KR20120102023A

KR20120102023A - 채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 및 능력들 교환을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20120102023A
Application number: KR1020120023315A
Authority: KR
Inventors: 웨일 디압; 세샤 팽글루리; 니콜라스 일리아디스
Original assignee: 브로드콤 코포레이션
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-09-17
Also published as: CN102684742B; US20140022929A1; TW201251403A; TWI566560B; US9219676B2; CN102684742A; US8565111B2; US20120230209A1; KR101303720B1; EP2498444A1; HK1169226A1

Abstract

채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 및 능력들 교환을 위한 시스템 및 방법. 채널, 물리층 그리고 데이터층 능력들 교환은 네트워크 서비스들의 프로비전(provision)을 위한 최적의 솔루션들을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 채널, 물리층 그리고 데이터층 능력들은 자동 협상 프로세스 또는 LLDP 메시징 동안에 교환될 수 있다.

Description

채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 및 능력들 교환을 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR EXCHANGING CHANNEL, PHYSICAL LAYER AND DATA LAYER INFORMATION AND CAPABILITIES}

본 발명은 일반적으로 네트워크 링크들에 관한 것이며, 보다 상세하게는 채널, 물리층(physical layer) 그리고 데이터층(data layer) 정보 및 능력들 교환에 관한 것이다.

물리층 디바이스들은 통신 채널, TP(twisted pair) 케이블링, 파이버 광 케이블링, 동축 케이블링(cabling)등과 같은 물리적 미디어를 포함,를 통하여 통신을 하도록 설계된다. 통신 채널의 특징들은 다양한 링크 속도들 및 다양한 타입들의 네트워크 서비스들을 지원하기 위한 물리층 디바이스들의 기능(ability)에 관한 영향이 중요하다.

잘 알려진 바와 같이, 통신 채널의 특징들은 물리층 디바이스들이 동작할 수 있는 링크 속도를 분류하는데 핵심적인 결정요인이다. 예로써, TP케이블링에 대한 통신을 고려해보자. TP 케이블링에 관하여 여러 통신 채널 특징들이 다양한 이더넷 케이블 타입들, 카테고리 3, 5, 5e, 6, 6A, 7,7A등과 같은 이더넷 케이블링(cabling),을 통하여 정의될 수 있다. 각 이러한 이더넷 케이블 타입들은 통신 채널 특징들의 특정 수준, 다른 수준들의 전송 성능을 상응하게 지원하는,을 정의한다.

예를들어, 카테고리 3 UTP(unshielded twisted pair) 케이블링(cabling)은 100BASE-TX 전송 - 카테고리 5 케이블링에 의해 제시된 통신 채널 특징들을 요구하는 - 이 아니라 10BASE-T 전송을 가능하게 한다.이후 카테고리 6 케이블링이 정의되었고 제한된 거리의 10GBASE-T 뿐만 아니라 1000BASE-T 지원할 수 있다. 계속 더하여, 개선된 카테고리 6A, 7 그리고 7A 케이블링 타입들은 10GBASE-T를 위해 정의 되었고, 카테고리 7A 케이블링 그리고 그 이상으로는 40G이상 그리고 그 이상의 지원 속도가 가능할 것이다. 일반적으로, 링크상의 전송률(transmission rate), 더 일반적으로 링크상의 전송 서비스들은 연결된 디바이스들과 관련된 물리층 속성들(properties) 그리고 통신 채널 특징들(characteristics)(예, 케이블링의 타입, 케이블링의 길이(length), 커넥터들 등)을 이용할 수 있는 기능(ability)에 의존한다. 따라서, 요구되는 것은 디바이스들이 그들의 채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 그리고 네트워크 서비스들을 효과적으로 전송할 수 있는 능력들을 조정할 수 있도록 하는 메커니즘이다.

본 발명은 네트워크 서비스 프로비전(provision)의 최선 해결책을 얻기 위하여 채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 및 능력들 교환을 위한 시스템 및 방법을 제공한다.

주로 적어도 하나의 도면들과 연계하여 보여진 것처럼 및/또는 설명된 것처럼, 청구항들에 더 완벽하게 제시된, 채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 및 능력들 교환을 위한 시스템 및 방법.

