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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Netzwerk-Interface und insbesondere
ein automatisches Ausgangstreiberpegel-Steuersystem in einem Home-Netzwerk-Transceiver
für Datenübertragungen über eine
bestehende Haus-Telefonverdrahtung.
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Technischer
Hintergrund
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Bei
Lokalnetzen werden Netzkabel oder andere Medien zum Verbinden von
Stationen mit dem Netz verwendet. Bei jeder Netzarchitektur wird
eine Medienzugriffssteuerung (MAC) verwendet, mit der Netz-Interface-Karten
an jeder Station gemeinsam auf die Medien zugreifen können.
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Bei
herkömmlichen
Lokalnetzarchitekturen werden Medienzugriffskontroller verwendet,
die gemäß dem Halbduplex-
oder Vollduplex-Ethernet- (ANSI/IEEE-Standard 802.3-) Protokoll
unter Verwendung eines vorgeschriebenen Netzmediums, wie z. B. 10
BASE-T, arbeiten. Bei neueren Betriebssystemen ist es erforderlich,
dass eine Netzstation in der Lage ist, das Vorhandensein des Netzes
zu detektieren. In einer Ethernet 10 BASE-T-Umgebung wird das Netz
durch Übermitteln
eines Link-Impulses durch einen eine physische Schicht aufweisenden (PHY-)
Transceiver detektiert. Der periodische Link-Impuls auf den 10 BASE-T-Medien
wird von einem PHY-Empfänger
detektiert, der das Vorhandensein einer weiteren Netzstation, die
auf dem Netzmedium übermittelt,
anhand der Detektion der periodischen Link-Impulse feststellt. Somit
ist ein PHY-Transceiver an einer Station A in der Lage, ohne Übermittlung
oder Empfang von Datenpaketen das Vorhandensein einer Station B
zu detektieren, und zwar durch Empfang von Link-Impulsen von dem PHY-Sender
an Station B auf dem 10 BASE-T-Medium.
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Es
werden Bemühungen
unternommen, eine Architektur zu entwickeln, die es ermöglicht,
dass Computer unter Verwendung herkömmlicher Twisted-Pair-Telefonleitungen
anstelle von etablierten Lokalnetzmedien, wie z.B. 10 BASE-T, miteinander verbunden
werden. Eine solche Anordnung, die hier als Haus-Telefonleitungsnetz-Umgebung bezeichnet wird,
bietet den Vorteil, dass eine in einem Haus bestehende Telefonverkabelung
zum Implementieren einer Hausnetz-Umgebung benutzt werden kann.
Telefonleitungen weisen jedoch aufgrund von durch im Haus vorhandene
elektrische Vorrichtungen, beispielsweise Dimmer-Schalter, Transformatoren
von Haushaltsgeräten
etc., verursachten Störgeräuschen ein
inhärentes
Rauschen auf. Ferner weisen Twisted-Pair-Telefonleitungen Einschaltschwankungen aufgrund
von Auflegen und Abnehmen sowie Rauschimpulsen von den guten alten
standardmäßigen Telefonsystem-
(POTS-) Telefonen und elektrischen Systemen, wie z. B. Heiz- und Klimaanlagensystemen
etc., auf.
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Ein
zusätzliches
Problem bei Telefonverdrahtungsnetzen besteht darin, dass der Signalzustand
(d. h. die Form) einer übermittelten
Wellenform zum großen
Teil von der Verdrahtungs-Topologie abhängt. Zahlreiche Zweiganschlüsse in dem
Twisted-Pair-Telefonleitungsmedium sowie die unterschiedlichen dazugehörigen Längen der
Zweigverbindungen können
zu zahlreichen Signalreflexionen auf einem übermittelten Netzsignal führen. Die
Telefonverdrahtungs-Topologie kann bewirken, dass das Netzsignal
von einer Netzstation eine Spitzenspannung in der Größenordnung
von 10 bis 20 Millivolt aufweist, während Netzsignale von einer
anderen Netzstation einen Wert in der Größenordnung von einem bis zwei
Volt aufweisen können.
