CN103259562B - 10gbase-t收发机的线缆诊断 - Google Patents

Abstract

本发明公开了10GBASE-T收发机的线缆诊断。一种能够执行线缆诊断的10GBASE-T收发机是具有四个收发机部件的物理层设备(PHY)。每个部件包括输入路径和输出路径。输入路径一般包括接收机、模数转换器、远端串扰/近端串扰抵消部件、外部噪声抵消部件和均衡部件。输出路径包括编码和预调节部件、数模转换器和发射机。通过利用与执行数据通信的元件相同的元件来执行线缆诊断，可以实现相当大的节省。诊断可能发生在链路形成前，也可能发生在链路形成后，可能基于仅用于测试的信号，也可能基于数据信号或通信。第一PHY可能单独执行诊断，也可能与第二PHY结合执行诊断，该第二PHY作为链路伙伴与第一PHY通信。

Description

10GBASE-T收发机的线缆诊断

分案申请说明

本申请是申请日为2005年2月7日、申请号为200580003997.5、题为“10GBASE-T收发机的线缆诊断”的中国发明专利申请(PCT国际申请PCT/US2005/003820)的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及数据通信系统。更具体而言，本发明涉及能够执行线缆(cable)诊断的10GBASE-T收发机。

背景技术

电气与电子工程师学会(IEEE)已经开发出一种复杂的局域网(LAN)国际标准，其采用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)作为访问方法。该IEEE标准希望包含若干媒体类型以及针对从1兆位每秒(1Mb/s)到10000兆位或10千兆位每秒(10,000Mb/s或10Gb/s)信号速率的技术。IEEE标准引入了包括多层的开放式系统互连(OSI)参考模型。本申请中感兴趣的层是物理层，其位于传输介质层和数据链路层之间。例如，对于1000Mb/s，在介质层和数据链路层之间定义了介质相关接口(MDI)、物理层设备(PHY)、可选的千兆位介质无关接口(GMII)和协调子层。物理层设备被定义为包括物理介质相关子层(PMD)、物理介质附属子层(PMA)和物理编码子层(PCS)。物理层设备适用访问方法和物理层规范IEEE标准802.3。

虽然不适用当前IEEE标准，但是接下来对双绞线缆的量级提高将在通信协议(例如10GBASE-T以太网)方面前进到10千兆位每秒(10Gb/s)。但是，由于该技术将传输介质推向其物理极限，因此这带来了一整组新问题。以前尚未出现或至少没达到这种程度的实现问题将可能必须被解决。成功通信的完整部分是质量传输介质。根据协议，在执行选择时将可能选择最好的可用线缆。但是，实际上，线缆可能不总是用在该领域。在目前还未设置的10GBASE-T的情况下，优选的线缆可能是第7类(CAT-T)双屏蔽双绞导线。指定的长度可能是100米。但是，实际上，可能在更短的距离上使用或甚至指定某些形式的更小类的线缆(例如CAT-6和甚至CAT-5)。鉴于新的实现问题，因此使物理层发备能够对传输介质执行线缆诊断是有益的。

发明内容

本发明公开了一种能够执行线缆诊断的10GBASE-T收发机。该收发机是具有四个收发机部件的物理层设备(PHY)。每个部件包括输入路径和输出路径。输入路径一般包括接收机、模数转换器、远端串扰/近端串扰抵消部件、外部噪声抵消部件和均衡部件。输出路径包括编码和预调节部件、数模转换器和发射机。通过利用与执行数据通信的元件相同的元件来执行线缆诊断，可以实现相当大的节省。诊断可能发生在链路形成前，也可能发生在链路形成后，可能基于仅用于测试的信号，也可能基于数据信号或通信。第一PHY可能单独执行诊断，也可能与第二PHY结合执行诊断，该第二PHY作为链路伙伴与第一PHY通信。

附图说明

并入在说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的一个或多个示例性实施例，并且附图与具体实施方式一起用于说明本发明的原理和示例性实现方式。