일 측면에 따르면, 네트워크 링크 진단 방법에 있어서,

제 1 물리층(physical layer) 디바이스로부터 제 2 물리층 디바이스로, 제 1 링크 진단 능력 정보를 전송하는 단계로써, 상기 제 1 링크 진단 능력 정보는 상기 제 1 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들(link diagnostic capabilities)을 결정할 수 있게 하는, 상기 전송하는 단계;

상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 상기 제 2 물리층 디바이스로부터, 제 2 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계로써, 상기 제 2 링크 진단 능력 정보는 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 결정할 수 있게 하는, 상기 수신하는 단계;

상기 제 1 물리층 디바이스에 의해, 상기 제 1 링크 진단 능력 정보를 상기 제 2 링크 진단 능력 정보와 비교하는 단계;

만약 상기 비교가 상기 제 2 물리층 디바이스가 상기 제 1 물리층 디바이스보다 더 어드밴스드(advanced) 링크 진단 능력들을 가지면, 상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 수행되는 링크 분석 프로세스에 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 기반하여 생성된 링크 정보를 수용하는 단계; 및

만약 상기 비교가 상기 제 1 물리층 디바이스가 상기 제 2 물리층 디바이스보다 더 어드밴스드(advanced) 링크 진단 능력들을 가지면, 상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 수행되는 상기 링크 분석 프로세스에 상기 제 1 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들에 기반하여 생성된 링크 정보를 수용하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 전송하는 단계는 자동협상 넥스트 페이지 메시지(auto-negotiation next page message)를 전송하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 전송하는 단계는 타입(type)-길이(length)-값(value) 패킷들을 전송하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 전송하는 단계는 물리층 시그널링(signaling)을 이용하여 전송하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 링크 정보는 링크 길이(link length)이다.

바람직하게는 상기 링크 정보는 네트워크 케이블 타입이다.

바람직하게는 상기 링크 정보는 케이블 전력 손실 예산(cable power loss budget)이다.

일 측면에 따르면,네트워크 링크 진단 방법에 있어서,

상기 제 1 링크 진단 능력 정보를 상기 제 2 링크 진단 능력 정보의 비교에 기반하여 상기 제 1 물리층 디바이스와 상기 제 2 물리층 디바이스 중 하나를 상기 제 1 물리층 디바이스와 상기 제 2 물리층 디바이스에 사용되는 하나 이상의 링크 관련 파라미터들을 위한 링크 진단 정보의 소스(source)로 지정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 링크 관련 정보는 링크 길이(link length)이다.

바람직하게는 상기 링크 관련 정보는 네트워크 케이블 타입이다.

바람직하게는 상기 링크 관련 정보는 케이블 전력 손실 예산(cable power loss budget)이다.

일 측면에 따르면,네트워크 링크 진단 방법에 있어서,

제 1 물리층 디바이스에 의해 네트워크 링크를 통하여 제 2 물리층 디바이스로부터, 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계로써, 상기 링크 진단 능력 정보는 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 결정할 수 있게 하는, 상기 수신하는 단계;

상기 제 2 물리층 디바이스에 의해 수행된 링크 진단들의 적어도 일부에 기반하여 상기 제 2 물리층 디바이스로부터 링크 관련 정보를 수신하는 단계;

상기 수신된 링크 관련 정보에 기반하여 상기 제 1 물리층 디바이스의 동작 파라미터를 수정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계는 자동협상 넥스트 페이지 메시지(auto-negotiation next page message)를 수신하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계는 타입(type)-길이(length)-값(value) 패킷들을 수신하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계는 물리층 시그널링(signaling)을 이용하여 수신하는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면, 채널, 물리층 그리고 데이터층 정보 및 능력들 교환을 통하여 네트워크 서비스 프로비전(provision)의 최선 해결책을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상기에서 열거된 그리고 다른 장점들 및 특징들이 획득될 수 있는 방식을 기술하기 위하여, 위에서 간단하게 기술된 본 발명의 더 특별한 설명은 첨부된 도면들의 구체적인 실시예들을 참조함으로써 제공될 것이다. 이러한 도면들 이해는 본 발명의 단순한 전형적 실시예들로 도시된 것이고 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주될 수 없다고 이해되는 바, 본 발명은 첨부된 도면들을 통하여 추가적인 특수함 및 상세함을 기술하고 설명될 것이다.
도 1은 이더넷 전원(power over Ethernet) 링크 예제를 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 프로세스의 제 1 흐름도를 예시한 것이다.
도 3는 ISO OSI(Open System Interconnection)참조 모델 및 IEEE 802.3 레이어링(layering)에 맵핑(mapping)을 예시한 것이다.
도 4는 자동 협상(auto-negotiation)에 사용되는 언포맷된(unformatted) 페이지의 예를 예시한 것이다.
도 5는 본 발명의 프로세스의 제 2 흐름도를 예시한 것이다.

본 발명의 다양한 실시예들은 이하 상세하게 논의될 것이다. 특정 실행들이 논의되는 동안 이것은 단지 예시 목적으로 된 것임을 이해하여야 한다. 다른 요소들 및 구성들이 본 발명의 정신 및 범위와 연계하여 사용될 수 있음을 당업자들은 인식할 것이다.

