KR100920186B1 - 확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링을 위한 방법및 시스템 - Google Patents

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Abstract

확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링(extended range Ethernet link discovery signaling)을 위한 방법 및 시스템의 측면들이 제공된다. 국부 물리적 계층(PHY)은 확장된 범위 애플리케이션들에서의 원격 PHY에서 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들(active twisted-pair wires)을 검출할 수 있다. 국부 PHY는 검출된 페어들에 근거하여 마스터 또는 슬레이브로서 동작할지를 결정할 수 있다. 마스터 장치로서 동작할 때, 국부 PHY는 원격 PHY에 인코딩된 링크 길이 값(link length value)을 통신하기 전에 원격 PHY로부터 수신된 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 교정할 수 있다. 슬레이브 장치로서 동작할 때, 국부 PHY는 원격 PHY로부터 통신된 링크 길이 값을 복원(recover)하기 전에 원격 PHY에 인코딩된 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 송신할 수 있다. 국부 PHY는 원격 PHY로 링크 길이 값에 근거하여 지원된 동작 모드들을 통신할 수 있다. 더구나, 국부 PHY는 원격 PHY와 공통 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립하는 것을 가능하게 할 수 있다.
Figure R1020070091922
유선통신, 이더넷, 링크, 디스커버리, 시그널링, 물리적 계층(PHY)

Description

확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR AN EXTENDED RANGE ETHERNET LINK DISCOVERY SIGNALING}
본 발명의 어떤 실시예들은 고속 유선 통신(high-speed wired communication)에 관련된다. 더 상세하게는, 본 발명의 어떤 실시예들은 확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링(extended range Ethernet link discovery signaling)을 위한 방법 및 시스템에 관련된다.
데이터 네트워크에 관련된 장치들의 숫자가 증가하고 더 높은 데이터 레이트(data rates)가 요구되므로, 현존하는 동 케이블링 기반구조들(copper cabling infrastructures)을 통해 더 높은 전송 레이트를 가능하게 하는 새로운 전송 기술들에 대한 요구가 증가하고 있다. 이 점에서, 현존하는 케이블링(cabling)을 통해 심지어 기가 비피에스(Gbps;Gigabits-per-second)를 초과할 수 있는 전송 레이트를 가능하게 하는 기술들을 포함하여, 다양한 노력들이 존재한다. 예를 들여, IEEE 802.3 표준은 트위스트-페어(twisted-pair) 동 케이블링(copper cabling) 길이 100m를 통해 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 및 10Gbps로 이더넷 연결들을 위한 매체 억세스 제어(Medium Access Control;MAC) 인터페이스 및 물리적 계층(physical layer;PHY)을 정의한다. 각각 10x 전송 레이트 증가로, 더 정교한 신호 처리가 100m 표준 케이블 범위를 유지하기 위해 요구된다. 그러나, 100m보다 더 긴 연결들은 파이버(fiber)의 사용 또는 길이 100m보다 더 작게 모든 케이블들을 유지하기 위해 연결에서의 미드-포인트들(mid-pionts)에서 이더넷 스위치(ethernet switches), 허브(hubs), 및/또는 리피터(repeaters)의 배치(placement)를 요구할 수 있다.
다른 노력들은 트위스트-페어 케이블링(twisted-pair cabling)을 통한 10Gbps 이더넷 전송(10GBASE-T)을 위한 표준의 개발을 포함한다. 최근의 10GBASE-T PHY 스펙(specification)은, 예를 들면, 트위스트-페어 케이블링을 통해 현존하는 케이블링을 위해 182 피트(feet)까지의 거리에서, 및 새로운 케이블링을 위해 330 피트까지의 거리에서 10 Gbps 연결들을 가능하게 하려고 의도된다. 네 쌍의 트위스트-페어 동 케이블링을 통하여 10 Gbps로 풀-듀플렉스(full-duplex) 전송을 달성하기 위해, 복잡한 디지털 신호 처리 기법들은, 격심한 주파수 의존 신호 감쇠(frequency-dependent signal attenuation), 신호 반사(signal reflections), 네 개의 페어들 사이의 근단(near-end) 및 원단(far-end) 크로스토크(crosstalk), 및 인접 전송 링크들로부터 또는 다른 외부 잡음 소스들로부터 네 개의 페어들에 결합되는 외부 신호들을 제거하거나 감소시키도록 요구된다. 더구나, 새로운 케이블링 스펙들이 외부의 전기-자기적 간섭들에 대한 민감성(susceptibility)을 감소시키기 위해 개발되고 있다.
표준 베이스의 이더넷 물리적 계층(PHY) 장치들이, 예를 들면, 1 Gbps 또는 10 Gbps 데이터 레이트를 지원하는 PHY 송수신기 아키텍쳐들로의 최소의(minimal) 변화들로 동작하는 범위 또는 거리를 확장하는 것은, 새로운 이더넷 PHY 장치들이 광대역 억세스(broadband access) 마켓에서 또는 가능하게는 새로운 주거(residential) 및 기업(enterprise) 애플리케이션들에서 사용되고 배포되는 것을 가능하게 할 수 있다. 더구나, 단일 PHY 장치가 표준 또는 확장된 동작의 영역 모드에서 동작하게 할 수 있는 특징들이 제공될 수 있다.
종래 및 전통적인 접근법들의 더한 한계들 및 단점들은 도면들을 참조하여 본 출원의 나머지 부분들에서 제시되는 바와 같이 본 발명의 몇몇 측면들과 그러한 종래의 시스템들의 비교를 통해 당해 기술 분야에서 숙련된 자에게 명백해질 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 종래의 문제점들을 개선하기 위한 확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링을 위한 방법 및 시스템{method and system for an extended range Ethernet link discovery signaling}을 제공하는 것에 있다.
도면들 중의 적어도 하나에서 실질적으로 보여지고/보여지거나 도면들 중의 적어도 하나와 관련하여 설명되고, 청구항들에서 더 완전히 제시되는 바와 같은, 확장된 범위 이더넷 근거리 통신망에서 비대칭 물리적 계층을 위한 시스템 및/또는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따라, 유선 통신 방법이 제공되며, 그 방법은:
국부(local) 물리적 계층(PHY)에서, 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들(twisted-pair wires)이 원격 PHY에서 액티브인지를 검출(detect)하되, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY는 상기 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통해 통신상으로 결합되는 단계; 및
상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들을 통하여 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통된(common) 풀 듀플렉스(full duplex) 동작 모드를 수립(establish)하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 원격 PHY에 의해 생성된 복수의 톤들(tones)을 포함하는 버스트들(bursts)에 근거하여 상기 원격 PHY에서 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들이 액티브인지를 상기 국부 PHY에서 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수의 톤들을 포함하는 상기 버스트들은 링크 디스커버리 시그널링(link discovery signaling) 및 오토-니고시에이션(auto-negotiation) 동작 중의 하나 또는 그 이상의 부분 동안 휴지 구간들(quiet intervals)에 의해 분리(separate)된다.
바람직하게는, 상기 방법은 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들이 검출될 때 상기 국부 PHY 동작의 제어를 오토-니고시에이션 동작으로 전달(transfer)하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들은 1, 2, 또는 4 개의 액티브 트위스트-페어 와이어들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 풀 듀플렉스 동작 모드는 복수의 데이터 레이트들로 동작한다.