在附图中：

图1是根据本发明的物理层设备(PHY)的示意性框图。

具体实施方式

这里在能够执行线缆诊断的10GBASE-T收发机的上下文中描述了本发明的各种示例性实施例。本领域普通技术人员将意识到，以下对本发明的详细描述仅仅是示例性的，并且不希望以任何方式限制本发明。利用本公开，本领域技术人员将容易发现本发明的其它实施例。现在详细参考在附图中示出了本发明的示例性实现方式。在所有附图以及以下详细描述中，相同标号指示相同或相似的部分。

为了清楚起见，并未示出和描述这里描述的示例性实现方式的所有常规特征。显然将意识到，在任何这种实现方式的开发过程中，必须执行多个特定于实现方式的判决，以便实现开发者的特定目标(例如遵从与应用和商业相关的限制)，并且不同实现方式和不同开发者的这些特定目标将有所不同。此外，将意识到，这样的开发努力可能很复杂并且耗时，但是却是利用本公开的本领域普通技术人员的常规工程任务。

另外，本领域普通技术人员将意识到，在不脱离这里公开的发明概念的范围和精神的情况下，也可以使用非通用设备，例如硬连线设备、现场可编程逻辑器件(FPLD)(包括现场可编程门阵列(FPGA)和复杂的可编程逻辑器件(CPLD))、专用集成电路(ASIC)等等。

在本发明的上下文中，术语“网络”包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、有线电视系统、电话系统、无线电信系统、光纤网络、ATM网络、帧中继网络、卫星通信系统等等。这样的网络是本领域公知的，因此这里不进一步描述。

首先转到图1，其示出了根据本发明的物理层设备(PHY)10的示意性框图。PHY10能够以10Gb/s通信，并且利用相同元件执行线缆诊断。该图已被简化，其仅示出了用于构成一条链路的传输线路之一所需的四个收发机部件中的一个。其他三个收发机部件除了下面指出的之外类似于所示收发机部件。PHY10具有输入路径12和输出路径14。输入路径12包括接收机16、模数转换器(ADC)18、远端串扰(FEXT)/近端串扰(NEXT)抵消部件20、外部噪声抵消部件22和均衡部件24。输出路径14包括编码和预调节部件26、数模转换器(DAC)28和发射机30。其它未示出的元件也可能包括在内。元件的顺序不一定严格按照所示那样。各种所示元件可以被组合或划分。各种所示元件可以采取硬件、固件、软件或这三者的组合的形式。FEXT/NEXT抵消部件20被示为具有第二输入32，该第二输入32来自未示出的其它收发机部件之一。虽然在PHY10中存在四个收发机部件，但是将存在总共六个FEXT/NEXT抵消部件20，其中每个FEXT/NEXT抵消部件20用于两个收发机部件的一种可能组合，就是说，假设四条线路编号为1到4，则针对组合1和2、1和3、1和4、2和3、2和4以及3和4，各有一个FEXT/NEXT抵消部件20。外部噪声抵消部件22也被示为具有第二输入34，该第二输入34来自未示出的其它收发机部件中的每一个。虽然在PHY10中存在四个收发机部件，但是仅有一个外部噪声抵消部件22，其输入来自全部四个收发机部件。因此对于所示PHY10而言，总共存在四套接收机16、ADC18、均衡部件24、编码和预调节部件26、DAC28和发射机30。除此之外，还将有六个FEXT/NEXT抵消部件20和一个外部噪声抵消部件22。

作为10Gb/s通信的一部分，PHY10的输入路径12应该具有足够分辨率来分辨信号中的多级通信符号，所述信号可能被衰减，也可能未被衰减。动态范围应该适应几乎没有衰减的极短链路以及具有最大衰减的最长链路。这可以利用自动增益控制(AGC)来实现。AGC将简单地检测总接收功率并增大接收机16的增益，以使ADC18在其最大范围内工作。增益函数应该与链路的总衰减有关并且可以通过明训练过程或盲训练过程来获得。

