CN107210997A - 物理介质相关层绑定 - Google Patents

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Abstract

实现了用于第一物理线路上的通信的第一协议栈(171)。实现了用于第二物理线路上的通信的第二协议栈(172)的至少部分。所述第一协议栈(171)和所述第二协议栈(172)被绑定(301)在所述第一协议栈(171)的物理介质相关层(183)和所述第二协议栈(172)的物理介质相关层(183)处。在一些情况中，所述绑定可以是在所述物理介质相关层(183)的上边缘(187A、87B)，即，在δ接口处的。

Description

物理介质相关层绑定
技术领域
多种实施例涉及在调制解调器处绑定物理线路的方法并且涉及相对应的设备。更具体地，多种实施例涉及绑定物理介质相关层处的第一协议栈和第二协议栈的技术。
背景技术
根据国际电信联盟(ITU)电信标准(ITU-T)G.998.2(2005)，多个物理线路的绑定位于物理层(层1)与数据链路层(层2)之间在γ接口处。
在物理层上方或物理层的上边缘处的绑定具有某些限制和缺点。例如，可能被需要提供差分时延补偿缓冲器以应对针对高比特率所需要的最高达10毫秒的差分时延。更具体地，在其中10ms脉冲噪声影响绑定的物理线路中的一个而不是其它绑定的物理线路的情况下，可能需要大的差分时延补偿缓冲器。
其它缺点是添加另一个物理线路到绑定组可能是相当慢的。由此，在展示时间(Showtime)期间绑定模式与未绑定模式之间的切换可能是不可能的，或仅可能达到有限的程度。
其它限制和缺点与不同模式中的多种物理线路的操作有关。例如，在绑定的现有参考实施方式中，操作可以被限于所有绑定的物理线路的全功率传输或所有绑定的物理线路的低功率模式。一方面又一个绑定的物理线路的全功率模式与另一方面其它绑定的物理线路的低功率模式的组合可能是不可能的或仅可能达到有限的程度。
绑定的现有参考实施方式的其它缺点与引入额外的绑定开销有关。绑定开销减小了被实现在绑定组的物理线路上的应用的吞吐量。例如，使用序列号来识别片段的分割可以被用于在绑定的物理线路之间分布数据；序列号可能需要额外的开销。
发明内容
因而，存在对先进的绑定技术的需求。更具体地，存在对克服或缓解以上识别出的缺点和约束中的至少一些的技术的需求。
由独立权利要求的特征来满足这种需求。从属权利要求定义实施例。
根据多种实施例，提供了一种绑定调制解调器处的物理线路的方法。所述方法包括实现用于第一物理线路上的通信的第一协议栈并且实现用于第二物理线路上的通信的第二协议栈的至少部分。所述方法进一步包括：在所述第一协议栈的物理介质相关层和所述第二协议栈的物理介质相关层处绑定所述第一协议栈和所述第二协议栈。
根据多种实施例，提供了一种设备。所述设备包括第一接口，其被配置为在第一物理线路上进行通信。所述设备进一步包括第二接口，其被配置为在第二物理线路上进行通信。所述设备进一步包括至少一个处理器，其被配置为通过所述接口实现用于所述第一物理线路上的通信的第一协议栈。所述至少一个处理器进一步被配置为通过所述第二接口实现用于所述第二物理线路上的通信的第二协议栈的至少部分。所述至少一个处理器被配置为在所述第一协议栈的物理介质相关层和所述第二协议栈的物理介质相关层处绑定所述第一协议栈和所述第二协议栈。
根据多种实施例，提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包括可以由至少一个处理器执行的程序代码。由所述至少一个处理器执行所述程序代码使所述至少一个处理器执行方法。所述方法包括实现用于第一物理线路上的通信的第一协议栈并且实现用于第二物理线路上的通信的第二协议栈的至少若干部分。所述方法进一步包括在所述第一协议栈的物理介质相关层和所述第二协议栈的物理介质相关层处绑定所述第一协议栈和所述第二协议栈。
应该理解的是，以上所述的特征和以下将被解释的那些特征不仅可以以指示的相应组合使用，而且在不脱离本发明的范围的情况下，可以被用在其它组合或个体中。
附图说明
在下文中，参考附图进一步详细地解释了多种实施例。
图1是通过第一物理线路和第二物理线路所连接的两个调制解调器的示意图。
图2是根据图1的示出了用于在物理线路中的一个上通信的协议栈的物理层和数据链路层的示意图，其中，物理层实现了根据多种实施例的物理介质相关层。
图3更详细地示意地示出了分别针对在第一和第二物理线路上的通信所实现的第一和第二协议栈的物理层，其中图3示出了根据多种实施例的其中不执行所述第一和第二协议栈的绑定的第一模式。
图4大体上与图3相对应，其中图4示出了根据多种实施例的其中执行所述绑定的第二模式。
图5示意地示出了根据多种实施例的在物理介质相关层与协议栈的在物理介质相关层上方的上层之间传递的消息。
图6更详细地示意地示出了图5的消息，其中消息包括管理部分和组合的载荷和管理部分，并且其中图6进一步示出了根据多种实施例的分割消息以在第一与第二协议栈之间分布消息的片段。
图7大体上与图6相对应并且示出了其它实施例。
图8大体上与图6相对应并且示出了其它实施例。
图9大体上与图6相对应并且示出了其它实施例。
图10示出了消息的比特的音索引，根据多种实施例，音索引将比特与在第一物理线路或第二物理线路上发送的多音符号的音相关联。
图11更详细地示意地示出了根据多种实施例的对从第一协议栈的在物理介质相关层上方的上层所接收的消息进行分布。
图12大体上与图11相对应并且示出了其它实施例。
图13大体上与图11相对应并且示出了其它实施例。
图14示意地示出了根据多种实施例的设备。
图15是根据多种实施例的绑定调制解调器处的物理线路的方法的流程图。
图16是根据多种实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述实施例。应该理解的是，以下对实施例的描述不被理解为是限制的意思。本发明的范围不是要受下文中所描述的实施例或附图的限制，实施例和附图仅被理解为是说明性的。