바람직하게는, 상기 방법은 검출된 액티브 트위스트-페어 와이어에 관련된 상기 국부 PHY 내에서 송신기에 의해 생성된 신호들의 위상(phase)을 조정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 인액티브 트위스트-페어 와이어에 관련된 상기 국부 PHY에서 송신기를 디스에이블(disable)하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들에 근거하여 상기 국부 PHY가 상기 원격 PHY에 마스터 장치 또는 슬레이브 장치로서 동작하는지를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 제1 액티브 트위스트-페어 와이어가 검출된 후에 상기 국부 PHY에서의 상기 검출을 계속하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 유선 통신 방법이 제공되고, 그 방법은:
국부 PHY에서, 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들이 원격 PHY에서 액티브인지를 검출하되, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY는 상기 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통하여 통신상으로 결합되는 단계;
상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어에 근거하여 상기 국부 PHY가 상기 원격 PHY에 대해 마스터(master) 장치 인지 슬레이브(slave) 장치인지를 결정하는 단계;
상기 국부 PHY가 마스터 장치일 때, 상기 원격 PHY에 링크 길이 값(link length value)을 통신하기 전에 상기 원격 PHY로부터 수신된 트위스트-페어 와이어 교환(swap) 정보를 교정(correct)하는 단계;
상기 국부 PHY가 슬레이브 장치일 때, 상기 원격 PHY로부터 통신된 링크 길이 값을 복원(recover)하기 전에 상기 원격 PHY로 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 송신하는 단계;
상기 링크 길이 값에 근거하여 상기 국부 PHY에 의해 지원되는 상기 원격 PHY 동작 모드들로 통신하는 단계; 및
상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통으로 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 국부 PHY 트위스트-페어 와이어들이 액티브인 것을 나타내기 위해 상기 원격 PHY에 전송을 위하여 상기 국부 PHY 내에서 하나 또는 그 이상의 송신기들에서 신호들을 생성하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 원격 PHY에서 상응하는 트위스트-페어 와이어가 액티브인 것을 나타내기 위해 상기 원격 PHY에 의해 통신되는 상기 국부 PHY 내에서의 수신기에서 신호들을 검출하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 국부 PHY가 슬레이브 장치일 때 상기 전송을 위하여 상기 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 인코딩하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 국부 PHY가 마스터 장치일 때 상기 전송을 위하여 상기 링크 길이 값을 인코딩하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 유선 통신 시스템이 제공되고, 그 방법은:
원격 PHY에서 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들의 검출을 가능하게 하는 국부 PHY를 포함하되, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY는 상기 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통하여 통신상으로 결합가 능(coupleable)할 수 있고;
상기 국부 PHY는 상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들을 통하여 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통으로 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 상기 원격 PHY에 의해 생성된 복수의 톤들을 포함하는 버스트들에 근거하여 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들이 상기 원격 PHY에서 액티브인지의 검출을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 톤들을 포함하는 상기 버스트들은 링크 디스커버리 시그널링 및 오토-니고시에이션 동작 중의 하나 또는 그 이상의 부분 동안 휴지 기간들에 의해 분리된다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들이 검출될 때 상기 제어 PHY 동작의 제어의 오토-니고시에이션 동작으로의 전달(transfer)을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들은 1, 2, 또는 4 개의 액티브 트위스트-페어 와이어들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 풀 듀플렉스 동작 모드는 복수의 데이터 레이트로 동작한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 검출된 액티브 트위스트-페어 와이어에 관련된 상기 국부 PHY 내에서 송신기에 의해 생성된 신호들의 위상의 조정을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 인액티브 트위스트-페어 와이어에 관련된 상기 국부 PHY에서 송신기들을 디스에이블하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 상기 국부 PHY가 상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들에 근거하여 원격 PHY를 원조(aid)하기 위해 마스터 장치 또는 슬레이브 장치로서 동작하는지를 결정하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 제1 액티브 트위스트-페어 와이어가 검출된 후에 상기 국부 PH에서의 상기 검출을 계속하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 무선 통신 시스템이 제공되고, 그 시스템은:
원격 PHY에서 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들의 검출을 가능하게 하는 국부 PHY를 포함하되, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY가 상기 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통하여 통신상으로 결합가능하게 되고;
상기 국부 PHY는 상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어에 근거하여 상기 국부 PHY가 마스터 장치인지 슬레이브 장치인지를 결정하는 것을 가능하게 하고;
상기 국부 PHY가 마스터 장치일 때, 상기 국부 PHY는 상기 원격 PHY로 링크 길이 값을 통신하기 전에 상기 원격 PHY로부터 수신된 트위스트-페어 와이어 교환 정보의 교정을 가능하게 하고;
상기 국부 PHY가 슬레이브 장치일 때, 상기 국부 PHY는 상기 원격 PHY로부터 통신된 링크 길이 값을 복원하기 전에 상기 원격 PHY로 트위스트-페어 와이어 교환 정보의 전송을 가능하게 하고;
상기 국부 PHY는 상기 링크 길이 값에 근거하여 상기 국부 PHY에 의해 지원되는 동작 모드들의 상기 원격 PHY에의 통신을 가능하게 하고;
상기 국부 PHY는 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통으로 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 국부 PHY 트위스트_페어 와이어들이 액티브인 것을 나타내기 위해 상기 원격 PHY로의 전송을 위하여 상기 국부 PHY 내에서 하나 또는 그 이상의 송신기들에서 신호들의 생성을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY는 상기 원격 PHY에서 상응하는 트위스트-페어 와이어가 액티브인 것을 나타내기 위해 상기 원격 PHY에 의해 통신된 상기 국부 PHY 내에서의 수신기에서 신호들의 검출을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY가 슬레이브 장치일 때 상기 국부 PHY는 전송을 위하여 상기 트위스트-페어 와이어 교환 정보의 인코딩을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 국부 PHY가 마스트 장치일 때 상기 국부 PHY는 전송을 위하여 상기 링크 길이 값의 인코딩을 가능하게 한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 유선 통신 시스템이 제공되고, 그 시스템은:
원격 PHY에서 동축 케이블을 포함하는 액티브 통신 매체(active communication medium)의 검출을 가능하게 하는 국부 PHY로서, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY는 상기 동축 케이블을 포함하는 상기 통신 매체를 통하여 통신상으로 결합가능하고;
상기 국부 PHY는 상기 동축 케이블을 포함하는 상기 검출된 액티브 통신 매체를 통하여 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통으로 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립하는 것을 가능하게 한다.
설명된 실시예의 상세 부분들 뿐 아니라 본 발명의 다양한 장점들, 측면들 및 새로운 특징들은 이하의 상세한 설명 및 도면들로부터 더 완전히 이해될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링을 위한 방법 및 시스템{method and system for an extended range Ethernet link discovery signaling}을 제공함으로써, 종래의 문제점들을 개선하는 효과를 갖는다.
본 발명의 어떤 실시예들은 확장된 범위 이더넷 링크 디스커버리 시그널링을 위한 방법 및 시스템들에서 발견될 수 있다. 본 발명의 측면들은 원격 PHY(remote PHY)로부터 통신된 신호들에 근거하여 원격 PHY에서 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들을 검출할 수 있는 근거리 이더넷 물리적 계층(PHY) 장치를 포함할 수 있다. 이 점에서, 국부(local) 및 원격 PHY는 표준 및/또는 확장된 범위 동작들을 지원할 수 있다. 국부 PHY는 검출된 액티브 트위스트-페어 와이어들에 근거하여 그것이 마스터(master) 또는 슬레이브(slave)로서 동작하는지를 결정할 수 있다. 마스터 장치로서 동작할 때, 국부 PHY는 원격 PHY로 인코딩된 링크 길이 값을 통신하기 전에 원격 PHY로부터 수신된 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 교정(correct)할 수 있다. 링크 길이 값은, 예를 들면, 국부와 원격 PHY들 사이에서 길이의 추정(estimate)에 상응할 수 있다. 슬레이브 장치로서 동작할 때, 국부 PHY는 원격 PHY로부터 통신된 링크 길이 값을 복원(recover)하기 전에 원격 PHY로 인코딩된 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 전송할 수 있다.
국부 PHY는 원격 PHY에 대한 링크 길이 값에 근거하여 결정된 지원되는 동작 모드들을 통신할 수 있다. 이 점에서, 지원되는 동작 모드는 표준 또는 확장된 범위 동작이 이용되고 있는지에 근거할 수 있다. 더구나, 국부 PHY는 원격 PHY와 공통의 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립할 수 있다. 이 점에서, 풀 듀플렉스 동작(full duplex operation)은 국부 및 원격 PHY들 사이에서 단일 액티브 트위스트-페어 와이어가 존재할 때 심지어 수립될 수 있다. 더구나, 확장된 범위 동작을 가능하게 하는 포인트-투-포인트(point-to-point) 이더넷 PHY 송수신기들은 복수의 데이터 레이트로 1, 2, 또는 4 개의 트위스트-페어 와이어들을 위한 복수의 링크 길이들을 위한 풀 듀플렉스 동작 모드들을 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 국부 링크 파트너(local link parter)와 원격 링크 파트너(remote link parter) 사이의 트위스트-페어 케이블링 링크를 통한 이더넷을 나타내는 블록 다이어그램이다. 도 1을 참조하면, 국부 링크 파트너(102) 및 원격 링크 파트너(104)를 포함하는 시스템(100)이 보여진다. 국부 링크 파트너(102) 및 원격 링크 파트너(104)는 케이블(112)을 통하여 통신한다. 케이블(112)은, 예를 들면, 네 개의 UTP(unshielded twisted-pairs) 동 케이블링 또는 와이어들까지 포함할 수 있다. 국부 링크 파트너(102) 및 원격 링크 파트너(104)는 케이블(112) 내에서 포함되는 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통하여 통신할 수 있다. 단일 통신 매체가 국부 링크 파트너(102)와 원격 링크 파트너(104) 사이에서 가능할 때, 케이블(112)은, 예를 들면, 동축 케이블에 상응할 수 있다. UTP 동 케이블링에 대한 어떤 성능(performance) 및/또는 스펙(specifications) 기준은 표준화되어 있다. 예를 들면, 카테고리 3 케이블링은 트위스트-페어 케이블링을 통한 10 Mbps 이더넷 전송(10BASE-T)을 위하여 필요한 성능을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 카테고리 5 케이블링은 트위스트-페어 케이블링을 통한 1000 Mbps 또는 1 Gbps 이더넷 전송(1000BASE-T)을 위하여 필요한 성능을 제공할 수 있다. 대개의 경우들에서, 더 낮은 카테고리의 케이블은 일반적으로 더 높은 카테고리의 케이블보다 더 높은 삽입 손실(insertion loss)을 가질 수 있다.
