相反，交叉点交换机引导分组，而不检查错误。因为不进行耗时的查错过程，这种类型的交换机通常要比存储转发交换机速度快得多。在图3所示的体系结构中，能够进行全双工数据传输，也能够进行自动协商过程。

图4示出了连接两个局域网(LAN)的网桥。该网桥是一种能够将分组从一个局域网传递到另一局域网的硬件装置。网桥使得网络在高层协议和程序看来像一个网络。根据局域网的体系结构，能够进行全双工数据传输和自动协商过程。

在众多的应用中，需要将以太网与远程以太网连接起来。

图5示出了将第一大楼A中的第一以太局域网(LANA)与第二大楼B中的第二以太局域网(LANB)相连接的例子。由于在以太网中，两个PC或者交换机之间的最大距离大约是100米，所以需要通过两个网桥A，B和电信信道，例如电话线来连接两个LAN。以太网中两个计算机之间的最大距离是大约100米，这是因为对于更远的距离，连接两个以太网装置的以太网电缆的电阻和因此造成的衰减是不可容忍的。

标准的以太网LANA，LANB具有以下的特征。以太网在OSI参考模型中的两个最低层，即，物理层和数据链路层上工作。以太网使用总线型拓扑结构。节点与作为以太网中的主电缆的中继段相连接。作为一种基于IEEE802.3标准的变化构架的10BaseT可以采用星型拓扑结构。根据IEEE802.3U规范，100BsaeT必须使用星型拓扑结构。以太网通常以高至10Mbps的速度工作。几种其它类型的以太网以较低的速度工作，而新类型的以太网分别以100Mbps和1Gbps的速度工作。以太网使用CSMA/CD，即基于碰撞检测的立即访问方法。该访问方法被指定为IEEE802.3的一部分。以太网广播传输消息，以致每个节点同时接收到传输消息。此外，以太网使用Manchester编码，它是一种自同步编码方法，包括每个比特间隔中的电压转换。通常，在以太网中使用50Ω的同轴电缆，但是不同的网络也可以使用75Ω的同轴电缆、双绞线和光缆。帧的大小在64和15/8数据字节之间变化。其它类型的以太网是10Base5(粗缆以太网)、10Base2(细缆以太网)、10BaseT(双绞线以太网)、10BaseF(光纤以太网)、10Broad36和100BaseT。

10BaseT以太网使用UTP电缆。这种配置采用了1990年的802.3标准，并且因为UTP廉价而容易安装和使用而变得日益流行。最大电缆段长度是大约100米。

图5所示的系统的缺点是两个局域网LANA和LANB之间仅有一个数据传输信道。这表明通过电话线一次仅有一个以太网数据帧可以从一个局域网发送到另一局域网。因此，数据从一个局域网传送到另一局域网的数据传输速度非常慢。另一缺点是需要两个网桥来连接两个局域网。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于数据传输的以太网适配设备，它能够将以太局域网扩展到远程位置，而不降低数据传输速度。