附图被认为是示意性的表示，并且附图中所示出的元件不需要按比例显示。而是，表示出多种元件以使得它们的功能和一般用途对本领域的技术人员而言变得显而易见。附图中所显示的或本文中所描述的在功能块、设备、部件、或其它物理或功能单元之间的任何连接或耦合也可以由非直接的连接或耦合来实现。部件之间的耦合也可以通过无线连接来建立。功能块可以以硬件、固件、软件或它们组合的形式来实现。
在下文中，公开了绑定多个物理线路的多种技术。例如，通过绑定多个物理线路，以太网传输可以跨越多个物理线路被分布，因此促进了发射机调制解调器与接收机调制解调器之间通信的高业务吞吐量。有时，绑定也被称为聚合多个物理线路。
本文中公开的技术可以被应用到多种类型的传输协议。在下文中，特定的焦点被放在根据ITU-T G.9701 G.fast协议的传输上，仅用于说明性的目的。相应的技术可以轻易地被应用到其它类型的通信协议，包括但不限于ITU-T G.992.X(ADSL and ADSL 2+)、G.993.1(VDSL1)、和G.993.2(VDSL2)。相应的技术也可以被应用到非DSL通信协议；示例包括电气与电子工程师协会(IEEE)802.11无线局域网(WLAN)通信协议和第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进技术(LTE)或通用移动通信系统(UMTS)协议。其它示例包括蓝牙和卫星通信。
例如，本文中公开的多种技术对于其中大量设备进行通信的物联网(IoT)所采用的通信系统而言可以是适用的。此处，高业务吞吐量、低能量消耗、和操作模式的灵活性可以是有益的。
根据实施例，第一和第二协议栈的绑定是在第一和第二协议栈的物理介质相关(PMD)层处被实现的。在一些示例中，在与第一和第二协议栈的PMD层的上边缘相对应的δ接口处完成绑定。
PMD层的上边缘处的绑定针对正如通常针对G.fast.所呈现的时间同步的物理线路具有特定的优点。在这样的情况下，不同物理线路中的符号边界(例如，离散多音符号边界)在时域被校准，并且此外，不同物理线路中的同步符号的时间位置也被校准。这样的时域同步被特定地呈现在矢量的通信协议(例如，ITU-T G.9701、G.993.2/G.998.4、以及G.993.5)中。
由图1示意地示出了相应的情况。图1示出了发射机101和接收机111。发射机101实现了第一接口105，其被配置为通过第一物理线路121进行通信。发射机101进一步实现了第二接口106，其被配置为通过第二物理线路122进行通信。接收机111实现了第一接口115，其被配置为通过第一物理线路121进行通信。接收机111进一步实现了第二接口116，其被配置为通过第二物理线路122进行通信。
参考图1，尽管示出了其中在第一和第二物理线路121、122上的通信被实现为单向通信的情况，但是在其它情况中可以轻易地采用双向通信。例如，在一些情况中，依照上游(US)和下游(DS)两者的双向通信可以被实现在频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)模式中。
第一物理线路121是第一铜线对并且第二物理线路是第二铜线对是可能的。例如，第一和第二物理线路121、122可以被集成到具有所谓的四芯结构的单个电缆内。通常，对于具有四芯结构的电缆而言，实现第一和第二物理线路121、122的铜线对之间的相当强的串扰(crosstalk)可以出现；同时，强烈减小的串扰可以出现在具有四芯结构的不同电缆之间。可以实现对电缆外部的屏蔽效应。以协同的方式针对单个订户采用电缆的两个铜线对可以实质上地提高总的通信系统的业务吞吐量；此处，绑定可以促进这样的通信的协同的组合。
转向图2，示出了针对第一和第二物理线路121、122上的通信被实现的协议栈的细节。图2示意地示出了可以被使用以便根据G.fast协议进行操作的协议栈。在其它示例中，其它协议可以被采用。图2的协议栈170包括数据链路层190和物理层180。协议栈170可以包括在数据链路层190上方的其它上层(为了简要并未在图2中示出)。更具体地，协议栈170可以根据开放系统互连模型(OSI模型)被构建。例如，协议栈170可以进一步包括(按照升序)网络层、传输层、会话层、表示层、和应用层(所有均未在图2中示出)。
数据链路层190可以实现多种功能，诸如：例如借助于自动重传(ARQ)协议来保护数据的通信；例如以太网或TCP/IP的服务数据单元与协议数据单元之间的转换；在数据链路层上面的许多协议的多路复用等。数据链路层190包括一个或多个(子)层，例如，逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层(未在图2中示出)是可能的。
图2进一步示出了物理层180的方面的细节。物理层180包括三个(子)层181-183。最低层是PMD层183。PMD层控制在物理线路121、122上单独比特的通信。例如，PMD层183可以访问模拟前端(AFE)并且通过从上层181、182请求相对应的数据来生成包括多个符号的传输帧。正因如此，由PMD层183输出的比特的序列224被调制成在物理线路121、122中的一个上发送的多音符号是可能的。由PMD层183实现的其它功能可以包括从下组中选取的元素，所述组包括：调制；信号编码；比特同步；前向纠错(FEC)；比特交替或其它信道编码；比特率的控制，从而影响业务吞吐量等。应当理解的是在指定的技术领域中，协议栈170的最低层是可以以不同于PMD的方式被标记的。
由delta(δ)接口187从物理介质指定的传输汇聚层(PMS-TC)182中来界定PMD层183。由此，δ接口187是PMD的上边缘。例如，PMS-TC层182可以实现封装功能。
由α接口186从通过γ接口185与数据链路层190交互的传输协议特定传输汇聚(TPS-TC)层181来界定PMS-TC层182。例如，TPS-TC层181可以提供从下组中选取的功能，所述组包括：信元转换、信头差错检验(HEC)计算、去除空闲信元、负荷的解扰。
图3示出了第一模式151的方面，其中不执行第一协议栈171与第二协议栈172之间的绑定。图3是其中第一和第二协议栈171、172根据G.fast协议进行操作的示例。
