CN101465804A - 一种用于联网的方法和系统 - Google Patents

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CN101465804A CNA2008101858832A CN200810185883A CN101465804A CN 101465804 A CN101465804 A CN 101465804A CN A2008101858832 A CNA2008101858832 A CN A2008101858832A CN 200810185883 A CN200810185883 A CN 200810185883A CN 101465804 A CN101465804 A CN 101465804A
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
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    • H04L47/10Flow control; Congestion control

Abstract

本发明的各个方面涉及一种用于联网的方法和系统,使用在一个或多个占用信道上的不同物理图样指示用于能量高效以太网的数据速率跳变的方法和系统。就这一点而言,可在数据包间间隙,在网络链路的一个或多个占用信道上发送一个或多个不同物理图样以控制网络链路112的数据速率。该不同物理图样可代替一个或多个置闲符号或与一个或多个置闲符号一起发送。所述不同物理图样可发送将要在网络链路使用的数据速率,指示什么时候将在网络链路上发生数据速率跳变。可在特定的IPG或特定的数据包边界发送该不同物理图样。该不同物理图样可包括一个或多个控制字符或可包括电压、符号和/或字符的指令组。

Description

一种用于联网的方法和系统
相关申请的交叉引用和结合参考
本申请参考并要求申请号为611014,227,申请日为2007年12月7日的美国临时专利申请的优先权。
本申请参考并要求申请号为611094,643申请日为2008年9月5日的美国临时专利申请的优先权。
上述每个专利申请中在此结合引用,以作参考。
技术领域
本发明涉及联网。更具体地说,涉及一种使用在占用信道上的不同物理图样指示用于能量高效以太网的数据速率跳变的方法和系统。
背景技术
随着电子仪器(如桌上型电脑、膝上型电脑和各种手持装置,如智能电话和PDA)的日渐普及,通信网络,特别是以太网,已经逐渐成为在各种应用中用来交换各种类型和大小的数据常用手段。就这一点而言,以太网日益被用来传送语音、数据和多媒体业务。服务供应商提供的宽带连接,包括因特网、电缆、电话和VOIP导致了通信量的增加,并且近来引起以太网联网的迁移(migration)。大多数对以太网连接期望是由电子生活方式(包括桌上型电脑、膝上型电脑和各种手持装置,如智能电话和PDA)的变化驱动的。可在一天中任何时刻,一周七天提供的各种应用,如搜索引擎、预约系统和付费视频变得愈加普及了。近期的发展对资料处理中心、集合体、高性能计算(HPC)和核心联网(core networking)提出了更高的要求。
随着与数据网络相连的装置数量的增加,需要更高的数据速率,因此对可实现高数据速率的新传送技术的需要日渐增长。按照惯例,数据速率的增加往往将导致功率消耗的显著增加。就这一点而言,越来越多的便携式和/或手持式装置可用于以太网通信,当在以太网上通信时,电池寿命非常关键。因此,在以太网上通信时,需要降低功率消耗的方法。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统,现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的
发明内容
本发明提供了一种使用在占用信道上的不同物理图样指示用于能量高效以太网的数据速率跳变的方法和系统,结合至少一幅附图进行了充分的展现和描述,并在权利要求中得到了更完整的阐述。
根据本发明的一个方面,提供了一种用于联网的方法,所述方法包括:
在数据包间间隙,在网络链路的一个或多个占用信道传送一个或多个不同物理图样以控制所述网络链路上的数据速率。
优选地,所述方法进一步包括发送所述一个或多个不同物理图样以取代一个或多个置闲符号。
优选地,所述方法进一步包括将所述一个或多个不同物理图样和一个或多个置闲符号一起发送。
优选地,所述方法进一步包括借助所述一个或多个不同物理图样传送将要在一个或多个所述信道上使用的数据速率。
优选地,所述方法进一步包括借助所述一个或多个不同物理图样指示将要用来执行所述数据速率的一个或多个数据速率管理技术。
