TWI445373B

TWI445373B - 用於有線通信的方法與系統

Info

Publication number: TWI445373B
Application number: TW096132608A
Authority: TW
Inventors: Powell Scott; Abaye Ali
Original assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2014-07-11
Also published as: CN101166196A; KR100904650B1; EP1898547A2; HK1121601A1; EP1898547A3; EP1898547B1; KR20080022508A; US20080056284A1; TW200828925A; US8355404B2; CN101166196B

Description

用於有線通信的方法與系統

本發明涉及高速有線通信，更具體地說，本發明涉及一種用於遠距離(extended reach)乙太局域網中非對稱物理層(PHY)的方法與系統。

隨著連接到資料網路的設備的數量的增加和對高速資料傳輸率的要求，通過現有的電纜基礎設施來進行高速率資料傳輸的新技術的需求在增加。在這方面，各種技術都有，包括在現有電纜上傳輸率超過吉比特每秒的技術。例如，IEEE 802.3標準定義了為在100米長的雙絞線銅纜上以10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps的資料率傳輸的乙太網連接的媒體接入控制(MAC)介面和物理層(PHY)。資料率每增加10倍，就需要更複雜的信號處理方法來維持100米長的標準電纜的範圍。然而，超過100米長的連接可能需要用光纖或在連接的中點佈置乙太網交換機、集線器和/或中繼器來使所有的電纜長度小於100米。

另外的研究包括為10Gbps的在雙絞線電纜上的乙太網傳輸開發標準(10GBASE－T)。正在出現的10GBASE－T物理層規範目的在於使在距離達182英尺的現有雙絞線上和新的長達330米電纜上可以達到10Gbps的資料傳輸率。為了達到在4對雙絞線銅纜上的10Gbps全雙工傳輸，需要精心設計的數位信號處理技術來消除或減少頻率相關的信號衰減、信號反射、在4個線對之間的近端和遠端串擾和從鄰近的傳輸鏈路或者其他外部噪音源耦合到4個線對中的外部信號。雖然，新的電纜標準規範正在被開發出來減少對外部電磁干擾的易感性，現存的系統可能由於各種用來減少上述作用的信號處理方法而變得昂貴。即便使用這些技術，當前的對更遠的運行距離的需求仍然未得到滿足。

可能有這種情況，在一個方向上的資料率比在相反方向上的資料率的需求要大，例如，從中央局到消費者的互動視頻的傳輸就是如此。在此種情況下，用於一個方向上的視頻資料傳輸率比反方向上傳輸互動命令的資料傳輸率要大很多。當前的IEEE 802.3乙太網標準只定義了可支援在兩個方向有相同資料率的對稱鏈路。結果，具有低資料率的接收器可能支援比需要用來接收低資料率的接收器更高的計算複雜性。

對所屬領域的技術人員來說，在本說明書中餘下部分結合附圖的實施例的描述中，通過將具有本發明的某些特徵的系統與傳統的一般方法做比較，後者的局限性和缺點會很明顯。

一種用於遠距離乙太局域網中非對稱物理層的系統/方法，如在至少附圖中的一幅所示和/或描述的，在權利要求中給出更完整地描述。

本發明一方面提出一種用於有線通信的方法，所述方法包括：將非對稱多資料率物理層的通信率從較高通信率降低到較低通信率；將所述非對稱多資料率物理層支援的與所述較高通信率相關的信號處理操作應用於所述較低通信率。

優選地，所述非對稱多資料率物理層是非對稱乙太網多資料率物理層。

優選地，所述方法進一步包括將所述降低的通信率分配在以下至少之一上：所述較低通信率的上行部分和下行部分。

優選地，所述方法進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上平均分配所述上行部分的方式來聚合所述較低通信率的上行部分。

優選地，所述方法進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上平均分配所述下行部分的方式來聚合成所述較低通信率的下行部分。

優選地，所述方法進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上非均勻地分配所述上行部分的方式來聚合成所述較低通信率的上行部分

優選地，所述方法進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上非均勻地分配所述下行部分的方式來聚合成所述較低通信率的下行部分。

優選地，所述方法進一步包括將所述通信率從較高符號率降低到較低符號率。

優選地，所述與較高通信率相關的信號處理操作包括回聲(ECHO)消除操作、NEXT消除操作、FEXT消除中的至少一個。

優選地，所述與較高通信率相關的信號處理操作包括均衡操作。

優選地，所述方法進一步包括用比與所述較高通信率有關的電纜具有更高插入損耗(insertion loss)的電纜來以所述較低通信率進行通信。

根據本發明的另一方面，本發明提出一種機器可讀的記憶體，其上存儲的電腦程式至少有一個代碼段用於有線通信，所述至少一個代碼段被機器執行使機器執行如下的步驟：將非對稱多資料率物理層的通信率從較高通信率降低到較低通信率；將所述非對稱多資料率物理層支援的與所述較高通信率相關的信號處理操作應用於所述較低通信率。

優選地，所述機器可讀存儲進一步包括用於將所述降低的通信率分配在以下至少之一上的代碼：所述較低通信率的上行部分和下行部分。

優選地，所述機器可讀存儲進一步包括用於通過在銅纜中使用的每一雙絞線上平均分配所述上行部分的方式來聚合所述較低通信率的上行部分的代碼。

優選地，所述機器可讀存儲進一步包括用於通過在銅纜中使用的每一雙絞線上平均分配所述下行部分的方式來聚合成所述較低通信率的下行部分的代碼。

優選地，所述機器可讀存儲進一步包括用於通過在銅纜中使用的每一雙絞線上非均勻地分配所述上行部分的方式來聚合成所述較低通信率的上行部分的代碼。

優選地，所述機器可讀存儲進一步包括用於通過在銅纜中使用的每一雙絞線上非均勻地分配所述下行部分的方式來聚合成所述較低通信率的下行部分的代碼。

優選地，所述機器可讀存儲進一步包括用於將所述通信率從較高符號率降低到較低符號率的代碼。

優選地，所述與較高通信率相關的信號處理操作包括ECHO消除操作、NEXT消除操作、FEXT消除中的至少一個。

根據本發明的另一方面，本發明還提出一種用於有線通信的系統，所述系統包括：將非對稱多資料率物理層的通信率從較高通信率降低到較低通信率的電路；將所述非對稱多資料率物理層支援的與所述較高通信率相關的信號處理操作應用於所述較低通信率的電路。優選地，所述非對稱多資料率物理層是非對稱乙太網多資料率物理層。