국부 링크 파트너(102)는 컴퓨터 시스템(106a), 매체 억세스 제어(medium access control;MAC) 컨트롤러(108a), 및 송수신기(110a)를 포함한다. 원격 링크 파트너(104)는 컴퓨터 시스템(106b), MAC 컨트롤러(108b), 및 송수신기(110b)를 포 함한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 이러한 점에 한정되지는 않는다.
송수신기(110a)는, 국부 링크 파트너(102)와, 예를 들면, 원격 링크 파트너(104)와 같은 링크 파트너 사이에서, 통신, 예를 들면, 데이터의 송신 및 수신을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직(logic), 회로(circuitry), 및/또는 코드(code)를 포함할 수 있다. 유사하게, 송수신기(110b)는, 원격 링크 파트너(104)와, 예를 들면, 국부 링크 파트너(102)와 같은 링크 파트너 사이에서 통신하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 송수신기들(110a 및 110b)는, 예를 들면, 이더넷 동작들을 지원할 수 있다. 송수신기들(110a 및 110b)는, 예를 들면, 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps(또는 1 Gbps) 및/또는 10 Gbps와 같은 멀티-레이트 통신들을 가능하게 할 수 있다. 이 점에서, 송수신기들(110a 및 110b)은 표준 기반의 데이터 레이트들 및/또는 비 표준 데이터 레이트들을 지원할 수 있다. 더구나, 송수신기들(110a 및 110b)는 동작의 표준 이더넷 길이들 또는 범위들 및/또는 동작의 확장된 범위들을 지원할 수 있다. 송수신기들(110a 및 110b)는 다른 링크 파트너에서 액티브 동작들의 검출을 가능하게 하는 링크 디스커버리 시그널링(link discovery signaling;LDS)을 이용함에 의해 국부 링크 파트너(102)와 원격 링크 파트너(104) 사이에서 통신을 가능하게 할 수 있다. 이 점에서, LDS 동작은 표준 이더넷 동작 및/또는 확장된 범위 이더넷 동작을 지원하기 위해 적응될 수 있다.
송수신기들(110a 및 110b)은, 예를 들면, 멀티레벨(multilevel) 시그널링(signaling)을 이용할 수 있다. 이 점에서, 송수신기들(110a 및 110b)은 전송될 다양한 심볼들(symbols)을 다양한 레벨들로써 나타내기 위해 펄스 진폭 변조(pul amplitude modulation;PAM)를 이용할 수 있다. 예를 들면, 1000 Mbps 이더넷 애플리케이션들, PAM5 전송 스킴이 각각의 트위스트-페어 와이어에서 이용될 수 있고, 여기서, PAM5는 5 개의 레벨들 {-2, -1, 0, 1, 2}로써 PAM을 표시한다.
송수신기들(110a 및 110b)에 의해 송신되고/되거나 수신되는 데이터는 잘 알려진 OSI 프로토콜 표준에 따라서 포맷(format)될 수 있다. OSI 모델은 동작가능성(operability) 및 기능성(functionality)을 7 개의 구별(distinct)되고 계층적(hierarchical) 계층들(layers)로 나눈다. 일반적으로 OSI 모델에서 각 계층은 즉각 더 높은 인터페이싱 계층으로 서비스를 제공할 수 있도록 구성(structure)된다. 예를 들면, 계층 1, 또는 물리적 계층(PHY)은 계층 2에 서비스들을 제공할 수 있고, 계층 2는 계층 3에 서비스들을 제공할 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 컴퓨터 시스템들(106a 및 106b)은 계층 3 및 상부(above)를 나타낼 수 있고, MAC 컨트롤러들(108a 및 108b)은 계층 2 및 상부를 나타낼 수 있고 송수신기들(110a 및 110b)은 계층 1 또는 PHY의 동작 가능성(operability) 및/또는 기능성(functionality)을 나타낼 수 있다. 이 점에서, 송수신기들(110a 및 110b)은, 예를 들면, PHY 장치들 또는 PHY 송수신기들로 불려질 수 있다. 컴퓨터 시스템들(106a 및 106b)은 케이블(112)을 통하여 전송될 데이터 패킷들(data packets)을 위하여 5 개의 가장 높은 기능 계층들의 동작가능성 및/또는 기능성을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함한다. OSI 모델에서의 각각의 계층이 즉각 더 높은 인터페이싱 계층으로 서비스를 제 공하므로, MAC 컨트롤러들(108a 및 108b)은 패킷들이 적합하게 송수신기들(110a 및 110b)에 포맷되고 통신된다는 것을 보장하기 위해 컴퓨터 시스템들(106a 및 106b)에 필요한 서비스들을 제공할 수 있다. 전송 동안, 각 계층은 그 자신의 헤더(header)를 그 상부의 인터페이싱 계층으로부터 패스된 데이터에 부가한다. 그러나, 수신 동안, 유사 OSI 스택을 갖는 호환가능한(compatible) 장치는, 메시지가 하부 계층들(lower layers)로부터 상부 계층들(higher layers)로 지나갈 때 헤더들을 제거(strip off)한다.
송수신기들(110a 및 101b)은 모든 물리적 계층 요구들을 핸들링하도록 구성될 수 있고, 물리적 계층 요구들은, 이에 한정되지는 않지만, 그러한 동작이 요구되는 경우에, 패킷화(packetization), 데이터 송신 및 직렬화/직렬화해제(serialization/deserialization)(SERDES)를 포함한다. MAC 컨트롤러들(108a 및 108b) 각각으로부터 송수신기들(110a 및 110b)에 의해 수신된 데이터 패킷들은 상부 6 개의 기능 계층들의 각각을 위한 데이터 및 헤더 정보를 포함할 수 있다. 송수신기들(110a 및 110b)은 케이블(112)을 통해 송신될 데이터 패킷들을 인코딩하고/인코딩하거나 케이블(112)로부터 수신된 데이터 패킷들을 디코딩하도록 구성될 수 있다.
MAC 컨트롤러(108a)는 국부 링크 파트너(102)에서 데이터 링크 계층, 계층 2, 동작가능성 및/또는 기능성의 핸들링을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 유사하게, MAC 컨트롤러(108b)는 원격 링크 파트너(104)에서 계층 2 동작가능성 및/또는 기능성의 핸들링을 가능하게 할 수 있 는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. MAC 컨트롤러들(108a 및 108b)은, 예를 들면, IEEE 802.3 표준에 기반을 둔 것들과 같은 이더넷 프로토콜들을 구현하도록 구성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 이러한 점에 한정되지는 않는다.
MAC 컨트롤러(108a)는 인터페이스(114a)를 통한 송수신기(110a) 및 버스 컨트롤러 인터페이스(116a)를 통한 컴퓨터 시스템(106a)과 통신할 수 있다. MAC 컨트롤러(108b)는 인터페이스(114b)를 통한 송수신기(110b) 및 버스 컨트롤러 인터페이스(116b)를 통한 컴퓨터 시스템(106b)과 통신할 수 있다. 인터페이스들(114a 및 114b)은 프로토콜 및/또는 링크 관리 제어 신호들을 포함하는 이더넷 인터페이스들에 상응한다. 인터페이스들(114a 및 114b)은 멀티-레이트 인터페이스들일 수 있다. 버스 컨트롤러 인터페이스들(116a 및 116b)은 PCI 또는 PCI-X 인터페이스들에 상응할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 이러한 점에 한정되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 대표적인 이더넷 송수신기 멀티-레이트 PHY 계층 아키텍쳐를 나타내는 블록 다이어그램이다. 도 2를 참조하면, 송수신기 또는 PHY 장치(202), MAC 컨트롤러(204), 컴퓨터 시스템(206), 인터페이스(208), 및 버스 컨트롤러 인터페이스(210)를 포함하는 링크 파트너(200)가 보여진다. 송수신기(202)는 멀티-레이트 PHY 블록(212), 복수의 송신기들(214a, 214c, 214e, 및 214g), 복수의 수신기들(214b, 214d, 214f, 및 214h), 메모리(216), 및 메모리 인터페이스(218)를 포함하는 집적 장치(integrated device)일 수 있다. 송수신기(202)의 동작은 도 1에서 개시된 송수신기들(110a 및 110b)의 그것과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 이 점에서, 송수신기(202)는 원격 PHY 장치와 통신하게 할 수 있는 계층 1 또는 PHY 동작가능성 및/또는 기능성을 제공할 수 있다. 유사하게, MAC 컨트롤러(204), 컴퓨터 시스템(206), 인터페이스(208), 및 버스 컨트롤러(210)의 동작은 도 1에 도시된 바와 같이 각각 MAC 컨트롤러들(108a 및 108b), 컴퓨터 시스템들(106a 및 106b), 인터페이스들(114a 및 114b), 및 버스 컨트롤러 인터페이스들(116a 및 116b)과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. MAC 컨트롤러(204)는, 인터페이스(208)를 통하여 복수의 데이터 레이트들로 송수신기(202)와 통신을 가능하게 하는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있는 멀티-레이트 인터페이스(204a)를 포함할 수 있다.
