TW201517533A - 多個傳輸埠的網路裝置 - Google Patents

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TW201517533A
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Hsuan-Ting Ho
Liang-Wei Huang
Sheng-Fu Chuang
Ching-Yao Su
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    • H04B3/02—Details
    • H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
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    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/32—Reducing cross-talk, e.g. by compensating

Abstract

本發明揭示一種網路裝置，其包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠具有複數個通道並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種，各個傳輸埠可操作於主控模式與從屬模式的其中一者，各個通道的通信單元包含：一回音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該通道本身發送信號返回所造成之干擾；一近端串音消除器，其為具有複數個分接點的第二濾波器，且該等分接點分別對應複數個第二係數，用以消除來自該傳輸埠本身的其它通道之串音干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，當該回音消除器及該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的符碼來更新其各自的係數時，該控制單元對該等傳輸埠進行控制；其中，當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；及當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器或該近端串音消除器於一第二預設時間區間內停止更新其係數。

Description

多個傳輸埠的網路裝置
本發明係有關一種多個傳輸埠的網路裝置技術，特別是指一種跨時脈域(cross clock domain)的消除傳輸埠間干擾之網路裝置及其相關方法。
目前的通信系統處理跨時脈域的干擾消除(interference cancellation)常採用費洛結構(Farrow structure)來執行內插運算，以進行相關資料的時脈域轉換。費洛結構係利用多項式(polynomial)的近似方法，來簡化內插運算的複雜度。然而，使用多項式的近似方法會產生誤差，通常誤差最大的地方發生在相位為180度之處，並且，當輸入與輸出資料兩者的時脈越接近時，誤差越大，費洛結構的效能也就越差。特別是，當輸入與輸出資料兩者的時脈幾乎相等時，費洛結構幾乎無法準確內插出相位為180度的資料值。
在高清晰度多媒體介面乙太網路通道(HDMI Ethernet channel)的應用中，由於採用單條線雙向傳輸，因此會同時收到對方信號以及因己方所發射信號而反彈回來的回音干擾。所以，需要使用回音消除器來執行回音消除。由於HDMI乙太網路通道兩端的網路裝置所使用的時脈間會有些許誤差(0~200ppm)，因此需先將本地端傳送機的資料從其時脈域轉換為本地端接收機的時脈域後，回音消除器再於本地端接收機的時脈域進行回音消除。此時，若採用費洛結構來進行時脈域轉換，則由於傳送機與接收機的時脈差距極小，費洛結構的內插效能會很差，而必須使用非常高階的多項式來近似，才有較好的效能。但是，多項式階數越高，費洛結構所需的分接點就越多，因此複雜度與電路成本就越高，信號 延遲也越長。
一般而言，具有數個傳輸埠的交換器等網路裝置，常會遇到來自其它傳輸埠的干擾。舉例而言，為了降低成本，現在的多埠交換器中的變壓器往往會將兩個或者四個傳輸埠的線圈繞在同一個元件裡面，由於變壓器的內部線圈會造成信號互相影響，故相鄰的傳輸埠就會互相干擾而影響信號品質，而如何消除傳輸埠間干擾已成為本技術領域亟待解決的問題。因此，有必要發展新的多傳輸埠網路裝置技術，以消除傳輸埠之間因為跨時脈域而引起的干擾問題。
因此，本發明的目的之一，即在解決上述傳輸埠之間因為跨時脈域而引起的干擾問題。
根據本發明的一實施例，其提供一種網路裝置，其包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠具有複數個通道並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種，各個傳輸埠可操作於主控模式與從屬模式的其中一者，各個通道的通信單元包含：一回音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該通道本身發送信號返回所造成之干擾；一近端串音消除器，其為具有複數個分接點的第二濾波器，且該等分接點分別對應複數個第二係數，用以消除來自該傳輸埠本身的其它通道之串音干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，當該回音消除器及該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的符碼來更新其各自的係數時，該控制單元對該等傳輸埠進行控制；其中，當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；及當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器或該近端串音消除器於一第二預設時間區間內停止更新其係數。