優選地，所述系統進一步包括將所述降低的通信率分配在以下至少之一上的電路：所述較低通信率的上行部分和下行部分。

優選地，所述系統進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上平均分配所述上行部分的方式來聚合所述較低通信率的上行部分的電路。

優選地，所述系統進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上平均分配所述下行部分的方式來聚合成所述較低通信率的下行部分的電路。

優選地，所述系統進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上非均勻地分配所述上行部分的方式來聚合成所述較低通信率的上行部分的電路。

優選地，所述系統進一步包括通過在銅纜中使用的每一雙絞線上非均勻地分配所述下行部分的方式來聚合成所述較低通信率的下行部分的電路。

優選地，所述系統進一步包括將所述通信率從較高符號率降低到較低符號率的電路。

優選地，所述系統進一步包括用比與所述較高通信率有關的電纜具有更高插入損耗的電纜來以所述較低通信率進行通信的電路。

這些和另外本發明的優勢、方面和新穎性特徵，如在說明書中所述的那樣，將會在以下的描述和附圖中得到更充分的理解。

本發明涉及一種用於遠距離乙太局域網中非對稱物理層的方法和系統。本發明包括：在用戶駐地設備(customer premises equipment，CPE)位於多用戶單元中的情況下，降低乙太網收發器中的非對稱乙太網多資料率物理層提供的通信率，進而擴展在雙絞線對上傳輸的標準距離。銅電纜中的每一雙絞線上，上行和下行資料率可以平均或非平均地聚合。在以較通信率運行時，非對稱乙太網多資料率物理層可支援信號處理操作，如回聲消除和/或均衡，將這些操作應用於降低的通信率以擴展範圍。可以通過降低非對稱乙太網多資料率物理層提供的符號率來達到降低通信率的目的。降低通信率也可以實現對比用於標準連接距離具有更大的插入損耗的電纜的使用成為可能。

當用來並部署到在寬帶接入的市場中和在新的民用和企業應用中，如提供中央局(CO)服務給位於多用戶單元(MTU)中的用戶駐地設備(CPE)的情況下，實現超出標準距離的遠距離工作範圍的新乙太網應用物理層設備的成本大大降低。

圖1是結合本發明一個實施例的用於多用戶單元的局域網配置的結構示意圖。參考圖1，此圖示意了MTU 100內的局域網配置，該MTU 100包括入口點交換機(entry point switch)102、點對點(PP)網橋104、多個中跨交換機/中繼器106a、...、106b和106c以及多個CPE 108。

入口點交換機102可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用來在中央局(CO)和MTU 100內的局域網中的多個CPE 108之間進行資料通信。就此而言，入口點交換機102可通過因特網服務供應商使用如吉比特無源光網路(GPON)或乙太網無源光網路(EPON)這樣的寬帶接入鏈結或連接來與中央局進行通信。PP網橋104可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於實現入口點交換機102和多個中跨交換機/中繼器106a、...、106b和106c之間的通信。每個中跨交換機/中繼器106a、...、106b和106c都包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於實現PP網橋104和多個CPE 108之間的通信。每個CPE 108可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，以使與CPE 108相關的客戶設備如電腦通過配置在MTU 100中的局域網來與中央局通信。就此而言，CPE 108可為客戶提供有插入其設備的埠，用於與服務供應商通信和/或為服務提供商提供監視與用戶端的連接的能力。

在圖1所示的實施例中，中跨交換機/中繼器106a可以與多個CPE 108連接。每個連接到中跨交換機/中繼器106a的CPE 108均包括有單元交換機(unit switch)110，其包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，實現用戶或客戶設備如電腦112和中跨交換機/中繼器106a之間的通信。除了圖1中描述的局域網配置外，另外的局域網配置也可在MTU 100中使用。

入口點交換機102、PP網橋104、多個中跨交換機/中繼器106a,...,106b和106c和多個CPE 108可通過4線雙絞線電纜進行通信連接。就此而言，標準乙太網應用中，入口點交換機102和中跨交換機/中繼器106a,...,106b和106c中的一個之間的距離可一般延伸到大約100米。而且，CPE 108和一個中跨交換機/中繼器106a,...,106b和106c之間的距離也通常可延伸到大約100米。擴展用於乙太網應用的雙絞線電纜的範圍和距離，可使MTU 100中的局域網配置實現入口點交換機102到CPE 108的連接而不需要中跨交換機/中繼器。此方法可減少在MTU 100中實現局域網配置的成本。

在一些情況下，從中央局傳送到MTU 100內的CPE(稱為下行資料傳輸方向)的資料比從CPE傳送到中央局(稱為上行資料傳輸方向)的資料要多，或者比從一個CPE到另一個CPE的資料要多。例如，中央局的服務如點播視頻或因特網協定電視(IPTV)可能導致在如MTU 100中的局域網這樣的局域網中的非對稱資料模式或者傳輸。就此而言，MTU 100的CPE 108可從入口點交換機102接收高資料率傳輸，同時入口點交換機102可從CPE 108接收低資料率傳輸。在這種情況下，為了減少總成本和/或MTU 100中的局域網配置中的功率消耗，可用更簡單的入口點交換機102，使用較少的信號處理操作和/或在較低的速度運行。

針對非對稱資料傳輸的入口點交換機設計的簡化，例如像入口點交換機102，源自用於雙絞線對銅纜上資料通信的收發器的發送器端與接收端相比具有更低的複雜性。就此而言，較簡單的發送器部分可處理高資料率傳輸，而較複雜的接收器端可以處理較較低資料率傳輸。因為高資料傳輸率可得到處理，而無需增加收發器的複雜性，用於非對稱資料傳輸應用的收發器與那些用於對稱資料傳輸的應用比較，能夠減少積體電路面積並降低功率消耗。