在一些示例中，数据可以借助于第一协议栈171在第一物理线路上被传递独立于与借助于第二协议栈172在第二物理线路上被传递的数据。更具体地，在这样的情况下，第二协议栈172在第一模式151下在展示时间操作是可能的，即，完全上电并且在物理线路122上传递数据。这样的技术可以增加业务吞吐量。
在其它示例中，第二协议栈172以展示时间低功率状态或以断电状态操作也是可能的。即，展示时间低功率状态可以与这样的情况相对应，其中发生了对第二协议栈172的从断电状态的初始化，但是除了一些管理数据或控制数据之外，载荷数据不通过第二物理线路122被传递。例如，在第一模式151中，第二协议栈172可以生成用于在第二物理线路122上的通信的空闲比特和/或同步符号。这样的技术可以减小功率损耗。
如参考图4所示出的，从其中不执行绑定301的第一模式151切换或转变到其中执行绑定301的第二模式152现在是可能的。切换可以发生在训练期间或展示时间期间。
如从图2中可以看出，绑定301是在PMD层183的上边缘187A、187B处的。可以使用时间同步操作来实现绑定301-即，通过第一和第二物理线路121、122传递的符号的边界正处于时域中-以使得每当通过第一协议栈171的PMD层183的上边缘(在图4种标记为δ2接口187B)来传递消息时，通过第二协议栈172的PMD层183的上边缘/δ2接口187B来传递相应的消息223B。要实现这点，在PMD层183的上边缘处实现的绑定301包括对从第一协议栈171与第二协议栈172之间的层182接收的消息223进行分布。在图4中，所述分布通过标记为δ聚集函数(DAF)的功能/逻辑实体来实现。图4示出了原始的δ接口187，由于DAF的插入被分割成δ1接口187A和δ2接口187B。
例如参考图4所示出的，在PMD层183处实现绑定301的技术具有特定的效应。首先，通过在低PMD层183实现所述绑定301，在展示时间期间即时(on-the-fly)启用/禁用所述绑定301是可能的。例如，在一些示例中，取决于在第一物理线路121上通过第一协议栈171的PMD层183进行的通信的业务负荷和业务吞吐量，然后在第一模式151和第二模式152之间进行切换是可能的。例如，如果业务负荷超过特定的预定义阈值，则第二模式152可以选择性地被开启。该预定义阈值可以取决于第一协议栈171的PMD层183的业务吞吐量。
此外，可以不需要或仅需要有限程度的额外存储器，该额外存储器在其中在上层181、182、190处执行绑定的参考实施方式中可以被需要。
此外，通过根据本文中公开的技术来实现绑定301，业务吞吐量/比特率能力可以被增加。例如，当实现G.fast协议时，可能在相当长的物理线路121、122之上实现1千兆比特每秒的业务吞吐量。例如，对于长度长达250米的物理线路121、122而言，可以实现这样的业务吞吐量。更具体地，通过所述绑定301，在给定长度的物理线路121、122之上加倍可用的业务吞吐量是可能的。
如果与参考实施方式进行比较，则例如由于需要的存储缓冲器的减小的大小而可以减小复杂性。
此外，在其中依靠四芯结构电缆的情况下，由于经由物理线路121、122的两对铜线对的协同通信，有效的特定的改进可以通过绑定301实现了物理线路121、122的两对铜线来实现。
现在再次参考图3和图4，将解释操作的细节。如上所述，存在与发射机和接收机101、111相关联的两条物理线路121、122。发射机101和接收机111两者都实现了PMD层183，每个PMD层183均与两个协议栈171、172相关联。第一协议栈171的TPS-TC、PMS-TC层181、182永久地(即，与第一或第二操作模式151、152无关)与第一协议栈171的PMD层183相连接。在γ接口185处TPS-TC层181被连接到用户业务/载荷数据。载荷数据可以源于在物理层180上方的较高层。因为这样，第一协议栈171作为所谓的主体或绑定主体操作。不同地，第二协议栈172作为从属或绑定从属操作。更具体地，主体协议栈171对第一和第二协议栈171、172两者的PMD层183的操作进行控制。更具体地，穿越层182的下边缘/δ1接口187A的消息223被分布在第一和第二协议栈171、172的PMD层183之间。更具体地，第二协议栈172仅在第二模式152中实现PMD层183；不需要并且不使用TPS-TC、PMS-TC层181、182(并且因而未在图4中示出)。
图3示出了在未绑定的第一模式151期间的情况。此处，第一协议栈171传递载荷数据。这包括跨越γ接口185将载荷数据发送到第一协议栈171的PMD 183并且从物理线路121接收载荷数据，在PMD层183以及TPS-TC、PMS-TC层181、182处处理载荷数据，以及跨越γ接口以相反的方向朝着着数据链路层190传送载荷数据。在未绑定的第一模式151中，不需要担任丛属的第二协议栈172发送或接收任何载荷数据；因而，第二协议栈172不需要是全功率的。第二协议栈172甚至可以被断电。
使用未绑定的第一模式是可能的，只要第一协议栈171的业务吞吐量对于应用速度/业务负荷是充足的。在第二模式152中，当业务吞吐量变得不充足时，业务的一部分被分布到第二协议栈172(参见图4)。为此，第二协议栈需要在例如1-2秒的合理的时间框架内实现全部操作比特率。例如，为此，将第二次协议栈172从断电状态或展示时间低功率状态转变到展示时间是可以变得可能的。然后，可以响应于将第二协议栈172初始化例如从断电模式或展示时间低功率模式为进入展示时间，来执行绑定301。
现在参考图5，关于跨越δ接口187、187A、187B交换数据的方面被示出。更具体地，图5示出了在第一和第二协议栈171、172之间分布消息223。
通常，根据参考实施方式，通过所谓的“数据帧”完成在δ接口187、187A、187B处的数据交换。图5示出了数据帧消息223是比特或字节的有序集合，该有序集合可以被准确地调制成例如用于物理线路121、122上的通信的单个DMT符号。数据帧消息223可以被看作是针对每个比特具有一个条目的行矢量。由此，根据参考实施方式，针对除同步符号之外的每个发送DMT符号，相应的PMD层183请求由PMS-TC层182传送的数据帧消息223；同样地，针对除同步符号之外的每个接收DMT符号，PMD层183将数据帧消息223传送到PMS-TC层182。