根據本發明的另一實施例，其提供一種網路裝置，其包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠只有一通道並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種，各個傳輸埠可操作於主控模式與從屬模式的其中一者，各個通道的通信單元包含：一回音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該通道本身發送信號返回所造成之干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，當該回音消除器及該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的符碼來更新其各自的係數時，該控制單元對該等傳輸埠進行控制；其中，當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器於一第二預設時間區間內停止更新其係數；及當該等傳輸埠的相鄰二者分別操作於主控模式與從屬模式時，該控制單元使該判決回授等化器於一第三預設時間區間內停止更新其係數。
根據本發明的另一實施例，其提供一種網路裝置，其包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠具有一傳送通道及一接收通道，並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種，該接收通道的通信單元包含：一近端串音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該傳輸埠本身的其它通道之串音干擾；一跨埠干擾消除器，其為具有複數個分接點的第二濾波器，且該等分接點分別對應複數個第二係數，用以消除來自不同傳輸埠的其它通道之串音干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，分派不同的數種給該等傳輸埠，且當該近端串音消除器與該判決回授等化器或該跨埠干擾消除器與該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的 符碼來更新其各自的係數時，該控制單元使該判決回授等化器於一第二預設時間區間內停止更新其係數。
10‧‧‧網路裝置
100‧‧‧通信單元
110‧‧‧該先進先出電路
111‧‧‧該同步先進先出單元
112‧‧‧非同步先進先出單元
120‧‧‧消除信號產生電路
130‧‧‧加法器
140‧‧‧判決回授等化器
200‧‧‧控制單元
第1圖為根據本發明實施例之網路裝置的方塊示意圖。
第2圖為根據本發明實施例之通信單元的方塊示意圖。
第3A至3D圖為第2圖之消除信號產生電路之濾波器如何因應非同步先進先出單元之輸出方式的變化，進行分接點係數與符碼值之相對關係的調整。
第4圖為多埠Giga乙太網路裝置之干擾來源之關係示意圖。
第5圖為多埠Giga乙太網路裝置實際應用時之干擾來源之關係示意圖。
第6圖為多埠自動BRPHY乙太網路裝置之干擾來源之關係示意圖。
第7圖為多埠快速乙太網路裝置之干擾來源之關係示意圖。
為使貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，茲配合圖式詳細說明本發明的實施例如後。
第1圖為根據本發明實施例之網路裝置10的方塊示意圖，該網路裝置10具有複數個傳輸埠，且每一傳輸埠具有至少一通道。以第1圖的實施例為例，該網路裝置10有四個傳輸埠0、1、2、3，且各個傳輸埠具有四個通道(Channel)A、B、C、D。對於其中任一個特定通道而言，一通信單元100，例如，收發機(Transciver)，會配置於該通道中，藉以執行信號傳送與接收的工作。各個通道的通信單元100分別耦接至一控制單元200並受其控制，以消除該等傳輸埠之間的跨時脈域(Cross clock domain)干擾。
第2圖為根據本發明實施例之通信單元100的方塊示意圖，其係以第一時脈域作為傳送機(Transmitter，未圖示)之操作時脈域，以第二時脈域作為接收機(Receiver，未圖示)之操作時脈域，且該通信單元100用以消除信號傳輸過程中所產生的干擾。產生 雜訊之傳送機有自己的時脈頻率(即第一時脈域)，而接收機則採用時序還原(Timing Recovery)的機制，以鎖住通信對方傳送機的時脈頻率(即第二時脈域)，倘若第一時脈域與第二時脈域並非迴路時序(Loop timing)，而分屬不同的時脈域，則需要執行跨時脈域的干擾消除。在該通信單元100進行信號傳送與接收的過程中，該傳送機之傳送信號在傳輸過程中會造成該接收機接收信號時的不同干擾，例如，若該傳送機與接收機位在同一通道的同一端，則當傳送機經由該通道傳送一信號時，接收機會從該通道收到該信號反彈之回音(Echo)；若該傳送機與接收機分屬於不同通道，接收機也會收到回應傳送機之傳送信號而產生的串音(Cross-talk)。對於具有消除干擾功能的網路裝置，其可依據傳送機之傳送信號來產生消除信號，以便從接收機之接收信號中抵消因該傳送信號而產生的干擾。由於該傳送信號與接收信號分屬第一時脈域與第二時脈域，該通信單元100需搭配第1圖的控制單元200而執行跨時脈域的干擾消除工作。