Somit können die
Amplitude und die Form eines empfangenen Impulses derart verzerrt
sein, dass die Rückgewinnung von Übermittlungsdaten
aus dem empfangenen Impuls äußerst schwierig
wird.
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Vorrichtungen,
die Datenübertragungen
in der Haus-Telefonleitungsnetz-Umgebung unterstützen, müssen den Anforderungen der
Home Phoneline Networking Alliance (HPNA) entsprechen. Diese Anforderungen
sind in der HPNA-Spezifikation
1.0 von 1998 beschrieben. Beispielsweise legt die Spezifikation
1.0 Beschränkungen
hinsichtlich der Ausgangscharakteristiken eines Hausnetz-Transceiver auf.
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Ferner
variieren Parameter der Ausgangstreiber-Schaltungsanordnung in einem
Hausnetz-Transceiver von Chip zu Chip und von Ablauf zu Ablauf.
Diese Parameterschwankungen führen
zu Veränderungen
des Ausgangstreiberpegels des Hausnetz-Transceiver. Daher ist es
wünschenswert, einen
Hausnetz-Transceiver
mit einem automatischen Ausgangstreiberpegel-Steuersystem bereitzustellen.
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Es
wird auf die GB-Patentschrift 2,094,105 verwiesen, in der ein Telegrafensender
mit einem Leitungsisolator beschrieben ist. Der Leitungsisolator weist
eine Stromerfassungsvorrichtung auf, die eine Rückkopplung zu einem Leitungsspannungsregler bewirkt,
um die Leitungsspannung zu regeln, und ferner Teil einer Schaltung
zum Begrenzen des Leitungsstroms bei einer Reduzierung der Leitungsimpedanz
ist.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein neuartiges Verfahren gemäß Anspruch
1 zum Konfigurieren eines Transceiver mit einem Ausgangstreiber zum
Treiben eines Ausgangsanschlusses zur Datenübertragung über eine Hausverdrahtung. Das
Verfahren umfasst das Einstellen eines DC-Pegels an dem Ausgangsanschluss,
Vergleichen eines den DC-Pegel repräsentierenden Steuerwerts mit
einem vorgeschriebenen Schwellenpegel und Steuern des Ausgangstreibers
des Transceiver, bis der Steuerwert dem Schwellenpegel gleich ist.
Beispielsweise kann der Ausgangstreiber bei der Initialisierung
des Transceiver gesteuert werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner einen Transceiver gemäß Anspruch
5 bereit.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kann
der Ausgangstreiber bezüglich
eines hohen und eines niedrigen Energiepegels gesteuert werden,
um entsprechende Ausgangstreiber-Pegel gemäß der HPNA-Spezifikation einzustellen.
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Das
Verfahren kann zum Ermöglichen
von Datenübertragungen über eine
Hausverdrahtung mit einem Ausgangstreiber zum Liefern eines Übertragungssignals
mit einem vorgeschriebenen Pegel zu der Hausverdrahtung und einem
Ausgangstreiber-Steuersystem zum Vergleichen eines an dem Ausgang
des Ausgangstreibers eingestellten DC-Pegel mit einem vorbestimmten
Schwellensignal zum Steuern des Ausgangstreibers zwecks Haltens
des Übertragungssignals
auf dem vorbestimmten Pegel in einen Transceiver implementiert werden.
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Das
Ausgangstreiber-Steuersystem kann eine Komparatorschaltung zum Vergleichen
eines den an dem Ausgang eingestellten DC-Pegel repräsentierenden
Steuersignals mit dem Schwellensignal aufweisen. Eine Treiber-Steuerschaltung
kann zum Steuern des Ausgangstreibers, bis das Steuersignal dem
Schwellenwert gleich ist, auf die Komparatorschaltung ansprechen.
