[发明专利]一种以太网物理层数据传输方法、系统及设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种以太网物理层数据传输方法、 系统及设备。

背景技术

以太网通信系统中，设备之间通过物理层进行数据传输，其中数据的编 解码是由物理层中的PMD(Physical Medium Dependent，物理介质相关)子 层实现的。现有以太网标准的PMD子层编码方式包括：NRZ (Non-Return-to-Zero，非归零)编码、NRZI(Non-Return-to-Zero-Inverse，非 归零反相)编码、Manchester(曼彻斯特)编码、MLT-3(Multi-level Transmission -3 levels，多电平传输-3电平)编码和PAM(Pulse Amplitude Modulation，脉 冲幅度调制)编码等。具体编码结构如图1所示：NRZ编码方式通常用在低 速通信中，由脉冲时钟周期内电平的高低表示，若为高电平，则表示数字1， 若为低电平，则表示数字0；NRZI编码方式为逢1翻转不归0；Manchester 编码方式为每个二进制位中间存在跳变，以指示位值，例如，从1到0的跳 变指示逻辑0值，从0到1的跳变指示逻辑1值；MLT-3编码方式是一种双 极性的编码(包括+V、0、-V三个电平)，信号可以在相邻两电平之间跃变， 跳变时为1，不跳变时为0；PAM编码方式为多级电平编码方式，每一个时钟 周期发送一个符号，且每一个符号一次包括两个位，例如，对于PAM-4，包 括00、01、10和11，因而其每个码元(symbol)可以加载2bit的数据，在传 输相同速率时符号的频率减半，因此适合于传输更高的码元速率。

现有以太网标准的PMD子层编码中几种常用的编码方式的码元速率如 表1所示：

表1：

  编码方式   码元速率(Symbol rate)   Manchester(10BaseTX)   20M波特/秒   MLT-3(100BaseTX)   125M波特/秒   PAM-8(100BaseTX)   41.7M波特/秒

通过表1可知：Manchester编码用两个码元表示一个比特，编码的效率 只有50％，即需要双倍的传输带宽(信号速率是数据速率的2倍)，例如，传 输速率为20Mb/s的以太网只能传输10Mb/s的Manchester编码数据，因此， 编码效率比较低。但是，Manchester编码每个码元中都携带有时钟信息，因 此恢复时钟只需要几个码元，恢复速度很快。PAM编码效率较高，但其不是 每个码元都携带明显的时钟信息，因此恢复时钟的速度比较慢，通信两端的 起始时钟同步时间需要几十个码元才能准确恢复时钟，对应的绝对时间在100 μs(微秒)左右的量级。