在操作期间，第一协议栈171的数据帧消息223携带载荷数据和/或管理数据，而第二协议栈172的数据帧消息223，在未绑定的第一模式151中，不携带载荷数据或管理数据，但是由空闲比特或假比特(dummy bit)填充。
在图5中示出了，上面的部分是其中数据帧消息223包括四个比特的情况。当在未绑定的第一模式151下操作时，跨越PMS-TC层182/δ1接口187A的下边缘被传递的数据帧消息223等同于跨越PMD层183/δ2接口187B的上边缘被传递的数据帧消息223。由此，在未绑定的第一模式151中，由第一协议栈171的PMS-TC层182生成的发送数据帧消息223与被传送到第一协议栈171的PMD层183的发送数据帧消息是相似的。
接下来，是绑定的第二模式152的情况。在绑定的第二模式152中，第二协议栈172被供电并且DAF绑定了第一协议栈171的PMD层183和第二协议栈172的PMD层183，例如，作为主体第一协议栈171的从属。第一协议栈171的PMS-TC层182的发送数据帧消息223被分布在第一协议栈171与第二协议栈172之间，更具体地在第一协议栈171的PMD层183与第二协议栈172的PMD层之间。同样地，包括经由物理线路121、122中的一个所接收的数据的数据帧消息223例如通过DAF被绑定并且被传送到第一协议栈171的层182。
在绑定的第二模式152中，在一些示例中，由第一协议栈171的PMS-TC层182生成的任何发送数据帧消息223被分布到第一协议栈171的PMD层183或到第二协议栈172的PMD层183。
更具体地，在这样的示例中，与被分布到第二协议栈172的数据量(绑定强度)相比灵活地调整被分布到第一协议栈171的数据量是可能的。这可以通过将每个第二、第三、第四等发送数据帧消息223分布到第二协议栈172以用于在第二物理线路122上的传输来实现。例如，取决于物理线路121上的通信的业务负荷与业务吞吐量中的一个，绑定强度可以被调节。为了促进时间同步的传输，第二协议栈172的PMD层183可以在需要的地方利用空闲比特来填充传输帧。
在图5中，较低部分，示出了其它示例。此处，由第一协议栈171的PMS-TC层182生成的数据帧消息223是与将被传送到第一协议栈171的PMD层183的数据帧消息相对应的第一片段223A以及与将被传送到第二协议栈172的PMD层183的数据帧消息相对应的第二片段223B的级联。这与如在图5的较低部分中示出的行矢量的矢量的级联相对应。在这样的情况下，分布包括对消息223的至少一些进行分割，以在第一协议栈171和第二协议栈172之间分布消息223的片段223A、223B。更具体地，在这样的情况下，分布可以取决于消息223的片段223A、223B在每个消息223内的位置。例如，在图5的较低部分示出的示例中，与第一协议栈171的PMD层183相关联的片段223A位于消息223的起始，即，在最高有效位处，而与第二协议栈172的PMD层183相关联的片段223B位于数据帧消息223的末端，即，在最低有效位处。在其它示例中，相反的顺序是可信的，其中与第一协议栈171的PMD层183相关联的片段223A位于最低有效位处。
参考上述的图5，已经示出用于在第一和第二协议栈171、172之间分布数据帧消息223的特定规则。在本文中公开的多种情况中，实现所述分布的多种类型和种类的规则是可能的。例如，当在第一模式151与第二模式152之间进行切换时，在启动期间或在展示时间期间，分布数据帧消息223的这样的规则可以被预定义或可以在收发机101、111之间进行协调/校准。例如，响应于在第一模式151和第二模式152之间的切换，例如指示这样预定义规则的相应的控制数据可以在第一物理线路121与第二物理线路122中的至少一个上被传递。
在下文中，给出了在第一和第二协议栈171、172之间分布数据帧消息223的特定规则的一些示例。
在第一个示例中，例如，以交替的顺序或使用具有较弱的绑定强度的不同方式来在第一和第二协议栈171、172之间分布所有的数据帧消息223。
在第二个示例中，例如，以交替的顺序或使用不同方式来在第一和第二协议栈171、172之间分布具有大于零的索引(与传输帧的位置相对应的索引)的所有数据帧。此处，传输帧中的具有索引零的数据帧可以被全部分配到第一协议栈171或第二协议栈172。传输帧中的具有索引零的数据帧消息223通常被置于该传输帧的起始处。通常，具有索引零的数据帧消息223携带专用的管理部分，该部分包括用于第一协议栈171和/或第二协议栈172的管理信息。关于第一和第二协议栈171、172之间的分布，在G.fast的情况下，在不发送数据帧消息223的同步符号、发送具有索引大于零的数据帧消息223的数据符号、以及发送具有索引零的数据帧消息223的RMC符号之间通常是有区别的。数据帧消息的多种索引也通过G.9701的图9-3(12月5日，2014)被示出。
就G.fast协议而言，管理信息的示例包括鲁棒管理信道(RMC)和通常被携带在组合的管理与载荷部分中的嵌入式操作信道(eoc)。更具体地，诸如RMC或eoc等的管理信息可以由上层181、182中的一个来确定。用于第一协议栈171或第二协议栈172的管理信息可以包括从下组中选取的元素，所述组包括：TDD帧参数；展示时间自适应率(SAR)参数；和矢量错误报告。
现在转向图6，示出了关于在第一协议栈171的PMD层183与第二协议栈172的PMD层183之间分布从层182接收的数据帧消息223的多种方面。在图6的情况中，接收到包括第一管理部分223-1以及第二管理部分223-2的数据帧消息223，其中，第一管理部分223-1包括用于第一协议栈171的管理信息，第二管理部分223-2包括用于第二协议栈172的管理信息。例如，图6的数据帧消息223可以具有索引零，即，专用于传输帧的起始。数据帧消息223进一步包括组合的载荷与管理部分，该部分携带用于第一协议栈171和/或第二协议栈172的载荷数据和管理信息。例如，在G.fast框架中，部分223-1、223-2可以与RMC相对应，而部分223-3与用于传输载荷数据比特的数据传输单元(DTU)相对应，并且进一步包括eoc管理信息(未在图6中示出)。