这一目的由具有权利要求1的特征的用于数据传输的以太网适配设备来解决。

本发明提供一种通过电信媒介在标准以太网数据泵和以太网媒介访问控制器之间传输数据的以太网适配设备，包括：

双模式媒介独立接口(MII)，它以PHY模式仿真标准以太网数据泵，并以MAC模式仿真以太网媒介访问控制器(MAC)，

与电信媒介相连接的数据泵，和

数据缓冲器，用于存储至少一个要在标准以太网数据泵和以太网媒介访问控制器之间传输的以太网数据分组。

根据优选实施例，电信媒介是电话线。

数据泵最好是10Base数据调制解调器。

在根据本发明的以太网适配设备的优选实施例中，通过切换装置将双模式媒介独立接口设置为PHY模式或者MAC模式。

在优选实施例中，双模式媒介独立接口包括：

串行管理接口(SMI)，它可以通过SMI数据线路与以太网媒介访问控制器(MAC)或者标准以太网数据泵相连接，用于交换包括SMI消息的SMI数据帧，和

数据流接口(DFI)，它能够通过数据总线与以太网媒介访问控制器(MAC)或者标准以太网数据泵相连接，用于交换以太网数据分组。

在优选实施例中，串行管理接口(SMI)包括：去帧电路，用于去除由SMI数据线路提供的SMI数据帧的帧；用于解码SMI消息的解码器；一组SMI寄存器。

在优选实施例中，这些SMI寄存器是命令寄存器、状态寄存器、标识码寄存器、协议公告寄存器和自动协商伙伴能力寄存器。

在另一实施例中，SMI包括用于解码SMI消息的解码器和去帧电路，用于去除通过SMP数据线路被提供到以太网数据泵的SMI数据帧的帧。

在优选实施例中，串行管理接口(SMI)与以太网适配设备的中央处理单元(CPU)相连接。

在优选实施例中，数据流接口(DFI)经过控制线路与用于控制数据缓冲器的数据缓冲器控制电路相连接。

在另一实施例中，电信媒介是无线电信信道。

在又一实施例中，电信媒介是光通信信道。

附图说明

在优选实施例中，参考附图对用于在标准以太网数据泵和以太网媒介访问控制器之间传输数据的以太网适配设备进行了说明，其中：

图1是第一种根据已有技术的以太网体系结构；

图2是第二种根据已有技术的以太网体系结构；

图3是第三种根据已有技术的以太网体系结构；

图4是第四种根据已有技术的以太网体系结构；

图5是根据已有技术的两个以太局域网之间的连接，示出了作为本发明的基础的问题；

图6是使用多个根据本发明的以太网适配设备的以太局域网的扩展；

图7示出了通过根据本发明的两个以太网适配设备和电话线来连接媒介访问控制器(MAC)和标准以太网数据泵；

图8示出了根据本发明的以太网适配设备的方框图；

图9详细示出了根据本发明的以太网适配设备中的MII接口的详细方框图；

图10示出了双模式媒介独立接口(MII)的第一模式的流程图；

图11示出了根据本发明的以太网适配设备的双模式媒介独立接口(MII)的第二模式；

图12a，12b和12c示出了根据本发明的不同数据帧格式；

图13示出了根据本发明的以太网适配设备的优选实施例中数据泵传输一方的方框图；

图14a和14b示出了根据本发明的以太网适配设备的优选实施例中数据泵接收一方的方框图。

具体实施方式

如从图6中看到的，大楼A中包括例如交换机和多个PC的以太局域网1经过线路2-1，2-2，2-3与同一栋大楼中的以太网适配设备3-1a，3-2a，3-3a相连接。每个以太网适配设备通过对应的电话线4-1，4-2，4-3与不同的大楼B中的远程以太网适配设备3-1b，3-2b，3-3b相连接。在图6所述的例子中，通过线路6-1，6-2，6-3来连接计算机5-1，5-2，5-3的每个远程以太网适配设备3-1b，3-2b，3-3b。

大楼A中的以太网适配设备3-1a，3-2a，3-3a被设置为物理PHY模式，以仿真标准的以太网数据泵，而大楼B中的远程以太网适配设备3-1b，3-2b，3-3b被设置为MAC模式，用于仿真以太网媒介访问控制器。以不同的工作模式来设置通过电话线之类的电信媒介连接的根据本发明的两个以太网适配设备。最好通过诸如硬件引脚之类的以太网适配设备的切换装置设置根据本发明的以太网适配设备3的工作模式。在另一实施例中，由来自远程控制单元通过控制线路而施加的控制信号或者以太网命令来在两种模式之间切换本发明的以太网适配设备3。

图7详细示出了通过两个以太网适配设备3a，3b和电话线4将诸如交换机、网桥或者集线器装置7之类的以太网媒介访问控制器与标准以太网数据泵8连接。

每个以太网适配设备3都包括MII接口9，数据泵10，数据缓冲器11，缓冲器控制电路12和中央处理单元13。通过电话线4来将以太网适配设备3a、3b的两个数据泵10a，10b相互连接。通过切换装置14a将图7所示的第一以太网适配设备3a设置为物理模式，而通过切换装置14b将另一以太网适配设备3b设置为MAC模式。

第一以太网适配设备3a仿真标准以太网数据泵，并通过控制和数据线路与诸如交换机、网桥或者集线器之类的媒介访问控制装置7连接。另一方面，第二以太网适配设备3b工作在MAC模式下，并仿真以太网媒介访问控制器。第二以太网适配设备3b的MII接口9b通过数据和控制线路连接到标准以太网数据泵8。