优选地,所述数据速率是基于所述网络链路上的过往和/或期望的通信量确定的。
优选地,所述方法进一步包括借助所述一个或多个不同物理图样指示什么时候数据速率跳变需要在所述一个或多个信道上发生。
优选地,所述数据速率跳变在特定的数据包间间隙或在特定的数据包边界发生。
优选地,所述方法进一步包括基于链路的功率消耗控制所述网络链路上的所述数据速率。
优选地,所述方法进一步包括基于与所述网络链路通信耦合的一个或多个节点的功率消耗控制所述网络链路上的所述数据速率。
优选地,所述不同物理图样包括一个或多个控制字符。
优选地,所述不同物理图样包括电压级、符号和/或字符的指令组。
根据本发明的一个方面,提供了一种用于联网的系统,所述系统包括:
一个或多个电路,用于在数据包间间隙,在网络链路的一个或多个占用信道传送一个或多个不同物理图样以控制所述网络链路上的数据速率。
优选地,所述一个或多个电路用于发送所述一个或多个不同物理图样以取代一个或多个置闲符号。
优选地,所述一个或多个电路用于将所述一个或多个不同物理图样和一个或多个置闲符号一起发送。
优选地,所述一个或多个电路用于借助所述一个或多个不同物理图样传送将要在一个或多个所述信道上使用的数据速率。
优选地,所述一个或多个电路用于借助所述一个或多个不同物理图样指示将要用来执行所述数据速率的一个或多个数据速率管理技术。
优选地,所述数据速率是基于所述网络链路上的过往和/或期望的通信量确定的。
优选地,所述一个或多个电路用于借助所述一个或多个不同物理图样指示什么时候数据速率跳变需要在所述一个或多个信道上发生。
优选地,所述数据速率跳变在特定的数据包间间隙或在特定的数据包边界发生。
优选地,所述链路上的所述数据速率是基于所述链路上的的功率消耗控制的。
优选地,所述链路上的所述数据速率是基于与所述网络链路通信耦合的一个或多个节点的功率消耗控制的。
优选地,所述不同物理图样包括一个或多个控制字符。
优选地,所述不同物理图样包括电压级、符号和/或字符的指令组。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征,以及其中所示例的实施例的细节,将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是根据本发明的实施例的两个节点之间的以太网连接的典型框图;
图2是根据本发明的实施例的在包括多速率可用物理层模块212的双绞线PHY装置机构上的以太网的典型框图;
图3是根据本发明的实施例的以太网链路上的活动(activity)的典型框图;
图4A是根据本发明的实施例的包括以太网链路的四个信道上的活动的典型框图;
图4B是根据本发明的实施例的包括以太网链路的四个信道上的活动的典型框图;
图4C是根据本发明的实施例的包括以太网链路的四个信道上的活动的典型框图;
图5是根据本发明的实施例的使用占用信道上的不同物理图样指示数据速率跳变的典型步骤的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种使用在占用信道上的不同物理图样指示用于能量高效以太网的数据速率跳变的方法和系统。就这一点而言,可在数据包间间隙(inter-packet gap,简称IPG),在网络链路的一个或多个占用信道(activechannel)上发送一个或多个不同物理图样以控制网络链路的数据速率。该不同物理图样可代替一个或多个置闲符号(IDLE symbol)或与一个或多个置闲符号(IDLE symbol)一起发送。所述不同物理图样可发送将要在网络链路上使用的数据速率,指示什么时候将在网络链路上发生数据速率跳变,指示数据速率的跳变是期望的,指示可使用什么样的数据速率管理技术来实现数据速率或控制网络链路中的一个或多个信道中的哪一个将被用来传送数据。可基于链路上的功率消耗和/或通信耦合到所述网络链路的一个或多个节点的功率消耗来控制链路上的数据速率。
图1是根据本发明的实施例的两个节点之间的以太网连接的典型框图。参照图1,示出了系统100,其包括节点102、节点104。所述节点102和节点104可通过太网链路112通信。
该节点102和节点104可通过以太网链路112通信。该以太网链路112并不限于任何特定的介质并且可使用任何合适的介质。典型的以太网链路112介质可包括铜、光学和/或背板工艺(backplane technologies)。例如,可使用铜介质,如STP、Cat 3、Cat 5、Cat 5e、Cat 6、Cat 7和/或Cat 7a,以及ISO命名变异体。另外,可使用铜介质工艺,如转换线缆(InfiniBand)、带状线缆(Ribbon)、背板。对于以太网链路112的光学介质,可使用单模和多模光纤。
