专利名称：以太网多点接入方法、以太网系统以及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据通信技术领域，尤指一种以太网多点接入方法、一种以太网系统、 一种局端设备和一种终端设备。
背景技术：
对于现有的以太网载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/⑶，CarrierSense Multiple Access/Collision Detect)技术来说，现有标准规定了对于lOBase-T，其接入半 径是2000米，对于100Base-T，其接入半径是200米，而对于lOOOBase-T，采用载波扩展的 情况下，其理论接入半径可以达到160米。IEEE802. 3标准定义了 IOMbps的以太网标准，采用CSMA/⑶协议，以半双工方式运 行。从上个世纪80年代末开始以太网取得了巨大的成功。IOBaseT是运行在3类或更高 类别的双绞线上的以太网，10Base2/5是运行在同轴电缆上的以太网，IOBaseFL是运行在 光纤上的以太网。由于CSMA/⑶中的冲突检测机制要求一个512位(即512比特)的时间 槽以保证无错误地检测到冲突，即最短的以太网帧为512/8 = 64字节，所以以太网的距离 覆盖范围受到了限制，IOBaseFL最大的距离覆盖范围为2000米，即最大的覆盖半径为2000 米，运行在光纤上的以太网IOBaseT在一个网段内的最大覆盖距离为100米。这里“Mbps” 中“M”表示“兆，“bps”表示“比特/每秒”。IEEE802. 3u定义了 100Mbps的快速以太网标准，它可以采用半双工方式的CSMA/ ⑶协议，也可以采用全双工方式。由于快速以太网对以太网的后向兼容性，在上个世纪90 年代的中后期，快速以太网成为局域网中的主流技术。100BaseTX是运行于5类双绞线上的 快速以太网，100BaseFX是运行于光纤上的快速以太网。对于以半双工方式运行的快速以太 网，同样也有距离覆盖范围的限制，并且由于快速以太网以100Mbps的速率运行，时间槽长 度同样是512位，所以它的最大距离覆盖范围是以太网的1/10，即为200米。对于快速以太网来说，512位的时间槽内电波或光可以传输400米远，那么如果在 千兆以太网中，512位的时间槽内电波或光的传输距离则只有40米远，采用星型拓扑结构 在半双工千兆以太网的覆盖半径只有20米，这样的距离覆盖范围在实际中无法得到大规 模的推广。为了解决这个问题，IEEE标准组织对以太网的媒质访问控制(MAC)层协议做出 了如下的修改(a)载波扩展为了使千兆以太网的距离覆盖范围达到实用标准，半双工千兆以太网时间槽长度 扩展到了 4096位，即512字节，这样半双工千兆以太网的距离覆盖范围扩展到了 160米。为 了兼容以太网和快速以太网中的帧结构，半双工千兆以太网的最小帧长度仍需要保持为64 字节。但考虑到时间槽长度为512字节，为了能够匹配时间槽的长度，当某个以太网设备发 送小于512字节的帧时，半双工千兆以太网MAC将在正常发送的数据之后发送一个载波扩 展序列直到该帧的长度达到512字节。例如，当以太网设备发送一个64字节的帧时，以太 网设备的MAC层会将该64字节后加入512-64 = 448字节的载波扩展序列，如果以太网设备发送的帧长度大于512字节，则其MAC层不对该帧做任何改变。在载波扩展的情况下，解决了千兆半双工以太网距离覆盖范围的问题，但引入了 一个新的问题对于长度较小的以太网帧的发送效率降低了。对于一个64字节的帧来说， 尽管发送速度较快速以太网增加了 10倍，但要发送的数据量增加了 8倍，这样的效率未必 比快速以太网高多少。为了解决千兆半双工以太网的效率问题，引入了帧突发技术。(b)帧突发帧突发的工作方式如下对于以太网设备发送的第一个小于512字节的帧，依然 使用载波扩展到512字节，但随后发送的小于512字节的短帧不再使用载波扩展，而是加入 96比特(bit)的帧间隔序列，然后连续发送短帧，最长可以突发到65536位。使用了帧突发 的半双工千兆以太网的效率得到了改善，当一个以太网设备连续突发64字节的短帧并且 突发持续65536位时，其效率为72%。目前，现有的以太网宽带接入技术均为单点接入技术。例如甚高速数字用户环路 (VDSL, Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop)技术、长距离以太网(LRE，Long Range Ethernet)技术、局域网(LAN，Local Area Network)技术、非对称数字用户环路 ADSL, Asymmetric Digital Subscriber Loop))技术以及无源光网络(XPON)技术等。其 中，对于1对电话双绞线的LRE技术来说，现有技术中可以做到100Mbps速率下最大距离覆 盖范围达到230米，已经超过了 100Mbps速率下运行CSMA/⑶所要求的最大理论距离200 米的指标。单点接入技术只能满足用户室内的一台终端享受宽带业务，即只有一台终端能够 接入以太网。然而随着人们生活水平的提高，一个家庭内往往有多台终端需要接入以太网， 例如，客厅和卧室分别有计算机需要宽带上网等。为了满足用户室内的对点接入的需求，现有的解决方案是在用户室内增加一个家 庭网关设备，以支持多个端口下的多点接入。由于需要增加一个家庭网关，因此现有的支持室内多点接入的方案成本较高。
发明内容