FEXT/NEXT抵消部件20一般用于抵消线路对上不想要的噪声。来自相邻线路的针对NEXT的发送信号或针对FEXT的接收信号都根据线路之间的耦合估计被从给定线路的输入中减去。该具有耦合参数形式的耦合估计可以通过明训练过程或盲训练过程获得。虽然可能采用盲训练过程，但是其非常复杂，以至在所有实例中都可能不适用。NEXT耦合应该与链路长度极不相关，并且应该由链路约前10米中使用的线缆和连接器的类型所支配。

外部噪声抵消部件22一般用于基本同时缓解所有线路上不想要的噪声。该缓解可能采取噪声白化的形式，这种噪声白化将减小窄带和相关噪声对传入信号的影响。可替换地，相关函数可被用于从四条链路中检测和提取出共模噪声。在任一情况下，外部噪声缓解功能在无需静态参数的情况下工作并且不像其他元件一样需要训练。

均衡部件24单独在每条链路上工作。均衡函数可以通过明训练过程或盲训练过程来建立，其中更可能采用盲训练过程。均衡部件24可以使用判决反馈机制，该机制使用符号解码器的均方误差函数来调整均衡函数中的参数。所产生的均衡参数集合将描述增益-频率函数。

接收机16、ADC18、编码和预调节部件26、DAC28和发射机30可以具有用于执行基本上传统功能的基本上传统的设计。这些元件中的一个或多个可能必须在其传统设计的基础上进行修改，以便执行下述线缆诊断以及标准数据通信。

在执行线缆诊断方面，限定链路的三个最相关特性是信号衰减、FEXT/NEXT耦合和外部噪声电平。如果需要或要求，也可能认为其它特性相关并且可以类似地处理其它特性。以上三个特性可被表示为频率的函数。在特性之间存在某种相互影响，因此单独针对每个特性的单个标准不一定整体上适合，但是可能出于简化目的而被采用。链路仍旧可能具有特性的各种组合。例如，在高频处的衰减高于标准衰减的链路如果噪声底(noisefloor)低于标准，则可能仍旧支持10Gb/s操作。此外，虽然大多数标准在长度方面描述了链路，但是实际上就长度本身而言，它不是一个关键参数。然而，链路长度是计算信号衰减和FEXT耦合时的一个因素，因此可能需要测量链路长度。此外，还可能需要测量发射频谱范围内的总衰减和随频率的衰减。如上所述，鉴于新的实现问题，使PHY能够执行线缆诊断以确定链路的一个或多个特性将是有益的。通过利用与执行数据通信的元件相同的元件来执行线缆诊断可以实现相当大的节约。诊断可能发生在链路形成之前，也可能发生在链路形成之后，并且诊断可能基于仅用于测试的信号或通信，或者基于数据信号或通信。第一PHY可能单独执行诊断，也可能与作为链路伙伴与第一PHY通信的第二PHY相结合地执行诊断。存在多种选项，包括选项的组合。

在没有链路伙伴的情况下，PHY10可以通过监听其自己的传输、背景噪声或这两者来执行线缆诊断。为了测量单条链路的衰减，可以执行时域反射仪(TDR)或类似功能。如果线缆未被端接或者如果端接允许某些可辨别的反射，则TDR功能将能够测量链路长度。长度测量的精确性将依赖于针对必须已知的线缆类型的传播速度。另外，TDR功能可被设计使得其能够测量开放式链路或截短链路的总衰减。例如，可以通过在链路上发送恒定的音调信号并监听发射信号的回波上的反射信号来测量随频率的衰减。对于常规的数据通信而言，PHY10可被设计为能够执行这种诊断的TDP功能所需的回波抵消。这是因为对于常规通信而言，接收机16的灵敏度应该使其能够检测在链路的最大长度(例如100米)上被衰减的信号。因此，可以使接收机16足够灵敏，以检测由较短长度(例如50米)的远端反射回的信号或具有较低频率的信号，从而使衰减比最大频率的情况小得多。基于这些假设，接收机16可以具有在正常操作所需的几乎整个范围上表征衰减-频率的能力。其余衰减特性可以从观察到的数据推断出。为了执行衰减-频率诊断，或者是发射机30能够产生窄带频率可变信号，或者是接收机16能够表征接收信号的功率谱密度，或者这两方面都满足。后者可以部分地通过与接收机16结合地采用均衡部件24来实现。