数据帧消息223是从第一协议栈171的PMS-TC层182接收的。即，在绑定的第二模式152中，用于第二协议栈172的管理信息也由第一协议栈171的层181、182来生成并且传送。更具体地，在G.fast框架中，eoc管理信息指示用于第一协议栈171和第二协议栈172两者的管理信息。而且，在G.fast框架中，第一协议栈171的TMS-TC、PMS-TC层181、182生成分别指示用于第一协议栈171和第二协议栈172两者的管理信息的RMC管理部分。
在图6的示例中，RMC管理部分223-1、223-2两者仅被分布到第一协议栈171，即，不被分布到第二协议栈172。此处，包含管理部分223-1、223-2的片段223A被分布到第一协议栈171。
图7示出了其它情况，其中RMC管理部分223-1、223-2被分布到第一协议栈171和第二协议栈172两者。此处，指示用于第一协议栈171(第二协议栈172)的管理信息的管理部分223-1(管理部分223-2)在第一物理线路121(第二物理线路122)上被传递。
图8示出了在第一和第二协议栈171、172之间分布数据帧消息223的其它情况。在图8的情况中，仅单个RMC管理部分223-1被包括在数据帧消息223中；例如，单个RMC管理部分223-1可以指示仅用于第一或第二协议栈171、172中的一个的管理信息，或可以指示用于第一和第二协议栈171、172两者的管理信息。
图9的情况示出了其它情况，其中数据帧消息223具有大于零的索引，即，不被置于PMD层183的传输帧的前部；这样的数据帧消息223不包括任何RMC管理部分223-1、223-2；但是可以包括eoc管理信息。
在以上公开的多种情况中，在一方面指示用于第一协议栈171的管理信息的管理部分223-1、223-2与在另一方面指示用于第二协议栈172的管理信息的管理部分223-1、223-2之间进行区分是有帮助的。为了这个目的，诸如RMC信息或eoc信息等的管理信息可能包括特殊的标识比特，用于实现用于第一和第二协议栈171、172的管理信息之间各自的差异。由标识比特实现的这样的控制索引可以促进在上PMS-TC、TMC-TC层181、182处的控制部分223-1、223-2的区分。控制索引也可以促进在第一和第二协议栈171、172之间的区分。
在其它示例中，管理部分223-1、223-2分别由时间位置来区分，该位置在每个数据帧消息223内。这样的情况在其中传输帧与专用数据帧消息223或像这样用于RMC管理信息的情况下与数据帧消息223的相应部分223-1、223-2相关联的情况中是可信的。更具体地，这样的情况由绑定组的时间同步的物理线路121、122所促进。基于接收的传输帧的时间位置来在用于第一和第二协议栈171、172的管理信息之间进行区分可以由此在G.fast框架中针对eoc管理信息仅在有限的程度上是可能的，该eoc管理信息与载荷数据一起被传递并且在层181具有其插入/提取分配，除非使用了eoc管理信息与DTU 223-3边界和数据帧消息223的边界校准的特殊映射。
在另一其他实施例中，数据帧消息223的比特的音调索引用于在用于第一和第二协议栈171、172的各自的管理信息之间进行区分。例如，所谓的虚拟音调索引的概念可以被采用，其中音索引的值实现了在用于通过第一协议栈171在第一物理线路121上通信的音与用于通过第二协议栈172在第二物理线路122上通信的音之间的区分。而且，音索引可以促进第一和第二物理线路172、172之间的分布。
音索引的这样的情况在图10中被示出，其中在星图中示出了多音信号的用于在物理线路121、122上进行通信的多种音。相应的索引可以用于判断数据帧消息223的相应的部分223A、223B应该被分布到哪个协议栈171、172。例如，作为绑定从属的第二协议栈172的虚拟音索引可以与作为绑定主体的第一协议栈171的音索引相对应，第一协议栈171的音索引由第一协议栈171的最高音索引来增加。
图11-图13更详细地示出了在第一和第二协议栈171、171之间的数据帧消息223的分布。此处，第一协议栈171的PMD层183被标记为“PMDa”并且第二协议栈172的PMD层183被标记为“PMDb”。图11示出了其中具有索引零的数据帧消息和具有索引大于零的数据帧消息223被分布的情况。具有索引大于零的数据帧消息223仅包含载荷数据比特，而具有索引零的数据帧消息223包含载荷数据比特和RMC管理比特两者。
关于具有RMC管理信息的管理部分223-1、223-2的分布的两个示例是可信的。首先，如图11中所示出的，指示第一和第二协议栈171、172两者的RMC管理信息的管理部分223-1、223-2仅通过第一协议栈171的PMD层183被发送。这样的情况可能难以实现，其中管理部分223-1、223-2出现在每个数据帧消息223中，例如，由于同步的目的，促进了低功率模式等。
第二个示例关于实现两个逻辑管理信道，即，在第一和第二协议栈171、172两者之间分布管理部分223-1、223-2(如图12和图13中所示出的)。此处，第一物理线路121用于传递指示用于第一协议栈171的管理信息的管理部分223-1、223-2；而第二物理线路122用于传递指示用于第二协议栈172的管理信息的管理部分223-1、223-2。