송수신기(202)에서 멀티-레이트 PHY 블록(212)은 PHY 요구들의 동작가능성 및/또는 기능성을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 이 점에서, 멀티-레이트 PHY 블록(212)은 원격 링크 파트너에서 원격 송수신기 또는 PHY 장치와의 통신을 수립하기 위해 이용되는 적절한 링크 디스커버리 시그널링(link discovery signaling)을 생성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 멀티-레이트 PHY 블록(212)은 인터페이스(208)를 통하여 MAC 컨트롤러(204)와 통신할 수 있다. 본 발명의 일 측면에서, 인터페이스(208)는, 예를 들면, 1 Gbps 또는 10 Gbps와 같은 더 높은 동작 속도들을 달성하도록, 멀티-레이트 PHY 블록(212)으로부터 데이터를 수신하기 위하여 및/또는 멀티-레이트 PHY 블록(212)으로 데이터를 송신하기 위하여 복수의 직렬 데이터 레인들(lanes)을 이용하도록 구성될 수 있다. 멀티-레이트 PHY 블록(212)은 하나 또는 그 이상의 복수의 통신 모드들에서 동작하 도록 구성될 수 있고, 여기서 각각의 통신 모드는 다른 통신 프로토콜을 구현한다. 이들 통신 모드들은 IEEE 802.3, 10 GBASE-T, 및 다른 유사 프로토콜들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 멀티-레이트 PHY 블록(212)은 초기화시 또는 동작 동안 동작의 특정 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 멀티-레이트 PHY 블록(212)은 확장된 범위 모드에서 동작하도록 또한 구성될 수 있다.
어떤 경우들에서, 오토-니고시에이션 스킴(auto-negotiation scheme)이 송수신기(202)가 확장된 범위 모드에서 동작하고 있는 원격 링크 파트너에 지시 또는 통신하도록 송수신기(202)에 의해 이용될 수 있다. 오토-니고시에이션 스킴은 링크 디스커버리 시그널링 동작 이후에 또는 결과로서 발생할 수 있다. 원격 링크 파트너는 그 후 그 자체를 적절한 확장된 범위 모드로 구성할 수 있다. 표준 오토-니고시에이션을 통해, 네트워크 링크는 단지 링크의 하나의 단(end)으로부터 확장된 범위로서 구성될 수 있고, 확장된 범위 가능 이더넷 송수신기들과 레거시(legacy) 장치들 사이에서 상호운용성(interoperability)을 보장한다. 이 점에서, 링크 디스커버리 시그널링은 확장된 범위 가능 이더넷 송수신기들 및 레거시 장치들 사이에서 통신을 수립하는 것을 가능하게 하도록 적응될 수 있다. 어떤 경우들에서, 그 링크는 확장된 범위 모드에서 사전 구성(pre-configure)될 수 있고 고정(fix)된 송수신기들일 수 있다.
멀티-레이트 PHY 블록(212)은 메모리 인터페이스(218)를 통하여 메모리(216)에 결합될 수 있고, 메모리 인터페이스(218)는 직렬 인터페이스 또는 버스로 구현될 수 있다. 메모리(216)는 멀티-레이트 PHY 블록(212)의 동작을 달성할 수 있는 파라미터들 및/또는 코드를 포함하는 정보의 스토리지(storage) 또는 프로그래밍(programming)을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함한다. 파라미터들은 구성 데이터(configuration data)를 포함할 수 있고 코드는 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 같은 동작 코드를 포함할 수 있지만, 그 정보는 이러한 점에 한정될 필요는 없다. 더구나, 파라미터들은, 예를 들면, 멀티-레이트 PHY 블록(212)에 의한 사용을 위한 적응 필터(adaptive filter) 및/또는 블록 계수들을 포함할 수 있다.
송신기들(214a, 214c, 214e, 및 214g)은, 예를 들면, 도 1에서 케이블(212)을 통해 링크 파트너(200)로부터 원격 링크 파트너까지 데이터의 전송을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 수신기들(214b, 214d, 214f, 및 214h)은 링크 파트너(200)에 의해 원격 링크 파트너로부터 데이터를 수신하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 송수신기(202)에서 송신기들 및 수신기들의 네 개의 페어들 각각은 케이블(212) 내에 포함될 수 있는 네 개 와이어들 중의 하나에 상응한다. 예를 들면, 송신기(214a) 및 수신기(214b)는 케이블(212)에서 제1 와이어 페어를 통해 원격 링크 파트너와 통신하기 위해 이용될 수 있다. 유사하게, 송신기(214g) 및 수신기(214h)는 케이블(212)에서 제4 와이어 페어를 통해 원격 링크 파트너와 통신하기 위해 이용될 수 있다. 이 점에서, 네 개의 송신기/수신기 페어들 중의 적어도 하나는 적절한 통신 레이트를 제공할 수 있다. 링크 디스커버리 시그널링 동작은 네 개의 트위스트-페어 와이어 중의 적어도 하나가 액티브일 때 확장된 범위 모드에서 통신을 가능하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 기가비트 이더넷 시스템에서의 ECHO, NEXT, 및 FEXT 채널 상태들을 나타내는 블록 다이어그램이다. 도 3을 참조하면, 국부 링크 파트너(301a) 및 원격 링크 파트너(301b)를 포함할 수 있는 기가비트 이더넷 시스템(300)이 보여진다. 국부 링크 파트너(301a) 및 원격 링크 파트너(301b)는 풀 듀플렉스 동작(full duplex operation)에서 네 개의 트위스트-페어 와이어들(310)을 통해 통신할 수 있다. 네 개의 트위스트-페어 와이어들(310) 각각은 250 Mbps 데이터 레이트를 지원하여 총 1 Gbps의 데이터 레이트를 제공할 수 있다. 국부 링크 파트너(301a)는 네 개의 하이브리드들(306)을 포함할 수 있다. 국부 링크 파트너(301a)에서 각 하이브리드(306)는 송신기(302), 수신기(304), 및 네 개의 트위스트-페어 와이어들(310) 중의 하나에 통신상으로 결합될 수 있다. 유사하게, 원격 링크 파트너(301b)는 네 개의 하이브리드들(306)을 포함할 수 있다. 원격 링크 파트너(301b)에서 각 하이브리드(306)는 송신기(302), 수신기(304), 및 네 개의 트위스트-페어 와이어들(310) 중의 하나에 통신상으로 결합될 수 있다. 도 3에서 보여지는 국부 링크 파트너(301b) 및 원격 링크 파트너(301b)의 일부분들은 각각 국부 링크 파트너(301a) 및 원격 링크 파트너(301b)에 의해 지원되는 PHY 동작들의 일부에 상응할 수 있다.
국부 링크 파트너(301a) 또는 원격 링크 파트너(301b)에서의 각 하이브리드(306)는 변압기(transformer)(308)에 통신상으로 결합될 수 있거나 포함할 수 있다. 하이브리드(306)는 트위스트-페어 와이어(310)로부터 송신되고 수신된 신호들 을 분리하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 송신기들(302)은 하이브리드(306) 및 트위스트-페어 와이어(310)를 통해 링크의 다른 단(end)에서 링크 파트너로 송신될 신호들을 생성하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 수신기들(304)은 트위스트-페어 와이어(310) 및 하이브리드(306)를 통해 링크의 다른 단에서 링크 파트너로부터 수신된 신호들을 처리하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다.
동작 동안, 몇몇 상태들이 트위스트-페어 와이어들(310) 각각에서 발생할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 상태들이 트위스트-페어 와이어들(510) 각각에서 발생할 수 있다. 예를 들면, 심볼간 간섭(intersymbol interference;ISI)이 주파수 의존 와이어 감쇠(frequence dependent wire attenuation)의 결과로서 발생할 수 있다. 도 3에서 보여지는 바와 같이, 에코 성분(ECHO component)은 동일한 트위스트-페어 와이어(310) 상의 국부 송신기(302)로부터 발생되는 에코(echo)로부터 트위스트-페어 와이어(310)에서 수신될 수 있다. 근단 크로스토크(near-end crosstalk;NEXT) 성분은 동일한 링크 파트너에서 세 개의 인접 트위스트-페어 와이어들(310)에 상응하는 국부 송신기들(302)로부터 트위스트-페어 와이어(310)에서 또한 수신될 수 있다. 더구나 원단 크로스토크(far-end crosstalk;FEXT) 성분은 링크의 다른 단(end)에서의 링크 파트너에서 원격 송신기들(302)로부터 트위스트-페어 와이어(310)에서 또한 수신될 수 있다. 도 3에 개시된 기가비트 이더넷 시스템(300)에도 불구하고, 본 발명은 그렇게 한정될 필요는 없다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 기가비트 이더넷을 위해 수신된 신호들에 대한 대표적인 신호 처리 동작들을 나타내는 블록 다이어그램이다. 도 4a를 참조하면, 이더넷 송수신기에서 PHY 동작들에 의해 수행되는 신호 처리의 일부를 제공할 수 있는 신호 처리 시스템(400)이 보여진다. 예를 들면, 신호 처리 시스템(400)은 도 2에서의 멀티-레이트 PHY 블록(212) 및/또는 수신기들(214b, 214d, 214f, 및 214h)에서 구현될 수 있다. 신호 처리 시스템(400)은 아날로그 디지털 변환기(A/D)(402), 적응(adaptive) 피드 포워드 등화기(feed-forward equalizer;FFE)(404), 3 NEXT 제거기(canceller)(406), 가산기(adder)(408), ECHO 제거기(410), 및 등화기/트렐리스 디코더(equalizer/trellis decoder)(412)를 포함할 수 있다.