물리층 디바이스 제조자들이 특별한 링크 환경 또는 인스톨레이션(installation)을 그들의 성능에 맞추기 위해 물리층 디바이스들의 기능(ability)을 증가하고자 함에 따라서 물리층 디바이스들(PHYs : Physical layer devices)의 진단 능력들(capabilities)은 증가한다. 일예로, 물리층 디바이스(PHY : Physical layer device)는 삽입 손실(insertion loss), 누화(cross talk) 그리고 노이즈 제거(cancellation)/보상 목적들을 위한 이더넷 케이블의 길이와 같은, 링크 특징들을 직접 측정하기 위해 설계될 수 있다. 다른 예로써, 물리층 디바이스(PHY)는 물리층 서브 시스템을 통하여 얻어진 측정값들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 이더넷 전원(PoE : Power over Ethernet) 물리층 서브 시스템은 이더넷 전원 시스템에 전력 예산관리(budgeting) 목적들을 위하여 이더넷 케이블에 전력 손실 특징을 결정하기 위해 이더넷 케이블의 저항을 측정할 수 있도록 설계할 수 있다. 다른 예로써, 물리층 디바이스는 상위층(higher layer) 기술들(예, 이더넷 AVB 발견)로부터 측정을 수신할 수 있다.

본 발명은 물리층 디바이스들(PHYs)사이의 진단 능력들이 제조자들 사이에서 상당히 변화할 것을 알 수 있고, 그럼으로써 한 쌍의 물리층 디바이스들(PHYs)사이의 일반적 링크에서 진단 능력들의 차이로 귀결될 것이다. 진단 능력들의 차이는 측정 능력들의 차이로 이어질 수 있고, 큰 이슈는 물리층 디바이스들(PHYs) 및/또는 관련 서브 시스템들을 구성하는 디바이스들 사이의 조정 부족이다.

디바이스들 사이의 불일치된 진단 능력들 및 조정 부족 영향의 단순한 예를 예시하기 위하여, 전력 소싱 장비(PSE : Power Sourcing Equipment)와 파워드 디바이스(PD : powered device)사이의 이더넷 전원(PoE) 링크를 고려해보자. 일반적으로, 도1에 예시된 바와 같은 이더넷 전원 링크는 이더넷 케이블내에 있는 와이어들의 송신(TX)쌍 및 수신(RX)쌍에 연결된 변압기들의 중앙 탭(taps)들을 가로지른 전압(voltage)의 적용(application)을 통하여 PD(140)에 전력을 전송하는 PSE(120)에 기초한다. 두개의 TX 그리고 RX 쌍들은 이더넷 물리층 디바이스들(110 및 130)사이에 데이터 통신을 할 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같이, 파워드 디바이스(PD)(140)는 이더넷 전원 모듈(142), 파워드 디바이스(PD)(140)가 2009년에 IEE 802.3에 따라 PoE 서비스들을 전달하는데 PSE(120)과 통신할 수 있도록 하는 전자장치들을 포함하는,을 포함한다. 파워드 디바이스(PD)(140)는 파워 FET(146),부하(load)(150)에 일정한 전력을 차례로 제공,를 제어하는 펄스 폭 변조(pulse width modulation) DC:DC 제어부(144) 또한 포함한다.

이더넷 전원(PoE) 시스템 동작에 있어 도전들 중 하나는 복수개의 PD들간에 고정된 전력 예산(budget)의 PSE에 의한 분배이다. 일반적으로, 복수개의 연결된 PD들의 파워 요구들(demands)은 PSE에 의해 전송되어 이용할 수 있는 파워 양보다 크기 때문에 PSE의 전력 예산은 초과 신청된다. PSE에 의해 수용될 수 있는 PD 파워 요청들의 수를 최대화하기 위하여, PSE는 전력 예산들(budgets)을 정확한 방식의 각 PSE 포트의 결과로 보는 것이 필요하다. 그렇게 하는 것의 실패는 실존하지 않는 사용을 위하여 비축될 약간의 고정 전력 예산(fixed power budget)으로 귀결될 것이다.

그렇지 않았다면 수여될 수 있었던 어떤 파워드 디바이스(PD) 파워 요구들을 수용하는 것에 실패에 분명한 비효율(inefficiency)이외에, 모든 로드(load)보다 작은 것에 PSE 파워 공급 동작 역시 비효율적이다. 이것은 모든 로드에 가장 높은 전형적 파워 공급 효율곡선의 결과이다.

위에서 기술한 것처럼, 이더넷 전원(PoE) 시스템에서의 효율은 이더넷 케이블에 기인한 전력 손실의 정확한 추정(estimation)을 통하여 향상될 수 있다. 이 전력 손실(

)은 이더넷 전원(PoE) 서브시스템에서 전기저항의 측정들을 통하여 이더넷 케이블의 저항의 분류를 통하여 결정될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 케이블의 저항은 결정된 이더넷 케이블 타입, 케이블의 길이 및 케이블 링크에서의 커넥터들의 존재에 기반하여 추정될 수 있다. 예를 들어, 카테고리 3 이더넷 케이블은 0.2Ω/meter의 추정된 저항을 가지고, 그러나 카테고리 5 이더넷 케이블은 0.12Ω/meter 추정된 저항을 가진다. 이더넷 케이블의 저항은 케이블의 길이에 비례하기 때문에, 이더넷 케이블에 전력 손실 또한 그러하다.