为了在没有链路伙伴的情况下测量NEXT耦合，可以再次采用接收机16，即通过使发射机30在一条链路上发送信号，并使接收机16表征在其它三条链路中的一条或多条上的接收信号。这是因为对于常规通信而言，接收机16的灵敏度应该使其能够检测在链路的最大长度(例如100米)上被衰减的信号。因此，接收机16可以足够灵敏以检测从相邻发射机耦合的信号，这是因为NEXT耦合衰减对于某些或全部频率范围一般都低于最大长度链路衰减。该测量可以在工作前执行，也可以在正常通信期间执行，其中NEXT回波可以通过反馈来缓解。该测试对于作为传输链路的不同链路可被运行数次。

在没有链路伙伴的情况下，均衡部件24可以替代接收机16或与接收机16一起被用于执行线缆诊断。均衡部件24通过定义某种形式的具有可变系数的滤波函数而在通信的同时工作。接收信号被滤波函数修正，并且接收的符号被解码。基于期望符号和接收符号之差，滤波系数可被调整。该调整机制通常很复杂，并且可能利用专门方法，但是该专广方法是本领域普通技术人员公知的。只要可获得有效字符流，滤波系数就应该能够收敛。收敛的程度和速度可能依赖于环境。收敛将产生一组滤波系数，这组滤波系数代表接收信号的特性。对于单条链路测试，字符流被发射机28发送，沿链路长度向下行进，被链路的远端反射，沿链路的长度返回，并被接收机16接收。然后，任何回波都被去除，从而产生返回信号，该返回信号通过均衡部件24运行，从而使字符流可被解码。所产生的滤波系数将提供链路的衰减-频率特性的指示。

类似的测试方法可被用于NEXT耦合诊断。在此情况下，连续的字符流在一条链路上发送，并在一条或多条其它链路上被接收。在字符被解码时，均衡部件24的滤波系数将提供链路的NEXT耦合特性的指示。该测试对于作为传输链路的不同链路也可被运行数次。

在有链路伙伴的情况下，PHY10将能够执行进一步的线缆诊断。假设传输信号属性将被新兴标准同定，则由接收机16接收的信号的轮廓将反映链路的衰减特性。此外，随着时间流逝，FEXT/NEXT部件中的耦合参数将收敛，从而提供对链路的相应特性的反映。如上所述，收敛的程度和速度将依赖于环境。虽然FEXT和NEXT参数一般彼此相关，但是这种关系不总是相同的。如果不相同，则与FEXT和NEXT共用一组参数的情况相比，优选使用两组参数，其中FEXT和NEXT各用一组参数。

虽然以上两个示例基于链路的正常操作，但是也可以从位于边缘的操作收集重要信息，这种操作包括被称为包络外行为的操作。对于PHY10的任意实际实施例，设计者可以选择或确定与维护正常链路相关的所有滤波系数的界限。然而，对于具有一个或多个范围外部的特性的链路也可以建立通信。同样，随着时间流逝，链路特性可能改变，从而超过一个或多个范围。在这些情况中的任意一种下，对网络管理员来说，被告知链路是边缘的、将成为边缘的，或其两者是有益的。记录链路特性的改变也可能是有益的，因为加速改变可能预测未来故障，从而使未来故障可以避免或至少可以使故障出现概率最小化。