A/D(402)는 트위스트-페어 와이어를 통해 수신된 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. A/D(402)의 출력은 FFE(404)에 통신될 수 있다. FFE(404)는 채널 최소 위상(channel minimum-phase)을 이루고 채널에서 잡음을 백색화(whiten)하기 위해 프리커서(precursor) ISI의 제거(removal)를 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 3 NEXT 제거기(406)는, 세 개의 인접한 트위스트-페어 와이어들에 상응하는 국부 송신기들로부터 트위스트-페어 와이어에서 수신된 NEXT의 적어도 일부를 제거하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. ECHO 제거기(410)는 동일한 트위스트-페어 와이어 상에서 국부 송신기로부터 트위스트-페어 와이어에서 수신된 ECHO 성분의 적어도 일부를 제거하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다.
가산기(408)는 포스트커서 채널 임펄스 응답(postcursor channel impulse response)(zn,1)을 생성하기 위해, FFE(404), 3 NEXT 제거기(406), 및/또는 ECHO 제거기(410)의 출력을 가산하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 등화기/트렐리스 디코더(412)는 포스트커서 임펄스 응답으로부터 발생할 수 있는 ISI를 등화시키고 트렐리스 코드를 디코딩하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 등화기/트렐리스 디코더(412)는 다른 트위스트-페어 와이어들에 상응하는 포스트커서 채널 임펄스 응답들(zn ,2, zn ,3, zn ,4)을 입력들로서 수신할 수 있다. 등화기/트렐리스 디코더(412)는 수신된 아날로그 신호에 상응하는 검출된 비트들(detected bits)을 생성할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 도 4a에 설명된 바와 같은 기가비트 이더넷을 위한 대표적인 분리 등화(separate equalization) 및 디코딩 동작들을 나타내는 블록 다이어그램이다. 도 4b를 참조하면, 분리 등화 및 트렐리스 디코딩 동작들로서 구현된 등화기/트렐리스 디코더(412)가 보여진다. 등화기/트렐리스 디코더(412)는 네 개의 결정 피드백 등화기들(decision-feedback equalizers;DFE)(420) 및 트렐리스 코딩 변조(trellis-coded modulation;TCM) 디코더(422)를 포함할 수 있다. DFE(420)는 각각의 트위스트-페어 와이어에 대해 포스 트커서 ISI를 제거하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. TCM 디코더(422)는 트렐리스-코딩 심볼들(trellis-coded symbols)을 디코딩하기 위해 코드 트렐리스(code trellis) 상에 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)을 실행하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. TCM 디코더(422)는, 예를 들면, 병렬 결정 피드백 디코딩 아키텍쳐(parallel decision-feedback decoding architecture)를 사용하여 구현될 수 있다. 분리 등화 및 트렐리스 디코딩 접근법은 낮은 구현 복잡성을 제공할 수 있고, 1 Gbps 데이터 레이트가 쉽게 달성될 수 있다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 도 4a에 설명된 바와 같이 기가비트 이더넷을 위한 대표적인 조인트 등화(joint equalization) 및 디코딩 동작들을 나타내는 블록 다이어그램이다. 도 4c를 참조하면, 조인트 등화(joint equalization) 및 트렐리스 디코딩 동작들로서 구현된 등화기/트렐리스 디코더(412)가 보여진다. 등화기/트렐리스 디코더(412)는 결정 피드백 프리필터(decision-feedback prefilter;DFP) 블록(450) 및 룩어헤드 병렬 결정 피드백 디코더(look-ahead parallel decision-feedback decoder;LA-PDFD)(452)를 포함할 수 있다. DFP 블록(450)은 각 트위스트-페어 와이어 당 하나씩인 네 개의 DFP들(454)을 포함할 수 있다. DFP(454)는 포스트커서 채널 메모리를 짧게하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. LA-PDFP(452)는 룩어헤드(look-ahead) 방식에서 분기 메트릭들(branch metrics)을 계산하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 채널 계수들(channel coefficients)의 트레이닝(training) 및 적응(adaptation)은 도 4a에서의 등화기/트렐리스 디코더(412)의 성능을 개선하기 위해 이용될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 네 쌍의 트위스트-페어 케이블링(twisted-pair cabling)을 통해 1000 Mbps로 동작하는 대표적인 이더넷 연결의 블록 다이어그램이다. 도 5a를 참조하면, 국부 링크 파트너(501a) 및 원격 링크 파트너(501b)를 포함할 수 있는 1000 Mbps 또는 1 Gbps로 동작하는 이더넷 시스템(500)이 보여진다. 국부 링크 파트너(501a) 및 원격 링크 파트너(501b)는 풀 듀플렉스 동작에서 네 개의 액티브 트위스트-페어 와이어들까지를 통해 통신할 수 있다. 네 개의 트위스트-페어 와이어들(310) 각각은, 모든 네 개의 트위스트-페어 와이어들이 액티브일 때 250 Mbps 데이터 레이트를 지원하여 총 1 Gbps의 데이터 레이트를 제공할 수 있다. 어떤 경우들에서, 트위스트-페어 와이어들(310) 중의 하나 또는 둘다가 액티브될 수 있고, 그 경우에 이더넷 시스템(500)에 의해 지원되는 데이터 레이트는 각각 250 Mbps 및 500 Mbps일 수 있다. 국부 링크 파트너(501a)는 네 개의 하이브리드들(502)을 포함할 수 있다. 하이브리드(502)의 동작은 도 3에서 하이브리드(302)의 동작과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 그렇게 한정되지 않고 하이브리드 회로의 다양한 구현들을 지원할 수 있다. 국부 링크 파트너(501a)에서의 각 하이브리드(502)는 송신기(302), 수신기(340), 및 네 개의 트위스트-페어 와이어들 중의 하나에 통신상으로 결합될 수 있다. 에코 제거기(504a) 및 감산기(subtractor)(506a)는 또한 국부 링크 파트너(501a)에서 각 하이브리드(502)에 관련된다. 국부 링크 파트너(501a)는 또한 디멀티플렉서(demux)(508a), 얼라이너(aligner)(510a), 및 멀티플렉서(mux)(512a)를 포함할 수 있다.
유사하게, 원격 링크 파트너(501b)는 네 개의 하이브리드들(502)를 포함할 수 있다. 원격 링크 파트너(501b)에서의 각 하이브리드(502)는 송신기(302), 수신기(304), 및 네 개의 트위스트-페어 와이어들(310) 중의 하나에 통신상으로 결합될 수 있다. 에코 제거기(504b) 및 감산기(506b)는 또한 원격 링크 파트너(501b)에서의 각 하이브리드(502)에 관련된다. 원격 링크 파트너(501b)는 또한 디멀티플렉서(508b), 얼라이너(510b), 및 멀티플렉서(512b)를 포함할 수 있다. 도 5a에서 보여지는 국부 링크 파트너(501a) 및 원격 링크 파트너(501b)의 일부들은 각각 국부 링크 파트너(501a) 및 원격 링크 파트너(501b)에 의해 지원되는 PHY 동작들의 일부에 상응할 수 있다.
디멀티플렉서들(508a 및 508b)는 네 개의 트위스트-페어 와이어들을 통한 송신을 위한 네 개의 250 Mbps 신호들로 1 Gbps 신호를 분리하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 얼라이너들(510a 및 510b)은 네 개의 트위스트-페어 와이어들 각각으로부터 수신된 250 Mbps 신호들을 정렬(align)하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 멀티플렉서들(512a 및 512b)는 수신된 1bps 신호를 생성하기 위해 얼라이너(510)로부터 정렬된 250 Mbps 신호들을 결합하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다.
에코 제거기들(504a 및 504b)은 동일한 트위스트-페어 와이어에 관련된 수신 기(304)를 통하여 수신된 상응하는 신호에서 ECHO 성분을 적어도 부분적으로 제거하기 위해 송신기(302)를 통해 송신될 신호를 처리하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 감산기들(506a 및 506b)은 수신된 신호로부터의 ECHO 성분을 제거하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다.
동작시, 국부 링크 파트너(501b)는 디멀티플렉서(508a)를 통해 송신될 1 Gbps 신호를 네 개의 250 Mbps로 분할할 수 있다. 전송될 각 신호는 하이브리드(502)를 통하여 상응하는 트위스트-페어 와이어에 통신되기 전에 송신기(302)에 의해 처리된다. 네 개의 송신된 신호들은 각각이 에코 제거가 상응하는 에코 제거기(504b) 및 감산기(506b)의 동작으로부터 발생하기 전에 수신기(304)에 의해 처리될 수 있는 원격 링크 파트너(501b)에 도착할 수 있다. 네 개의 수신된 250 Mbps 신호들은 멀티플렉서(512b)에서 1 Gbps 수신된 신호로 결합되기 전에 얼라이너(510b)에서 정렬될 수 있다.