如第2圖所示，該通信單元100包含一先進先出(First-In,First-Out；FIFO)電路110、一消除信號產生電路120、一加法器130及一判決回授等化器(Decision Feedback equalizer,DFE)140。該先進先出電路110可接收一第一時脈域的數位傳送信號，並依據第一時脈域與第二時脈域間之一累計時序差(accumulated timing error)，輸出一第二時脈域的數位傳送信號。該先進先出電路110主要是用以控制數位傳送信號輸入/輸出的順序與速度，而不針對其信號值的大小進行處理。特別是，該先進先出電路110可依據其輸入時脈域(即第一時脈域)與輸出時脈域(即第二時脈域)間的累計時序差，調整數位傳送信號的輸出方式，以進行時脈域的轉換。
該消除信號產生電路120可依據該先進先出電路110所輸出之數位傳送信號，產生一消除信號，用以消除該接收機所接收之干擾信號，而該干擾信號係回應該數位傳送信號而產生。特別是，該消除信號產生電路120可依據該干擾信號與該消除信號間之一 相位差，來調整該消除信號，以降低或去除該相位差。由於該接收機會同時接收到該干擾信號與通信對方所傳送來的資料，亦即，該干擾信號係內含於該接收機所接收的數位接收信號；因此，一加法器130設置於該通信單元100中，其耦接至該消除信號產生電路120，接收該消除信號及該數位接收信號，並使該數位接收信號減去該消除信號後輸出，以執行干擾的消除。該消除信號產生電路120可包含一回音消除器(echo canceller)、一近端串音(near-end cross talk,NEXT)消除器(NEXT canceller)、一跨埠干擾消除器(cross-port NEXT canceller)、或上述消除器之組合；其中，該回音消除器用以消除同一通道本身發送信號返回所造成之干擾，該近端串音消除器用以消除來自同一傳輸埠本身的其它通道之串音干擾，該跨埠干擾消除器用以消除來自不同傳輸埠之間的串音干擾。以上所述的消除器可藉由適應性(adaptive)濾波器的電路結構來實現；例如，該回音消除器可為具有複數個分接點(Tap)的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數；該近端串音消除器可為具有複數個分接點的第二濾波器，且該等分接點分別對應複數個第二係數；在一實施例中，該回音消除器及該近端串音消除器可分別為一有限脈衝響應(Finite Impluse Response,FIR)濾波器所組成。此外，如第2圖所示，該判決回授等化器140連接於該加法器130之後，以接收已消除干擾的該數位接收信號，並進一步消除該數位接收信號自遠端而傳輸至本地端的過程中所產生的符碼間干擾(Inter-Symbol Interference,ISI)。該判決回授等化器140可以是具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數；在一實施例中，該判決回授等化器140為一有限脈衝響應濾波器及一無限脈衝響應(Infinite Impluse Response,IIR)濾波器所組成。
在本實施例中，跨時脈域的干擾消除分成兩部分來處理。若第2圖所示的數位傳送信號在第一時脈域係為複數個連續的符碼(Symbol)所組成，則在時間軸上，每一符碼可視為一整數點，相鄰兩點之間距為第一時脈域之一時脈週期。當該數位傳送信號轉換 至第二時脈域時，符碼在時間軸上就會偏離原本整數點的位置，而位於非整數點。在本實施例中，此非整數將被分成整數與小數兩部分，例如，若一特定符碼位於x.y(x與y分別代表整數與小數部分)的位置，則將其分成x與0.y兩部份，分別進行處理。首先，利用該先進先出電路110將原本第一時脈域中位於x的整數點，於x.y的時間點輸出(亦即，依據第二時脈域的速度輸出)，以處理整數的部份。由於第一與第二時脈域的速度不同，該先進先出電路110需參考第一與第二時脈域間之累計時序差，於適當時機一次輸出較多的符碼(當第一時脈域快於第二時脈域時)或是至少跳過一次不輸出任何符碼(當第一時脈域慢於第二時脈域時)。接著，由於小數部份尚未處理，所以該消除信號產生電路120依據該先進先出電路110的輸出所產生之消除信號，會與干擾信號間有一相位差，此時，消除信號產生電路12會依據此相位差，執行適應性(Adaptive)演算法來追蹤不同相位的干擾信號，以調整消除信號，達到較快降低或去除此相位差的效果。藉此方式，便可消除小數部份未處理所造成的誤差，以完成跨時脈域的干擾消除。例如，利用最小均方法(Least Mean Square；LMS)或遞迴最小平方法(Recursive Least Squares；RLS)，來追蹤不同相位的干擾信號，藉以調整及更新上述作為該消除信號產生電路120的適應性濾波器之係數；以上的程序亦可稱為訓練(Training)濾波器的係數。其中，最小均方法與遞迴最小平方法皆屬習知技術，故在此不予詳述。
為了進一步消除該等傳輸埠之間的干擾，每一傳輸埠可分派以數種(Seed)，使得各個傳輸埠的所有通道具有相同的數種。數種具有一循環週期，例如可以選擇一組暫存器(例如11位元)的初始值來作為數種，該組暫存器的初始值即為長度為2047位元且具有週期性的一虛擬雜訊序列(Pseudo-Noise(PN)sequence)，該虛擬雜訊序列會每2047個位元循環一次，也就是說，數種的循環週期為2047，另外，數種以及資料流經過邏輯運算之後便會產生一傳輸信號，因此，利用數種具有循環週期的特性，便可依據相鄰傳輸 埠的數種之間的時間距離，讓控制單元可藉由本實施例所描述之操作來進行其控制機制。
以第1圖的實施例為例，假設傳輸埠0被分派以一第一數種，傳輸埠1被分派以一第二數種，當該第一數種以及該第二數種之一時間距離小於一臨界值時，表示該第一數種以及該第二數種快要重疊，此時，無法正確的分辨到底是傳輸埠0發出來的干擾，或是隔壁傳輸埠1對傳輸埠0的干擾，則該網路裝置10便會停止更新近端串音消除器的濾波器係數以及持續更新跨埠干擾消除器。另一方面，當該第一數種以及該第二數種之該時間距離大於一臨界值時，表示該第一數種以及該第二數種正要遠離，該網路裝置10便會重新開啟近端串音消除器的濾波器係數的更新機制。