在本发明的典型实施例中,该链路112可包括多达4个或更多的物理信道,每个可包括如非屏蔽双绞线(UTP)。该节点102和节点104可通过该链路112中的两个或更多个物理信道通信。例如,基于双绞线标准10BASE-T和100BASE-TX的以太网可使用两对UTP,而基于双绞线标准1000BASE-T和10GBASE-T可使用4对UTP。就这一点而言,本发明的各个方面可通过要被发送的数据改变物理信道的数量。
在本发明的典型实施例中,该节点102和节点104可包括能在一个或多个标准速率(如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps(10BASE-T、100BASE-TX、1GBASE-T和/或10GBASE-T));潜在标准化速率(如40Gbps和100Gbps);和/或非标准速率(如2.5Gbps和5Gbps)之上运行的双绞线PHY。
在本发明的典型实施例中,该节点102和节点104可包括可在一个或多个标准速率(如10Gbps(10GBASE-KX4和/或10GBASE-KR))和/或非标准速率(如2.5Gbps和5Gbps)运行的背板PHY。
在本发明的典型实施例中,该节点102和节点104可包括在一个或多个标准速率(如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps);潜在标准化速率(如40Gbps和100Gbps);和/或非标准速率(如2.5Gbps和5Gbps)运行的光学PHY。就这一点而言,所述光学PHY可以是无源光网络(PON)PHY。
另外,该节点102和节点104可支持多道(multi-lane)拓扑,如40Gbps CR4、ER4、KR4;100Gbps CR10、SR 10和/或10Gbps LX4和CX4。另外,可支持串行电和铜单信道技术,如KR、SR、LR、LRM、SX、LX、CX、BX10、LX10。也可支持其它技术,如单信道、双信道或四信道。此外,该节点102和节点104还可在不同速度支持TDM技术,如PON。
该节点102可包括主机106a、媒介访问控制(medium access control,简称MAC)控制器108a和PHY装置110a。该节点104可包括主机106b、媒介访问控制(medium access control,简称MAC)控制器108b和PHY装置110b然而,本发明并不受限于这一点。在本发明的各个实施例中,该节点102和节点104可包括如音频/视频(A/V)处理系统可用设备。在这一点上,A/V设备可包括如麦克风、乐器、音板、音卡、视频照相机、媒体播放器、显卡或其它音频或视频装置。另外,该节点102和节点104可使用视频/音频桥接和/或视频/音频桥接扩展(Audio/video bridging extension)(在此统称视频/音频桥接或AVB),以用于多媒体内容和相关控制和/或辅助数据交换。
该PHY装置110a和110b可分别包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于通信,例如用于节点102和节点104间的数据发送和接收。该PHY装置110a和110b可支持如基于铜的以太网、基于光纤的以太网、和/或背板以太网操作。该PHY装置110a和110b可用于多速率通信,如10Mbps、100Mbps、1000Mbps(或1Gbps)、205Gbps、4Gbps、10Gbps或40Gbps。就这一点而言,该PHY装置110a和110b可支持标准数据速率和/或非标准数据速率。此外,该PHY装置110a和110b可支持标准以太网链路长度或操作范围和/或操作扩展范围。该PHY装置110a和110b可实现在节点102和节点104间使用链路发现信令(link discovery signaling,简称LDS)操作来通信,该链路发现通知可检测另一节点的占用操作。就这一点而言,可将LDS操作设置成支持标准以太网操作和/或扩展范围的以太网操作。该PHY装置110a和110b可支持用于识别和选择通信参数(如速度和双工模式)的协商(negotiation)。
在本发明的各个实施例中,该PHY装置110a和110b可包括合适的逻辑、电路和/或代码,可用于以高(更高)数据速率在一个方向上接收和/或发送,并以低(更低)数据速率在另一个方向上接收和/或发送。例如节点102可包括多媒体服务器而节点104可包括多媒体客户机。就着一点而言,节点102可以高(更高)数据速率向远端方104发送多媒体数据,而该节点104可以低(更低)数据速率发送与该多媒体内容相关的控制或辅助数据。