유사하게, 원격 링크 파트너(501b)는 디멀티플렉서(508b)를 통해 전송될 1Gbps 신호를 네 개의 250 Mbps 신호들로 분할할 수 있다. 송신될 각 신호는 하이브리드(506)를 통하여 상응하는 트위스트-페어 와이어에 통신되기 이전에 송신기(302)에 의해 처리될 수 있다. 네 개의 송신된 신호들은 에코 제거가 상응하는 에코 제거기(504a) 및 감산기(506a)의 동작으로부터 발생하기 전에 각각이 수신기(304)에 의해 처리될 수 있는 국부 링크 파트너(501a)에 도착할 수 있다. 네 개의 수신된 250 Mbps 신호들은 멀티플렉서(512a)에서 1 Gbps 수신된 신호로 결합되 기 전에 얼라이너(510a)에서 정렬될 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 멀티-레이트 PHY에서 대표적인 에코 제거기의 블록 다이어그램이다. 도 5b를 참조하면, 송신기(520), 수신기(522), 하이브리드(502), 및 에코 제거 블록(524)을 포함하는 1 Gbps 또는 10 Gbps 모드들을 위한 PHY 계층 동작의 에코 제거 부분이 보여진다. 에코 제거 블록(524)은 적응 필터(526) 및 감산기(528)를 포함할 수 있다. 송신기(520)는 하이브리드(502) 및 상응하는 트위스트-페어 와이어를 통하여 링크의 다른 단(end)에서 링크 파트너로 송신될 신호들을 생성하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 이 점에서, 송신기(520)는, 예를 들면, 링크 디스커버리 시그널링에 관련된 신호들을 송신하기 위해 이용될 수 있다. 수신기(522)는 상응하는 트위스트-페어 와이어 및 하이브리드(502)를 통해 링크의 다른 단에서 링크 파트너로부터 수신된 에코 제거된 신호들을 처리하는 것을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 이 점에서, 수신기(522)는, 예를 들면, 링크 디스커버리 시그널링 동작에 관련된 신호들을 수신하기 위하여 이용될 수 있다.
적응 디지털 필터(526)는 수신된 신호의 ECHO 성분의 적어도 부분적인 제거를 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 이 점에서, 적응 디지털 필터(526)는 전송 및 수신된 신호들에 관한 정보를 이용할 수 있다. 적응 디지털 필터(526)는, 예를 들면, 상관 알고리즘(correlation algorithm), 확률적 반복 알고리즘(stochastic iteration algorithm), 및/또는 사 인 알고리즘(sign algorithm)을 구현할 수 있는 적응 횡단형 디지털 필터(adaptive transversal digital filter)일 수 있다.
동작시, 신호는 하이브리드(502)를 통해 수신될 수 있다. 적응 디지털 필터(526)는 감산기(528)에서 수신된 신호로부터 감산하기 위해 ECHO 성분에 관련된 잡음 성분을 결정하도록 송신기(520)를 통해 수신된 신호들에 관한 정보를 이용할 수 있다. 감산기(528)의 출력은 반복적인 에코 제거 동작들을 수행하기 위해 수신기(522)에 그리고 적응 디지털 필터(526)에 통신될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 두 쌍의 트위스트-페어 케이블링을 통하여 100 Mbps로 동작하는 대표적인 풀 듀플렉스 이더넷 연결(full duplex Ethernet connection)의 블록 다이어그램이다. 도 6을 참조하면, 풀 듀플렉스에서 100 Mbps로 동작하는 이더넷 시스템(600)이 보여진다. 이더넷 시스템(600)은 국부 링크 파트너(601a) 및 원격 링크 파트너(601b)를 포함할 수 있다. 국부 링크 파트너(601a) 및 원격 링크 파트너(601b)는 두 개의 트위스트-페어 와이어들(310)을 통하여 통신할 수 있고, 여기서 각 트위스트-페어 와이어는 풀 듀플렉스에서 50 Mbps로 동작하고 있다. 전송 및 수신 동작들은 각각의 트위스트-페어 와이어를 통해 수행될 수 있다. 이러한 대표적인 실시예에서, 두 개의 부가적인 트위스트-페어 와이어들은 비사용(unused)으로 보여진다. 풀 듀플렉스 50 Mbps 데이터 레이트를 지원하는 사용에서 트위스트-페어 와이어들(310) 각각으로, 전 통신 레이트는 100 Mbps이다. 국부 링크 파트너(601a)는 PHY 송수신기들(602)을 포함할 수 있다. 원격 링크 파트너(601b)는 PHY 송수신기들(604)을 포함할 수 있다.
PHY 송수신기들(602 및 604)은 트위스트-페어 와이어를 통하여 전송을 가능하게 할 수 있는 적절한 로직, 회로, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. PHY 송수신기들(602 및 604)은, 어떤 경우에, 송신기들에 통신상으로 결합된 변압기(308)를 통하여 송신할 수 있다. PHY 송수신기들(602 및 604)은 트위스트-페어 와이어로부터 신호들을 수신하는 것을 또한 가능하게 할 수 있다. PHY 송수신기들(602 및 604)는, 어떤 경우들에서, 수신기들에 통신상으로 결합된 변압기(308)를 통해 수신할 수 있다.
이더넷 시스템(600)은, 예를 들면, 확장된 범위 동작들을 위하여 이용될 수 있다. 이 점에서, 이더넷 시스템(600)은 확장된 범위 동작들을 가능하게 할 수 있는 링크 디스커버리 시그널링(LDS) 스킴을 이용할 수 있다. 예를 들면, 원격 통신 파트너(601b)가 국부 링크 파트너(601a)로부터의 표준 링크 길이 값 내에 있을 때, LDS 스킴이 원격 링크 파트너(601b)에서 액티브 동작들을 검출하기 위해 그리고 링크 길이 값이 표준 이더넷 요구들을 따를 때 지원될 수 있는 동작 모드들을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 다른 예에서, 원격 링크 파트너(601b)가 원격 링크 파트너(601a)로부터의 표준 링크 길이 값으로부터 확장된 범위에 위치하고 원격 링크 파트너(601b)가 확장된 범위 동작들을 지원할 때, LDS 스킴은 원격 링크 파트너(601b)에서 액티브 동작들을 검출하기 위해 및 확장된 범위 링크 길이 값을 위해 지원될 수 있는 동작 모드들을 결정하기 위해 또한 이용될 수 있다.
발명의 다른 실시예에서, 국부 링크 파트너(601a) 및 원격 링크 파트너(601b)는 단일 트위스트-페어 와이어(310)를 통하여 통신할 수 있고, 여기서 트 위스트-페어 와이어는 풀 듀플렉스에서 100 Mbps로 동작하고 있다. 이 점에서, 단ㅇ리 통신 또는 전송 매체가 국부 링크 파트너(601a)와 원격 링크 파트너(601b) 사이에서 지원될 수 있을 때, 동축 케이블은 단일 트위스트-페어 와이어(310) 대신에 이용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 그렇게 한정될 필요는 없다.
LDS 스킴은, 예를 들면, 파워 업(power up)시, 리셋(reset)시, 링크의 양 단들(both ends) 상에 PHY들을 위한 적절한 공통 동작 모드를 결정하기 위해 이용될 수 있는 메커니즘으로서 가능하게 될 수 있다. 이 점에서, LDS는 두 개의 확장된 범위 PHY들을 연결하는 트위스트-페어 와이어들의 숫자, 트위스트-페어 와이어들 커넥티비티 순서화(connectivity ordering), 두 개의 확장된 범위 PHY들을 위한 마스터/슬레이브 PHY 할당을 결정하기 위해, 및/또는 예를 들면 데이터 처리율(throughput)을 최대화하기 위해 이용될 수 있는 양 PHY들에 공통적인 적어도 하나의 동작 모드를 결정하기 위해 확장된 범위 동작들에서 이용되는 프로토콜 시그널링 스킴 및 프로토콜일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 대표적인 LDS 시그널링 스킴을 나타내는 다이어그램이다. 도 7을 참조하면, LDS 스킴의 초기 위상들(initial phases) 동안 이용될 수 있는 구간(702)을 포함할 수 있는 LDS 신호(700)가 보여진다. 그 구간(702) 내에서 톤 버스트 부분(tone burst portion)(704) 및 휴지 부분(quiet portion)(706)이 있을 수 있다. LDS 신호(700)의 톤 버스트 부분(704)을 위해, 예를 들면, 1MHz 캐리어는, 예를 들면, 휴지 부분(706)의 약 14 ms에 의해 분리된 약 2 ms의 톤 버스트 부분(704)을 생성하기 위해 12.5% 듀티 사이클(duty cycle)을 갖 는 로직 신호에 의해 게이트(gate)되거나 변조될 수 있다. 1MHz 캐리어 신호는, 예를 들면, IEEE 802.3 표준 조항(clause) 14.3.1.3.2를 지원하는 것들과 같은 확장된 범위 동작을 지원하지 않는 이더넷 PHY들에 의해 거부(reject)될 수 있다. 이 점에서, IEEE에 따른 이더넷 PHY들에 의해 수용될 수 없는 다른 캐리어 주파수들이 이용될 수 있다. 톤 버스트 부분(704)의 사이클(708)은 1 MHz 스퀘어 캐리어 신호에 대해 또한 보여진다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 이 점에 한정될 필요는 없고 다른 캐리어 주파수들 및 파형들이 확장된 범위 동작을 가능하게 하기 위한 동작 요구들에 따라 이용될 수 있다.