如第2圖所示，該先進先出電路110可包含一同步先進先出(Synchronous FIFO)單元111與一非同步先進先出(Asynchronous FIFO)單元112。該同步先進先出單元111在第一時脈域接收包含複數個符碼的數位傳送信號，並暫存其中一部份的符碼，供該非同步先進先出單元112彈性輸出之用。該非同步先進先出單元112可依據第一時脈域與第二時脈域間之一累計時序差，於第二時脈域之每一時脈執行以下三種可能的輸出方式之其中一者：輸出該等符碼中的單點符碼(此為一般的正常情形)、輸出該等符碼之連續兩點符碼(以下亦稱為補點，意指比正常情形多輸出一點)、以及不輸出任何符碼(以下亦稱為掉點，意指比正常情形少輸出一點)。當第一與第二時脈域間之累計時序差未達到一時脈週期時(亦即兩時脈域間差距不到一個符碼區間)，該非同步先進先出單元112只需從該同步先進先出單元111正常輸出一個符碼，不需進行補點或掉點。然而，當第一時脈域快於第二時脈域且該累計時序差達到一時脈週期時，代表第二時脈域已落後一個符碼區間，此時該非同步先進先出單元112須從該同步先進先出單元111一次輸出連續兩個符碼，才能追上第一時脈域；而當第一時脈域慢於第二時脈域且該累計時序差達到一時脈週期時，代表第二時脈域已超前一個符碼區間，此時該非同步先進先出單元112則暫停輸出任 何符碼，使第一時脈域能追上來。
在第2圖的實施例中，該通信單元100具有可偵測兩時脈域間之時序差的功能，其操作機制如下所述。當本地端的接收時脈快於遠端對方的傳送時脈時，則調快接收時脈；反之，則調慢接收時脈；藉此方式來所鎖住對方的傳送時脈。因此，該消除信號產生電路120會內建一時序累加單元(未圖示)，藉以依據每次的偵測結果而累計調快或調慢的次數。當累計次數達到相當於調快一個時脈週期或符碼區間時，時序累加器24即通知非同步FIFO單元212進行掉點的動作；而當累計次數達到相當於調慢一個時脈週期時，該時序累加單元即通知該非同步先進先出單元112進行補點的動作。例如，該時序累加單元為一相位累加器，而前述之兩時脈域間的累計時序差係一累計相位差。可藉由一具有64個相位的鎖相迴路，當該相位累加器累積往前跳64個相位(即累計了64次調快)或是往後跳64個相位(即累計了64次調慢)時，就必須通知該非同步先進先出單元112做相對應掉點或是補點的動作。又例如，該時序累加單元為一頻率累加器，而前述之兩時脈域間的累計時序差係一累計頻率差。可藉由一壓控振盪器，將頻率的調整可以換算為對應之相位調整，而計算出當該頻率累加器累計多少次數即相當於調快或調慢了一個時脈週期。
在一實施例中，該消除信號產生電路120(例如，回音消除器、近端串音消除器)為具有複數個分接點的濾波器，而每一分接點的係數與數位傳送信號之各符碼間的相對關係，需依據該非同步先進先出單元112的輸出方式做調整，使此相對關係能隨著時間保持連貫。第3A至3D圖為第2圖之該消除信號產生電路120之濾波器如何因應該非同步先進先出單元112之輸出方式的變化，進行分接點係數與符碼值之相對關係的調整。該消除信號產生電路120以四個分接點之有限脈衝響應濾波器的實例說明如下：假設各分接點的符碼值分別為D(n)、D(n-1)、D(n-2)、D(n-3)，而對應的分接點係數依序為a0、a1、a2、a3，如第3A圖所示。若沒有進行補點或掉點的動作，則在下一個時脈，會如一般情形新增一符碼 值D(n+1)，其他符碼值則依序往前推進一分接點(D(n-3)則被捨棄)，各分接點係數依序仍為a0、a1、a2、a3，使分接點係數與符碼值間的相對關係保持連貫，如第3B圖所示。然而，若在該下個時脈時不是一般情形，而是進行補點，則各分接點的符碼值變為D(n+2)、D(n+1)、D(n)、D(n-1)(即一次新增兩符碼值D(n+1)與D(n+2))，而為維持前述相對關係的連貫，分接點係數必須往右移動一分接點，調整為0、a0、a1、a2(由於D(n+2)是另外多出來的，對應分接點係數仍未產生，故重設為0)，如第3C圖所示；反之，若是進行掉點，各分接點的符碼值仍維持D(n)、D(n-1)、D(n-2)、D(n-3)(即未新增符碼值)，而分接點係數則左移一分接點，調整為a1、a2、a3、0(由於D(n-3)原本應捨棄，故對應分接點係數重設為0)，如第3D圖所示。
還有另一種作法，其為分接點係數的位置維持不動，只移動符碼值的位置，一樣可達到維持相對關係連貫的效果。例如，若是補點的情形，則將第3A圖中的各符碼值往前移動一分接點，D(n)空出來的位置由新增符碼值D(n+1)補上，而另一新增符碼值D(n+2)則直接取代D(n-2)的位置，並將對應分接點係數重設為0，即可達到如第3C圖的效果。若是掉點的情形，則將第3A圖中的各符碼值循環移動，亦即各符碼值往前移動一分接點，而最前面的符碼值D(n-3)則移回原本D(n)的位置，並將D(n-3)對應的分接點係數重設為0，即可達到如第3D圖的效果。
在上述跨時脈域干擾消除的機制中，倘若兩個以上的消除器或等化器持續一段時間以相同的資料符碼去更新或訓練各自的濾波器係數，則會造成該等消除器或等化器之間濾波器係數互相影響，而導致其濾波器係數無法適當地收斂；這種現象又可稱為數種相撞(Seed Collision)。例如，在乙太網路音頻回傳通道(HDMI Ethernet & Audio return Channel，簡稱HEAC)應用中，該通信單元100的回音消除器與判決回授等化器會有可能因彼此持續一段數種相撞的區間而以相同的資料符碼去更新各自的濾波器係數，發生收斂拉扯的狀況。針對這類數種相撞的情況，本發明提出新 的控制技術，藉由第1圖之控制單元200來暫停更新響應最穩定的消除器或等化器之濾波器係數，以對治上述濾波器係數無法適當地收斂的問題，其詳情舉例說明如下。