本发明提供了一种以太网多点接入方法，该方法降低了实现以太网室内多点接入 的成本，并且支持最大距离覆盖范围超过标准要求的理论值的高速通信。本发明还提供了一种以太网系统，该系统降低了实现以太网室内多点接入的成 本，并且支持最大距离覆盖范围超过标准要求的理论值的高速通信。本发明还提供了一种局端设备和终端设备，这些设备降低了实现以太网室内多点 接入的成本，并且支持最大距离覆盖范围超过标准要求的理论值的高速通信。为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的本发明公开了一种以太网多点接入方法，该方法包括与局端设备连接的网络侧线缆采用双绞线；与网络侧线缆连接的用户侧线缆采用 总线型的双绞线；用户侧的一个或多个终端设备通过总线型的双绞线接入网络；局端设备与各个终端设备通过双绞线进行半双工模式的通信；其中，局端设备或终端设备在通信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的 长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果以预定策略发送所述数据帧；
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其中，根据所述指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据帧， 以及在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得所述指定值。本发明还公开了一种以太网系统，包括网络侧的局端设备和用户侧的一个或多 个终端设备，局端设备连接网络侧的双绞线，网络侧的双绞线连接用户侧的总线型双绞线， 用户侧的一个或多个终端设备分别与总线型双绞线的多个接入点一一连接；局端设备，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在通信过程 中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果以 预定策略发送所述数据帧；每个终端设备，用于通过双绞线与局端设备进行半双工模式的通信，并在通信过 程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果 以预定策略发送所述数据帧；其中，根据所述指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据帧， 以及在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得所述指定值。本发明还公开了一种局端设备，该局端设备连接网络侧的双绞线，网络侧的双绞 线连接用户侧的总线型双绞线，用户侧的一个或多个终端设备分别与总线型双绞线的多个 接入点一一连接；该局端设备包括指定值获取模块，用于根据指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最 短数据帧，以及在指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得 指定值，并将获得的指定值通知半双工通信模块；半双工通信模块，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在通 信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较 结果以预定策略发送所述数据帧。本发明还公开了一种终端设备，该终端设备与用户侧的总线型双绞线的一个接入 点连接，用户侧的总线型双绞线与网络侧的双绞线连接，网络侧的双绞线连接局端设备；该 终端设备包括指定值获取模块，用于根据指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最 短数据帧，以及在指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得 指定值，并将获得的指定值通知半双工通信模块；半双工通信模块，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在通 信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较 结果以预定策略发送所述数据帧。由上述技术方案可见，本发明这种与局端设备连接的网络侧线缆采用双绞线；与 网络侧线缆连接的用户侧线缆采用总线型的双绞线；用户侧的一个或多个终端设备通过总 线型的双绞线接入网络；局端设备与各个终端设备通过双绞线进行半双工模式的通信；局 端设备或终端设备在通信过程中发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较， 并根据比较结果以预定策略发送所述数据帧的技术方案，由于在实现以太网室内多点接入 时，不需要一个额外的家庭网关，因此大大降低了实现成本，并且最小的以太网帧长度的字节数为所述指定值，因此能够支持最大距离覆盖范围超过标准要求的理论值的高速通信。
图1是本发明实施例一种以太网多点接入方法的流程图；图2是本发明实施例中的以太网系统的组网示意图；图3是本发明实施例中的一种局端设备的组成结构框图；图4是本发明实施例中的一种终端设备的组成结构框图。