从媒介访问控制器7看来，与标准以太网数据泵8连接的两个以太网适配设备3a，3b像正常的标准以太网数据泵一样进行动作，即，媒介访问控制器7并未意识到距离超过1英里的电话线4位于远程标准以太网数据泵和媒介访问控制器7之间。

从标准以太网数据泵8看来，MAC控制器7和两个以太网适配设备3a，3b像正常的标准以太网数据访问控制器一样进行动作。因此，通过使用两个根据本发明的以太网适配设备3a，3b就能够获得媒介访问控制器7和标准以太网数据泵8之间的完全透明。

大楼B中的图6所示的计算机5-1，5-2和5-3像大楼A中实现的局域网1中的普通PC一样进行动作。

图8示出了根据本发明的以太网适配设备3的方框图。以太网适配设备3包括：双模式媒介独立接口9、数据泵10、数据缓冲器11、数据缓冲器控制电路12和中央处理单元13。双模式媒介独立接口9可以通过数据和控制线路14连接到媒介访问控制器。数据泵10连接到诸如电话线之类的电信媒介。在另一实施例中，电信媒介4可以是无线通信信道或者光通信信道。媒介独立接口9通过数据线路15连接到数据缓冲器11，并通过控制线路16连接到数据缓冲器控制电路12。双模式媒介独立接口9还通过数据控制线路17与中央处理单元13相连接。通过诸如硬件引脚之类的切换装置14来设置双模式媒介独立接口的两种模式。中央处理单元13通过数据和控制线路18与数据泵10连接，所述的数据泵10通过数据线路19与数据缓冲器11连接。

图9详细示出了根据本发明的以太网适配设备3的优选实施例。

媒介独立接口9在媒介访问控制(MAC)子层和物理层之间提供简单容易实现的互联，用于以10Mb/s(兆位/秒)和100Mb/s的进行数据传输。MII接口9能够支持多达100Mb/s的数据传输速率，并支持对物理层装置的管理功能。数据和分隔符与时钟基准同步。并且可以使用任何一种MII接口9，例如RMII和SMII。如果需要，MII接口9能够进行全双工工作。在IEEE802.3中对媒介独立接口进行了详细的说明。

MII接口经过数据线路20接收以太网数据帧，所述的数据帧被转换单元21转换成数据字节。转换电路21通过线路22连接到写控制单元23，所述的写控制单元23检查数据缓冲器11中是否有用于至少一个以太网数据帧的足够的存储空间。在数据缓冲器11中有足够的存储空间的情况下，通过线路24将接收的数据帧的数据字节存储在数据缓冲器11中。通过控制线路25来激活写控制单元23。

如果数据缓冲器11中没有足够的存储空间，数据缓冲器控制电路12通过控制线路26将控制信号发送到MII接口9中的数据流控制电路27。数据流控制电路27将指示信号发送给发送装置，指示此时传输媒介不可用。

如果控制缓冲器电路12没有发送任何表示数据缓冲器11完全满了的信号，则数据流控制电路27通过控制线路28激活写单元23，以将提供的数据字节存储在数据缓冲器11中。写单元23计算存入数据缓冲器的字节数目并利用循环冗余校验(CRC)检查数据的有效性。如果数据帧无效，则清除数据帧，并将指针指向数据缓冲器11的首地址。

当将转换的以太网数据帧存储在数据缓冲器11中时，数据泵10向电话线14另一侧的远程数据缓冲器11发出查询，检查远程缓冲器是否做好了接收另外的数据的准备。在远程数据缓冲器能够接收数据的情况下，写单元23通过线路29将连续的指令施加到本地控制电路27。然后数据泵10从数据缓冲器11读入以太网数据帧，并且将该数据再构造成如图12a所示的10Base S数据帧，所述的数据帧通过电话线4被发送到远程以太网适配设备。在优选实施例中，数据泵10是美国专利申请No.6088368公开的10BaseS数据调制解调器。这种10BaseS数据调制解调器可以以大约13Mbps的速度在带宽为300Hz到3.4kHz之间的非屏蔽双绞电话线上传送对称的数据。10BaseS数据调制解调器包括如图13所示的调制解调器发射机，和如图14a，14b所示的调制解调器接收机。数据泵10的调制解调器发射机执行再组织帧、编码和数据调制。