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Ferner
kann das Ausgangstreiber-Steuersystem einen Multiplexer aufweisen,
der in einem Ausgangstreiberpegel-Steuerbetriebsmodus, der beispielsweise
bei der Initialisierung des Transceiver durchgeführt wird, das den DC-Pegel
repräsentierende
Steuersignal an die Komparatorschaltung liefert. Bei Normalbetriebsmodus
kann dieser Multiplexer die Eingangsschaltungsanordnung des Transceiver mit
der Komparatorschaltung verbinden.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute
auf dem Sachgebiet anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung
offensichtlich, wobei nur die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung durch
Erläuterung der
besten Art zur Durchführung
der Erfindung dargestellt und beschrieben ist. Es sei darauf hingewiesen, dass
die Erfindung weitere und unterschiedliche Ausführungsformen umfassen kann
und ihre zahlreichen Details in verschiedener Hinsicht modifizierbar
sind, ohne dass dadurch vom Umfang der Erfindung abgewichen wird.
Entsprechend dürfen
die Zeichnungen und die Beschreibung nur als Erläuterung und nicht als Einschränkung angesehen
werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Blockschaltbild eines Lokalnetzes, das über eine Haus-Twisted-Pair-Verdrahtung
verwendet wird.
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2A, 2B, 2C und 2D zeigen Diagramme
der Verarbeitung von empfangenen Wellenformen durch den in 1 gezeigten,
eine physische Schicht aufweisenden Transceiver, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
ein Blockschaltbild der Architektur des in 1 gezeigten,
eine physische Schicht aufweisenden Transceiver, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
ein Diagramm des Zugriffsidentifikationsintervalls der vorliegenden
Erfindung.
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5 zeigt
ein Blockschaltbild einer automatischen Ausgangstreiber-Steueranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Beste Art
der Durchführung
der Erfindung
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Haus-Telefonleitungsnetzes 10 gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, bei dem eine bestehende Hausverdrahtung, wie z.B.
eine Twisted-Pair-Telefonverdrahtung, als Netzmedium verwendet wird.
Gemäß 1 weist
das den Ethernet- (IEEE 802.3-) Standard stützende Netz 10 Netzstationen 12a und 12b auf,
die über
RJ-11-Telefonbuchsen 16a bzw. 16b mit
einer Twisted-Pair-Telefonverdrahtung 14 verbunden sind. Über ein
mit der RJ-11-Telefonbuchse 16c verbundenes Telefon 18 können weiterhin
Telefongespräche
geführt
werden, während
die Stationen 12a und 12b kommunizieren.
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Gemäß 1 weist
jede Netzstation 12, beispielsweise ein Personalcomputer,
ein Drucker oder eine intelligente Vorrichtung der Unterhaltungselektronik,
einen eine physische Schicht aufweisenden (PHY-) Transceiver 20,
eine Medienzugriffs- (MAC-) Schicht 22 und eine Betriebssystem-
(OS-) Schicht auf, die gemäß dem OSI-Referenzmodell
die Funktion einer höheren
Schicht ausführt.
Beispielsweise kann ein Hausnetz-Transceiver, der der HPNA-Spezifikation
1.0 entspricht, als PHY-Transceiver 20 verwendet werden.
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Die
Stationen 12a und 12b kommunizieren durch Übertragen
bandbegrenzter Impulse, die in den Analog-Netzsignalen modulierte
Netzdaten transportieren. Insbesondere überträgt der eine physische Schicht
aufweisende Sender einen bandbegrenzten Impuls 5, wie in 2A dargestellt.
Die Ankunftsposition eines empfangenen Impulses wird unter Verwendung
einer den Absolutwert 6 des empfangenen Signals repräsentierenden
Wellenform-Hüllkurve 8 detek tiert,
wie in 2B gezeigt. Die Hüllkurve 8 wird
zu einer nachstehend beschriebenen Slicer-Schaltung geliefert, die
einen Schwellenpegel 9 aufweist, der zum Identifizieren
der Ankunftsposition 11 des empfangenen Impulses ausgewählt ist.
Wenn die Hüllkurve 8 den
Schwellenpegel 9 kreuzt, detektiert die Slicer-Schaltung
die Ankunftsposition 11 des Impulses als ein ein Datenmuster
repräsentierendes Ereignis.
Dieses Ereignis kann zum Rückgewinnen einen Übertragungstakts
und von Übertragungsdaten
aus dem empfangenen Signal verwendet werden.