케이블에 기인한 전력 손실을 결정하기 위한 PSE 또는 PD의 기능(ability)은 물리층 디바이스들(PHYs) 또는 관련 서브시스템들의 진단 능력(diagnostic capability)에 기반한다. 케이블에 기인한 전력 손실의 정확성은 물리층 디바이스들 또는 관련 서브시스템들의 진단 능력들에 향상을 통하여 개선될 수 있으나, 이더넷 케이블에 기인한 전력 손실의 올바른 예산관리(budgeting)에서 커진 위험은 PSE 및 PD 사이에서 수행되는 잠재적으로 조정되지 못한 전력 예산관리(power budgeting) 프로세스이다.

이 위험을 예시하기 위하여, 이더넷 케이블에 기인한 정확한 전력 손실을 설명하는 전력 예산관리 시나리오를 고려한다. 단순화를 위하여, 정확한 이더넷 전원(PoE) 링크는 6Ω의 추정된 저항을 갖는 카테고리 5 케이블의 5미터(meters)로 추정한다. 예제의 단순화를 위하여 이더넷 전원(PoE) 링크는 전류 350mA PoE 사양(specification)보다 큰 1A 전류를 전송하는 것으로 추정한다. 따라서, 이더넷 케이블에 기인한 추정된 전력 손실은

일 것이다.

보통 파워드 디바이스(PD : Powered Device)는 전력 요구(power need)(예, 15W)를 기록하고, PSE는 이더넷 케이블에 기인한 최악(worst-case)의 전력 손실(power loss)(예,12W)을 추가하여 그 포트에 할당된 전력 예산은 27W가 될 것이다. 만약 PSE 또는 PD가 이더넷 케이블에 기인한 정확한 전력 손실을 고려한 적절한 전력 예산(power budget)을 수행하도록 지정된다면, 21W의 전력 예산이 해당 포트에 할당될 것이다. 따라서, 해당 포트를 위한 PSE에 의한 예산관리(budgeting)는 피할 것이다.

만약 PD가 케이블 저항을 추정할 충분한 진단 능력들을 가진다면, PD는 이더넷 케이블에 기인한 추정된 6W 전력 손실을 결정할 것이다. 다음, PD는 15W 대신에, 9W의 전력 예산을 요구할 것이다. 이 9W의 요구가 PSE에 의해 수신될때, PSE는 완전 최악의 전력 손실 12W를 추가될 것이고 그럼으로써 해당 포트에 할당되는 21W의 최종 전력 예산을 산출한다. 만약 PSE가 케이블 저항을 추정할 충분한 진단 능력들을 가진다면, PD는 필요 전력 예산(예,15W)를 단순히 요구할 것이고 거기에 PSE는 이더넷 케이블에 기인한 추정된 6W 전력 손실을 추가할 것이고, 그럼으로써 해당 포트에 할당되는 21W의 최종 전력 예산을 산출한다.

문제는 PSE와 PD 양자가 상대 측의 지식(knowing)없이 케이블에 기인한 정확한 전력 손실을 위한 보상을 시도할 때 발생한다. 예를 들어, 위에서 PD가 PSE의 진단 능력들의 부족을 위한 보상을 시도하고 9W 전력 요구를 제출한다고 가정한다. 만약, PSE의 진단 능력들이 PSE에 이더넷 케이블에 기인한 추정된 전력 손실이 정확하게 6W라는 지식(knowledge)을 제공한다면, PSE는 15W(9W PD 전력 예산 더하기 6W 케이블 전력 손실)의 예산이 될 것이다. 이 15W 전력 예산은 해당 포트를 위해 요구되는 정확한 전역 예산 아래(below)가 될 것이고, 해당 포트를 스위치드 오프(switched off)를 야기할 수 있다.

예제 시나리오에서 예시한 것처럼, PSE와 PD에 물리층 디바이스들(PHYs)간의 예산관리(budgeting) 프로세스에서 조정 부족은 언더-버지팅(under-budgeting) 상황을 낳을 수 있다. 언더-버지팅(under-budgeting) 상황은 PSE의 동작에 문제가 될 수 있고, 최소한 복수개의 PD들에 전력을 제공하는데 불충분한 해결책이다.

상기의 예에서 기술된 것처럼, 한 쌍의 디바이스들간의 단순한 조정 부족(lack of coordination)은 문제가 될 수 있다. 그러나, 더 일반적으로, 한쌍의 물리층 디바이스들(PHYs)간의 특정한 진단 능력들에서의 이해 부족(lack of understanding)은 비효율성로 또한 이어질 수 있다.