现在转向图14，示出了设备501，该设备501可以实现本文中公开的在PMD层183处的绑定技术。例如，设备501可以实现发射机101和/或接收机111。设备501包括两个分别用于物理线路121、122上的通信的AFE 505、506。US和DS通信是可能的，例如，在TDD模式中。AFE 505、506与数字前端(DFE)502一起实现发射机101和/或接收机111各自的两个接口105、115、106、116。DFE 502包括处理器512和存储器511。存储器511可以存储可以由处理器512执行的程序代码。执行程序代码使处理器512执行如本文所公开的技术，所述技术关于例如在PMD层183处更具体地在δ接口187处的绑定、将数据帧消息分布到第一协议栈171和/或第二协议栈172、分割数据帧消息283、实现第一协议栈171、实现第二协议栈172等。设备501进一步包括人机接口(HMI)515，该人机接口515被配置为向用户输出信息并且被配置为从用户接收信息。HMI 515是可选的。
图15是示出了可以由处理器512执行的方法的流程图。首先，在1001，第一和第二协议栈171、172被实现。此处，更具体地，针对第一协议栈171实现所有层180、190和层181-183是可能的，但是针对第二协议栈172仅实现PMD层183(参见图4)。
接下来，在1002，第一和第二协议栈171、172被绑定301在PMD层183处。更具体地，绑定可以发生在PMD层181的上边缘，即，在δ接口187、187A、187B处。
图16是根据多种实施例的方法的流程图。首先，在1011，第一协议栈171和第二协议栈172被初始化。在启动过程期间，信息可以在发射机101和接收机111之间被交换。相应的控制数据可以在第一物理线路121和第二物理线路122中的至少一个上被传递，并且可以指示所述绑定301的参数。
例如，在第一个示例中，控制数据可以指示在展示时间操作期间物理线路121、122是否应该是绑定主体候选或是绑定从属候选。在第二个示例中，可替换地或附加地，控制数据可以指示分布比特顺序，即，接收的数据帧消息223包括将被分布到第一协议栈171的片段处在最高有效位还是处在最低有效位(如上参考图5所述)。在第三个示例中，可替换地或附加地，控制数据可以指示大小(例如，以比特为单位)以及数据帧消息223到第一和第二协议栈171、172的分布顺序。
在启动/训练期间，在1011，在时域中将物理线路121上的通信与物理线路122上的通信进行同步是可能的。更具体地，通过第一和第二协议栈171、172的物理介质相关层183来生成传输帧可以在时域上被同步。
图16示出了其中初始地在展示时间仅操作第一协议栈171的情况，1012。不同地，初始化之后第二协议栈172从断电状态进入展示时间低功率状态，1013。即，初始地，载荷数据仅通过第一协议栈171的PMD层171在第一物理线路121上被传递。稍后，仅将第二协议栈172初始化为进入展示时间。
接下来，在1014，检查目前仅通过第一协议栈171路由的业务是否超过特定阈值。仅当超过阈值的情况时，执行从第一模式151切换到采用绑定301的第二模式152。由此，如从图16可以看出，取决于业务吞吐量需求和绑定，对现在在展示时间被操作(1015)以促进绑定301的第二协议栈171的功率状态进行控制。
在1017，检查业务吞吐量是否仍高于阈值。如果是不高于阈值的情况，则从第二模式152切换回到第一模式151并且停止绑定301。
正如从图16的示例性情况中可以看出，从未绑定的第一模式151切换到绑定的第二模式152(绑定登入)是可能的；从绑定的第二模式152切换回到未绑定的第一模式151(绑定退出)也是可能的。更具体地，在展示时间期间从第一和第二模式151、152来回切换是可能的。
可以由在PMD层183上方的上层190、181、182来控制模式151、152之间的切换。更具体地，切换可以取决于传送载荷数据的应用的业务吞吐量。更具体地，在第一和第二模式151、152之间来回切换可以被实现，类似于根据ITU-T G.9701在低功率模式和全功率模式之间进行切换。每当应用需要高于由绑定主体第一协议栈171的PMD层183所提供的业务吞吐量时，第一协议栈171指示较高层190、181、182需要绑定301。然后，较高层190、181、182启动绑定登入过程。只在每当应用不再需要高于在第一物理线路121上所提供的业务吞吐量的高业务吞吐量时，较高层190、181、182启动绑定退出过程并且切换回到第一模式151。在第一和第二模式151、152之间切换的特定滞后可以在时域中被考虑，以便避免针对业务吞吐量变化接近相应阈值而在第一和第二模式121、122之间的永久性转换。
针对在时域中校准第一模式151与第二模式152之间的切换，多种情况是可信的。例如，针对发射机101和接收机111之间的切换的校准，每个特定切换的时间点或时刻可以通过发射机101和接收机111之间的控制数据交换来协调。例如，在G.fast的情况中，可以采用eoc或RMC。更具体地，控制数据的交换可以被实现，类似于例如针对SRA的联机重新配置的参考实施方式。
第一模式151与第二模式152之间的切换发生在PMD层183的两个时间分隔的多路复用帧之间和/或在与PMD层183的同步帧相对应的时间点处是可能的。同步帧可以与在物理线路121、122中的一个上被传递的至少一个同步符号相对应。因此，新绑定的或者未绑定的模式151、152从其开始的时刻是超帧、特定逻辑帧、或特定TDD帧的起始。从新绑定的模式152的起点，层182开始以由预定义的分布规则所指定的方式来分派数据帧消息223。例如，层182可以以级联的方式来分派数据帧消息223，即，包括两个单独的数据帧消息如用于分别分布到第一协议栈171或第二协议栈172的PMD层183的部分223A、223B(参见图5，较低的部分)。因为同步符号不携带载荷数据或被包括在数据帧消息223中的其它数据，并且同步符号在相同的时间点在两个物理线路121、122上被传递，所以它们可以用于标记切换点。更具体地，这样的技术使接收机111能够检测切换并且实现上层181、182的操作模式的改变以及进一步实现DAF的改变。例如，第一协议栈171可以利用以与关于SRA或快速率自适应(FRA)的参考实施方式相媲美的方式来处理模式151、152之间的切换过程。出于信道估计的原因，第二协议栈172的PMD层183通常以两种模式151、152来发送同步符号。