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In
Telefonleitungsnetzen hängt
die erforderliche Hüllkurven-Wellenform
jedoch in hohem Maße von
der Verdrahtungs-Topologie ab. Da die Verdrahtungs-Topologie Mehrfach-Signalreflexionen
bewirken kann, kann die Form eines empfangenen Impulses so verzerrt
sein, dass die Hüllkurve
mehrere örtlich
begrenzte Maximalpunkte aufweisen kann. Ferner ist die Verdrahtungs-Topologie in dem
Hausnetz variabel. Somit ist die Verzerrung des empfangenen Impulses
unvorhersehbar, was zu einer Wellenform 26 führt, wie
in 2C gezeigt. Gemäß 2C weist die
verzerrte Wellenform 26 eines empfangenen Impulssignals
aufgrund der Verdrahtungs-Topologie örtlich begrenzte Maximal- und
Minimalpunkte 26a und 26b auf. 2D zeigt
die Hüllkurven-Wellenform 28 der
verzerrten Wellenform 26.
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3 zeigt
ein Blockschaltbild des eine physische Schicht aufweisenden Transceiver 20 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Gemäß 3 weist
der eine physische Schicht aufweisende Transceiver 20 einen
mit komplementären Eingangs-/Ausgangsanschlüssen TxRx_Pos
und TxRx_Neg gekoppelten Eingangsverstärker 30 zum Verstärken von
von dem Telefonmedium kommenden analogen Netzsignalen, wie z.B.
der in 2C gezeigten Netzsignale, auf.
Der eine physische Schicht aufweisende Transceiver 20 weist
ferner eine Signalaufbereitungsschaltung 32 mit einer Hüllkurven-Detektionsschaltung 34 und
einer Energie-Detektionsschaltung 36 auf. Die Hüllkurven-Detektionsschaltung 34 spricht
zum Erzeugen des Hüllkurven-Signals 28 auf
das verstärkte
Empfangssignal 26 an. Beispielsweise weist der Hüllkurven-Detektor 34 eine
Absolutwert-Schaltung (z.B. eine Gleichrichterschaltung), die ein
den Absolutwert des verstärkten Empfangssignal 26 repräsentierendes
Absolutwertsignal 39 erzeugt, und ein zum Ausfiltern von
Hochfrequenzkomponenten des gleichgerichteten Signals, was zu dem
Hüllkurven-Signal 28 führt, mit
der Gleichrichterschaltung gekoppeltes Tiefpassfilter auf. Das Hüllkurven-Signal 28 wird
von dem Hüllkurven-Detektor 34 ausgegeben
und dem Energie-Detektor 36 zugeführt. Der Energie-Detektor 36 weist
einen Integrator auf, der den mathematischen Integrationsprozess
des Hüllkurven-Signals 28 über die
Zeit durchführt,
um ein Signal zu erzeugen, das proportional zu der Energie des empfangenen
Impulssignals ist.
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Gemäß 3 weist
der eine physische Schicht aufweisende Transceiver 20 ferner
Slicer-Schaltungen 38a, 38b, 38c und 38d und
einen Digital-Analog- (D/A-)
Konverter 40 zum Liefern analoger Schwellensignale zu den
Slicer-Schaltungen 38 auf.
Der eine physische Schicht aufweisende Transceiver 20 weist
ferner einen digitalen Controller 41 zum Steuern des Digital-Analog-Konverters 40 zum Ausgeben
von den Slicer-Schaltungen 38 zugeführten Schwellensignalen auf.
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Der
digitale Controller 41 ist zum Steuern der Schwellenwerte
vorgesehen, die auf der Basis der von den Slicer-Schaltungen 38 dem
digitalen Controller 41 zugeführten Signale an die Slicer-Schaltungen 38a, 38b, 38c und 38d angelegt
worden sind. Insbesondere gibt die Slicer-Schaltung 38a ein
Spitzen-Ereignissignal
aus, das relativ zur Zeit angibt, ob das Hüllkurvensignal 28 einen
von dem Digital-Analog-Konverter 40 unter der Steuerung
des digitalen Controller 41 gelieferten Spitzen-Schwellenwert
(P) übersteigt.