第一例係應用於多埠Giga乙太網路(Multi-port Giga Ethernet)，其網路裝置具有4個傳輸埠(傳輸埠0、1、2、3)，各個傳輸埠可操作於主控(Master)模式與從屬(Slave)模式的其中一者。第4圖為多埠Giga乙太網路裝置之干擾來源之關係示意圖，其係以傳輸埠1的通道A作為說明標的，標示出來自本地端的相鄰傳輸埠0、1、2及遠端傳送信號的各種可能干擾來源；其中，EC表示同一通道(傳輸埠1的通道A)本身發送信號返回所造成之回音干擾，NEXT X表示同一傳輸埠(傳輸埠1)本身的其它通道(通道B、C、D，以X表示之)之近端串音干擾，A_NEXT X上/下表示不同傳輸埠(傳輸埠0、2)的各個通道(通道A、B、C、D，以X表示之)之間從上或從下而來的跨埠串音干擾，FE表示接收信號自遠端而傳送至本地端的過程中受符碼間干擾後之信號。由於第4圖所示的三個相鄰傳輸埠0、1、2個可操作於主控模式或者是從屬模式，因此共會出現八種可能的組合，其回應數種相撞發生的最佳方式詳述如下。
(1)傳輸埠0、1、2皆操作於主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給各個傳輸埠0、1、2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(2)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、主控、從屬模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠0及1，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(3)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、從屬、主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠0 及2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(4)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、從屬、從屬模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。
(5)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、主控、主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠1及2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。
(6)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、主控、從屬模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸 埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(7)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、從屬、主控模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。當來自傳輸埠0通道B/C/D而來的跨埠串音干擾(A_NEXT B/C/D)與傳輸埠1的通道B/C/D的近端串音干擾NEXT B/C/D之間發生數種相撞時，近端串音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的近端串音消除器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(8)傳輸埠0、1、2皆操作於從屬模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。當來自傳輸埠0通道B/C/D而來的跨埠串音干擾(A_NEXT B/C/D)與傳輸埠1的通道B/C/D的近端串音干擾NEXT B/C/D之間發生數種相撞時，近端串音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的近端串音消除器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。
其中，對於上述的(6)及(8)，在收斂之初就發生兩個跨埠干擾消除器以相同的資料符碼去更新其濾波器係數(也就是數種相撞)的機率很低，因此可在該控制單元200電路設計時不納入考慮，以降低該控制單元200電路的複雜度及開發成本。綜上所述，對於Giga乙太網路裝置而言，其控制單元因應數種相撞發生的控制機制可總結如下：當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；當該等傳輸埠的相鄰二者分別操作於主控模式與從屬模式時，該控制單元使該判決回授等化器於一預設時間區間內停止更新其濾波器係數；及當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器或該近端串音消除器於一預設時間區間內停止更新其濾波器係數。其中，上述的預設時間區間可大於10個符碼區間並小於30個符碼區間，端視實際狀況而定。