电话线4另一侧的远程适配设备3的数据泵10执行解调、解码和接收的数据帧的再组织。这些数据帧被无条件地存储在远程适配设备3地远程数据缓冲器11中。在远程以太网适配设备3中，检查接收数据线30是否准备好进行数据传输。在能够进行数据传输的情况下，通过数据线路31从数据缓冲器11中读出数据到由数据流控制电路27通过控制线路32激活的读取单元32中。在读出单元32的输出端上读出的数据通过线路34提供给转换单元35。

如果接收数据线路30并未准备好进行数据传输，数据流控制电路27产生空数据，所述的空数据通过数据线路36被提供给转换单元35。

读单元32通过线路37传送RX-valid信号。数据流控制电路27还连接到载波侦听(CRS)线路38、碰撞信号线路(COL)39、传输差错(TX-ER)线路40和接收差错(RX-ER)线路41。

以太网物理装置产生载波侦听信号(CRS)，以表示以太网媒介的激活。MAC层使用该CRS使接收有效，并避免共享媒介配置的并发传输。MII接口产生CRS，以通过物理装置向MAC装置表示传输媒介上存在合法信号。

在传输的同时并且当检测到传输媒介上的另一同时传输时，以太网物理装置可以产生碰撞信号(COL)。碰撞信号向MAC装置指示当前的传输与另一站的传输发生碰撞，并且不会被任何的站正确接收。碰撞信号是MII接口9的信号，所述的碰撞信号以半双工的方式向MAC装置指示到来的消息与传出的消息发生碰撞。

传输差错信号(TX-ER)由MAC装置产生，以便以这种方式请求物理装置故意地破坏帧的数据内容，即，接收机将检测具有很高的概率的这种破坏。

如果在当前从物理装置传输的数据帧中检测到物理装置能够检测的编码差错或者任何其它的差错，由以太网物理装置产生接收的差错信号(RX-ER)。

图9所示的媒介独立接口9由数据流接口(DFI)构成，所述的数据流接口包括：转换单元21，35、读写单元23，32、和数据流控制电路27。媒介独立接口9还包括串行管理接口(SMI)。串行管理接口由用于去除通过SMI数据线路43提供给MII接口9的SMI数据帧的帧的构造电路42构成。构造电路42还与SMI时钟线路44连接。串行管理接口(SMI)确实还包括通过线路46与构造电路42连接的解码器45。串行管理接口还包括通过线路48与解码器45连接的、通过线路49与中央处理单元13连接的一组串行管理接口寄存器47。中央处理单元13通过控制线路50控制数据流接口中的数据流控制电路27，以在半双工模式(HDX)和全双工模式(FDX)之间切换。

在半双工模式(HDX)中，在数据缓冲器被识别出为存满的情况下，数据流控制电路27创建空数据，作为通过接收数据线路30被发送回数据源的背压数据(back pressure data)，所述的数据源可以是媒介访问控制器或者标准的以太网数据泵。

在由中央处理单元13通过控制线路50设置全双工模式(FDX)的情况下，不产生空数据，但是产生特殊的暂停和继续帧，并被发送回数据源。该过程基于具有特定源地址的暂停/继续数据分组进行。在IEEE802.3x中对暂停/继续数据分组进行了说明。

图10示出了以太网适配设备3以模式切换装置14设置的物理模式(PHY-MODE)进行工作的流程图。在图10所示的物理层模式中，根据本发明的以太网适配设备3仿真标准的以太网数据泵。

在步骤S0开始之后，在步骤S1，MII接口9检查是否通过SMI数据线路43传输了SMI数据帧。在SMI接口的解码器42没有接收到SMI数据帧的情况下，在步骤S2检查是否接收到状态改变消息。相反，如果在步骤S1检测到去帧器42已经接收到SMI数据帧，则在步骤S4由解码器45分析SMI数据帧。

图12b示出了SMI数据帧的结构。SMI数据帧包括帧分隔符的开始(SFD)和伴随MAC控制器的物理装置的5位地址。MAC控制器(MAC)可以同时最多管理32个物理装置。此外，SMI数据帧包括物理装置中的5位寄存器地址，例如BMCR，BMSR等等。此外，SMI数据帧包括1位，以指示MAC控制器是想要写数据还是想要读数据。如果SMI数据帧是读数据帧，则MAC控制器读取转向位TT和16位的数据，如果SMI数据帧是写数据帧，则物理装置设置SMI数据帧。