Die Slicer-Schaltungen 38b und 38c geben
Daten-Ereignissignale und Rausch-Ereignissignale aus, die relativ
zur Zeit angeben, ob das Hüllkurvensignal 28 einen
Datenübergangs-Schwellenwert (D)
bzw. einen Rausch-Schwellenwert (N) übersteigt. Die Slicer-Schaltung 38d gibt
ein Energie-Ereignissignal aus, das relativ zur Zeit angibt, ob
das von dem Energie-Detektor 36 ausgegebene Energiesignal
einen von dem D/A-Konverter 40 gelieferten Energie-Schwellenwert
(E) übersteigt.
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Somit
geben die Slicer-Schaltungen 38a, 38b und 38c Spitzen-,
Datenübergangs-
und Rausch-Ereignissignale aus, die relativ zur Zeit anzeigen, ob
das Hüllkurvensignal 28 einen
Spitzen-Schwellenwert (P), einen Datenübergangs-Schwellenwert (D) bzw. einen Rausch-Schwellenwert
(N) übersteigt.
Die Slicer-Schaltung 38d gibt ein Energie-Ereignissignal aus,
das relativ zur Zeit angibt, ob das von dem Energie-Detektor 36 kommende
Energiesignal einen Energie-Schwellenwert (E) überschreitet.
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Der
digitale Controller 41 steuert die Rausch-, Spitzen-, Datenübergangs-
und Energie-Schwellenwerte anhand der von den Slicer-Schaltungen 38c bzw. 38a ausgegebenen Rausch-Ereignissignale
und Spitzen-Ereignissignale und erzeugt ein digitales Datensignal
anhand der Ankunftsposition des entweder unter Verwendung des Energie-Ereignissignals
oder des Daten-Ereignissignals detektierten Empfangsimpulses. Das
digitale Datensignal wird über
ein medienunabhängiges
Interface (MII) 50 an den Medienzugriffs-Controller 22 ausgegeben.
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Der
eine physische Schicht aufweisende Transceiver 20 weist
ferner einen Ausgangstreiber 52 (z.B. einen Stromverstärker) auf,
der von dem digitalen Controller 41 erzeugte Übertragungsdaten (TxD)
in ein über
die komplementären
Eingangs-/Ausgangsanschlüsse
TxRx_Pos und TxRx_Neg geliefertes analoges Netzsignal konvertiert.
Das analoge Netzsignal wird mit einem ausgewählten von 128 Ausgangsverstärkerwerten
auf der Basis eines von dem digitalen Controller 41 ausgegebenen
7-Bit-Übertragungsverstärkungs- (TxGain-) Signal
ausgegeben.
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Ferner
weist der eine physische Schicht aufweisende Transceiver 20 ein
Ausgangs-Interface 42 mit einem medienunabhängigen Interface
(MII) zu einem Universal-Interface- (GPSI-) Konverter 44,
einer Management-Interface-Logik 46 und Bussen 48a und 48b auf.
Der Bus 48a übermittelt Übertragungs- und
Empfangsdaten im GPSI-Format zwischen dem MAC 22 und dem
digitalen Controller 41. Der Konverter 44 konvertiert
die Daten im GPSI-Format in Daten mit einer Breite von einem halben
Byte zur Übermittlung über das
MII 50 zu dem MAC 22. Auf im wesentlichen gleiche
Weise werden Übertragungsdaten
von dem MAC 22, die über
das MII 50 geliefert werden, von Daten mit einer Breite
von einem halben Byte in GPSI-Format konvertiert und über den
GPSI-Datenbus 48a zu dem digitalen Controller 41 geliefert.
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Das
Ausgangs-Interface 42 weist ferner einen Steuerdatenbus 48b zum Übermitteln
von Konfigurationsdaten und Statusinformationen zwischen dem digitalen
Konverter 41 und der Management-Interface-Logik 46 auf.
Insbesondere ist die Management-Interface-Logik 46 zum
Speichern von Konfigurationsdaten, die über die MII 50 von
dem MAC 22 kommen, an ausgewählten Steuerregistern 60 in dem
digitalen Controller 41 vorgesehen. Es sei darauf hingewiesen,
dass der Schwellenwert E für
die Energie-Detektor-Slicer-Schaltung 38d über das
MII 50 von dem Management-Agent geliefert und in den Konfigurationsregistern 60 gesetzt
werden kann. Der digitale Controller 41 weist ferner Statusregister 62 auf,
die beispielsweise die Schwellenwerte für die Schwellensignale P, D
und E und das 7-Bit-Ausgangsverstärker-Steuersignal TxGain enthalten.