상기의 예에서 양 물리층 디바이스들(PHYs)가 이더넷 케이블에 기인한 전력 손실의 정확한 진단을 가능하게 할 수 있는 거의 동등한 진단 능력들을 가진다고 가정하였다. 물리층 디바이스들이 다른 수준들의 진단 능력들을 가진다고 하는 시나리오에서, 그러한 상황은 한쪽 물리층 디바이스가 50미터의 케이블이 있는 것으로 결정되고, 반면 다른쪽 물리층 디바이스가 55미터의 케이블이 있는 것으로 결정되었을때 일어날 수 있다. 이러한 시나리오에서 물리층 디바이스들(PHYs)이 언더-버지팅(under-budgeting) 시나리오를 막기 위한 전력 예산관리(budgeting) 노력들을 조정할 수 있다는 것을 심지어 추정하면, 정확성의 문제는 다른 진단 결과들 사이의 중재에 생길 것이다. 일 실시예에서, 다른 진단 결과들 사이의 중재(arbitration)는 결과들의 평균, 최악의 결과의 선택, 덜 정확한(less-accurate) 결과들의 할인(discounting)등을 포함할 수 있다.

일반적으로, 진단 능력들은 발전을 이어갈 것이고, 큰 정확성을 위한 가능성(potential)은 차세대 물리층 디바이스(PHY)에 존재한다. 다른 세대의 물리층 디바이스들(PHYs)이 네트워크에서 상호동작을 이어갈 것이기 때문에, 링크 양단들(both ends)에서 물리층 디바이스들(PHYs)에 진단 능력들(diagnostic capabilities)사이의 조정(coordinating) 및 중재(arbitrating)를 위한 메커니즘이 요구된다.

한쌍의 PHY들간에 존재하는 더 큰 채널에서의 가시성(visibility), 물리층(physical layer) 그리고 데이터층 정보 및 능력들을 가능하게 하는 진보된 링크 교환들(exchanges)을 통하여 가능하게 되는 이런 조정(coordination) 및 중재(arbitration)이 본 발명의 특징이다. 이런 조정 및 중재 없이는 네트워크 서비스를 위한 프로비전(provision)를 위한 차선의(sub-optimal) 해결책들이 결과가 될것이다.

본 발명의 동작의 일 측면을 예시하기 위하여, 참고는 도2의 흐름도로 만들어진다. 예시된 바와 같이, 프로세스는 step 202에서 시작되고, 제 1 물리층 디바이스(PHY)는 제 2 물리층 디바이스(PHY)로부터 링크 진단 능력 정보(link diagnostics capability information)를 수신한다. 링크 진단 능력 정보의 특정한 형식 그리고 타입이 실행 의존(implementation dependent)되는 동안, 링크 진단 능력 정보는 제 1 물리층 디바이스(PHY)가 제 2 PHY의 링크 진단 능력들을 결정할 수 있게 한다. 일 예로, 링크 진단 능력 정보는 물리층(PHY)에 의해 실행되는 특별한 진단 버전 세트( diagnostic version set)와 관련된 식별자(identifier)일 수 있다. 상기 예에서 기술된 것처럼, 원격(remote) 물리층 디바이스의 특별한 링크 진단 능력 정보의 지식(knowledge)은 로컬 PHY가 원격 PHY의 알려진 진단 능력들에 기반하여 그것의 동작( 예, 전력 예산(power budget) 프로세스)을 조절할 수 있도록 한다.

일 실시예에서, 링크 진단 능력 정보는 물리층 디바이스들(PHYs)간의 자동협상(auto-negotiation)의 일부로서 교환될 수 있다. 일반적으로, 자동협상은 링크된 디바이스에 링크의 타단(other end)의 디바이스에 의해 지원되는 기능들(동작의 모드들)을 감지하고, 공통 기능들(abilities)을 결정하고, 그리고 공동 동작(joint operation)을 구성하기 위한 능력을 제공한다. 전형적으로, 자동 협상 프로세스는 두개의 물리층 디바이스들(PHYs)에 의해 공유되는 최상의 가능한 동작 모드 (또는 최상의 공통 분모)를 식별할 수 있다. 여기서, 다른 동작 모드들 사이에 특별한 우선권(priority)가 정의될 수 있고, 예를 들어, 높은 속도는 낮은 속도에 대하여 선호되고, 동일한 속도에서 풀 듀풀렉스(full duplex) 동작 모드는 하프 듀풀렉스(half duplex) 동작 모드에 대하여 선호된다. 자동 협상 프로세스의 결과는 링크에 사용될 수 있는 최상의 수행 공통 동작 프로토콜을 결정하기 위하여 링크를 위한 통신 파라미터들을 위한 것이다.