在多埠Giga乙太網路的實際應用上，以下仍然以傳輸埠1的通道A作為說明標的，由於各通道受到鄰近通道的干擾遠大於遠方通道的干擾，因此實際上只需考慮通道本身的回音干擾EC、傳輸埠本身通道B/C/D的近端串音干擾NEXT B/C/D、來自傳輸埠0通道C及D而來的跨埠串音干擾(A_NEXT C/D)、及來自遠端信號的符碼間干擾FE。第5圖為多埠Giga乙太網路裝置在此條件下之干擾來源之關係示意圖。由於第5圖所示的三個相鄰傳輸埠0、1、2個可操作於主控模式或者是從屬模式，因此共會出現八種可能的組合，其回應數種相撞發生的最佳方式詳述如下。
(1)傳輸埠0、1、2皆操作於主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給各個傳輸埠0、1、2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(2)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、主控、從屬模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠0及1，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(3)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、從屬、主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠0 及2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(4)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、從屬、從屬模式，則該控制單元200不須執行任何動作。
(5)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、主控、主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠1及2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(6)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、主控、從屬模式，則該控制單元200不須執行任何動作。
(7)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、從屬、主控模式，則當來自傳輸埠0通道C/D而來的串音干擾(A_NEXT C/D)與傳輸埠1的通道C/D的近端串音干擾NEXT C/D之間發生數種相撞時，近端串音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的近端串音消除器更新其濾波器係數。
(8)傳輸埠0、1、2皆操作於從屬模式，則當來自傳輸埠0通道C/D而來的串音干擾(A_NEXT C/D)與傳輸埠1的通道C/D的近端串音干擾NEXT C/D之間發生數種相撞時，近端串音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的近端串音消除器更新其濾波器係數。
因此，對於Giga乙太網路裝置的實際應用而言，其控制單元因應數種相撞發生的控制機制可總結如下：當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；及當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該近端串音消除器於一預設時間區間內停止更新其濾波器係數。其中，上述的預設時間區間可大於10個符碼區間並小於30個符碼區間，端視實際狀況而定。該控制單元200電路的複雜度及開發成本可更加降低。
第二例係應用於多埠自動BRPHY乙太網路(Multi-port Automotive BRPHY Ethernet)，其網路裝置具有多個傳輸埠，各個傳輸埠只具有一個通道，並可操作於主控模式與從屬模式的其中一者。第6圖為多埠自動BRPHY乙太網路裝置之干擾來源之關係 示意圖，其係以傳輸埠1作為說明標的，標示出來自本地端的相鄰傳輸埠0、1、2及遠端的各種可能干擾來源；其中，EC表示同一傳輸埠(傳輸埠1的通道A)本身發送信號返回所造成之回音干擾，A_NEXT A上/下表示不同傳輸埠(傳輸埠0、2)的通道A之間從上或從下而來的跨埠串音干擾，FE表示接收信號自遠端而傳送至本地端的過程中受符碼間干擾後之信號。由於第6圖所示的三個相鄰傳輸埠0、1、2個可操作於主控模式或者是從屬模式，因此共會出現八種可能的組合，其回應數種相撞發生的最佳方式詳述如下。
(1)傳輸埠0、1、2皆操作於主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給各個傳輸埠0、1、2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(2)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、主控、從屬模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠0及1，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(3)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、從屬、主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠0及2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(4)傳輸埠0、1、2分別操作於主控、從屬、從屬模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。