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Das
Ausgangs-Interface 42 weist ferner eine Link-Detektionslogik 47 auf,
die feststellt, ob ein gültiges
Link auf dem Netzmedium 14 detektiert wird. Wenn innerhalb
von drei aufeinanderfolgenden Intervallen keine gültige Zugriffsidentifikations-
(AID-) Sequenz detektiert wird, wobei jedes Intervall eine bevorzugte
Dauer von ungefähr
800 Millisekunden hat, wird der Link-Status in einen Ungültig-Status
gesetzt. Die AID ersetzt die Präambel,
die herkömmlicherweise
in 10 Base-T-Ethernet- (IEEE 802.3-) Systemen verwendet wird. Die
AID ist ein spezifischer Identifikator, der für jede Netzwerkstation 12 einzigartig
ist. Beispielsweise kann die AID eine Serie von 8 von dem PHY-Transceiver 20 der Übertragungsstation auf
das Telefonmedium 14 ausgegebenen Impulsen sein, wobei
die Zeitabstände
zwischen dem ersten Impuls und den nachfolgenden 7 Impulsen jeweils Werte
definieren. Beispielsweise sei angenommen, dass ein zweiter Impuls
in einem zeitlichen Abstand T1 nach dem ersten Impuls von dem PHY-Transceiver 20 ausgegeben
wird. Wenn T1 66 Taktzyklen gleich ist (es sei ein 116-Nanosekunden-Takt
angenommen), beträgt
der entsprechende Wert 00; wenn T1 86, 106 oder 126 Taktzyklen gleich
ist, betragen die Werte 01, 10 bzw. 11, wobei der maximale Abstand
zwischen Impulsen 128 Taktzyklen beträgt. Die gleiche Anordnung wird
zum Detektieren der die Zeitintervalle T2, T3, T4, T5, T6 und T7
zwischen dem ersten Impuls und jedem der dem zweiten Impuls folgenden
6 Impulse verwendet. Somit kann das Vorhandensein der gültigen AID
durch Detektieren eines ersten Impulses und Detektieren des Vorhandenseins
von 7 nachfolgenden Impulsen unter Verwendung von Detektionsfenstern
mit einer vorbestimmten Dauer von beispielsweise 128 Taktzyklen festgestellt
werden.
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Gemäß 4,
in der eine Sequenz von zum Definieren eines AID-Intervalls 90 vorgesehenen Hüllkurven-Impulsen 28 gezeigt
ist, werden acht AID-Hüllkurven-Impulse 28a, 28b, 28c, 28d, 28e, 28f, 28g und 28h vor
dem Datenpaket eingesetzt, was mit dem Hüllkurven-Impuls 28i beginnt,
der dem letzten AID-Hüllkurven-Impuls 28h an
diesen angrenzend folgt. Wie oben beschrieben, werden die Hüllkurven-Impulse 28 von
dem Hüllkurven-Detektor 34 in
Reaktion auf die empfangenen Netzsignale 5 erzeugt.
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Aufgrund
von Prozessschwankungen variieren die Ausgangscharakteristiken des
eine physische Schicht aufweisenden Transceiver 20, wie
z.B. der Ausgangstreiberpegel, in beträchtlichem Maße von Ablauf
zu Ablauf. Zum Korrigieren von Abweichungen des Ausgangstreiberpegels
von einem korrekten Pegel weist der erfindungsgemäße, eine
physische Schicht aufweisende Transceiver 20 ein automatisches
Ausgangstreiberpegel-Steuersystem 100 auf, das schematisch
in 5 gezeigt ist. Das System 100 vergleicht
einen Pegel am Ausgang des Transceiver 20 mit einem voreingestellten
Schwellenpegel, um ein Pegel-Steuersignal zu erzeugen, das zum Steuern
des Ausgangspegels des Ausgangstreibers 52 verwendet wird.