도 3에 예시된 바와 같이, 자동 협상(AN : auto-negotiation)은 물리 코딩 부계층(PCS : physical coding sublayer), 물리 매체 접속(PMA : physical medium attachment) 그리고 물리 매체 의존 (PMA : physical medium dependent)에 따라서 물리층 디바이스(PHY)의 일부로서 포함된다. 물리층 디바이스(PHY)는 매체 종속 접속부(MDI : medium dependent interface)를 통하여 특정한 물리적 미디어(예, TP(twisted pair cabling))와 접속한다.

일 실시예에서, 링크 진단 정보 및/또는 능력 정보는 자동 협상 넥스트(next) 페이지 메시지(들)을 이용하여 교환된다. 도 4는 언포맷된(unformatted) 넥스트 페이지 메시지의 예제 포맷을 예시한다. 자동 협상 프로세서에서, 하나이상의 이 언포맷된(unformatted) 넥스트 페이지(next page) 메시지들은 동작의 표준 모드들(예, 10/100/1000)의 식별에 사용되는 미리 정의된 메시지들(예, 기본 링크 코드 워드(base link code word))에 추가하여 보내질 것이다. 이 프로세스에 의해, 증가된 자동 협상 프로세스는 물리층 디바이스들(PHYs)간의 링크 진단 정보 및/또는 능력 정보의 교환을 지원하는 결과를 발생할 것이다.

일 실시예에서, 자동 협상 프로세스는 발견된 케이블링 타입에 관한 정보를 교환하는데 사용될 수 있다. 발견된 케이블링 타입의 교환은 어떤 엔진들(engines)(예, FEXT / NEXT / Echo)없이 더 최적인 방식에서 및/또는 어떤 모드들(예, 단방향(simplex) vs. 양방향(duplex))에서 전력을 올리기 위해 물리층 디바이스들(PHYs)에 의해 사용될 수 있다.

알 수 있는 것처럼, 물리층 디바이스(PHYs) 링크 진단 정보 및/또는 능력 정보를 교환하기 위하여 사용되는 특별한 메커니즘은 본 발명의 범위내에서 실행 의존(implementation dependent)될 것이다. 일 실시예에서, 링크 정보 또는 진단 능력 정보는 링크 레이어 발견 프로토콜 (LLDP : link layer discovery protocol)에 사용되는 것과 같은 타입(type)-길이(length)-값(value) 패킷들을 사용하여 물리층 디바이스들(PHYs)간에 교환될 수 있다. 예를 들어,LLDP 교환은 802.3 at 2009에서 사용되는 데이터 링크 층 메커니즘의 동적 전력 협상 능력들을 증가하기 위하여 이더넷 전원(PoE)에 사용될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 링크 진단 정보 및/또는 능력 정보는 이런 교환 프로세스를 위해 정의된 어떤 형식의 물리적 시그널링(signaling)을 이용하여 교환될 수 있다.

일단 로컬 물리층 디바이스가 원격 물리층 디바이스(PHY)로부터 링크 진단 능력 정보를 수신하면, 다음 로컬 물리층 디바이스(PHY)는 원격 PHY에 의해 로컬 PHY에 전송된 링크 관련 정보로부터 이득을 얻을 수 있다(Step 204).상기 예에서, 이런 링크 관련 정보는 PD에 의해 PSE로 전송된 전력 예산 요구 정보에 의해 예제화할 수 있으며, 이런 전력 예산 요구 정보(power budget request information)는 PD의 링크 진단에 기반하여 조절된 전력 요구를 포함한다. 만약 PD는 이더넷 케이블에 기인한 전력 손실을 정확하게 추정할 충분한 진단 능력들에 액세스를 가진것을 PSE가 미리 알고 있다면, PSE는 언더-버지팅(under-budgeting) 상황을 만들지 않고 PD로부터 전력 요구 정보를 적절하게 이해하고 영향을 줄 수 있다. 이것은 PSE가 자체에서 충분한 링크 진단 능력들을 가지고 있든 없든간에 사실이다.

원격 물리층 디바이스(PHY)로부터 링크 진단 능력 정보의 수신은 로컬 PHY가 원격 PHY로부터 링크 관련 정보를 적절하게 이해할 수 있게 한다. 이런 적절한 이해는 로컬 PHY가 수신된 링크 관련 정보에 기반하여 로컬 PHY의 동작 파라미터를 조정하는것이 가능하게 한다. 상기 예에서, 이런 조정은 PD를 위한 정확한 전력 예산의 설정에 의해 표현될 수 있다.

알 수 있듯이, 로컬 PHY에 의해 수신된 링크 관련 정보는 로컬 PHY를 지원할 수 있는 여러가지 타입들의 파라미터들로 표현될 수 있다. 단순한 예로서, 링크 관련 정보는 로컬 PHY가 이더넷 전원(PoE) 전력 손실을 계산할 수 있도록 하는 링크 길이일 수 있다. 다른 예에서, 링크 관련 정보는 케이블 타입일 수 있다(예, 카테고리 3, 5, 5e 등).