用於入口點交換機的收發器簡單設計，可使大量的埠集成到一個積體電路中，使之具有更高的埠密度，更進一步減少MTU 100中的局域網的成本和/或運行。標準乙太網局域網一般用於對稱資料傳輸並且可能不能從許多MTU和企業局域網配置中的非對稱資料傳輸得到益處。

此外，非對稱的資料傳輸也可在上行方向用與在下行方向的所用的不同的前向糾錯(FEC)方法。一般情況下，FEC編碼器的實現要比相應的FEC解碼器簡單得多。當下行方向上使用較強的編碼方法以允許較高的和/或較可靠的下行資料率時，使用較強編碼方法的大部分複雜度都可在CPE收發器的解碼器中實現。入口點交換機收發器，包括編碼方法的編碼器，仍然可相對比較簡單地實現。這也可使大量的埠集成到入口點交換機內的一個單獨的收發器積體電路中，提高更高的埠密度並且進一步減少局域網的成本。

圖2是根據本發明一個實施例的用於進行非對稱資料傳輸的多用戶單元的遠距離局域網配置的結構示意圖。參考圖2，此處示出了MTU 200中的局域網配置，包括入口點交換機202、點對點(PP)網橋204、多個PP網橋206a,...,206b、206c和206d、CPE 208。

入口點交換機202可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於在CO和MTU 200中局域網內的多個CPE 208之間非對稱地傳輸資料。例如，從入口點交換機202到CPE 208的方向上的下行資料傳輸比從CPE 208到入口點交換機202的方向上的上行資料傳輸有更高的資料率。而且，入口點交換機202可調節多資料率操作，以擴展在4線雙絞線銅纜上通信的範圍或者距離。入口點開關202也可通過ISP利用寬帶接入鏈結或者連接如吉比特無源光網路(GPON)或者乙太網無源光網路(EPON)與中央局通信。

PP網橋204可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於入口點交換機102和多個PP網橋206a、...、206b、206c和206d之間的非對陣資料通信。每個PP網橋206a、...、206b、206c和206d都包括合適的邏輯電路和/或代碼，用於PP網橋204和多個CPE 208之間的非對稱資料通信。每個CPE 208可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於與CPE 208相連的客戶設備如電腦與中央局通過MTU 200內配置的局域網來進行非對稱地通信資料。就此而言，CPE 208可為客戶提供埠以插入他們的設備，與服務提供商進行通信和/或還可為服務提供商提供監視與用戶端的連接的能力。

在參考圖2所示的實施例中，PP網橋206a可以與多個CPE 108通信連接。每個與PP網橋206a相連的CPE 108均包括有單元交換機210，其可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於用戶或客戶設備如電腦212和PP網橋206ad之間的非對稱通信。就此而言，到CPE 208的下行資料率比到PP網橋的上行資料率更高。

入口點交換機202、PP網橋204、多個PP網橋206a、...、206b、206c和206d以及多個CPE 208可通過4線雙絞線電纜來通信耦合。就此而言，PP網橋204和用於非對稱乙太網應用中的多個CPE 208中的一個之間的距離可擴展到超過100米遠，使入口點交換機202連接到CPE 208，而不需要中跨交換機/中繼器。

圖3是結合本發明一個實施例用於遠距離非對稱資料傳輸的上行鏈結方和下行鏈結方之間雙絞線銅纜鏈路上的乙太網系統的示意圖。參考圖3，示出的系統300包括上行鏈結方302和下行鏈結方304。上行鏈結方302和下行鏈結方304通過電纜312通信。例如，電纜312可以是4對非遮罩雙絞線銅纜(UTP)。關於UTP銅纜的某些性能和/或者規範已經被標準化了。例如，第3類纜線可提供在雙絞線上的10Mbps乙太網傳輸(10BASE－T)所需的性能。在另外的例子中，第5類電纜可提供在雙絞線上的1000 Mbps即1Gbps的乙太網傳輸(1000BASE－T)所需的性能。在大多數例子中，較低類的電纜一般具有比較高類的電纜更高的插入損耗。

上行鏈結方302可包括電腦系統306a、媒體接入控制(MAC)控制器308a、收發器304a。下行鏈結方304可包括電腦系統306b、MAC控制器308b、收發器304b。儘管如此，本發明並不限於此點。

收發器310a可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於非對稱乙太網通信，如在上行鏈結方302和下行鏈結方304之間發送和接收資料。就此而言，收發器310a可實現到下行鏈結方304的高資料率傳輸，同時還實現自下行鏈結方304的低資料率接收。類似地，收發器310b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，實現下行鏈結方304和上行鏈結方302之間的非對稱乙太網通信。就此而言，收發器310b可以低資料率傳送到上行鏈結方302同時也可以高資料率從上行鏈結方302接收資料。

收發器310a和310b所發送和/或接收的資料可遵從已知的OSI協定標準進行格式化。OSI模型把操作和功能分成7個不同的分級別的層。一般，OSI的模型中的每一層可以提供服務給相鄰的較高中間層。例如，第一層即物理層可提供服務給第二層，並且第二層可提供服務給第三層。就此而言，收發器310a可實現與下行鏈結方304進行非對稱資料通信所用的物理層操作。此外，收發器310a可實現與上行鏈結方302進行非對稱資料通信所用的物理層操作。

收發器310a和310b可以實現非對稱多資料率通信。就此而言，上行方向的資料率和/或下行方向的資料率可為<10Mbps、10Mbps、100Mbps、1000Mbps(即1Gbps)和/或10Gbps。收發器310a和310b可支援基於標準的非對稱資料率和/或非標準的非對稱資料率。收發器310a和310b可在其操作時使用多電平信令(multilevel signaling)。就此而言，收發器310a和310b可用具有不同電平的脈衝幅度調製(PAM)來代表發送的各種符號。例如，在1000Mbps的乙太網應用中，每個雙絞線電纜中可使用PAM5傳輸方案，此時，PAM5就表示有5個電平{－2,－1,0,1,2}的PAM。