具体实施例方式图1是本发明实施例一种以太网多点接入方法的流程图。如图1所示，该方法包 括步骤101，与局端设备连接的网络侧线缆采用双绞线；步骤102，与网络侧线缆连接的用户侧线缆采用总线型的双绞线；步骤103，用户侧的一个或多个终端设备通过总线型的双绞线接入网络；步骤104，局端设备与各个终端设备通过双绞线进行半双工模式的通信；其中，局 端设备或终端设备在通信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节 进行比较，并根据比较结果以预定策略发送所述数据帧。本步骤，根据所述指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据 帧，以及在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得所 述指定值。在图1中，步骤101至步骤103是组网的过程，不限定先后顺序，在步骤101至步 骤103的基础上执行步骤104。其中，在宽带接入到户的应用场景下，网络侧线缆即为入户 线，用户侧线缆即为室内线，用户侧的一个或多个终端即为用户室内的一个或多个终端。根据图1所示的技术方案实现以太网室内多点接入时不需要设置额外的家庭网 关，因此可以大大降低了实现成本。并且最小的以太网帧长度的字节数为根据所述指定速 率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据帧，以及在所述指定速率下的半双工 双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围获得的指定值，该指定值要比目前以太网帧的 64字节最小帧长度要长，因此能够支持最大距离覆盖范围超过标准要求的理论值的高速通为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面分别介绍本发明中的技 术关键点。(1)网络侧线缆采用双绞线，线上为半双工通信方式网络侧线缆采用双绞线的好处包括线缆资源可以到达每户，且每户的线缆是独 立的，点对点的；可以支持高速的到户带宽。(2)用户侧线缆采用总线型双绞线，线上为半双工通信方式由于目前用户室内一般都存在总线型的电话线，且电话线为双绞线，因此可以直 接利用现有的资源。并且，由于网络侧线缆和用户侧线缆均为双绞线，因此可以直接连接，不需要媒质 中继来进行相应的转换。
(3)局端设备和终端设备的与双绞线连接的端口支持半双工模式的数据收发在现有的电话双绞线以太网设备(包括局端设备和终端设备)中，其与传输线连 接的电话双绞线物理层(PHY)芯片是不支持半双工数据传输模式的，对应到本实施例中即 为以太网设备中的与双绞线连接的双绞线介质PHY芯片是不支持半双工数据传输模式的， 因此，在本发明实施例中需要在以太网设备的双绞线介质PHY模块中增加实现半双工的功 能模块，并且其配套的MAC层芯片也要支持半双工数据传输模式。在本发明实施例中的采用载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/⑶，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)协议实现局端设备与终端设备之间的半双工通信。 采用CSMA/CD协议实现半双工通信的局端设备或终端设备在有数据帧发送时，执行以下步 骤:A、侦听双绞线线路是否被占用，是则执行步骤B，否则执行步骤C ;B、退避一个预定的等 待时间，返回步骤A ;C、向双绞线线路发送数据帧。对于以太网CSMA/⑶技术来说，标准规定了对于IOBase-T来说，接入半径是2000 米，对于100Base-T来说，接入半径是200米，而对于lOOOBase-T来说，采用载波扩展(从 512bit扩展到4096bit)情况下，理论上可以支持160米。现有的以太网设备的电话双绞线介质PHY芯片采用了类似千兆网的PAM编码，实 现全双工通信，并且也参考了千兆技术在无数据发送时的空闲(Idle)帧发送方式，即在有 数据时发送数据，无数据时在线路上不停地发送Idle帧。为了实现本发明的技术方案，同 时为了最大限度地利用现有资源，在本发明实施例中，需要在现有的双绞线介质PHY芯片 中实现以下两点功能能够侦听载波；在无数据时，不发送任何编码。(4)为了支持100Mbps速率下的最大距离覆盖范围超过200米的高速通信，局端设 备和终端设备在通信过程中发送数据帧时，最短帧的长度字节数为大于或等于74字节的 整数。在背景技术中提到，在100Mbps的数据传输速率下，在LRE技术中在电话双绞线上 可以做到最大距离覆盖范围达到230米，比理论上100Mbps速率下的最大距离覆盖范围达 到200米指标还要远30米。在100Mbps的速率下，最大距离覆盖范围达到200米时，其最 短以太网帧为64字节，那么在100Mbps的速率下，最大距离覆盖范围达到230米时，其最短 以太网帧的长度为64字节的1. 15(230/200 = 1. 15)倍，即73. 6字节。考虑到取整数，则 在本发明实施例中局端设备和终端设备在通信过程中发送数据帧时的最短帧长度为大于 或等于74字节的整数。如果进一步考虑取2的倍数，则最短帧长度可以取大于或等于74 的偶数。例如，最短帧长度可以取80字节，则80字节是一个临界点，当局端设备或终端设 备要发送的数据帧大于80字节时，则按照现有的方式直接发送，发送完一个数据帧后，间 隔一个数据帧间隔的时间再发送下一个数据帧；如果要发送的数据帧小于80字节，则将其 扩展到80字节并发送。同样，在上述(1)、(2)和(3)中所述组网中的电话双绞线上实现其他速率的高速 通信时，也可以按照(4)中所述的推算过程获得最短帧长度。例如，假设在200Mbps速率的情况下，LRE技术在电话双绞线上可以做到最大距离 覆盖范围是200米。那么根据背景技术中提到的100Mbps速率下半双工的最大理论半径是 200米，所以200Mbps速率下半双工的最大理论半径就是100米。即在200Mbps速率下，半双工以太网的最大距离覆盖范围达到100米时，其最短以太网帧为64字节，那么在200Mbps 的速率下，最大距离覆盖范围达到200米时，其最短以太网帧的长度为64字节的2(200米 /100米=2)倍，即128字节。