定义链路的外部噪声电平特性在本质上不同于信号衰减和FEXT/NEXT耦合特性。后两个特性是静态的，而外部噪声电平可以是动态的，因为它是由未知的并且不受控制的外部影响注入到链路中的。结果，对外部噪声的测试自然采用各种平均技术，并且记录峰值和平均的噪声电平。可被测试的外部噪声的幅度范围的界限将依赖于环境。如上所述，测试可以在具有链路伙伴的情况下执行，也可以在不具有链路伙伴的情况下执行。在没有链路伙伴的情况下，外部噪声电平测试类似于以上对NEXT耦合的测试。字符流在一条链路上发送并在一条或多条其它链路上被接收。但是，在此情况下，发送电平减小，直到接收机16开始检测到差错。假设从上述NEXT耦合测试中得知接收信号特性，则接收信噪比(SNR)将指示外部噪声电平。一般，SNR读数可能不真实，因此接收电平应该被降低，直到出现可可靠测量的差错率为止。例如，在最大长度链路上，当误比特率(BER)大于千万分之一时，则可以假设外部噪声电平至少等于比兼容链路所需电平高6分贝(6dB)的值。换言之，一般的讲，如果接收BER小于千万分之一，并且接收信号电平比期望的链路最坏情况接收电平至少低6dB，则外部噪声电平应该是可以接受的。类似地，在有链路伙伴的情况下，该链路伙伴可以以被降低6dB的电平进行发送。当据此缩放FEXT/NEXT耦合时，它们的抵消技术保持不变。例如，如果BER小于千万分之一，则认为外部噪声电平是可接受的。因为外部噪声可能是动态的，因此对于工作中的链路而言，可能希望连续监视外部噪声。一种实现连续监视的方法是这样的，减小在分组间隙和其它静音周期期间的发送功率电平并在这些时间测量外部噪声。

虽然已经示出并描述了本发明的实施例和应用，但是能从本公开受益的本领域技术人员显而易见，在不脱离这里的创造性概念的情况下，可以对本发明执行更多修改。因此，除了在所附权利要求书的精神中之外，本发明不受限制。

Claims (38)

1.一种物理层设备PHY，其能够以至少10吉比特每秒通信，并且对多条传输线路中构成相应多条链路中耦合到所述PHY的一条链路的至少一条传输线路执行线缆诊断，所述PHY包括：

用于所述多条传输线路中的每条传输线路的收发机部件，该收发机部件具有输入路径和输出路径，并且该收发机部件能够通信和诊断所述多条传输线路中的至少一条传输线路，用于所述多条传输线路中的每条传输线路的收发机部件被配置为以至少10吉比特每秒的速率传输通信，

所述输入路径包括具有输入端的接收机、具有输入端的模数转换器ADC、至少一个远端串扰FEXT/近端串扰NEXT抵消部件、均衡部件和仅一个外部噪声抵消部件，其中所述接收机的输入端耦合到所述相应链路，所述ADC的输入端耦合到所述接收机的输出端，并且

所述输出路径包括编码和预调节部件、具有输入端的数模转换器DAC、具有的输入端和输出端的发射机，其中所述DAC的输入端耦合到所述编码和预调节部件的输出端，所述发射机的输入端耦合到所述DAC的输出端，所述发射机的输出端耦合到所述相应链路，

其中所述收发机部件当诊断所述多条传输线路中的至少一条传输线路时被配置为执行以下操作：

检测所述多条传输线路中的该至少一条传输线路的信号衰减特性、所述多条传输线路中的该至少一条传输线路的FEXT/NEXT耦合特性、以及所述多条传输线路中的该至少一条传输线路的外部噪声电平特性；以及

基于所述多条传输线路中的该至少一条传输线路的信号衰减特性、FEXT/NEXT耦合特性和外部噪声电平特性的组合来检测以至少10吉比特每秒的速率传输通信的链路的可操作性，该链路对应于所述多条传输线路中的该至少一条传输线路，其中所述外部噪声电平特性涉及由所述链路从外部源接收的动态噪声，并且所述信号衰减特性、FEXT/NEXT耦合特性和外部噪声电平特性中的每一个被表达为频率的函数。

2.如权利要求1所述的PHY，其中所述线缆包括四条传输线路，并且所述PHY包括四个收发机部件，其中针对每条链路有一个收发机部件。

3.如权利要求2所述的PHY，其中所述四个收发机部件总共包括四个接收机、四个ADC、六个FEXT/NEXT抵消部件、仅一个外部噪声抵消部件、四个均衡部件、四个编码和预调节部件、四个DAC和四个发射机。