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Beispielsweise
kann das automatische Ausgangstreiberpegel-Steuersystem 100 Ausgangstreiberpegel
an den komplementären
Eingangs-/Ausgangsanschlüssen
TxRx_Pos und TxRx_Neg des eine physische Schicht aufweisenden Transceiver 20 separat
steuern. Bei Normabetrieb liefern die Anschlüsse TxRx_Pos und TxRx_Neg komplementäre analoge
Netzsignale, die an andere Netzstationen 12 geliefert werden.
Bei einem Ausgangstreiberpegel-Steuerbetriebsmodus, z.B. bei oder
unmittelbar nach einem Reset-Vorgang, verwendet das automatische
Ausgangstreiberpegel-Steuersystem 100 an den Anschlüssen TxRx_Pos
und TxRx_Neg gesetzte DC-Pegel zum Einstellen des Ausgangstreiberpegels des
Transceiver 20 auf einen korrekten Wert, wie z.B. die von
der HPNA-Spezifikation 1.0 geforderte Ausgangstreiberspannung.
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Das
automatische Ausgangstreiberpegel-Steuersystem 100 weist
eine Komparatorschaltung 102 zum Vergleichen von an den
Anschlüssen TxRx_Pos
und TxRx_Neg gesetzten DC-Pegeln mit einem voreingestellten Schwellenpegel
zum Erzeugen eines Pegel-Steuersignals auf, das zum Steuern des
Ausgangstreibers 52 an eine Treiber-Steuerschaltung 104 geliefert
wird. Beispielsweise kann der digitale Controller 41 als
Treiber-Steuerschaltung 104 fungieren.
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Der
Steuereingang der Komparatorschaltung 102 ist mit dem Ausgang
eines Multiplexers 106 verbunden, welcher einen mit dem
Anschluss TxRx_Pos gekoppelten ersten Eingang, einen mit dem Anschluss
TxRx_Neg gekoppelten zweiten Eingang und einen mit einer Eingangsverstärker-Schaltungsanordnung 108 des
Transceiver 20 verbundenen dritten Eingang aufweist. Beispielsweise
kann der dritte Eingang der Komparatorschaltung 102 mit dem
Ausgang des Hüllkurven-Detektors 34 verbunden
sein. Die Slicer-Schaltung 38a, 38b oder 38c kann
als Komparatorschaltung 102 verwendet werden. Feste Dämpfer 110 und 112 können jeweils
zwischen den Anschlüssen
TxRx_Pos und TxRx_Neg und den entsprechenden Eingängen des
Multiplexers 106 geschaltet sein. Beispielsweise können die Dämpfer 110 und 112 eine
Dämpfung
mit einem Verhältnis
von 6 bewirken.
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Bei
Normalbetrieb des Transceiver 20 liefert der Multiplexer 106 das
Ausgangssignal der Eingangsverstärker-Schaltungsanordnung 108 an
die Komparatorschaltung 102 zum Erzeugen eines Spitzen-Ereignis-,
Daten-Ereignis- oder
Rausch-Ereignissignals in Abhängigkeit
davon, ob die Slicer-Schaltung 38a, 38b oder 38c als
Komparatorschaltung 102 verwendet wird. Bei einem Ausgangstreiberpegel-Steuerbetriebsmodus,
z.B. bei oder unmittelbar nach einem RESET-Vorgang, steuert die Treiber-Steuerschaltung 104 jedoch
den Multiplexer 106, um ein einen an dem Anschluss TxRx_Pos
gesetzten DC-Pegel repräsentierendes
Signal an den Steuereingang der Komparatorschaltung 102 weiterzuleiten.
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Die
Komparatorschaltung 102 vergleicht das Signal an ihrem
Steuereingang mit einem Schwellenpegel und erzeugt ein Pegel-Steuersignal,
das die Differenz zwischen den zu vergleichenden Signalen repräsentiert.
Das Pegel-Steuersignal
wird an die Treiber-Steuerschaltung 104 geliefert, die
den Ausgangstreiber 52 steuert, um den Pegel an dem Anschluss
TxRx_Pos zu reduzieren, wenn das Signal an dem Steuereingang des
Komparators 102 höher ist
als der Schwellenpegel, oder den Pegel an dem Anschluss TxRx_Pos
zu erhöhen,
wenn das Signal an dem Steuereingang des Komparators 102 niedriger
ist als der Schwellenpegel.