扩展数据帧的方法可以为以下两种，这里以最小数据帧长度为80字节为例(a)在要发送的数据帧长度小于80字节时，发送完该数据帧后发送载波扩展序 列，直到该数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和达到80字节后停止发送载波扩展序 列，然后间隔一个数据帧间隔时间后，再接着发送下一个数据帧；(b)采用增加前导码的方法，增加数据帧的长度。现有的以太网技术中，在以太网 数据帧的前面有8个字节的前导码，如果要发送的数据帧为64字节，则再增加16个字节的 前导码就可以将数据帧的长度扩展到80字节。图2是本发明实施例中的以太网系统的组网示意图。如图2所示，该以太网系统 包括网络侧的局端设备和用户侧的一个或多个终端设备，图2中示意出了 3个终端设备。 其中局端设备连接网络侧的双绞线，网络侧的双绞线连接用户侧的总线型双绞线，用户侧 的一个或多个终端分别与总线型双绞线的多个接入点一一连接。在图2中，局端设备用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信；同样， 每个终端设备用于通过双绞线与局端设备进行半双工模式的通信。本发明实施例中采用 CSMA/CD方式的半双工模式。在通信过程中，局端设备或终端设备以指定速率发送数据帧 时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果以预定策略发送所述数据帧; 例如，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据帧，如果所述数 据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字节并发送所述数 据帧；其中，根据所述指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据帧，以 及在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得所述指定 值。所述指定值的具体推算过程如上述实施例中所述在所述指定速率下，以半双工 方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到第一长度时，其最短帧为第一数量字节；而在 所述指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最大距离覆盖范围为第二长度；第二长度 与第一长度的比值乘以第一数量所得到的值再向上取整得到第二数量；所述指定值为大于 或等于所述第二数量的整数。例如，当所述指定速率为100Mbps、所述第一长度为200米、所 述第一数量为64、所述第二长度为230米时，所述第二数量为74，所述指定值为大于或等于 74的整数。在图2中，局端设备，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的等待 时间后再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时向双绞线线路发 送数据帧；其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据帧， 如果所述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字节并 发送所述数据帧。在图2中，局端设备在所要发送的数据帧的长度小于指定值字节时，发送所述数 据帧后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为指定值字 节，或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节后，再发送 所述数据帧。
在图2中，每个终端设备，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的 等待时间后再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时向双绞线线 路发送数据帧；其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据 帧，如果所述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字 节并发送所述数据帧。在图2中，终端设备在所要发送的数据帧的长度小于指定值字节时，发送所述数 据帧后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为指定值字 节，或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节后，再发送 所述数据帧。图3是本发明实施例中的一种局端设备的组成结构框图。需要说明的是图3中的 局端设备即为图2中的局端设备。图3中的该局端设备连接网络侧的双绞线，网络侧的双 绞线连接用户侧的总线型双绞线，用户侧的一个或多个终端设备分别与总线型双绞线的多 个接入点一一连接；如图3所示，该局端设备包括指定值获取模块301和半双工通信模块 302。在图3中，指定值获取模块301，用于根据指定速率下的半双工以太网的最大距离 覆盖范围和最短数据帧，以及在指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆 盖范围，获得指定值，并将获得的指定值通知半双工通信模块302 ；半双工通信模块302，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在 通信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比 较结果以预定策略发送所述数据帧。