可依照众所周知的OSI协议标准格式化PHY装置110a和110b发送和/或接收的数据。该OSI模型可操作地和功能化地分割成7个不同的和分等级的层。通常,OSI模型中的每层可构建成其可向直接更高接口层(immediatelyhigher interfacing layer)提供服务。例如层1或物理层,可向层2提供服务,层2可向层3提供服务。该发送的数据可包括以太网媒体独立接口(mediaindependent interface,简称MII)数据帧,其可由数据流起始定界符和结束定界符划界。典型的MII可包括吉比特MII,10比特MII(XFMII)、串行吉比特MII(SGMII)和简化吉比特MII(RGMII)。
在图1示出的本发明的典型实施例中,该主机106a和106b可表示层2或以上层;MAC控制器108a和108b可表示层2或以上层;PHY装置110a和110b可表示层1或物理层。就这一点而言,该PHY装置110a和110b可称作物理层发射器和/或接收器、物理层收发器,PHY收发器、PHY中频式接收机或PHY。主机106a和106b可包括合适的逻辑、电路和/或代码,以实现用于将要在链路112上发送数据包的5个最高功能层的操作和/或运行。因为OSI模型中的每层都向直接更高接口层提供服务,MAC控制器108a和108b可向主机106a和106b提供必要的服务以确保合适地格式化数据包并将其发送给PHY装置110a和110b。在发送过程中,每层对从比其高的接口层传来的数据加入其自有的报头。然而,在接收过程中,具有类似OSI堆栈的兼容设备在消息从较低层传输至较高层的过程中去除该报头。
PHY装置110a和110b可设置为处理所有物理层要求,包括但不限于,在需要的情况中,进行数据包化、数据传输和串连/解串连(SERDES)。PHY装置110a和110b分别从MAC控制器108a和108b接收的数据包可包括有数据和上述6个功能层中每一个的报头信息。PHY装置110a和110b可设置为对将通过链路112传送的数据包进行编码和/或对通过链路112接收的数据包进行解码。此外,控制符可由物理层中的子层生成,例如在10GBASE-T系统中的物理编码。已知,该控制符为专用符号,可在休眠信道(silent channel)或是并未被占用以运送数据包的占用信道上的包间间隔(IPG,也可叫做帧间间隔)上进行发送。例如,控制符可包括置闲符号(IDLE symbol)或可通过休眠信道或在占用信道省的IPG间周期性发送的类似信息。
MAC控制器108a包括合适的逻辑、电路和/或代码,可处理本地节点102内的数据链路层、第2层操作和/或功能。同样,MAC控制器108b包括合适的逻辑、电路和/或代码,可处理远端节点104内的第2层操作和/或功能。MAC控制器108a和108b可设置为实现以太网协议,例如,基于IEEE 802.3标准的协议。然而,本发明不限于此。
MAC控制器108a可通过接口114a与PHY装置110a通信,并通过总线控制器接口116a与主机106a通信。MAC控制器108b可通过接口114b与PHY装置110b通信,并可通过总线控制器接口116b与主机106b通信。接口114a和114b对应以太网接口,包括协议和/或链路管理控制信号。接口114a和114b可以是多速率可用接口。总线控制器接口116a和116b可对应PCI或PCI-X接口。然而本发明不限于此。
在操作中,PHY装置,如PHY装置110a和110b可通过固定数量的物理信道以固定的数据速率发送信号,这导致网络链路为未充分使用的并且置闲符号的发送占用了大部分时间。就这一点而言,当节点102和节点104首先建立连接时,它们可以交换一些初步信息和/或训练信号。该节点102和104可协商数据速率(例如10Gbps)和单工或双工模式(如全双工)以彼此通信。另外,为了建立可靠的连接,每个节点102和节点104可能需要训练或调节各种参数和/或电路以计算变量,如可用来传送数据的电缆类型和电缆周围的环境条件(如温度)。一旦节点训练好后,它们就可以开始以第一数据速率发送数据。就这一点而言,传统的PHY装置可在所有可用信道上、在实际数据的数据包之间、在IPG之间均匀地分发通信量,也可发送置闲符号或类似信息。
例如基于链路使用、过去或现在通信量统计和/或可用资源(如功率、缓冲空间、处理时间等),可以确定链路112上的数据速率可能高于需要的或是期望的数据速率。因此,降低节点102和104之间的连接的数据速率可使得节点102和104以更能量高效的方式通信。就这一点而言,可通过一个或多个数据速率管理技术来控制数据速率,如控制用于传送数据的信道数量,控制表示链路上数据的信号星座,控制符号的发送速率和控制数据包间的时间长度(IPG)。