(5)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、主控、主控模式，則在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給傳輸埠1及2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。
(6)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、主控、從屬模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(7)傳輸埠0、1、2分別操作於從屬、從屬、主控模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2 通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(8)傳輸埠0、1、2皆操作於從屬模式，則當來自傳輸埠0通道A從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A上)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。此外，當來自傳輸埠2通道A從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT A下)與傳輸埠1的通道A本身的回音干擾EC之間發生數種相撞時，回音消除器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的回音消除器更新其濾波器係數。
其中，對於上述的(6)及(8)，在收斂之初就發生兩個跨埠干擾消除器以相同的資料符碼去更新其濾波器係數(也就是數種相撞)的機率很低，因此可在該控制單元200電路設計時不納入考慮，以降低該控制單元200電路的複雜度及開發成本。綜上所述，對於BRPHY乙太網路裝置而言，其控制單元因應數種相撞發生的控制機制可總結如下：當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；當該等傳輸埠的相鄰二者分別操作於主控模式與從屬模式時，該控制單元使該判決回授等化器於一預設時間區間內停止更新其濾波器係數；及當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器於一預設時間區間內停止更新其濾波器係數。其中，上述的預設時間區間可大於10個符碼區間並小於30個符碼區間，端視實際狀況而定。
第三例係針對多埠快速乙太網路(Multi-port Fast Ethernet)的應用，其網路裝置具有多個傳輸埠，每一傳輸埠具有一傳送通道TX及一接收通道RX。第7圖為多埠快速乙太網路裝置之干擾來源之關係示意圖，其係以傳輸埠1的接收通道RX作為說明標的， 標示出來自本地端的相鄰傳輸埠0、1、2及遠端的各種可能干擾來源；其中，NEXT表示同一傳輸埠(傳輸埠1)本身的其它通道(傳送通道TX)之近端串音干擾，A_NEXT上/下表示不同傳輸埠(傳輸埠0、2)之間從上或從下而來的跨埠串音干擾，FE表示接收信號自遠端而傳送至本地端的過程中所產生的符元間干擾。該網路裝置回應數種相撞發生的最佳方式詳述如下。
(1)在該網路裝置啟動時，該控制單元200就分派不同的數種給各個傳輸埠0、1、2，藉以從一開始就避免其數種彼此相撞的狀況發生。
(2)當來自傳輸埠0從上而來的跨埠串音干擾(A_NEXT上)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的該判決回授等化器更新其濾波器係數。
(3)當來自傳輸埠2從下而來的跨埠串音干擾(A_NEXT下)與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
(4)當來傳輸埠1的傳送通道TX的近端串音干擾NEXT與來自遠端信號的符碼間干擾FE之間發生數種相撞時，判決回授等化器的響應相對比較穩定，因此該控制單元200會暫時停止傳輸埠1的判決回授等化器更新其濾波器係數。
因此，對於快速乙太網路裝置而言，其控制單元因應數種相撞發生的控制機制可總結如下：該控制單元分派不同的數種給該等傳輸埠，及該控制單元使該判決回授等化器於一預設時間區間內停止更新其濾波器係數，該預設時間區間可大於10個符碼區間並小於30個符碼區間，端視實際狀況而定。
因此，根據本發明實施例之網路裝置，其可以消除傳輸埠之間因為跨時脈域而引起的干擾問題。唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以之限制本發明的範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所 在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。
100‧‧‧通信單元
110‧‧‧該先進先出電路
111‧‧‧該同步先進先出單元
112‧‧‧非同步先進先出單元
120‧‧‧消除信號產生電路
130‧‧‧加法器
140‧‧‧判決回授等化器

Claims (14)