在图3中，在指定速率下，以半双工方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到 第一长度时，其最短帧为第一数量字节；而在指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最 大距离覆盖范围为第二长度；指定值获取模块301，用于将第二长度与第一长度的比值乘 以第一数量所得到的值再向上取整得到第二数量，并将所述指定值取值为大于或等于所述 第二数量的整数。如图3所示，半双工通信模块302包括载波侦听子模块303和数据发送子模块 304，其中载波侦听子模块303，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的等待 时间后再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时通知数据发送子 模块304 ；数据发送子模块304，用于在收到载波侦听子模块303发送的通知时，向双绞线线 路发送数据帧，其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据 帧，如果所述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字 节并发送所述数据帧。在图3中，数据发送子模块304，用于在所述数据帧的长度小于指定值字节时，发 送所述数据帧后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为 指定值字节，或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节 后，再发送所述数据帧。图4是本发明实施例中的一种终端设备的组成结构框图。需要说明的是图4中的终端设备即为图2中的终端设备。图4中的该终端设备与用户侧的总线型双绞线的一个接 入点连接，用户侧的总线型双绞线与网络侧的双绞线连接，网络侧的双绞线连接局端设备； 如图4所示，该终端设备包括指定值获取模块401和半双工通信模块402。在图4中，指定值获取模块401，用于根据指定速率下的半双工以太网的最大距离 覆盖范围和最短数据帧，以及在指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆 盖范围，获得指定值，并将获得的指定值通知半双工通信模块402 ；半双工通信模块402，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在 通信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比 较结果以预定策略发送所述数据帧。在图4中，在指定速率下，以半双工方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到 第一长度时，其最短帧为第一数量字节；而在指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最 大距离覆盖范围为第二长度；指定值获取模块401，用于将第二长度与第一长度的比值乘 以第一数量所得到的值再向上取整得到第二数量，并将所述指定值取值为大于或等于所述 第二数量的整数。如图4所示，半双工通信模块402包括载波侦听子模块403和数据发送子模块 404，其中载波侦听子模块403，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的等待 时间后再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时通知数据发送子 模块404 ；数据发送子模块404，用于在收到载波侦听子模块403发送的通知时，向双绞线线 路发送数据帧，其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据 帧，如果所述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字 节并发送所述数据帧。在图4中，数据发送子模块404，用于在所述数据帧的长度小于指定值字节时，发 送所述数据帧后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为 指定值字节，或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节 后，再发送所述数据帧。综上所述，本发明实施例这种，与局端设备连接的网络侧线缆采用双绞线，与网络 侧线缆连接的用户侧线缆采用总线型的双绞线，用户侧的一个或多个终端设备通过总线型 的双绞线接入网络，局端设备与各个终端设备通过双绞线进行半双工模式的通信的技术方 案，由于在实现以太网室内多点接入时，不需要一个额外的家庭网关，因此大大降低了实现 成本。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
权利要求