LDS 스킴의 후속 위상들 동안, 1 MHz 캐리어는, 예를 들면, 11 비트 폴리노미얼(polynomial)로부터 유도(derive)되는 최대 길이 슈도랜덤(pseudorandom) 수(PN)에 의해 재배치(replace)될 수 있다. 더구나 LDS 스킴의 최종적인 위상들 동안, 1 MHz 캐리어는 그 후 11 비트 최대 길이 PN 시퀀스에 의해 스크램블(scramble)되는 PHY 능력들을 인코딩하는 반복 16 비트 데이터 패턴에 의해 재배치(replace)될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, LDS 시그널링 스킴을 위한 대표적인 단계들을 나타내는 플로우 다이어그램이다. 도 8을 참조하면, 플로우 다이어그램(800)이 보여진다. 시작 단계 802에서, 각각의 지원된 트위스트-페어 와이어가 풀 듀플렉스 구성에서 PHY의 송신기 및 수신기에 결합될 수 있다. 단계 804에서, 예를 들면, 파워 업 동작 동안 또는 리셋 동작 동안, 모든 지원되는 트위스트-페어 와이어들 상에서의 송신기들은 도 7에서 보여지는 바와 같이 톤 버스트들의 주기적인 시리즈들(periodic series of tone bursts)을 송신 시작할 수 있다. 톤 버스트들의 주기적인 시리즈들은, 예를 들면, 비컨(beacon) 신호들로 불려질 수 있다. 국부 수신기들은 국부 송신기들이 휴지(quiet) 중일 때 톤 버스트들 사이에서의 약 14 ms 구간 동안 인에이블될 수 있다. 부가적인 휴지 구간(quiet intervals)은 선택된 톤 버스트들을 랜덤하게(randomly) 삭제(delete)함으로써 각 PHY에 의해 생성될 수 있다. 이는, 예를 들면, 송신기들을 디스에이블함에 의해 수행될 수 있다. 각각의 지원되는 트위스트-페어 와이어 상에서 수신기들은 국부 송신기의 휴지 구간 동안 링크 파트너로부터의 1 MHz 톤 버스트들을 검출할 수 있다. IEEE 802.3 표준에 따르고 확장된 범위 이더넷 모드들을 지원하지 않는 PHY들에 대해, 수신기들은 그들의 주파수가 표준 조항 14.3.1.3.2에 개시된 바와 같은 컷오프(cutoff) 이하이므로 비컨 신호들을 거부(reject)할 수 있다.
단계 806에서, PHY가 도 7에 개시된 바와 같은 톤 버스트보다 표준 이더넷 링크 펄스를 검출할 때, PHY는 IEEE 802.3 표준 조항 28 오토-니고시에이션 동작들에 대한 제어를 전달(transfer)할 수 있다. 도 7에서 개시된 바와 같은 원격 톤 버스트들이 국부 PHY에서 상응하는 수신기에 의해 트위스트-페어 와이어들 중의 하나에서 검출될 때, PHY는 특정(specified) 시구간 동안 남아 있는 트위스트-페어 와이어들 상에서 원격 톤 버스트들을 계속해서 검출할 수 있다. 예를 들면, PHY는 원격 톤 버스트가 100 ms의 구간 동안 아직 검출되지 않는 어떤 남아 있는 트위스트-페어 와이어 상에서 원격 톤 버스트들을 위해 검출을 계속하도록 프로그램될 수 있다. 원격 톤 버스트들을 검출하지 않는 수신기들은 비사용(unused) 또는 인액티 브(inactive) 트위스트-페어 와이어들에 결합될 수 있다. 일단 액티브 트위스트-페어 와이어들이 검출된 원격 톤 버스트들에 근거하여 식별된다면, PHY는 비사용 또는 인액티브 트위스트-페어 와이어들에 관련된 송신기들을 디스에이블하거나 턴오프할 수 있다.
단계 810에서, 톤 버스트가 검출될 수 있는 경우에, 검출된 톤 버스트에 관련된 국부 송신기는 충돌(collisions)을 회피하기 위해 수신된 톤 버스트들과 대략 중심이 맞춰지게(center) 되도록 국부적으로 생성된 톤 버스트들의 위상을 조정할 수 있다. 국부적으로 생성된 톤 버스트들의 위상에 대한 이러한 조정은, 예를 들면, LDS 스킴 프로세스를 통하여 유지될 수 있다. 발명의 일 실시예에서, 국부 PHY가 트위스트-페어 와이어에서 톤 버스트를 먼저 검출할 때, 국부 PHY는 원격 PHY에 관하여 마스터 장치(master device)로서 동작할 수 있다. 이 점에서, 국부 PHY는 원격 장치로 톤 버스트들을 전송하는 것을 중단할 수 있고 최대 길이 시퀀스 또는, 예를 들면, 11 비트 슈도랜덤(pseudo-random) 숫자(PN-11) 시퀀스를 송신하는 것을 시작할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 국부 PHY에 의해 검출된 원격 턴 버스트가 PH-11 시퀀스를 포함할 때, 국부 PHY는 원격 PHY에 관하여 슬레이브 장치로서 동작할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 그렇게 한정될 필요는 없다.
단계 812에서, 국부 PHY가 슬레이브 장치로서 동작할 때, 국부 PHY는 반복 패턴으로서 각각의 액티브 트위스트-페어 와이어의 숫자에 관한 정보를 인코딩하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 제1 트위스트-페어 와이어를 위하여, 반복 패턴은 000100010001 ...일 수 있고, 제2 트위스트-페어 와이어를 위하여, 반복 패턴은 001100110011 ...일 수 있고, 제3 트위스트-페어 와이어를 위하여, 반복 패턴은 011101110111 ...일 수 있으며, 제4 트위스트-페어 와이어를 위하여, 반복 패턴은 111111110011 ...일 수 있다. 국부 PHY 장치는 원격 장치로부터 수신된 PN-11 시퀀스에 근거하여 스크램블된 셀프-동기화(self-synchronizing)를 이용하여 트위스트-페어 와이어에 상응하는 반복 패턴을 스크램블할 수 있다. 국부 PHY는 원격 장치로 인코딩된 정보를 송신할 수 있다. 국부 PHY는 또한 원격 장치로부터 케이블 또는 링크 길이의 값을 수신할 수 있다. 이 점에서, 케이블 또는 링크 길이의 값은, 예를 들면, 와이어 페어들의 길이를 추정하기 위한 휴지 구간 동안, 마스터 장치로서 동작하고 타임 도메인 반사측정(time domain reflectometry;TDR) 또는 컨버젼스 기반의 케이블 진단 루틴(convergence based diagnostics)를 이용하는 원격 장치에 의해 결정될 수 있다.
국부 PHY가 마스터 장치로서 동작할 때, 국부 PHY는 원격 장치로부터 인코딩된 정보로서 송신될 수 있는 트위스트-페어 숫자 정보를 복원(recover)할 수 있다. 국부 PHY는 수신된 정보에 따라 트위스트-페어 와이어들을 교정하거나 교환할 수 있다. 국부 PHY는 케이블 또는 링크 길이 값을 추정하기 위해 수신된 톤 버스트들 사이의 휴지 구간을 이용할 수 있다. 국부 PHY는, 예를 들면, 제로(zero)로 셋팅된 처음의 4 비트들로써 패턴을 반복하는 8비트 CRC를 갖는 16비트 필드에서 추정된 길이를 인코딩할 수 있다. 다음은 인코딩된 추정 케이블 또는 링크 길이를 보여주는 대표적인 패턴이다.
Figure 112007065761916-pat00001
PH-11 시퀀스로부터 구성된 셀프-동기화 스크램블러(self-synchronizing scrambler)는 추정된 길이를 스크램블하기 위해 이용될 수 있다. 마스터 장치로서의 국부 PHY 동작은 그 후 링크 파트너로 그 길이를 통신하기 위해 톤 간격 동안 스크램블된 추정 길이를 송신할 수 있다.
단계 814에서, PHY들 각각은 상응하는 링크 파트너에 "지원된(supported)" 으로 통지하도록 이용가능한 동작 모드들의 서브셋(subset)을 결정하기 위해 추정된 케이블 또는 링크 길이 값과 검출된 페어들의 숫자를 이용할 수 있다. 지원된 동작 모드들은, 예를 들면, 8비트 CRC를 갖는 16비트 필드를 포함하는 반복 패턴에서 디코딩될 수 있다. 24비트 필드는, 셀프-동기화 구성(self-synchronizing configuration)에서 PN-11 시퀀스에 의해 범위지어지고(delimit), 반복되고, 및/또는 스크램블될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 16비트 필드에서 적어도 하나의 비트들은 링크 파트너에 의해 지원되는 모드들의 유효 수신(valid reception)을 나타내기 위해 이용될 수 있다. 다음은 링크 파트너에게 통지하기 위해 인코딩되고 지원된 동작 모드들을 보여주는 대표적인 패턴이다.