正如从图10中看到的，在步骤S5，在物理模式下通过对包括在SMI数据帧中的读/写位进行检查，来检查接收的SMI数据帧是否包含由包括在SMI数据帧中的读/写比特检查的读写命令。如果SMI数据帧的写比特为高，则在步骤S6检查该SMI数据帧是否包括普通的写命令。在包括普通的写命令的情况下，在步骤S7将写消息从CPU 13发送到远程CPU13。图12c示出了该消息的格式。该消息数据帧包括指示消息类型和消息长度的报头。此外，该消息数据帧包括消息数据和有效校验和。有三种类型的消息数据帧，即，10BaseS链路控制消息，一般的写或读消息和特殊的SMI消息。在步骤S7，将一般的写/读消息从CPU13发送到远程以太网适配设备3的远程CPU13。如果在步骤S6识别出接收的SMI数据帧中没有包括普通的写命令，则在步骤S8检查该命令是不是强制写命令。在该写命令是强制写命令的情况下，过程前进到步骤S9，将强制写消息发送到远程CPU13。在相反的情况下，在步骤S10发送自动协商消息。

在步骤S11，将本地SMI接口设置为未链接，在步骤S12，检查是否已经接收到状态变化消息。当已经接收到状态变化消息时，在步骤S13根据包括在状态变化消息中的配置命令来设置BMCR的本地速度和双工模式位。此外，在步骤S14，将普通写消息从CPU13发送到远程CPU13，以将远程以太网适配设备的寄存器的速度和双工模式设置为步骤S13中设置的新配置。此外，以太网适配设备3的寄存器组47的寄存器内容镜像到电话线4另一侧的远程以太网适配设备3的对应寄存器组47。

如果在步骤S5检测出解码和分析的命令是读命令时，则在步骤S15，SMI接口按照请求的寄存器组47中的寄存器内容将SMI数据帧发送回数据源。

MII接口9中的寄存器组47包括至少5个固有寄存器，这些寄存器是命令寄存器、状态寄存器和标识码寄存器、协议公告寄存器和自动协商伙伴能力寄存器。命令寄存器(BMCR)包括5位。第一位将速度设置为100Mbps或者10mbs(兆字节/秒)，第二位将双工模式设置为半双工或者全双工，第三位是复位命令，第四位激活或者禁止自动协商过程，第五位重新启动自动协商过程。

状态寄存器包括4位，其中，第一位指示实际的数据传输速度，第二位指示实际的双工模式，第三位指示链路状态，而第四位指示自动协商过程是否完成。

在标识码寄存器中，存储专用于标识以太网特定类型的标识码。

在协商公告寄存器中，指示物理装置是否能够以10Mbps半双工、100mbs半双工、10mbs全双工、100mbs全双工进行工作，以及表示物理装置是否支持根据IEEE802.3的暂停/继续过程。

自动协商伙伴能力寄存器与协商公告寄存器相似，并且反映出通信伙伴装置公告的伙伴的能力。

如果在步骤S2检测出未接收到状态变化消息，则在步骤S15检查自动协商是否被激活。如果自动协商已经被激活，过程继续进行到步骤S10。两个以太网物理层装置之间的自动协商过程的目的是找到这些以太网物理层装置可以支持的最高工作模式。自动协商过程向链接装置提供检测数据链路另一端的装置支持的工作模式的能力、确定共用的能力和配置联合工作。自动协商过程指示以太网物理装置进行自动协商，然后校准所有的数据路径操作和数据过程。自动协商过程可以被MAC层装置禁止。当自动协商过程被禁止时，迫使以太网物理层装置具有MAC层指示的配置。

图11示出了根据本发明的以太网适配设备3工作在媒介访问控制模式(MAC模式)下的流程图。在开始步骤S17之后，在步骤S18检查是否接收到来自物理层装置的消息。如果回答为“是”，在步骤S19分析接收的消息。在步骤S20，检查该消息是不是普通的写消息。在是普通的写消息的情况下，在步骤S21产生并发送包括写命令的SMI数据帧。在相反的情况下，在步骤S22检测分析的消息是不是强制消息。如果接收的消息是强制消息，则在步骤S23产生并发送包括强制命令的SMI数据帧。否则，在步骤S22确定接收的消息是自动协商消息，在步骤S24产生并发送包括自动协商命令的相应的SMI数据帧。