본 발명의 다양한 잠재적인 사용을 예시하기 위하여, 링크 정보 및/또는 능력 정보를 교환할 수 있는 데이터 센터 응용을 고려하자. 이 예제 응용에서, 한쪽의 PHY는 케이블 타입을 결정할 수 있는 진보된 링크 진단 능력들을 가지고 있는 반면, 다른 PHY는 그런 동등하게 진보된 링크 진단 능력들을 가지지 못한다고 가정한다. 여기서, PHY들의 하나는 링크가 카테고리 7A케이블링에 의해 지원되는 것을 결정할 수 있는 링크 진단을 사용할 수 있다. 이런 정보를 가지고, PHY는 에코, 누화(cross talk) 및/또는 노이즈 제거/ 보상 기능들(예, NEXT, FEXT, ANEXT, AFEXT등)를 수행하는 어떤 시스템들을 전력 다운(power down)을 선택할 수 있다. 링크 진단 능력 정보 교환에 의해 그런 링크 진단 능력들을 이용하여 생성된 링크 관련 정보에 이어지고, 링크의 양단들은 전력 절감들의 세대(generation)에 참여할 수 있다. 알 수 있듯이, 링크를 지원하는 물리적 케이블링의 타입을 결정하는 링크 진단의 사용은 잠재적인 동작 모드들, 전력 절감등을 찾는 다양한 방법에 사용될 수 있다. 잠재적인 동작 모드들 중 하나는 물리적 매체(medium)이 지원하는 빠른 속도에서 PHY들 동작을 포함할 수 있다. 예로써, 자동 협상 또는 LLDP를 통하여 교환된 링크 정보가 개선된 채널을 나타낸다면, 다이렉트 어태치 쿠퍼(Direct Attach Copper) 링크는 12G에 운영될 수 있고, 40GBASE-CR4 또는 40GBASE-KR4링크는 50G등에서 운영될 수 있다.

상술된바대로, 링크 진단 능력 정보의 교환은 한쌍의 PHY들이 링크 진단에 의해 생성된 링크 관련 정보에 영향을 주고 조정이 가능하도록 할 수 있다. 본 발명의 또다른 실시예에서, 링크 진단 정보의 교환은 한쌍의 PHY들이 유용할 수 있는 링크 진단 능력들의 다양한 수준들을 중재하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 이 특징을 예시하기 위한 참고는 도 5의 흐름도로 만들어진다.

예시된 바대로, 프로세스는 로컬 PHY는 로컬 PHY의 링크 진단 능력들의 결정을 가능하게 하는,제 1 링크 진단 능력 정보를 원격 PHY에 전송하는 step 502로 시작한다. 비슷하게, step 504에서, 로컬 PHY는 원격 PHY로부터 원격 PHY의 링크 진단 능력들의 결정을 가능하게 하는, 제 2 링크 진단 능력 정보를 수신한다. 기술된 바대로, PHY들간에 링크 진단 능력 정보의 교환은 다양한 메커니즘, 단지 자동 협상에 한정되는 것이 아니고 TLV 메시징(messaging), 물리적 시그널링등을 포함하여,을 통하여 수행될 수 있다.

주어진 PHY의 링크 진단 능력들의 인식의 수행에 추가하여, 링크 진단 능력 정보의 교환은 PHY들이 링크 진단 능력들을 비교가 가능하게 할 수 있다. PHY들사이에 다양한 수준의 링크 진단 능력들은 흔히 있기 때문에 이것은 중요하다. 이런 변화가 존재할 경우에 여전히 다른 수준들의 정밀 또는 정확성에서 기능성을 복제하기 위한 가능성이 존재한다. 이 예제 시나리오에서, 진단 능력 정보의 교환은 PHYs이 어느 링크의 일단(end)이 링크 관련 정보의 소스로서 사용할 수 있는지를 결정하는 것이 가능하게 한다. 예를들어, 한 PHY는 링크 길이, 케이블 타입등을 결정하기 위한 더 신뢰할 만한 링크 진단을 가진다면, 그 PHY가 어떤 링크 관련 정보의 소스로서 간주되어야 한다. 다시 말해, 링크 타단의 상위 링크 진단이 로컬의 현존하는 링크 진단 능력들을 효과적으로 대신할 수 있다. 일 실시예에서, 자신들의 측정치들의 정확성에 관한 정보는 교환될 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 측정값들은 상대적 정확성을 액세스하기 위하여 시간에 따라서 교환될 수 있다.

링크 진단 능력들간의 이런 조정을 수용하기 위하여, PHY들간에 교환되는 링크 진단 능력 정보에 대하여 비교가 수행된다(Step 506). 일 실시예에서, 이 비교는 다양한 수준의 기능성을 나타내는 링크 진단 능력들의 미리 정의 정돈된(ordered) 리스트에 기반할 수 있다. 일반적으로, 한 제조자 또는 일 그룹의 제조자 사이에서 더 잘 정의된 링크 진단 특징들 일수록, 디바이스들간의 변화를 인식하는 것은 더 쉬울것이다.인식될 수 있을 것처럼, 한 제조자는 한쌍의 PHY들이 어느 PHY가 상위 링크 진단을 가지는지 결정,버전 정보의 단순 교환을 통하여,할 수 있도록 할 수 있는 방식의 링크 진단 능력들의 정돈된 리스트를 정의할 수 있다.