在圖3所示的本發明的實施例中，電腦系統306a和306b代表第三層和更高的層。MAC控制器308a和308b可代表第二層和更高的層，收發器310a和310b可代表第一層或物理層的可操作性和功能性。就此而言，電腦系統306a和306b包括了合適的邏輯、電路、和/或代碼，可實現用於將通過線纜312發送的資料包的5個最高功能層的操作和功能。因為OSI模型中的每個層提供服務給其相鄰的更高一級中間層，MAC控制器308a和308b可提供必要的服務給電腦系統306a和310b，以確保資料包被合適格式化並且傳送到收發器310a和310b。在傳送時，每個層給從其上更高中間層傳送來的資料加上本層自己的報頭。然而，在接收過程中，具有相似的OSI協定棧的相容設備在消息從較低層傳到較高層時去掉報頭。

收發器310a和310b可經配置來處理所有的物理層需求，其包括但不限於：在需要此操作的情形下的資料分組、資料傳送和串列化/去串列化(SERDES)。收發器310a和310b分別從MAC控制器308a和308b接收的資料包可包括有資料和針對上述6個功能層的報頭資訊。收發器310a和310b可對將通過電纜312傳送的資料包進行編碼和/或對從電纜312接收到的資料包進行解碼。

MAC控制器308a可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於處理上行鏈結方302中的資料連結層即第二層的操作性和功能性。相似地，MAC控制器308b可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於處理下行鏈結方304中的資料連結層即第二層的操作性和功能性。MAC控制器308a和308b可實現乙太網協定，如基於IEEE 802.3標準的協定。儘管如此，本發明並不限於此點。

MAC控制器308a可通過介面314a與收發器310a通信，並且還可通過匯流排控制介面316a與電腦系統306a通信。MAC控制器308b可通過介面314a與收發器310b，並且還可通過匯流排控制介面316b與電腦系統306b通信。介面314a和314b對應於包括協定和/或鏈結管理控制信號的乙太網介面。介面314a和314b可以是多資料率介面。匯流排控制器介面316a和316b可對應於PCI或PCI－X介面。儘管如此，本發明並不限於此點。

圖4是本發明一個實施例的包括非對稱多資料率物理層的乙太網收發器結構圖。參考圖4，示出了鏈結方400，其包括收發器402、MAC控制器404、電腦系統406、介面408和匯流排控制介面410。

收發器402可是一個集成化的器件，包括非對稱多資料率PHY模組412、多個發送器414a、414c、414e、和414g、多個接收器414b、414d、414f、和414h、記憶體416和記憶體介面418。收發器402的操作很大程度上相似於圖3中已經描述過的收發器310a和310b。例如，當收發器402用於上行鏈結方時，收發器402能以高資料率發送和以低資料率接收。在另一個例子中，當收發器402用於下行鏈結方時，收發器402能以低資料率發送和以高資料率接收。就此而言，收發器402可提供第一層或物理層操作和/或功能，實現非對稱資料傳輸。

類似地，MAC控制器404、電腦系統406、介面408和匯流排控制器410的操作分別與圖3中示意的MAC控制器308a和308b、電腦系統306a和306b、介面314a和314b、匯流排控制介面316a和316b相同或基本相似。就此而言，MAC控制器404、電腦系統406、介面408、匯流排控制器410可在上行鏈結方或下行鏈結方中實現不同資料率的傳送和/或不同資料率的接收。MAC控制器404可包括多資料率介面404a，其包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於通過介面408以多個資料率與收發器402通信。

收發器402中的非對稱多資料率物理層模組412可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，實現非對稱資料傳輸所需要的物理層操作和功能。非對稱多資料率物理層模組402可通過介面408與MAC控制器404通信。根據本發明的一方面，介面408使用多個串列資料通道來從非對稱多資料率物理層模組412接收資料和/或發送資料給非對稱多資料率物理層模組412，以得到更高的運行速度，如Gbps或10Gbps。非對稱多資料率物理層模組412可運行在一個或多個通信模式下，其中的每個通信模式實現不同的通信協定。這些通信協定包括但不限於IEEE 802.3、10GBASE－T以及其他相似的協定和/或能實現非對稱資料通信的非標準通信協定。非對稱多資料率物理層模組412可被配置為在初始化時或在運行過程中以特定操作模式工作。非對稱多資料率物理層模組412也可配置為運行在擴展範圍模式下。

在某些情況下，收發器402可使用自動協商方案來指示或者與遠端鏈結方通信，指示收發器正在以擴展範圍模式運行。遠端鏈結方然後將自己配置為合適的擴展範圍模式。通過自動協商，網路鏈路可以配置為從鏈路的一個末端的擴展範圍，確保在支援擴展範圍的乙太網收發器和傳統設備之間的互操作性。在某些情況下，可對該鏈路進行預先配置，並且收發器固定在擴展範圍模式。

非對稱多資料率物理層模組412可以通過記憶體介面418與記憶體416相連。記憶體介面418實現為串列介面或匯流排。記憶體416可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於資訊的存儲或者程式化，包括實現非對稱多資料率物理層模組412的操作的參數和/或代碼。該參數可包括配置資料，該代碼包括操作碼如軟體和/或固件，但是資訊不限於此。而且，該參數也可包括由非對稱多資料率物理層模組412所使用的自適應濾波器和/或模組係數。

發送器414a、414c、414e、414g包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，實現資料通過圖3所示的電纜312從發送鏈結方發送到遠端鏈結方。就此而言，當發送鏈結方是上行鏈結方時，發送器414a、414c、414e、414g可以比從下行鏈結方接收的資料率更高的資料率運行。類似地，當發送鏈結方是下行鏈結方時，發送器414a、414c、414e、414g能以比從上行鏈結方接收到的資料率低的資料率運行。

接收器414b、414d、414f、414h可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，可使接收鏈結方通過電纜312從遠端鏈結方接收資料。就此而言，當接收鏈結方是上行鏈結方時，接收器414b、414d、414f、414h能以比發送給下行鏈結方的資料率更低的資料率運行。類似地，當接收鏈結方是下行鏈結方時，接收器414b、414d、414f、414h能以比發送給下行鏈結方的資料率更高的資料率運行。