参考图16，示出了其中切换到包括绑定301的第二模式152是由被需要的业务触发的情况，1014、1017。在其它示例中，将第二协议栈172从断电状态下初始化为进入展示时间并且响应于将第二协议栈172初始化为进入展示时间来执行绑定301也是可能的。即，在这样的情况中，一旦第二协议栈172被初始化为进入展示时间则自动激活第二模式152而不考虑业务吞吐量是可能的。此处，在进入展示时间之后实现绑定从属的第二协议栈172立即并且自主地被绑定到实现绑定主体的第一协议栈171，例如，在第一超帧的第一数据帧消息223处。
在本文中公开的多种情况中，已经给出了其中第一协议栈171作为主体而第二协议栈172实现从属的示例。针对决定哪个协议栈171、172分别作为主体和从属，多种情况是可信的。在一个示例中，作为绑定主体的协议栈171、172由PMD层183来定义，其在上电之后将首先进入展示时间。因此，作为主体的第一协议栈171首先被初始化为进入展示时间，并且然后直到那时才初始化第二协议栈172以进入展示时间是可能的。
综述，已经示出了上述用于调制解调器中的绑定的多种技术，更具体地用于具有两对线的调制解调器，每对分别被耦合到主体和从属模块，其中主体和从属模块中的至少一个具有通过δ接口187、187A、187B耦合到PMD层183的TMS-TC层181和PMS-TC层182，其中两对线在PMD层183处被绑定。此处，主体分别控制第一和第二协议栈171、172的两个物理介质相关层183是可能的。绑定登入的时间和绑定强度可以由上层181、182、190，更具体地由被实现在上层181、182、190中的应用的业务吞吐量需求来调节。绑定从属的协议栈的功率可以由绑定登入的时间和/或绑定强度来调节。
通过本文中公开的多种技术，可以实现效应。更具体地，在展示时间期间绑定状态和未绑定状态之间的动态切换是可能的。切换可以发生在与单个超帧相对应的时间段内。切换可以根据参考实施方式模仿联机重新配置，并且因而实现发射机和接收机的物理层的简单的实施方式。
此外，通过本文中公开的技术，可以实现较高的业务吞吐量，因为在PMD层处的绑定通常不需要通过物理线路传递的显著的绑定开销。更具体地，如在参考实施方式中，不需要像上层那样分割数据并且不需要在分割的数据中包括相应的序列号以便促进数据重新组合。相反，针对重新组合可以依靠第一和第二协议栈的PMD层的时间同步的操作。
其它效应是功率消耗可以被显著减小。更具体地，其中未绑定的第一模式中的操作就所需要的业务吞吐量而言是充足的，实现绑定从属的协议栈可以被放置为低功率模式。这可能与IoT应用特别相关。
此外，通过实现本文中公开的绑定技术，通常不需要实现差分链路时延补偿缓冲器。本文中公开的这个和其它技术减小了所需要的复杂性。更具体地，不需要在数据链路层或物理层的上边缘实现分割，使其不必包括相应的分割序列号。此外，不需要借助于这样的序列号来对分段和数据块重新排序。此外，在启动时不需要协商专门的绑定功能。
尽管已经参考特定优选实施例示出和描述了本发明，但是根据对说明书的阅读和理解本领域的其他技术人员将会想到等同物和修改。本发明包括所有这样的等同物和修改并且仅由所附权利要求的范围来限制。
例如，尽管已经关于G.fast协议公开了多种示例，但是轻易地将相应的技术应用到其它通信系统或协议是可能的。更具体地，可以将本文中公开的相应的技术轻易地应用到时间同步的物理线路中的多音通信。例如，尽管已经参考有线的物理线路公开了多种情况，但是相应的技术可以被轻易地应用到空气接口。
例如，尽管已经参考US讨论了上述多种示例，但是相应的技术可以轻易地被应用到DS。此外，本文中公开的技术不限于物理线路上的单向通信，而是可以被应用到双向通信，例如，在TDD或FDD几何中。
此外，尽管已经对物理层的诸如TMS-TC层和PMS-TC层等的多种指定层做出了上述引用，但是在其它情况中，物理层的其它类型的层可以被实现。例如，通过根据ITU-T或OSI的标准，不同的术语可以被适用于多个层。

Claims (26)

1.一种绑定(301)调制解调器处的物理线路的方法：所述方法包括：
实现用于第一物理线路(121)上的通信的第一协议栈(171)，
实现用于第二物理线路(122)上的通信的第二协议栈(172)的至少部分，
在所述第一协议栈(171)的物理介质相关层(183)处和所述第二协议栈(172)的物理介质相关层(183)处绑定(301)所述第一协议栈(171)和所述第二协议栈(172)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述绑定(301)是在所述第一协议栈(171)的物理介质相关层(183)的上边缘(187、187A、187B)和所述第二协议栈(172)的物理介质相关层(183)的上边缘(187、187A、187B)处的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述物理介质相关层(183)的上边缘(187、187A、187B)是delta接口。
4.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，所述绑定(301)包括：
从在所述物理介质相关层(183)上方的所述第一协议栈的上层接收消息(223)，所述消息(223)包括载荷部分(223-3)、管理部分(223-1、223-2)和组合的载荷与管理部分(223-3)中的至少一个，
在所述第一协议栈(171)与所述第二协议栈(172)之间分布所述消息(223)。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中，所述分布包括分割所述消息(223)中的至少一些，以在所述第一协议栈(171)与所述第二协议栈(172)之间分布所述消息(223)的片段(223A、223B)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，
其中，所述消息(223)的包括所述管理部分(223-1、223-2)和/或所述组合的载荷与管理部分(223-3)的至少那些片段(223A、223B)被分布到所述第一协议栈(171)，所述管理部分和所述组合的载荷与管理部分指示所述第一协议栈(171)和所述第二协议栈(172)的管理信息。