在步骤S25，检测是否提供了以太网链路。如果提供了，在步骤S26从以太网物理装置的寄存器中读取所有的信息数据，并且在步骤S27根据在步骤S26读取的所有者双工模式数据设置本地以太网适配设备3，以支持数据传输速度，双工模式。在步骤S28，将状态变化消息从MAC模数装置发送到远程装置的中央处理单元。

如果在步骤S18检测出未接收到消息，则在步骤S29检查状态变化是否发生。如果在步骤S29检测出状态变化，则在步骤S30将状态变化消息发送到存储在寄存器中的新状态。

在优选实施例中，图8所示根据本发明的以太网适配设备3包括10BaseS数据调制解调器10，作为数据泵。10BaseS数据调制解调器10包括图13所示的调制解调器发射机和图14a，14b所示的调制解调器接收机。供给调制解调器10的数据源向10BaseS数据调制解调器的发射机接口51提供发射数据信号和发射允许信号。发射接口将数字数据输入到FIFO装置52。FIFO进行工作，调节数据源和数据调制解调器之间的数据传输速率。FIFO装置52补偿这两个装置之间数据传输速率方面的差值。FIFO装置52的信号输出被输入到同步发生器53、报头发生器54和随机函数发生器54。同步发生器53产生两个同步字节，并将其输出到到帧格式器56。报头发生器54产生生成多字节的报头信息。然后随机函数发生器57将报头信息随机化或者扰频，随后由编码器58编码。编码器58的输出信号被输入到帧格式器56。

来自帧FIFO装置52的数据还被输入到加扰数据的扰频器或者随机函数发生器。随机函数发生器的输出端与编码数据流的编码器59连接。编码的数据流被输出到交错器60，它结合Reed Solomon编码将数据打乱，以克服脉冲噪声，因此提高了差错恢复能力。交错器60的输出被输入到帧格式器56。

帧格式器56采样包括同步数据、报头数据和交错器60输出的数据流的完整数据帧。帧格式器56连接到符号编码器61。符号编码器61根据输入的数字数据流产生带内(in-band)I信号和正交Q数字输出信号。I和Q信道被输入到同相滤波器62和正交滤波器63。通过相减装置64从带内滤波器62的输出中减去正交滤波器63的输出。相减装置的输出信号由数字模拟转换器65进行转换，它的输出连接到线路接口66。线路接口66通过双绞电话线4发送输出信号。

图14a，14b示出了根据本发明的以太网适配设备3中使用的10BaseS数据调制解调器10的调制解调器接收机一方。双绞线4与模拟前置电路67耦合，所述的前置电路67将数据调制解调器10对接到电话线4并放大接收的模拟信号。模拟前置电路67的输出与模数转换器68连接。模数转换器68的输出被输入到自动增益控制电路69。模数转换器68的输出还耦合到多路复用器70、陷波滤波器71和窄带干扰检测器72。陷波滤波器32的输出被连接到多路复用器70的第二输入端。窄带干扰检测器72检测1.82MHz范围中的业余无线电信号。如果在接收的信号中检测到业余无线电波段中的足够的信号电平，则设置多路复用器70，以切换陷波滤波器71的输出通过。陷波滤波器71的中心频率和带宽被设置成覆盖业余无线电波段。多路复用器70的输出被输入到同相滤波器73、正交滤波器74和定时控制电路75。经过同相滤波器和正交滤波器73，74的同相和正交信号输出被输入到自适应均衡器76。自适应均衡器76输出的同相和正交信号通过限幅器77输入，所述限幅器77产生反馈信号，以控制自适应均衡器76和定时控制电路75。定时控制电路75输出信号到压控晶体振荡器/锁相环路78。锁相环路78的输出输入到时钟发生电路79，它产生调制解调器10内部使用的时钟信号。限幅器77的I和Q输出信号被输入到符号解码器80。符号解码器80根据I和Q输入信号从一组点中作出最佳的决定。符号解码器80输出表示检测的符号的数据位，并输入到图14b所示的帧去格式器81。帧去格式器81耦合到反交错器82、解码器83和同步检测器84。同步检测器84匹配同步模式并在输入的数据流中搜索多个同步事件。一旦检测到同步信号，帧去格式器81从帧中读取报头数据并输入到解码器83。解码器83的输出被输入到随机函数消除器85。解码器83和随机函数消除器85的输出被提供给报头数据分析器86。分析报头数据以检测丢失的帧，执行寻址功能等等。