4.如权利要求1所述的PHY，其中所述PHY在没有链路伙伴的情况下执行线缆诊断。

5.如权利要求4所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以表征所述多条链路中的至少一条链路的长度。

6.如权利要求4所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过利用时域反射仪来表征所述多条链路中的至少一条链路。

7.如权利要求4所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过利用连续测试音调来表征所述多条链路中的至少一条链路。

8.如权利要求4所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过利用所述均衡部件的滤波系数来表征所述多条链路中的至少一条链路。

9.如权利要求4所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过降低所述PHY的发送电平并监视误比特率从而确定外部噪声电平，来表征所述多条链路中的至少一条链路。

10.如权利要求1所述的PHY，其中所述PHY在具有作为链路伙伴的至少一个第二PHY的情况下执行线缆诊断。

11.如权利要求10所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过检查由所述PHY的所述接收机接收的信号的轮廓来表征所述多条链路中的至少一条链路。

12.如权利要求10所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过利用所述PHY的至少一个FEXT/NEXT抵消部件的滤波系数来表征所述多条链路中的至少一条链路。

13.如权利要求10所述的PHY，其中所述PHY监视所述多条链路中的至少一条链路的一个或多个特性的改变，以预测所述多条链路中的至少一条链路的可能故障或诊断所述多条链路中的至少一条链路的实际故障。

14.如权利要求10所述的PHY，其中所述PHY执行线缆诊断，以通过接收来自所述第二PHY的降低的发送电平并监视误比特率从而确定外部噪声电平，来表征所述多条链路中的至少一条链路。

15.一种在能够以至少10吉比特每秒通信的通信系统中执行线缆诊断的方法，所述系统包括物理层设备PHY和四条传输线路，其中每条传输线路构成总共四条链路中的一条相应链路，所述传输线路中的每一条耦合到所述PHY，所述PHY包括总共四个收发机部件，其中针对每条传输线路有一个收发机部件，所述四个收发机部件总共包括四个接收机、四个模数转换器ADC、六个远端串扰FEXT/近端串扰NEXT抵消部件、仅一个外部噪声抵消部件、四个均衡部件、四个编码和预调节部件、四个数模转换器DAC和四个发射机，所述方法包括：

通过利用所述PHY表征所述四条链路中的至少一条来执行线缆诊断，

其中通过利用所述PHY表征所述四条链路中的至少一条来执行线缆诊断包括以下操作：

检测所述四条传输线路中的至少一条传输线路的信号衰减特性、所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的FEXT/NEXT耦合特性、以及所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的外部噪声电平特性，其中所述外部噪声电平特性涉及由所述链路从外部源接收的动态噪声，并且所述信号衰减特性、FEXT/NEXT耦合特性和外部噪声电平特性中的每一个被表达为频率的函数；以及

基于所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的信号衰减特性、FEXT/NEXT耦合特性和外部噪声电平特性的组合，来检测以至少10吉比特每秒的速率传输通信的至少一条链路的可操作性，该至少一条链路对应于所述四条传输线路中的该至少一条传输线路。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述PHY在没有链路伙伴的情况下操作。