收發器402內的4對發送器和接收器中的每一對可對應於電纜312中的4根線之一。例如，發送器414a和接收器414b能用來通過電纜312中的第一線對與遠端鏈結方進行非對稱資料通信。類似地，發送器414g和接收器414h能用來通過電纜312中的第4線對與遠端鏈結方進行非對稱資料通信。就此而言，4對發送/接收器對中至少有一對可用來提供合適的通信率。例如，以上揭示的方案可用於更少或更多的線對。

圖5是根據本發明一個實施例在乙太網中的ECHO、NEXT、FEXT通道條件的示意圖。參考圖5，顯示了非對稱乙太網系統500，它可包括上行鏈結方501a和下行鏈結方501b。上行鏈結方501a和下行鏈結方501b能以全雙工運行的方式通過4根雙絞線電纜510進行非對稱資料通信。4根雙絞線電纜510中的每根雙絞線可支援提供總的上行和下行資料通信量所需的一部分資料通信率。就此而言，4根雙絞線中的每根可支援總的上行和下行資料通信中的一部分相等的或平均的或不等的或非平均的資料通信率。

上行鏈結方501a可包括4個混合器506。上行鏈結方501a中的每個混合器506通信連接至發送器502a、接收器504a和4根雙絞線電纜510中的一根。類似地，下行鏈結方501b可包括4個混合器506。下行鏈結方501b中的每個混合器506通信連接至發送器502b、接收器504b和4根雙絞線電纜510中的一根。圖5中所示的上行鏈結方501a和下行鏈結方501b的一部分分別對應于上行鏈結方501a和下行鏈結方501b所支援的部分物理層操作。

上行鏈結方501a或下行鏈結方501b中的每個混合器506可與變壓器508通信耦合或其本身就包括變壓器508。混合器506包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用來將通過雙絞線電纜510發送和接收的資料分離。發送器502a和502b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用來產生信號通過混合器506和雙絞線電纜510發送給位於鏈路另一端的鏈結方。就此而言，發送器502a能以比發送器502b更高的資料率運行。接收器304可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於處理從通過雙絞線電纜510和混合器506從鏈路另一端的鏈結方接收到的信號。就此而言，接收器504a能以比接收器504b較低的資料率運行.

工作過程中，在雙絞線電纜510的每根雙絞線上都會發生幾種情況。例如，由於與頻率有關的纜線衰減，會發生符號間干擾(ISI)。如圖5所示，雙絞線電纜510上會收到因同一雙絞線電纜510上的上行鏈結方510a內的發送器502a產生的回聲所造成的ECHO成分。雙絞線電纜510上還會收到來自本地發送器502a的近端串擾(NEXT)成分，該本地發送器502a即對應于上行鏈結方501a中的3個相鄰的雙絞線510。此外，雙絞線電纜510中還會收到遠端串擾(FEXT)成分，其源自位於鏈路另一端的下行鏈結方501b內的發送器501b。例如，下行鏈結方501b中還會發生類似的其他情況。

圖6A是根據本發明一個實施例在以用於非對稱資料傳輸的乙太網系統內為接收到的信號進行吉比特信號處理操作的示意圖。參考圖6A，示出了信號處理系統600，其提供了支援非對稱多資料率操作的乙太網收發器內的物理層操作所執行的一部分信號處理功能。例如，信號處理系統600可以在圖4中的非對稱多資料率物理層模組412和/或在接收器414b、414d、414f、414h中實現。信號處理系統600可包括模數轉換器(A/D)602、自適應前向反饋等化器(FFE)604、3 NEXT消除器606、加法器608、ECHO消除器610和等化器/網格解碼器(trellis decoder)612。

A/D 602可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用來將通過雙絞線電纜接收到的類比信號轉換成數位信號。A/D 602的輸出傳送給FFE 604。FFE 604可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於消除前導ISI，使通道具有最小的相位並且使通道中的雜訊白化(whiten)。3 NEXT消除器606可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用來消除至少一部分在雙絞線電纜中接收到的來自對應於3個相鄰的雙絞線電纜的本地發送器的NEXT成分。ECHO消除器610可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於消除至少一部分在雙絞線電纜上接收到的來自同一雙絞線電纜上的本地發送器的ECHO成分。

加法器608可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用於將FFE 604、3 NEXT消除器606、和/或ECHO消除器的輸出相加，產生後向(postcursor)通道脈衝回應z_n,1 。等化器/網格解碼器612可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於均衡化源自後向脈衝回應的ISI並對網格碼進行解碼。等化器/網格解碼器612可接收對應於其他雙絞線電纜的後向通道脈衝回應z_n,2 、z_n,3 和z_n,4 作為輸入。等化器/網格解碼器612可產生對應於接收到的類比信號的檢測比特(detected bit)。

圖6B是根據本發明一個實施例的分開均衡和解碼信號處理操作的示意圖。參考圖6B，示出了在圖6A中所描述的等化器/網格解碼器612，實現為進行分開均衡化和網格解碼操作。等化器/網格解碼器612包括4個決策反饋等化器(DFE)620和一個網格碼調製解碼器(TCM)622。DFE 620可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於為每根雙絞線消除後向ISI。TCM解碼器622可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於在碼格上運行Viterbi(維特比)演算法來解碼經網格編碼的符號。例如，TCM解碼器622可用平行決策反饋解碼結構來實現。分開均衡和網格解碼的方法可提供低的實現複雜性和更高的資料率，例如達到Gbps的資料率可以很容易實現。

圖6C是根據本發明一個實施例的聯合均衡和解碼信號處理操作的示意圖。參考圖6C，示出了如在圖6A中描述的等化器/網格解碼器612，其中均衡和網格解碼操作聯合實現。等化器/網格解碼器612可包括決策反饋預濾波(DFP)模組650和預見平行決策反饋解碼器(LA－PDFD)652。DFP模組650可包括4個DFP 654,每一個DFP用於每根雙絞線電纜。DFP654包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於縮減後向通道記憶體。LA－PDFP 652可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於以預見(look ahead)的方式計算分支度量值(branch metrics)。通道係數的訓練和適應可用於提高等化器/網格解碼器612的性能。