帧去格式器81还向将接收的数据恢复顺序的反交错器82输出数据流。反交错器82的输出被输入到解码器87。解码器87的输出被提供给解扰接收的数据的随机函数消除器88。随机性消除器88的输出被输入到帧FIFO装置89，它调节调制解调器10和与调制解调器连接的通信装置之间的数据传输速率的差值。帧FIFO装置89的输出被输入到用于输出接收的数据信号的接收接口电路90。与调制解调器10连接的数据装置产生的接收时钟被输入到接收接口，并为接收数据提供时钟信号。

根据本发明的以太网适配设备3是根据以太网标准的通信的第二层和第一层之间的扩展装置。以太网适配设备3使用第二层侧的所有以太网工具，例如，COL，CRS，以提高缓冲器和数据流的性能。模仿CRS信号和COL信号，以物理模式来仿真标准以太数据泵和按照MAC模式仿真以太网媒介控制器。

SMI接口的寄存器内容在链路上的镜像能够让MAC层和以太网物理层正常工作，而不用注意在一侧的以太网媒介访问控制(MAC)和另一侧的以太网数据泵之间设置的新的电信媒介4。通过在新的电信媒介4上使用特殊的信令协议，就能够共享诸如负载平衡、SMI激活、自动协商、数据链路和速度双工模式之类的信息。以太网物理层装置的自动识别使得能够使用它自己的速度检测器。新的电信媒介4也可以同时被使用在其它的应用中。

Claims (13)

1.一种用于通过电信媒介(4)在标准以太网数据泵(8)和以太网媒介访问控制器(7)之间传输数据的以太网适配设备，包括：

(a)双模式媒介独立接口(9)，它以PHY模式仿真标准以太网数据泵，并以媒介访问控制器模式仿真以太网媒介访问控制器，

(b)与电信媒介(4)相连接的数据泵(10)，和

(c)数据缓冲器(11)，用于存储至少一个要在标准数据泵(8)和以太网媒介访问控制器(7)之间传输的以太网数据分组。

2.根据权利要求1所述的以太网适配设备，其特征在于电信媒介(4)是电话线。

3.根据权利要求1或者2所述的以太网适配设备，其特征在于数据泵(10)是10BaseS数据调制解调器。

4.根据权利要求1所述的以太网适配设备，其特征在于由切换装置(14)将双模式媒介独立接口(9)设置为PHY模式或者媒介访问控制器模式。

5.根据权利要求1所述的以太网适配设备，其特征在于双模式媒介独立接口(9)包括：

串行管理接口(42，45，47)，它可以通过串行管理接口数据线路(43)与以太网媒介访问控制器或者标准以太网数据泵相连接，用于交换包括串行管理接口消息的串行管理接口数据帧，和

数据流接口(21，23，27，32，35)，它能够通过数据总线与以太网媒介访问控制器或者标准以太网数据泵相连接，用于交换以太网数据分组。

6.根据权利要求5所述的以太网适配设备，其特征在于串行管理接口电路(42，45，47)包括：

去帧电路(42)，用于去除由串行管理接口数据线路(43)提供的串行管理接口数据帧的帧；

用于解码串行管理接口消息的解码器(45)；和

一组串行管理接口寄存器(47)。

7.根据权利要求6所述的以太网适配设备，其特征在于串行管理接口寄存器至少包括：

命令寄存器；

状态寄存器；

标识码寄存器；

协商公告寄存器；和

自动协商伙伴能力寄存器。

8.根据权利要求1所述的以太网适配设备，其特征在于串行管理接口(9)被连接到中央处理单元(13)。

9.根据权利要求5所述的以太网适配设备，其特征在于数据流接口电路(21，23，27，32，35)通过控制线路(26)与数据缓冲器控制电路(12)相连接。

10.根据权利要求1所述的以太网适配设备，其特征在于电信媒介(4)是无线通信信道。

11.根据权利要求1所述的以太网适配设备，其特征在于电信媒介(4)是光通信信道。

12.根据权利要求1、2、4-11之一所述的以太网适配设备，其特征在于镜像任何一个串行管理接口寄存器的寄存器内容。

13.根据权利要求3所述的以太网适配设备，其特征在于镜像任何一个串行管理接口寄存器的寄存器内容。

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