一种以太网多点接入方法，其特征在于，该方法包括与局端设备连接的网络侧线缆采用双绞线；与网络侧线缆连接的用户侧线缆采用总线型的双绞线；用户侧的一个或多个终端设备通过总线型的双绞线接入网络；局端设备与各个终端设备通过双绞线进行半双工模式的通信；其中，局端设备或终端设备在通信过程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果以预定策略发送所述数据帧；其中，根据所述指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据帧，以及在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得所述指定值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述指定速率下的半双工以太网的最 大距离覆盖范围和最短数据帧，以及在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的 最大距离覆盖范围，获得所述指定值包括在所述指定速率下，以半双工方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到第一长度 时，其最短帧为第一数量字节；而在所述指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最大距 离覆盖范围为第二长度；第二长度与第一长度的比值乘以第一数量所得到的值再向上取整 得到第二数量；所述指定值为大于或等于所述第二数量的整数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述局端设备与各个终端设备采用载波 监听多路访问/冲突检测CSMA/⑶协议进行半双工模式的通信。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述局端设备与各个终端设备采用载波监 听多路访问/冲突检测CSMA/⑶协议进行半双工模式的通信包括局端设备/终端设备在有数据帧发送时，执行以下步骤A、侦听双绞线线路是否被占用，是则执行步骤B，否则执行步骤C；B、退避一个随机的等待时间，返回步骤A；C、向双绞线线路发送数据帧。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述局端设备或终端设备在通信过程中 以指定速率发送数据帧时，将所述数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果 以预定策略发送所述数据帧包括如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据帧，如果所述数 据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字节并发送所述数 据帧。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字 节并发送所述数据帧包括发送所述数据帧后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长 度和为指定值字节；或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节后，再发 送所述数据帧。
7.一种以太网系统，包括网络侧的局端设备和用户侧的一个或多个终端设备，其特 征在于，局端设备连接网络侧的双绞线，网络侧的双绞线连接用户侧的总线型双绞线，用户 侧的一个或多个终端设备分别与总线型双绞线的多个接入点一一连接；局端设备，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在通信过程中以 指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果以预定 策略发送所述数据帧；每个终端设备，用于通过双绞线与局端设备进行半双工模式的通信，并在通信过程中 以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果以预 定策略发送所述数据帧；其中，根据所述指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数据帧，以及 在所述指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得所述指定 值。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，在所述指定速率下，以半双工方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到第一长度 时，其最短帧为第一数量字节；而在所述指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最大距 离覆盖范围为第二长度；第二长度与第一长度的比值乘以第一数量所得到的值再向上取整 得到第二数量；所述指定值为大于或等于所述第二数量的整数。
9.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于，局端设备/终端设备，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的等待时 间后再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时向双绞线线路发送 数据帧；其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据帧，如 果所述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字节并发 送所述数据帧。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，局端设备/终端设备，用于在所述数据帧的长度小于指定值字节时，发送所述数据帧 后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为指定值字节， 或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节后，再发送所 述数据帧。