7.根据权利要求4-6中任何一项所述的方法，
其中，所述分布取决于以下中的至少一个：与所述第一协议栈(171)或所述第二协议栈(172)相关联的所述消息(223)的部分(223-1、223-2、223-3)的控制索引、所述消息(223)的比特的音索引，所述音索引将所述比特与在所述第一物理线路(121)或所述第二物理线路(122)上被发送的多音符号的音进行关联、以及所述消息(223)的片段(223A、223B)在每个消息(223)内的位置。
8.根据权利要求4-7中任何一项所述的方法，
其中，所述分布取决于预定义的规则。
9.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
其中，所述第一协议栈(171)包括所述物理介质相关层(183)和在所述物理介质相关层(183)上方的至少一个上层，
其中，所述第二协议栈(172)包括所述物理介质相关层(183)并且不包括在所述物理介质相关层(183)上方的所述至少一个上层。
10.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
其中，所述第一协议栈(171)作为主体来操作，
其中，所述第二协议栈(172)作为从属来操作。
11.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
将所述第二协议栈(172)从断电状态初始化为进入展示时间,
其中，所述绑定(301)是响应于将所述第二协议栈(172)初始化为进入展示时间而执行的。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中，所述第二协议栈(172)被初始化为进入展示时间低功率状态。
13.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
其中，在第一模式(151)中，所述绑定(301)不被执行，
其中，在第二模式(152)中，所述绑定(301)被执行，
其中，所述方法进一步包括：
在展示时间期间，在所述第一模式(151)与所述第二模式(152)之间进行切换。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
在所述第一模式(151)中：所述第二协议栈(172)生成空闲比特和同步符号中的至少一个以用于所述第二物理线路(122)上的通信。
15.根据权利要求13或14所述的方法，进一步包括：
在所述第一模式(151)中：在展示时间低功率状态或在断电状态下操作所述第二协议栈(172)。
16.根据权利要求13-15中任何一项所述的方法，进一步包括：
取决于所述第一物理线路(121)上的通信的业务负荷与业务吞吐量中的至少一个，在所述第一模式(151)与所述第二模式(152)之间进行切换。
17.根据权利要求13-16中任何一项所述的方法，进一步包括：
在所述物理介质相关层(183)的两个时分复用帧之间的时间点和/或在与所述物理介质相关层(183)的同步帧相对应的时间点处，进行所述第一模式(151)与所述第二模式(152)之间的切换，所述同步帧与至少一个同步符号相对应。
18.根据权利要求13-17中任何一项所述的方法，进一步包括：
响应于所述第一模式(151)与所述第二模式(152)之间的切换：在所述第一物理线路(121)与所述第二物理线路(122)中的至少一个处传递控制数据，所述控制数据指示所述绑定(301)的参数。
19.根据权利要求8和权利要求18所述的方法，
其中，所述控制数据指示所述预定义的规则。
20.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：
首先，将所述第一协议栈(171)初始化为进入展示时间，并且，其次，将所述第二协议栈(172)初始化为进入展示时间。
21.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
将由所述第一协议栈(171)的物理介质相关层(183)输出的比特的序列(224)调制成在所述第一物理线路(121)上发送的多音符号，
将由所述第二协议栈(172)的物理介质相关层(183)输出的比特的序列(224)调制成在所述第二物理线路(122)上发送的多音符号。
22.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：
在展示时间之前的训练期间，将所述第一物理线路(121)上的通信与所述第二物理线路(122)上的通信进行同步。
23.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
其中，所述第一物理线路(121)是第一铜线对，
其中，所述第二物理线路(122)是第二铜线对。
24.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，
其中，所述第一协议栈(171)根据G.fast协议进行操作，
其中，所述第二协议栈(172)根据G.fast协议进行操作。
25.一种设备，包括：
第一接口，被配置为在第一物理线路(121)上进行通信，
第二接口，被配置为在第二物理线路(122)上进行通信，
至少一个处理器，被配置为经由所述第一接口实现用于所述第一物理线路(121)上的通信的第一协议栈(171)，
其中，所述至少一个处理器被进一步配置为经由所述第二接口实现用于所述第二物理线路(122)上的通信的第二协议栈(172)的至少部分，
其中，所述至少一个处理器被配置为在所述第一协议栈(171)的物理介质相关层(183)处和所述第二协议栈(172)的物理介质相关层(183)处绑定所述第一协议栈(171)和所述第二协议栈(172)。
26.根据权利要求25所述的设备，
其中，所述设备被配置为执行权利要求1-24中任何一项所述的方法。
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