同样地,例如基于链路使用、过去或现在通信量统计和/或可用资源(如功率、缓冲空间、处理时间等),可以确定链路112上的数据速率可能低于需要的或是期望的数据速率。因此,在数据速率低于最大数据速率时,可增加数据速率。可通过一个或多个数据速率管理技术来增加数据速率,如控制用于传送数据的信道数量,控制表示链路上数据的信号星座,控制符号的发送速率和控制数据包间的时间长度(IPG)。
当控制链路112上的数据速率时,该节点102和104可需要一种指示方法,例如,指示另一数据速率是理想的和/或必需的,指示数据速率跳变将要发生,指示该另一数据速率需要是什么样的,并指示怎样获得信道数据速率。因此,本发明的各个方面可用于使用发送的一个或多个不同物理图样来代替和/或与置闲符号一起调节以太网链路上的数据速率控制。就这一点而言,可在被占用的信道上的包间间隔(IPG)间发送不同物理图样,和/或将其作为以太网数据包的一部分发送。该不同物理图样可包括电压、符号和/或字符(character)的不同序列(distinct sequence)或指令组。对于什么时候发生该跳变,该不同物理图样可指示数据速率的跳变将发生在如特定的以太网数据包之前,在特定的数据包边界(packet boundary)(如在数据包的特定或制定比特)或在更新时间。
在本发明的各个实施例中,不同物理图样可用于某些而不是全部的数据速率跳变。例如,不同物理图样可用于指示向更高数据速率的跳变,而使用其他技术来指示向更低数据速率的跳变。
在本发明的各个实施例中,不同物理图样可用来在媒体独立接口间通信以指示链路112上的向节点102和104的更高层功能发送的数据速率跳变。就这一点而言,更高层功能可基于链路112上的数据速率调节时钟速度、缓冲大小和/或功率分配。
图2是根据本发明的实施例的在包括多速率可用物理层模块212的双绞线PHY装置机构上的以太网的典型框图。参照图2,示出了节点200,其可包括以太网上双绞线PHY装置202、MAC控制器204、主机206、接口208和总线控制器接口210。该PHY装置202可以是集成设备,包括多速率可用物理层模块212,一个或多个发送器214,一个或多个接收器220,存储器216和存储器接口218和/或一个或多个输入/输出接口222。
PHY装置202的操作与图1中描述的PHY装置110a和110b相同或基本近似。就这点而言,PHY装置202可提供第一层(物理层)操作和/或功能,实现与远端PHY装置的通信。同样,MAC控制器204、主机206、接口208和总线控制器210的操作可分别与MAC控制器108a和108b、主机106a和106b、接口114a和114b和总线控制器接口116a和116b相同或基本近似。MAC控制器204可包括有多速率可用接口204a,其包括合适的逻辑、电路和/或代码,用于通过接口208以多个数据传输速率与PHY装置202的通信。
PHY装置202中的多速率可用物理层模块212包括合适的逻辑、电路和/或代码,可实现物理层要求的操作和/或功能。就这点而言,多速率可用物理层模块212可生成合适的链路发现信令,用于与远端节点的PHY装置建立通信。此外,多速率可用物理层模块212通过接口208与MAC控制器204通信。在本发明的一个方面,该接口208可以是媒体独立接口(MII),并可设置为使用多个串连数据线路,用于从多速率可用物理层模块212接收数据和/或传输数据至多速率可用物理层模块212。多速率可用物理层模块212可设置为运行于一个或多个通信模式,其中每个通信模式执行不同的通信协议。所述通信模式可包括但不限于双绞线上的以太网标准10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T、10GBASE-T和其它在节点之间使用多个物理信道的近似的协议。在初始化后或运行中,多速率可用物理层模块212可设置为运行在特定的操作模式。例如,自动协商可使用FLP脉冲(FLP burst)来建立发送信息的速率(例如,10Mbps、100Mbps、1000Mbps或10Gbps)和模式(半双工或全双工)。
多速率可用物理层模块212可通过存储器接口218连接至存储器216,存储器接口218可以是串行接口或总线。存储器216包括合适的逻辑、电路和/或代码,可对包括完成多速率可用物理层模块212的操作的参数和/或代码的信息进行存储或编程。所述参数包括设置数据,所述代码包括运行代码,例如软件和/或固件,但所述信息不限于此。此外,所述参数可包括自适应性滤波器和/或模块系数,供多速率可用物理层模块212和/或混合电路226使用。