圖7是根據本發明的一個實施例的在4線對擴展模式下利用吉比特信號處理資源進行非對稱資料傳輸的多資料率乙太網系統的示意圖。參考圖7，示出的非對稱多資料率乙太網系統700包括上行鏈結方701a和下行鏈結方701b。例如，上行鏈結方701a可對應於圖2中的入口點交換機202，同時，下行鏈結方701b對應於例如CPE 20。非對稱多資料率乙太網系統700可支援4對雙絞線電纜上的各種非對稱資料率或運行模式，例如，包括提供1Gbps或10Gbps資料率。在參考圖7的實施例中，非對稱多資料率乙太網系統700可在擴展範圍模式下運行，例如，提供下行方向10Mbps的資料率和上行方向的2Mbps資料率。就此而言，擴展範圍操作可通過使用2Mbps和10Mbps的較低通信資料率來實現，就是說，使用在上行鏈結方701a或下行鏈結方701b中的信號處理操作達到的低於1Gbps或10Gbps的資料率。

如結合圖5所述，上行鏈結方701a包括4個混合器506。儘管如此，本發明不限於此，並且本發明可以支援各種混合器電路的實現。在上行鏈結方701a中的每個混合器506都可通信連接至發送器502a、接收器504a以及也在圖5中描述了的4根雙絞線電纜中的一根。與上行鏈結方701a中的每個混合器506相連的還有回聲消除器702a和減法器704a。上行鏈結方701a還可包括解複用器(demux)706a、校準器(aligner)708a和多工器(mux)710a。

類似地，下行鏈結方701b包括4個混合器506。下行鏈結方701b中的每個混合器506都通信連接至發送器502b、接收器504b以及也在圖5中描述了的4根雙絞線電纜510中的一根。與下行鏈結方701b中的每個混合器506相連的還有回聲消除器702b和減法器704b。下行鏈結方701b還包括解複用器(demux)706b、校準器708b和多工器(mux)710b。在圖7中展示的上行鏈結方和701a和下行鏈結方701b可對應于上行鏈結方701a和下行鏈結方701b分別所支援的物理層的部分操作。

解複用器706a可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於將10Mbps的下行信號分離成4個2.5Mbps的信號來通過4根雙絞線電纜來傳輸。類似地，解複用器706b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於將2Mbps的上行信號分離成4個500kbps的信號來通過4根雙絞線電纜來傳輸。校準器708a可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於校準由上行鏈結方701a從4根雙絞線中的每根接收到的500kbps的信號。類似地，校準器708b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於校準由下行鏈結方701b從4根雙絞線中的每根接收到的2.5Mbps的信號。複用器710a可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於將從校準器708a得到的校準後的500kbps信號進行合併，產生接收到的2Mbps的上行信號。類似地，複用器710b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於將從校準器708a得到的校準後的2.5Mbps的信號進行合併，產生接收到的10Mbps的下行信號。

回聲消除器702a和702b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於至少部分消除分別通過與同一雙絞線連接的接收器504a和504b接收到的相應信號的ECHO成分。減法器704a和704b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於消除接收到的信號中的ECHO成分。

工作過程中，上行鏈結方701a可通過解複用器706a把要傳送的10Mbps的信號分成4個2.5Mbps的信號。每個要傳送的信號由發送器502a在通過混合器506傳給相應的雙絞線之前對之進行處理。4個傳送的信號可由下行鏈結方701b收到，在此每個信號都由接收器504b進行處理，然後由對應的回聲消除器702b和減法器704b進行回聲消除操作。4個接收到的2.5Mbps在校準器708b內進行校準，然後在複用器710b內合併成10Mbps接收到的下行信號。

類似地，下行鏈結方701b可通過解複用器706b把要傳送的2Mbps的信號分成4個500kbps的信號。每個要傳送的信號用發送器502b在通過混合器506傳給相應的雙絞線之前進行處理。4個傳送的信號可由上行鏈結方701a接收，在此每個信號先由接收器504a進行處理，然後由對應的回聲消除器702a和減法器704a執行回聲消除操作。4個接收到的500kbps信號在校準器708a中進行校準，然後在複用器710a內合併成2Mbps接收到的下行信號。

上行鏈結方701a和下行鏈結方701b可通過4根雙絞線電纜510以全雙工方式進行通信，提供總的2Mbps上行資料率和總的10Mbps下行資料率。將通信率從100Mbps或更高減少到2Mbps和10Mbps，同時用較高的通信率物理層信號處理操作，就可以擴展範圍，也就是，延長雙絞線電纜510的標準長度。就此而言，上行鏈結方701a和下行鏈結方701b的非對稱多資料率操作可支援吉比特物理層操作，使用多電平信令在每個時鐘周期發送多個比特。PAM－5可用於每符號傳送2比特，將符號率減少來在每根雙絞線上傳送。就此而言，多電平信令可應用於100Mbps、10Mbps或小於10Mbps的資料率，也就是說，使用較低的資料率，來允許以降低的符號率進行操作。例如，單根雙絞線上以12.5Msps的符號率可以實現25Mbps的資料率。降低符號率就可以在較長的電纜範圍上傳輸。例如，吉比特物理層可用的信號處理操作可支援2、3、4或5個電平的信令而不增加複雜性。

降低通信率也可允許使用具有較高插入損耗的電纜，同時又能保持同樣的標準長度。例如，對於吉比特操作，可使用第5類電纜。把一個方向上的通信率減少到100Mbps，就可用比第5類電纜有更高插入損耗的電纜，同時保持在IEEE 802.3標準下的100米長的需求。雙絞線電纜的插入損耗會隨著頻率的平方根增加而增加。以dB計的插入損耗與電纜的長度成正比。以100Mbps的資料率應用吉比特信號處理操作，可增大電纜的長度範圍。NEXT消除操作也可改善每個接收到的信號的SNR，並且可應用於100Mbps和10Mbps的資料率來達到對SNR同樣的改善，並且可進一步擴大在那些降低的通信率下的電纜長度範圍。