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Der
Steuervorgang wird fortgesetzt, bis das Signal an dem Steuereingang
des Komparators 102 dem Schwellenpegel gleich ist. Beispielsweise
kann die Treiber-Steuerschaltung 104 den an den Ausgangstreiber 52 gelieferten
Wert des Verstärkungs-Steuersignals
TxGain erhöhen
oder senken, bis das Signal an dem Steuereingang des Komparators 102 dem
Schwellenpegel gleich ist.
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Wenn
der korrekte Treiberpegel an dem Anschluss TxRx_Pos eingestellt
ist, wird der Multiplexer 106 derart gesteuert, dass er
ein einen an dem Anschluss TxRx_Neg gesetzten DC-Pegel repräsentierendes
Signal an den Steuereingang des Komparators 102 weiterleitet.
Die Treiber-Steuerschaltung 104 steuert den Ausgangstreiber 52,
bis das Signal an dem Steuereingang dem Schwellenpegel gleich ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Ausgangstreiberpegel bezüglich hoher und niedriger Energiepegel
des Transceiver 20 eingestellt. Beispielsweise kann ein
Ausgangstreiberpegel-Steuervorgang mit dem Setzen eines gewünschten
hohen Energie-Ausgangspegels an dem Anschluss TxRx_Pos oder TxRx_Neg
beginnen. Der an dem entsprechenden Anschluss TxRx_Pos oder TxRx_Neg
gesetzte hohe Energie-Ausgangspegel kann ein DC-Pegel sein, z.B.
2 V, was einem hohen Pegel eines in der HPNA-Spezifikation 1.0 definierten
sinusförmigen Übertragungssignals
entspricht.
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Über den
Dämpfer 110 oder 112 wird
der DC-Pegel zwecks Vergleichs mit dem Schwellenpegel an den Steuereingang
des Komparators 102 geliefert. In Reaktion auf das von
dem Komparator 102 erzeugte Pegel-Steuersignal stellt die
Treiber-Steuerschaltung 104 den Ausgangstreiberpegel ein,
bis der Pegel an dem Steuereingang dem Schwellenpegel gleich ist.
Dann kann der Ausgangssteuerpegel an dem entsprechenden Anschluss
TxRx_Pos oder TxRx_Neg bezüglich
eines gewünschten
niedrigen Energie-Ausgangspegels eingestellt werden. Der an dem
entsprechenden Anschluss TxRx_Pos oder TxRx_Neg gesetzte niedrige
Energie-Ausgangspegel kann ein DC-Pegel sein, z.B. 1 V, was einem
niedrigen Pegel des in der HPNA-Spezifikation 1.0 definierten sinusförmigen Übertragungssignal
entspricht. Der Schwellenwert wird derart ausgewählt, dass der von der HPNA-Spezifikation
1.0 geforderte Ausgangstreiberpegel erzeugt wird. Wie oben beschrieben, kann
der Ausgangstreiberpegel-Steuervorgang für jeden Anschluss TxRx_Pos
und TxRx_Neg durchgeführt
werden.
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Es
ist für
Fachleute auf dem Sachgebiet offensichtlich, dass die vorliegende
Erfindung eine Anzahl von Modifikationen zulässt, die in den Umfang des
erfindungsgemäßen Konzepts
fallen. Beispielsweise kann der Ausgangstreiberpegel-Steuervorgang
auf zahlreiche unterschiedliche Arten implementiert werden.
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Obwohl
die vorstehende Beschreibung auf den bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung basiert, sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Modifikationen
durchgeführt
werden können
und dass die Erfindung in unterschiedlichen Formen und Ausführungsbeispielen
implementiert werden kann und dass sie für zahlreichen Anwendungen geeignet ist,
von denen nur einige hier beschrieben worden sind. Es sein angemerkt,
dass die nachstehenden Patentansprüche alle diese Modifikationen
und Varianten beanspruchen, die in den Umfang der Erfindung fallen.