[发明专利]EOC网络中物理层芯片及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种EOC(Ethernet Over Coax，同轴电缆以太网)网络中物理层芯片及其实现方法。

背景技术

EOC网络中，一个局端设备通过同轴电缆与多个用户端设备相连，其中的局端设备和用户端设备都具有相同的物理层芯片。物理层芯片工作在半双工状态，有发送状态、接收状态，工作状态由MAC芯片(MAC层是物理层的上一层)控制。

请参阅图1，现有的EOC网络中物理层芯片包括：模拟前端模块(analogfront end)、调制器(Modultor)、上变频转换及插值模块(Up Conversion &Interpolator)、帧检测与自动增益控制模块(Frame Detected & automatic gaincontrol)、下变频转换及插值模块(Down Conversion & Interpolator)、均衡与噪声抑制模块(Equlizer & Noise Cancel)、解调器(Demodulator)。其中，模拟前端通过接口IN、OUT与同轴电缆相连接，调制器通过接口MAX_TX与MAC芯片相连接，解调器通过接口MAC_RX与MAC芯片相连接。

图1所示的物理层芯片在发送状态时，MAC层将MAC包通过MAC_TX接口发送给调制器。调制器将MAC包封装在物理帧内并进行随机化和信道编码，信道编码后的码流生成基带信号。上变频转换及插值模块把基带信号按照发送中心频率上变频，然后通过插值滤波器，生成采样数据发送给模拟前端。模拟前端通过数模转换、低通滤波，放大后由接口OUT向同轴电缆输出。

图1所示的物理层芯片在接收状态时，同轴电缆上的数据通过IN接口达到模拟前端。模拟前端通过放大、滤波、模数转换后输出采样信号给帧检测与自动增益控制模块。帧检测与自动增益控制模块在输入的数据中检测出有用信号并自动调节该有用信号的增益。下变频转换及插值模块恢复与输入数据同步的符号速率，并按照该符号速率的倍数插值，生成几倍符号速率的采样信号，将几倍符号速率的采样信号下变频，生成基带信号，基带信号通过低通滤波器，降采样成一倍符号速率的基带信号。均衡与噪声抑制模块接着从一倍符号速率的基带信号中去除回波和窄带噪声，输出信号给解调器。解调器把均衡后的信号进行星座图判决，输出判决码流，然后进行信道解码，把解码后的码流去随机化，去除物理帧封装，组成MAC包通过MAC_RX接口输出给MAC层。

在EOC网络施工和网络维护时，需要实时测量网络的噪声，以便对网络进行改造和优化。而现有的EOC网络的物理层芯片没有网络噪声测量功能，因而无法根据噪声功率谱来智能选取或改变中心频率和符号速率，无法避开噪声大的频段。

现有的EOC网络中，数据的双向传输分为高频方案(用850MHz以上的频谱)和低频方案(用0～65MHz的频谱)，低频方案又分为单载波方案和多载波方案。其中，高频方案链路损耗大，覆盖范围小。多载波的低频方案对模拟电路的线性度要求高，不利于芯片的集成和降低成本。单载波的低频方案则具有高速、高可靠性、低成本的特点，因而得到了广泛应用。

在单载波的低频方案中，现有的EOC网络的物理层芯片没有很好的解决入侵噪声的问题。入侵噪声主要是多个窄带噪声的叠加，通常是由物理层芯片中的均衡与噪声抑制模块来加以抑制。