非對稱多資料率乙太網系統700並不局限於在任何一方向通過在使用的每根雙絞線上均勻地分配資料率來達到較低的通信率。在本發明的另外的實施例中，非對稱多資料率乙太網系統700可通過在使用的4根雙絞線上不均勻地分佈資料率來達到較低的通信率。例如，為達到10Mbps的下行資料率，第一根雙絞線對可支援1Mbps的資料率，第二根雙絞線對可支援2Mbps的資料率，第三根雙絞線對可支援3Mbps的資料率，第四根雙絞線對可支援4Mbps的資料率，這樣就達到了10Mbps的總的資料率。相似的方法也可用於在使用的4根雙絞線上不均勻地分配資料率來產生總的上行資料率。就此而言，上行鏈結方701a和/或下行鏈結方701b內的部件可適用於處理不均勻分佈的低通信率。

圖8是結合本發明一個實施例的下行資料率為10Mbps同時上行資料率為2Mbps的上行非對稱多資料率物理層中的回聲消除器的示意圖。參考圖8，示出了支援10Mbps的下行資料率和2Mbps的上行資料率的運行模式的上行鏈結方中的非對稱多資料率收發器的一部分中的回聲消除器806。例如，回聲消除器806可採用具有N個分接頭(tap)的回聲消除器結構，使用N/5個乘法器。就此而言，回聲消除器806可使用多個寄存器810、多個乘法器814、多個延遲分接頭812、多個加法器816、輸出寄存器818和開關820。

回聲消除器806可使用基於發送時鐘F_TX 的數位下行信號來產生輸出信號，通過開關820傳送給加法器808，此處該輸出信號是基於接收時鐘F_RX ＝F_TX /5的。該數位下行信號可由數模轉換器(DAC)802轉換為類比下行信號，以通過雙絞線銅纜822傳送。類比上行信號可由模數轉換器804接收，將其轉換成數位上行信號給上行鏈結方。該數位上行信號和回聲消除器806產生的輸出信號在加法器808中相加，減少接收到的數位上行信號的ECHO成分。

圖9是根據本發明一個實施例的在2線對擴展模式中使用吉比特信號處理資源進行非對稱資料傳輸的多資料率乙太網系統的示意圖。參考圖9，示出了非對稱多資料率乙太網系統900，包括上行鏈結方901a和下行鏈結方901b。例如，非對稱乙太網系統900可支援高達1Gbps或高達10Gbps的非對稱資料傳輸。非對稱多資料率乙太網系統900也可支援其他的運行模式，如兩根雙絞線電纜上的較低非對稱傳送資料率。就此而言，非對稱多資料率乙太網系統900可支援較低的通信率，如10Mbps的下行資料率和2Mbps的上行資料率，同時可使用非對稱多資料率物理層中可用的用於處理較高通信率如1Gbps或10Gbps的信號處理操作。

上行鏈結方901a和下行鏈結方901b可通過2根雙絞線電纜510以全雙工的方式以每根雙絞線上5Mbps的下行資料率來進行通信，提供10Mbps的總的下行資料率，並在每根雙絞線上以1Mbps的上行資料率進行通信，從而提供2Mbps的總的上行資料率。上行鏈結方901a可提供2個混合器506以及對應的回聲消除器902a和減法器904a。上行鏈結方901a也可用解複用器906a、校準器908a、複用器910a來以降低的非對稱通信率發送和接收資料。同樣地，下行鏈結方901b可提供2個混合器506以及對應的回聲消除器902b和減法器904b。下行鏈結方901b也可用解複用器906b、校準器908b、複用器910b來以降低的非對稱通信率發送和接收資料。剩下的雙絞線對在非對稱乙太網系統900中沒有得到使用。

非對稱多資料率乙太網系統900不限於通過在使用的雙絞線中均勻地分配資料率的方法來得到較低的資料率。在本發明的另外的實施例中，非對稱多資料率乙太網系統可通過在每根雙絞線上不均勻地分配上行和下行的資料率來達到較低的資料率。例如，第一根雙絞線可支援4Mbps的下行資料率，同時第二根雙絞線可支援6Mbps的下行資料率來達到10Mbps的總下行資料率。類似地，第一根雙絞線可支援800kbps的上行資料率，同時第二根雙絞線可支援1.2Mbps的上行資料率，來達到總的2Mbps的總上行資料率。就此而言，上行鏈結方901a和/或下行鏈結方901b內的各部件可適用於處理以不均勻分配的較低通信率進行的非對稱資料率通信。

圖10是根據本發明一個實施例的降低通信率以實現使用非對稱多資料率物理層的乙太網系統內範圍的擴展的步驟流程圖。參考圖10，顯示了流程圖1000。在開始步驟1002之後，在步驟1004中，啟用非對稱吉比特乙太網收發器。吉比特乙太網收發器可使用非對稱多資料率物理層來將通信率從例如1Gbps降低到較低的通信率。例如，該較低的通信率可以是10Mbps的下行資料率和2Mbps的上行資料率，但並不局限於此。非對稱多資料率物理層也可降低非對稱吉比特乙太網收發器的符號率。在降低通信率或符號率時，非對稱多資料率物理層將吉比特信號處理操作應用於降低後的通信率或符號率。

在步驟1006中，在非對稱吉比特乙太網收發器中啟用擴展範圍模式，在其中非對稱多資料率物理層降低了至少一個方向上的通信率和/或符號率。在步驟1008中，在擴展範圍模式下使用非對稱多資料率物理層內可用的至少一部分非對稱吉比特信號處理操作，以實現使用較長的電纜，或在標準長度下使用具有較高插入損耗的電纜。在步驟1008之後，處理流程進入結束步驟1010。