11.一种局端设备，其特征在于，该局端设备连接网络侧的双绞线，网络侧的双绞线连 接用户侧的总线型双绞线，用户侧的一个或多个终端设备分别与总线型双绞线的多个接入 点一一连接；该局端设备包括指定值获取模块，用于根据指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数 据帧，以及在指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得指定 值，并将获得的指定值通知半双工通信模块；半双工通信模块，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在通信过 程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果 以预定策略发送所述数据帧。
12.如权利要求11所述的局端设备，其特征在于，在指定速率下，以半双工方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到第一长度时，其 最短帧为第一数量字节；而在指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最大距离覆盖范 围为第二长度；所述指定值获取模块，用于将第二长度与第一长度的比值乘以第一数量所得到的值再向上取整得到第二数量，并将所述指定值取值为大于或等于所述第二数量的整数。
13.如权利要求11或12所述的局端设备，其特征在于，所述半双工通信模块包括载 波侦听子模块和数据发送子模块，其中，载波侦听子模块，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的等待时间后 再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时通知数据发送子模块；数据发送子模块，用于在收到载波侦听子模块发送的通知时，向双绞线线路发送数据 帧，其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据帧，如果所 述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字节并发送所 述数据帧。
14.如权利要求13所述的局端设备，其特征在于，所述数据发送子模块，用于在所述数据帧的长度小于指定值字节时，发送所述数据帧 后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为指定值字节， 或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节后，再发送所 述数据帧。
15.一种终端设备，其特征在于，该终端设备与用户侧的总线型双绞线的一个接入点连 接，用户侧的总线型双绞线与网络侧的双绞线连接，网络侧的双绞线连接局端设备；该终端 设备包括指定值获取模块，用于根据指定速率下的半双工以太网的最大距离覆盖范围和最短数 据帧，以及在指定速率下的半双工双绞线以太网所能达到的最大距离覆盖范围，获得指定 值，并将获得的指定值通知半双工通信模块；半双工通信模块，用于通过双绞线与各终端设备进行半双工模式的通信，并在通信过 程中以指定速率发送数据帧时，将数据帧的长度与指定值字节进行比较，并根据比较结果 以预定策略发送所述数据帧。
16.如权利要求15所述的终端设备，其特征在于，在指定速率下，以半双工方式运行的以太网的最大距离覆盖范围达到第一长度时，其 最短帧为第一数量字节；而在指定速率下，半双工双绞线以太网可以达到最大距离覆盖范 围为第二长度；所述指定值获取模块，用于将第二长度与第一长度的比值乘以第一数量所得到的值再 向上取整得到第二数量，并将所述指定值取值为大于或等于所述第二数量的整数。
17.如权利要求15或16所述的终端设备，其特征在于，所述半双工通信模块包括载 波侦听子模块和数据发送子模块，其中，载波侦听子模块，用于侦听双绞线线路是否被占用，是则退避一个预定的等待时间后 再继续侦听双绞线线路是否被占用，直到侦听到双绞线线路空闲时通知数据发送子模块；数据发送子模块，用于在收到载波侦听子模块发送的通知时，向双绞线线路发送数据 帧，其中，如果所述数据帧的长度大于或等于指定值字节，则直接发送所述数据帧，如果所 述数据帧的长度小于指定值字节，则将所述数据帧的长度扩展到所述指定值字节并发送所 述数据帧。
18.如权利要求17所述的终端设备，其特征在于，所述数据发送子模块，用于在所述数据帧的长度小于指定值字节时，发送所述数据帧后发送载波扩展序列，直至所述数据帧和所发送的载波扩展序列的长度和为指定值字节， 或者，通过增加所述数据帧的前导码将所述数据帧的长度扩展到指定值字节后，再发送所 述数据帧。
全文摘要
本发明公开了一种以太网多点接入方法。该方法包括与局端设备连接的网络侧线缆采用双绞线；与网络侧线缆连接的用户侧线缆采用总线型的双绞线；用户侧的一个或多个终端设备通过总线型的双绞线接入网络；局端设备与各个终端设备进行半双工模式的通信，且通信过程中所发送的最短帧的字节长度为指定值。本发明还公开了一种以太网系统、一种局端设备和一种终端设备。本发明的技术方案降低了实现以太网室内多点接入的成本，并且支持最大距离覆盖范围超过理论值的高速通信。
文档编号H04L29/06GK101895518SQ20091008464
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者于洋 申请人:杭州华三通信技术有限公司