Figure 112007065761916-pat00002
여기서, 어빌리티(abilities) 필드는 송신 링크 파트너에 의해 지원되는 모드에 관한 정보를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에서, 8비트는, 예를 들면, 필드 숫자를 나타내기 위해 이용될 수 있다. 256까지, 16 비트 필드들은 PHY들 사이에서 교환될 수 있다. 어떤 경우들에서, 최종 필드는 제로로 나타날 수 있다. 발명의 일 실시예에서, 세 개의 연속적인 16 비트 필드들이 CRC 에러 없이 수신된 이후에, PHY는, 예를 들면, 승인(acknowledgement;AWK) 비트를 생성할 수 있다. 링크 파트너로부터 주어진 필드를 위한 승인의 성공적인 인정(recognition) 시, 필드 숫자는 감소될 수 있고 다음 어빌리티 필드가 통신될 수 있다. PN-11 시퀀스로부터 구성된 셀프-동기화 스크램블러는 지원된 동작 모드들을 스크램블하기 위해 이용될 수 있다. 원격 링크 파트너가 최종 어빌리티 필드를 성공적으로 수신할 수 있을 때, 그것은 AWK 비트를 통하여 지시될 수 있고, 국부 링크 파트너는 원격 링크 파트너로부터 최종 어빌리티 필드를 성공적으로 수신하고, 과정은 단계 816으로 진행된다.
단계 816에서, PHY는 그것이 3 개의 동일 에러-프리 최종 필드들의 수신을 통해 링크 파트너에 의해 지원된 모드들을 성공적으로 수신했는지를 결정하고 또한 링크 파트너가 AWK 비트 세트를 갖는 3 개의 동일 에러-프레 최종 필드들의 수신을 통해 국부 PHY에 의해 지원된 모드들을 성공적으로 수신했는지를 검출할 때, PHY는 송신기들을 디스에이블할 수 있고 수신기들의 컨버전스 및/또는 트레이닝을 가능하게 하는 스타트-업 위상으로 통과되게 제어 가능하게 할 수 있다. 단계 816 이후에, 과정은 종료 단계 818로 진행될 수 있다.
본 발명의 대표적인 실시예에서, 각 PHY는 4 개의 트위스트-페어 와이어들까지 지원하도록 가능할 수 있다. 본 발명은 이러한 점에 한정되지 않는다는 것이 인식되어져야 하며, 그러한 4 개의 트위스트-페어 와이어들 이상이 이용될 수도 있 다.
따라서, 본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에서 구현될 수 있다. 본 발명은 적어도 하나의 컴퓨터 시스템에서 중앙 집중된 방식, 또는 다른 요소들이 몇몇의 상호 연결된 컴퓨터 시스템들에 걸쳐 분보되는 분산된 방식에서 구현될 수 있다. 여기에서 설명된 방법들을 수행하기 위해 적응된 어떤 종류의 컴퓨터 시스템 또는 다른 장치들이 적응된다. 하드웨어 및 소프트웨어의 전형적인 조합은, 로딩되고 실행될 때 그것이 여기에서 설명된 방법들을 수행하도록 컴퓨터 시스템을 제어하는 컴퓨터 프로그램을 갖는 범용 컴퓨터(general-purpose computer)일 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램 제품에 내장될 수 있고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 여기에서 설명되는 방법들의 구현을 가능하게 하는 모든 특징들을 포함하고, 컴퓨터 시스템에 탑재될 때 이들 방법들을 수행할 수 있다. 본 문맥(context)에서의 컴퓨터 프로그램은, 어떤 언어, 코드 또는 표기법(notation)으로 나타낸 일단의 명령들의 어떤 표현을 의미한다. 여기서의 일단의 명령들은, 정보 처리 능력을 갖는 시스템들이 특정 기능을 직접적으로 또는 다음 즉 a)다른 언어, 코드 또는 표기법으로의 변환; b)다른 물질적인 형태로의 재생산(reproduction) 중의 하나 또는 두 가지 모두를 거친 후에, 수행하도록 의도된 것들을 말한다.
본 발명이 어떤 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변경들이 이뤄질 수 있고 균등물들(equivalents)이 치환될 수 있음은 당해 기술 분야에서 숙련된 자들에 의해 이해될 것이다. 더구나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 특별한 상황 또는 물적 요건을 본 발명의 시사(teachings)에 적응시키도록 많은 개조들(modifications)이 수행될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 첨부되는 청구항들의 범위 내에 들어오는 모든 실시예들을 포함하도록 의도된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 국부 링크 파트너(local link parter)와 원격 링크 파트너(remote link parter) 사이의 트위스트-페어 케이블링 링크를 통한 이더넷을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 대표적인 이더넷 송수신기 멀티-레이트 PHY 계층 아키텍쳐를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 기가비트 이더넷 시스템에서의 ECHO, NEXT, 및 FEXT 채널 상태들(channel conditions)을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 기가비트 이더넷을 위해 수신된 신호들에 대한 대표적인 신호 처리 동작들을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 도 4a에 설명된 바와 같은 기가비트 이더넷을 위한 대표적인 분리 등화(separate equalization) 및 디코딩 동작들을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 도 4a에 설명된 바와 같이 기가비트 이더넷을 위한 대표적인 조인트 등화(joint equalization) 및 디코딩 동작들을 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 네 쌍의 트위스트-페어 케이블링(twisted-pair cabling)을 통해 1000 Mbps로 동작하는 대표적인 이더넷 연결의 블록 다이어그램이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 멀티-레이트 PHY에서 대표적인 에코 제거기(echo canceller)의 블록 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 두 쌍의 트위스트-페어 케이블링을 통하여 100 Mbps로 동작하는 대표적인 풀 듀플렉스 이더넷 연결(full duplex Ethernet connection)의 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 대표적인 LDS 시그널링 스킴(signal ing scheme)을 나타내는 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, LDS 시그널링 스킴을 위한 대표적인 단계들을 나타내는 플로우 다이어그램이다.

Claims (10)

  1. 유선 통신 방법에 있어서:
    국부(local) 물리적 계층(PHY)에서, 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들(twisted-pair wires)이 원격(remote) PHY에서 액티브인지를 검출(detect)하되, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY는 상기 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통해 통신상으로 결합되는 단계;
    상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어에 근거하여 상기 국부 PHY가 상기 원격 PHY에 대해 마스터(master) 장치인지 슬레이브(slave) 장치인지를 결정하는 단계;
    상기 국부 PHY가 마스터 장치일 때, 상기 원격 PHY에 링크 길이 값(link length value)을 통신하기 전에 상기 원격 PHY로부터 수신된 트위스트-페어 와이어 교환(swap) 정보를 교정(correct)하는 단계;
    상기 국부 PHY가 슬레이브 장치일 때, 상기 원격 PHY로부터 통신된 링크 길이 값을 복원(recover)하기 전에 상기 원격 PHY로 트위스트-페어 와이어 교환 정보를 송신하는 단계;
    상기 링크 길이 값에 근거하여 상기 국부 PHY에 의해 지원되는 상기 원격 PHY 동작 모드들로 통신하는 단계; 및
    상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통으로 풀 듀플렉스(full duplex) 동작 모드를 수립(establish)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유선 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 유선 통신 시스템에 있어서:
    원격 PHY에서 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어들의 검출을 가능하게 하는 국부 PHY를 포함하되, 여기서 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY가 상기 하나 또는 그 이상의 트위스트-페어 와이어들을 통하여 통신상으로 결합가능하고;
    상기 국부 PHY는 상기 검출된 하나 또는 그 이상의 액티브 트위스트-페어 와이어에 근거하여 상기 국부 PHY가 마스터 장치인지 슬레이브 장치인지를 결정하는 것을 가능하게 하고;
    상기 국부 PHY가 마스터 장치일 때, 상기 국부 PHY는 상기 원격 PHY로 링크 길이 값을 통신하기 전에 상기 원격 PHY로부터 수신된 트위스트-페어 와이어 교환 정보의 교정을 가능하게 하고;
    상기 국부 PHY가 슬레이브 장치일 때, 상기 국부 PHY는 상기 원격 PHY로부터 통신된 링크 길이 값을 복원하기 전에 상기 원격 PHY로 트위스트-페어 와이어 교환 정보의 전송을 가능하게 하고;
    상기 국부 PHY는 상기 링크 길이 값에 근거하여 상기 국부 PHY에 의해 지원되는 동작 모드들의 상기 원격 PHY에의 통신을 가능하게 하고;
    상기 국부 PHY는 상기 국부 PHY 및 상기 원격 PHY에 공통으로 풀 듀플렉스 동작 모드를 수립하는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 유선 통신 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 국부 PHY는 국부 PHY 트위스트_페어 와이어들이 액티브인 것을 나타내기 위해 상기 원격 PHY로의 전송을 위하여 상기 국부 PHY 내에서 하나 또는 그 이상의 송신기들에서 신호들의 생성을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 유선 통신 시스템.
  10. 삭제
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