每个发送器214a、214c、214e和214g包括有合适的逻辑、电路和/或代码,用于实现通过图1中的链路212从节点200至远端节点的数据传输。每个接收器214b、214d、214f和214h包括有合适的逻辑、电路和/或代码,可由节点200从远端节点接收数据。PHY装置202中的4对发送器214a、214c、214e和214g和接收器214b、214d、214f和214h的每对对应于链路212中物理信道。在这一方法中,发送器/接收器对可与每个物理信道224a、224b、224c和224d连接。就这一点而言,发送器/接收器对用于为每个物理信道提供合适的通信速率和模式。
输入/输出接口222可包括有合适的逻辑、电路和/或代码,用于使PHY装置202装置将信号信息收集(impress)到物理信道,例如图1中公开的双绞线链路112。因此,输入/输出接口222可在微分的、单端的、平衡的和不平衡的信号发送方法间提供转换。就这一点而言,该转换可取决于发送器214、接收器220使用的信号发送方法和物理信道的类型。因此,该输入/输出接口222可包括一个或多个不平衡变压器和/或变压器,并且可如实现在双绞线上的发送。另外,该输入/输出接口222可内设在PHY装置202中或与其外接。就这一点而言,如果PHY装置202包括集成电路,那么“内设”可以指“片上”和/或共享相同的基片。同样地,如果PHY装置202包括一个或多个离散部件,那么“内设”可以指位于同一印刷电路板或是位于同一物理封装中。
在运行中,该节点200可用于同时发送和接收多达4个或更多个物理链路。因此该节点200可包括与物理链路数相应数量的混合电路(hybrid)226。每个混合电路226包括有合适的逻辑、电路和/或代码,可分离通过物理链路发送和接收的信号。例如,该混合电路可包括回波消除器、远端串扰(FEXT)消除器和/或近端串扰(NEXT)消除器。该节点200中的每个混合电路226可通信耦合到输入/输出接口222。
在本发明的各个实施例中,该节点200可将一个或多个物理信道224失效(disable)或使其进入低(更低)功率状态,当这些一个或多个信道无需符合该链路的当前和/或将来期望。在该方法中,对应未使用物理信道的发送器214、接收器220、混合电路226和/或多速率可用物理层模块212的各部件可以关闭。在本发明的实施例中,处于低功率状态的信道可传送很少数据或者不传送数据,或处于空闲状态,只传送空闲符号和/或不传送任何能量。在某些实施例中,本发明的各个方面可用于使链路上的所有信道进入低(更低)功率状态。在其他实施例中,链路上的所有信道可以保持占用并可控制各个信道上的数据速率。
在操作过程中,节点200可通过链路112与远端方通信。对于100Mbps以太网,该节点200可通过链路224a向远端方发送数据,并可通过链路224b从远端方接收数据。就这一点而言,当没有数据供节点200发送时,该节点200可发送置闲符号以维持与远端节点的同步。然而,为了调节链路112上的数据速率,本发明的各个方面可在链路上发送一个或多个不同物理图样。每个不同物理图样可包括电压、符号和/或字符(character)的不同序列(distinctsequence)或指令组。该不同物理图样可在IPG间取代置闲信号或与置闲信号一起发送。
图3是根据本发明的实施例的以太网链路活动activity)的典型框图。参照图3,使出了典型的以太网数据包302,其先后均是置闲符号320。
该以太网数据包302可包括前导码304、目的MAC地址段(destinationMAC address field)306、源MAC地址段308、以太类型段(Ethertype field)310、数据段312和数据包检测序列(packet check sequence,简称FCS)314。
该前导码的第一个62比特可用于锁相接收PHY装置到发送PHY装置。该导码的最后2比特,“11”可指示前导码的末端,并且这指示接收到的下一比特是实际数据(real data)。该前导码的最末比特(final byte)(以“11”结束的最后8比特)已知为包起始定界符(start of packet delimiter,简称SFD)316。在本发明的各个实施例中,该前导码的第一个82比特可由流起始定界符(SSD)316取代以指示IPG的结束和数据包的开始。
该目的MAC地址段306可包括用于标识该数据包将要发送到的节点的信息。该源MAC地址段308可包括用于标识发起该数据包的节点的信息。该以太类型段310可包括用于数据包中传送的协议(如IPv4或IPv6)的信息。该数据段312可包括将要发送的数据。该FCS314可包括可用于提供数据包的错误检测的信息。在本发明的各个例子中,该数据包302之后可立刻是序列结束定界符(end of sequence delimiter,简称ESD)318,用于指示数据包的结束和IPG的开始。
该置闲符号420可用于维持节点间的同步。就这一点而言,传统系统使用按照802.3标准中定义的置闲符号。然而,本发明的各个方面可用于改变和/或取代一个或多个置闲符号320以发送一个或多个不同物理图样以调节数据包发送的数据速率,如数据包302发送的数据速率。