  1. 一種網路裝置，包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠具有複數個通道並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種(seed)，各個傳輸埠可操作於主控模式與從屬模式的其中一者，各個通道的通信單元包含：一回音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該通道本身發送信號返回所造成之干擾；一近端串音消除器，其為具有複數個分接點的第二濾波器，且該等分接點分別對應複數個第二係數，用以消除來自該傳輸埠本身的其它通道之串音干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，當該回音消除器及該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的符碼來更新其各自的係數時，該控制單元對該等傳輸埠進行控制；其中，當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；及當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器或該近端串音消除器於一第二預設時間區間內停止更新其係數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之網路裝置，其中，該回音消除器包含一有限脈衝響應濾波器，且該近端串音消除器包含另一有限脈衝響應濾波器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之網路裝置，其中，該判決回授等化器包含一有限脈衝響應濾波器及一無限脈衝響應濾波器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之網路裝置，其中，該數種係為一具有週期性的虛擬雜訊序列。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之網路裝置，其中，當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該近端串音消除器於該第二預設時間區間內停止更新其係數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之網路裝置，其中，該控制單元對該等傳輸埠的控制更包括：當該等傳輸埠的相鄰二者分別操作於主控模式與從屬模式時，該控制單元使該判決回授等化器於一第三預設時間區間內停止更新其係數。
  7. 一種網路裝置，包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠只有一通道並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種，各個傳輸埠可操作於主控模式與從屬模式的其中一者，各個通道的通信單元包含：一回音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該通道本身發送信號返回所造成之干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，當該回音消除器及該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的符碼來更新其各自的係數時，該控制單元對該等傳輸埠進行控制；其中，當二個以上的該等傳輸埠操作於主控模式時，該控制單元分派不同的數種給該二個以上的傳輸埠；當該等傳輸埠的相鄰二者皆操作於從屬模式時，該控制單元使該回音消除器於一第二預設時間區間內停止更新其係數；及當該等傳輸埠的相鄰二者分別操作於主控模式與從屬模式時，該控制單元使該判決回授等化器於一第三預設時間區間內停止更新其係數。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之網路裝置，其中，該回音消除器包含一有限脈衝響應濾波器。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之網路裝置，其中，該判決回授等 化器包含一有限脈衝響應濾波器及一無限脈衝響應濾波器。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之網路裝置，其中，該數種係為一具有週期性的虛擬雜訊序列。
  11. 一種網路裝置，包括：複數個傳輸埠，每一傳輸埠具有一傳送通道及一接收通道，並被分派以一用以消除該等傳輸埠間干擾的數種，該接收通道的通信單元包含：一近端串音消除器，其為具有複數個分接點的第一濾波器，且該等分接點分別對應複數個第一係數，用以消除來自該傳輸埠本身的其它通道之串音干擾；一跨埠干擾消除器，其為具有複數個分接點的第二濾波器，且該等分接點分別對應複數個第二係數，用以消除來自不同傳輸埠的其它通道之串音干擾；及一判決回授等化器，其為具有複數個分接點的第三濾波器，且該等分接點分別對應複數個第三係數，用以消除遠端信號傳送過程所造成的符碼間干擾；以及一控制單元，分派不同的數種給該等傳輸埠，且當該近端串音消除器與該判決回授等化器或該跨埠干擾消除器與該判決回授等化器持續於一第一預定期間內依據相同的符碼來更新其各自的係數時，該控制單元使該判決回授等化器於一第二預設時間區間內停止更新其係數。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之網路裝置，其中，該近端串音消除器包含一有限脈衝響應濾波器，該跨埠干擾消除器包含另一有限脈衝響應濾波器。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之網路裝置，其中，該判決回授等化器包含一有限脈衝響應濾波器及一無限脈衝響應濾波器。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之網路裝置，其中，該等數種係為一具有週期性的虛擬雜訊序列。
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