17.如权利要求16所述的方法，其中执行线缆诊断包括表征所述四条链路中的至少一条的长度。

18.如权利要求16所述的方法，其中执行线缆诊断包括通过利用时域反射仪来表征所述四条链路中的至少一条。

19.如权利要求16所述的方法，其中执行线缆诊断包括通过利用连续测试音调来表征所述四条链路中的至少一条。

20.如权利要求16所述的方法，其中执行线缆诊断包括通过利用所述四个均衡部件中的至少一个的滤波系数来表征所述四条链路中的至少一条。

21.如权利要求16所述的方法，其中执行线缆诊断包括通过降低所述PHY的发送电平并监视误比特率从而确定外部噪声电平，来表征所述四条链路中的至少一条。

22.如权利要求15所述的方法，其中所述PHY在具有作为链路伙伴的至少一个第二PHY的情况下执行线缆诊断。

23.如权利要求22所述的方法，其中执行线缆诊断包括通过检查由所述PHY的所述四个接收机中的至少一个接收的信号的轮廓来表征所述四条链路中的至少一条。

24.如权利要求22所述的方法，其中执行线缆诊断包括通过利用所述PHY的所述六个FEXT/NEXT抵消部件中的至少一个的滤波系数来表征所述四条链路中的至少一条。

25.如权利要求22所述的方法，其中所述PHY监视所述四条链路中的至少一条的一个或多个特性的改变，以预测所述四条链路中的至少一条链路的可能故障或诊断所述四条链路中的至少一条链路的实际故障。

26.如权利要求22所述的方法，其中所述PHY执行线缆诊断以通过从所述第二PHY接收降低的发送电平并且监视误比特率从而确定外部噪声电平，来表征所述四条链路中的至少一条。

27.一种用于在能够以至少10吉比特每秒通信的通信系统中执行线缆诊断的装置，所述系统包括物理层设备PHY和四条传输线路，其中每条传输线路构成总共四条链路中的一条相应链路，所述传输线路中的每一条耦合到所述PHY，所述PHY包括总共四个收发机部件，其中针对每条传输线路有一个收发机部件，所述四个收发机部件总共包括四个接收机、四个模数转换器ADC、六个远端串扰FEXT/近端串扰NEXT抵消部件、仅一个外部噪声抵消部件、四个均衡部件、四个编码和预调节部件、四个数模转换器DAC和四个发射机，所述装置包括：

用于通过利用所述PHY表征所述四条链路中的至少一条来执行线缆诊断的装置，

其中用于通过利用所述PHY表征所述四条链路中的至少一条来执行线缆诊断的装置包括：

用于检测所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的信号衰减特性、所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的FEXT/NEXT耦合特性、以及所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的外部噪声电平特性的装置，其中所述外部噪声电平特性涉及由所述链路从外部源接收的动态噪声，并且所述信号衰减特性、FEXT/NEXT耦合特性和外部噪声电平特性中的每一个被表达为频率的函数；以及

用于基于所述四条传输线路中的该至少一条传输线路的信号衰减特性、FEXT/NEXT耦合特性和外部噪声电平特性的组合，来检测以至少10吉比特每秒的速率传输通信的至少一条链路的可操作性的装置，该至少一条链路对应于所述四条传输线路中的该至少一条传输线路。

28.如权利要求27所述的装置，其中所述PHY在没有链路伙伴的情况下操作。

29.如权利要求28所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括表征所述四条链路中的至少一条的长度。

30.如权利要求28所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括通过利用时域反射仪来表征所述四条链路中的至少一条。

31.如权利要求28所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括通过利用连续测试音调来表征所述四条链路中的至少一条。

32.如权利要求28所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括通过利用所述四个均衡部件中的至少一个的滤波系数来表征所述四条链路中的至少一条。

33.如权利要求28所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括通过降低所述PHY的发送电平并监视误比特率从而确定外部噪声电平，来表征所述四条链路中的至少一条。

34.如权利要求27所述的装置，其中所述PHY在具有作为链路伙伴的至少一个第二PHY的情况下执行线缆诊断。

35.如权利要求34所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括通过检查由所述PHY的所述四个接收机中的至少一个接收的信号的轮廓来表征所述四条链路中的至少一条。

36.如权利要求34所述的装置，其中用于执行线缆诊断的装置包括通过利用所述PHY的所述六个FEXT/NEXT抵消部件中的至少一个的滤波系数来表征所述四条链路中的至少一条。

37.如权利要求34所述的装置，其中所述PHY监视所述四条链路中的至少一条的一个或多个特性的改变，以预测所述四条链路中的至少一条链路的可能故障或诊断所述四条链路中的至少一条链路的实际故障。

38.如权利要求34所述的装置，其中所述PHY执行线缆诊断以通过从所述第二PHY接收降低的发送电平并且监视误比特率从而确定外部噪声电平，来表征所述四条链路中的至少一条。