在本发明的各个实施例中,可使用在该信道上通信的一个或多个离散电压和/或功率级来发送所述不同物理图样。在本发明的各个实施例中,该发送的离散级(discrete leve1)和/或各级的发送顺序可对应用于数据速率跳变的控制信息。在某些例子中,该序列的一部分可对应于前导码(preamble),该前导码可用于改变即将接收到数据速率跳变信息的接收器。在某些实施例中,可打包该数据速率跳变信息,其可包括报头、有效负载(payload)和/或CRC。在本发明的各个实施例中,可使用如LDPC编码来编码不同物理图样,以实现接收器端的纠错。
图4A是根据本发明的实施例的包括以太网链路的四个信道上的活动的典型框图。参照图4A,该链路112可包括4个信道402a,...,402d。
该四个信道402a、402b、402c和402d可与图2中示出的四个信道224a,224b,224c和224d相同或基本类似。
在示出的典型操作中,在时刻t1之前,信道402a,...,402d可在小于每个信道的最大速率的速率发送数据。在数据块402(其可表示数据包和/或数据包)之间也可发送置闲符号404。然而,在时刻t1之前,可确定链路的数据速率需要增加,以适应将要到达该链路的大多媒体流。因此可在信道402d上的IPG间发送独特排列以调节数据速率增加。就这一点而言,该独特排列406可传送新的数据速率并指示什么时候需要发生数据速率跳变。在独特的物理排列406之后,在时刻t1,信道402a、402b、402c和402d可跳变到高数据速率并以开始发送数据块408。
图4B是根据本发明的实施例的包括以太网链路的四个信道上的活动的典型框图。参照图4A,该链路112可包括4个信道402a,...,402d。
该四个信道402a、402b、402c和402d可与图2中示出的四个信道224a,224b,224c和224d相同或基本类似。
在示出的典型操作中,在时刻t1之前,信道402b和402c可被占用并以每个信道的最大速率的速率发送数据。在数据块402(其可表示数据包和/或数据包)之间也可发送置闲符号404。然而,在时刻t1之前,可确定链路的数据速率需要增加,以适应将要到达该链路的大多媒体流。因此可在信道402c上的IPG间发送独特排列406以调节数据速率增加。就这一点而言,该独特排列406可传送新数据速率并指示什么时候需要发生数据速率跳变。在独特的物理排列406之后,在时刻t1,信道402d可以开启并被占用以开始发送数据块408和置闲符号404。
图4C是根据本发明的实施例的包括以太网链路的四个信道上的活动的典型框图。参照图4A,该链路112可包括4个信道402a,...,402d。
该四个信道402a、402b、402c和402d可与图2中示出的四个信道224a,224b,224c和224d相同或基本类似。
在示出的典型操作中,在时刻t1之前,信道402b和402c可被占用并发送数据。在数据块402(其可表示数据包和/或数据包)之间也可发送置闲符号404。然而,在时刻t1之前,可确定链路的数据速率需要降低,这是由于多媒体流的结束。因此可在信道402c上的IPG间发送独特排列406以调节数据速率降低。就这一点而言,该独特排列406可传送新的数据速率并指示什么时候需要发生数据速率跳变。在独特的物理排列406之后,在时刻t1,信道402b和402c可被关闭以停止数据发送。
图5是根据本发明的实施例的使用占用信道上的不同物理图样指示数据速率跳变的典型步骤的流程图。参照图5,该典型步骤可始于步骤502,此时一对节点可在网络链路上以第一数据速率通信。在步骤502之后,该典型步骤可前进到步骤504。在步骤504,第一节点确定该网络链路上是否需要新数据速率和/或新数据速率将较为理想。当当前数据速率可接受时,该典型步骤返回到步骤502。
回到步骤504,当该网络链路上的新数据速率是期望的和/或需要的时,该典型步骤前进到步骤506。在步骤506,该第一节点可等待IPG,当IPG到达时,该典型步骤可前进到步骤508。在步骤508,该第一节点可发送不同物理图样以指示其期望和/或需要跳变到第二数据速率。在步骤508之后,该典型步骤可前进到步骤510。在步骤510中,该第二节点可通过发送不同物理图样以允许数据速率改变。在步骤510之后,该典型步骤前进到步骤512。在步骤512,可将该节点设置成在第二数据速率通信。在步骤512之后,该典型步骤前进到步骤514。在步骤514,该节点可开始以第二数据速率与网络链路交换数据。