本發明的各種實施例可用於在乙太網收發器中來擴展非對稱多資料率物理層的範圍，例如，小於10Mbps、10 Mbps、100 Mbps和1000Mbps。同樣的方法可以用來擴展任何任意的資料率的範圍。擴展非對稱多資料率物理層的應用包括：回程、多用戶單元(MTU)FTTX＋LAN、VDSL替換、和/或用交換機、集線器和/或中繼器來擴展點到點的連接到超過100米距離的一般網路。此外，例如，非對稱乙太網鏈路的兩端的乙太網收發器內的非對稱多資料率物理層可有不同的速度、糾錯編碼、均衡複雜性、串擾消除複雜性、和/或線性編碼。

非對稱乙太網收發器通過其非對稱物理層操作支援擴展範圍，可便於省去純粹用作網路擴展器的交換機，所以節約了成本。另外，單對操作可用來用更便宜的乙太網設備代替DSL設備。根據本發明的各種實施例，擴展範圍內的各種特徵可花費最小的費用建成為非對稱吉比特物理層結構。這使得擴展範圍的應用使用大容量的部件也能享受低成本的優點。

因此，本發明可以通過硬體、軟體，或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集中方式實現，或者由分佈在幾個互連的電腦系統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現所述方法的電腦系統或其他設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用電腦系統，通過安裝和執行所述程式控制電腦系統，使其按所述方法運行。在電腦系統中，利用處理器和存儲單元來實現所述方法。

本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，所述套裝程式含能夠實現本發明方法的全部特徵，當其安裝到電腦系統中時，通過運行，可以實現本發明的方法。本文件中的電腦程式所指的是：可以採用任何程式語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何運算式，該指令組使系統具有資訊處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後實現特定功能：a)轉換成其他語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現。

本發明是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發明做各種修改，而不脫離本發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本發明權利要求範圍內的全部實施方式。

多用戶單元(MTU)．．．100

入口點交換機(entry point switch)．．．102

點對點(PP)網橋．．．104

中跨交換機/中繼器．．．106a、...、106b、106c

用戶駐地設備(CPE)．．．108

單元交換機(unit switch)．．．110

電腦．．．112

MTU．．．200

入口點交換機．．．202

點對點(PP)網橋．．．204

點對點(PP)網橋．．．206a、...、206b、206c、206d

用戶駐地設備(CPE)．．．208

單元交換機．．．210

電腦．．．212

系統．．．300

上行鏈結方．．．302

下行鏈結方．．．304

收發器．．．304a、304b

電腦系統．．．306a、306b

媒體接入控制(MAC)控制器．．．308a、308b

收發器．．．310a、310b

電纜．．．312

介面．．．314a、314b

匯流排控制器介面．．．316a、316b

鏈結方．．．400

收發器．．．402

MAC控制器．．．404

電腦系統．．．406

介面．．．408

匯流排控制介面．．．410

非對稱多資料率PHY模組．．．412

發送器．．．414a、414c、414e、414g

接收器．．．414b、414d、414f、414h

記憶體．．．416

記憶體介面．．．418

非對稱乙太網系統．．．500

上行鏈結方．．．501a

下行鏈結方．．．501b

發送器．．．502a、502b

接收器．．．504a、504b

混合器．．．506

變壓器．．．508

雙絞線電纜．．．510

信號處理系統．．．600

模數轉換器(A/D)．．．602

自適應前向回饋等化器(FFE)．．．604

3 NEXT消除器．．．606

加法器．．．608

ECHO消除器．．．610

等化器/網格解碼器(trellis decoder)．．．612

決策回饋等化器(DFE)．．．620

網格碼調製解碼器(TCM)．．．622

決策回饋預濾波(DFP)模組．．．650

預見平行決策回饋解碼器(LA－PDFD)．．．652

決策回饋預濾波(DFP)．．．654

非對稱多資料率乙太網系統．．．700

上行鏈結方．．．701a

下行鏈結方．．．701b

回聲消除器．．．702a、702b

減法器．．．704a、704b

解複用器(demux)．．．706a、706b

校準器(aligner)．．．708a、708b

多工器(mux)．．．710a、710b

數位模擬轉換器(DAC)．．．802

模擬數位轉換器．．．804

回聲消除器．．．806

加法器．．．808

寄存器．．．810

延遲分接頭．．．812

乘法器．．．814

加法器．．．816

輸出寄存器．．．818

開關．．．820

雙絞線銅纜．．．822

非對稱多資料率乙太網系統．．．900

上行鏈結方．．．901a

下行鏈結方．．．901b

回聲消除器．．．902a

減法器．．．904a

解複用器．．．906a

校準器．．．908a

複用器．．．910a

圖1是結合本發明一個實施例的多用戶單元(MTU)的局域網配置的結構示意圖；圖2是根據本發明一個實施例用於具有非對稱資料傳輸的多用戶單元的遠距離局域網配置的結構示意圖；圖3是結合本發明一個實施例用於範圍擴展的遠距離非對稱資料傳輸的上行鏈結方和下行鏈結方之間雙絞線銅纜連接的乙太網系統的示意圖；圖4是本發明一個實施例的包括非對稱多資料率物理層的乙太網收發器的結構圖；圖5是本發明一個實施例的在乙太網中的ECHO、NEXT、FEXT通道條件的示意圖；圖6A是根據本發明一個實施例在用於非對稱資料傳輸的乙太網系統內為接收到的信號進行吉比特信號處理操作的示意圖；圖6B是根據本發明一個實施例的分開均衡和解碼信號處理操作的示意圖；圖6C是本根據本發明一個實施例的聯合均衡和解碼信號處理操作的示意圖；圖7是根據本發明一個實施例在4線對擴展模式下使用吉比特信號處理資源進行非對稱資料傳輸的多資料率乙太網系統的示意圖；圖8是結合本發明一個實施例的下行資料率為10Mbps且上行資料率為2Mbps的上行非對稱多資料率物理層中的回聲消除器的示意圖；圖9是根據本發明一個實施例在2線對擴展模式下使用吉比特信號處理資源進行非對稱資料傳輸的多資料率乙太網系統的示意圖；圖10是根據本發明一個實施例的降低通信率以實現使用非對稱多資料率物理層的遠距離乙太網系統的步驟流程圖。