将PAM编码应用于10/100M以太网物理层的方法

摘要

本发明公开了一种将PAM编码应用于10/100M以太网物理层的方法，其中，在PMA/PMD子层进行PAM的编码和译码，具体包括以下处理：在PMA/PMD发送子层，从PCS子层接收并/串转换后的串行比特流，并对该串行比特流进行PAM格式编码和数据流扰码等，并经过数/模转换和预加重处理后，发送到双绞线上传输；在PMA/PMD接收子层，先对从双绞线上接受的串行比特流进行模/数转换和均衡处理，然后由PMA/PMD子层对其进行数据流解扰和PAM解码，并将处理后的串行比特流送入PCS子层。通过本发明，可以有效地降低信号EM、高频部分的衰减，从而可以增加网络信号的抗干扰能力和在网线上的传输距离。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，并且具体地，涉及一种将多电平PAM编码应用于10/100M以太网物理层的方法。

背景技术

目前，标准IEEE 802.310Base-T/100Base-Tx以太网物理层采用的编码方式是Manchester(10Mbps)、MLT3(100Mbps)。

MLT3是一种三电平双极性编码(+V、0、和-V)，用两电平之间的跃变沿来表示“1”，而无跃变沿表示“0”。使用MLT3编码可使高频频谱能量移向低于30MHz的边缘区。MLT3编码90％以上的频谱能量在40MHz以下。

在采用Manchester编码时，利用数据与时钟相“异或”，使数据每bit的前一半取数据的补码，后一半取数据的原码，从而保证跃变沿总是发生在每bit的中央处。使用Manchester编码的优点，一是每个bit周期可有一编码时钟；二是不必考虑数据本身是“0”还是“1”，因此增加了数据的跃变沿。但它的缺点是编码后的数据率增加了一倍。

实际上，PAM编码方式(包括PAM3/PAM4/PAM5)为一种多电平信号编码技术，当LRE的PHY(网络物理层芯片)工作在长距离模式时采用的就是多电平PAM编码方式，每个电平可表示多个比特信息，从而可以实现更高的编码效率，并且降低信号的高频部分。因此，将PAM编码应用于10/100M以太网物理层无疑是理想的，然而目前在该领域尚未实现与此相关的技术。

发明内容

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明提供了一种将PAM编码应用于10/100M以太网物理层的方法。

在该方法中，在PMA/PMD子层进行PAM的编码和译码，具体包括以下处理：在PMA/PMD发送子层，从PCS子层接收并/串转换后的串行比特流，并对该串行比特流进行PAM格式编码和数据流扰码等，在经过数/模转换和预加重处理后，将其发送到双绞线上传输；在PMA/PMD接收子层，先对从双绞线上接收的串行比特流进行模/数转换和均衡处理，然后由PMA/PMD子层对其进行数据流解扰和PAM解码，并将处理后的串行比特流送入PCS子层。

其中，在与PMA/PMD发送子层对应的PCS子层进行的处理包括：4B/5B编码，以及并串转换；在与PMA/PMD接收子层对应的PCS子层进行的处理包括：4B/5B译码，以及串并转换。

另外，在将所述串行比特流变换为PMA格式时，每个电平可代表多个信息，以4电平的PAM4编码为例，每个电平可代表0、1、2、或3，并分别代表比特信息00、01、10、11。

通过本发明，实现了将PMA编码应用于10/100M以太网物理层，从而有效地将低了信号EM、高频部分的衰减，从而增加了网络信号的抗干扰能力和在网线上的传输距离。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据相关技术的用于实施本发明的100Base-Tx的物理层结构示意图；

图2是根据相关技术的不同编码方式的对比示意图；

图3是根据本发明实施例的PMA4编码方式的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的将PAM编码应用于10/100M以太网物理层的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

首先，如图1所示，用于实施本发明的网络架构的物理层主要包括物理编码子层(PCS)、物理信令子层(PLS)、物理介质连接子层(Physical Medium Attachment Sub-layer，PMA)、物理介质相关子层(PMD)等子层。为了方便叙述，我们将PCS、PLS合在一起，统称为PCS/PLS，将PMA、PMD和在一起，统称为PMA/PMD。本发明在物理层的PMA/PDM子层增加了PAM编码方式。

图2示出了Manchester、MLT3、以及PMA4等五种编码方式的比较的示意图。将PAM的编码方式应用于10/100M以太网，可以实现更高的编码效率，并且降低了信号的高频部分在线缆上传输时的损耗。图3示出了将PAM4的四电平的编码方式应用于10M以太网的实例。

图4示出了根据本发明的将PAM编码应用于10/100M以太网物理层的方法的流程图。

在该方法中，物理层的PMA/PDM子层增加了PAM编码方式，并在PMA/PMD子层进行PAM的编码和译码。这样，本发明中的处理可以为如下所示：

XMII---＞PCS/PLS(4B/5B编码，并串转换)---＞PMA/PMD(串行比特流的PMA格式编码、数据流扰码)---＞

---＞PMA/PMD(串行比特流的解扰、PMA格式的译码)---＞PCS/PLS(4B/5B译码，串并转换)---＞XMII

这样，如图4所示，本发明实施例可以具体描述为以下处理：

步骤S402，在PMA发送子层，从PCS子层接收串行比特流，并对其进行串行比特流的PAM格式编码、数据流扰码等，然后经数模转换和预加重处理后，发送到双绞线上传输；如上所述，在与PMA/PMD发送子层对应的PCS子层进行的处理包括：4B/5B编码，以及并串转换；

步骤S404，在PMA/PMD接收子层，双绞线上接受的数据经过模数转换和均衡处理后，由PMA/PMD子层对其进行数据流的解扰、PAM译码，并将处理后的串行比特流送入PCS子层；如上所述，在与PMA接收子层对应的PCS子层进行的处理包括：4B/5B译码，以及串并转换。

需要说明的是，对于以上处理的顺序并没有限制。

另外，在将所述串行比特流变换为PAM(包括PAM3/4/5)格式时，每个电平代表可代表多个信息，以PAM4为例，有4个电平，即0、1、2、或3，分别代表00或01或10或11等两个比特信息，可以把10Mbps/s的速率降低一半。所以从数据编码效率上来看，PAM编码方式明显优于MLT3、Manchester，因此本发明可以有效地降低信号EM、高频部分的衰减，从而可以增加网络信号的抗干扰能力和在网线上的传输距离。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。