本发明的又一实施例可提供一种计算机可读的信息存储方式。存储信息在其上后,一个至少包含一个可被仪器执行的代码段的电脑程序由此可控制仪器运行以上步骤,用于使用在占用信道上的不同物理图样指示用于能量高效以太网的数据速率跳变的方法和系统。
本发明的各个方面涉及使用在一个或多个占用信道402上的不同物理图样406指示用于能量高效以太网的数据速率跳变的方法和系统。就这一点而言,可在数据包间间隙,在网络链路112的一个或多个占用信道402上发送一个或多个不同物理图样406以控制网络链路112的数据速率。该不同物理图样406可代替一个或多个置闲符号404或与一个或多个置闲符号404一起发送。所述不同物理图样406可发送将要在网络链路112上使用的数据速率,指示什么时候将在网络链路112上发生数据速率跳变。可在特定的IPG或特定的数据包边界(如在数据包的特定或制定比特)发送该不同物理图样406,并且/或可发生数据速率跳变。可基于链路112上的功率消耗和//或通信耦合到所述网络链路112的一个或多个节点200的功率消耗来控制链路112上的数据速率和确定该不同物理图样406。在本发明的各个实施例中,该不同物理图样406可包括一个或多个控制字符。在本发明的各个实施例中,该不同物理图样可包括电压、符号和/或字符的指令组。
因此,本发明可以通过硬件、软件,或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现,或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统,通过安装和执行程序控制计算机系统,使其按方法运行。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施,程序包含能够实现本发明方法的全部特征,当其安装到计算机系统中时,可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是:可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式,该指令组使系统具有信息处理能力,以直接实现特定功能,或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能:a)转换成其它语言、编码或符号;b)以不同的格式再现。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或材料,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1、一种用于联网的方法,其特征在于,所述方法包括:
在数据包间间隙,在网络链路的一个或多个占用信道传送一个或多个不同物理图样以控制所述网络链路上的数据速率。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括发送所述一个或多个不同物理图样以取代一个或多个置闲符号。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括将所述一个或多个不同物理图样和一个或多个置闲符号一起发送。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括借助所述一个或多个不同物理图样传送将要在一个或多个所述信道上使用的数据速率。
5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法包括借助所述一个或多个不同物理图样指示将要用来执行所述数据速率的一个或多个数据速率管理技术。
6、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述数据速率是基于所述网络链路上的过往和/或期望的通信量确定的。
7、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括借助所述一个或多个不同物理图样指示什么时候数据速率跳变需要在所述一个或多个信道上发生。
8、一种用于联网的系统,其特征在于,所述系统包括:
一个或多个电路,用于在数据包间间隙,在网络链路的一个或多个占用信道传送一个或多个不同物理图样以控制所述网络链路上的数据速率。
9、根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路用于发送所述一个或多个不同物理图样以取代一个或多个置闲符号。
10、根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路用于将所述一个或多个不同物理图样和一个或多个置闲符号一起发送。
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