일단 효과적인 비교가 이루어지면, PHY들은 어느 PHY가 이런 링크 관련 정보의 소스로 간주될것인지 결정할 수 있다(Step 508). PHY들 중 한개의 링크 관련 정보의 소스로서 인식은 네트워크 서비스들의 전송의 조정 프로세스가 생길수 있다는 점에서 중요하다. 링크의 두 측들에 링크 진단 능력들의 이해 없이, 링크의 양측은 각각 동작하도록 유지되고 차선의(sub-optimal) 구성들로 귀결될 것이다.

본 발명의 이런 그리고 다른 측면들은 상기의 상세한 기술의 검토에 의해 당업자에게 명확할 것이다. 비록 본 발명의 복수개의 핵심적인 특징들이 상기에서 기술되었으나, 본 발명은 다른 실시예로 가능하고, 본 개시된 발명을 읽고 당업자에게 명백한 다양한 방식으로 실행되고 수행될 수 있으므로 따라서 상기 설명(description)은 이러한 다른 실시예들을 배타적인것으로 간주하지 않는다. 또한 명세서에서 채용된 어법(phraseology) 및 용어(terminology)는 설명의 목적을 위한 것이고 한계로 간주되지 않는 것을 이해하여야 한다.

Claims

네트워크 링크 진단 방법에 있어서,
제 1 물리층(physical layer) 디바이스로부터 제 2 물리층 디바이스로, 제 1 링크 진단 능력 정보를 전송하는 단계로써, 상기 제 1 링크 진단 능력 정보는 상기 제 1 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들(link diagnostic capabilities)을 결정할 수 있게 하는, 상기 전송하는 단계;
상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 상기 제 2 물리층 디바이스로부터, 제 2 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계로써, 상기 제 2 링크 진단 능력 정보는 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 결정할 수 있게 하는, 상기 수신하는 단계;
상기 제 1 물리층 디바이스에 의해, 상기 제 1 링크 진단 능력 정보를 상기 제 2 링크 진단 능력 정보와 비교하는 단계;
만약 상기 비교가 상기 제 2 물리층 디바이스가 상기 제 1 물리층 디바이스보다 더 어드밴스드(advanced) 링크 진단 능력들을 가지면, 상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 수행되는 링크 분석 프로세스에 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 기반하여 생성된 링크 정보를 수용하는 단계; 및
만약 상기 비교가 상기 제 1 물리층 디바이스가 상기 제 2 물리층 디바이스보다 더 어드밴스드(advanced) 링크 진단 능력들을 가지면, 상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 수행되는 상기 링크 분석 프로세스에 상기 제 1 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들에 기반하여 생성된 링크 정보를 수용하는 단계를 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 전송하는 단계는
자동협상 넥스트 페이지 메시지(auto-negotiation next page message)를 전송하는 것을 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 1 에 있어서, 상기 전송하는 단계는
타입(type)-길이(length)-값(value) 패킷들을 전송하는 것을 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 1 에 있어서, 상기 전송하는 단계는
물리층 시그널링(signaling)을 이용하여 전송하는 것을 포함하는, 네트워크링크 진단 방법.
청구항 1 에 있어서, 상기 링크 정보는
링크 길이(link length)인, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 1 에 있어서, 상기 링크 정보는
네트워크 케이블 타입인, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 1 에 있어서, 상기 링크 정보는
케이블 전력 손실 예산(cable power loss budget)인, 네트워크 링크 진단 방법.
네트워크 링크 진단 방법에 있어서,
제 1 물리층(physical layer) 디바이스로부터 제 2 물리층 디바이스로, 제 1 링크 진단 능력 정보를 전송하는 단계로써, 상기 제 1 링크 진단 능력 정보는 상기 제 1 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들(link diagnostic capabilities)을 결정할 수 있게 하는, 상기 전송하는 단계;
상기 제 1 물리층 디바이스에 의해 상기 제 2 물리층 디바이스로부터, 제 2 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계로써, 상기 제 2 링크 진단 능력 정보는 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 결정할 수 있게 하는, 상기 수신하는 단계;
상기 제 1 링크 진단 능력 정보를 상기 제 2 링크 진단 능력 정보의 비교에 기반하여 상기 제 1 물리층 디바이스와 상기 제 2 물리층 디바이스 중 하나를 상기 제 1 물리층 디바이스와 상기 제 2 물리층 디바이스에 사용되는 하나 이상의 링크 관련 파라미터들을 위한 링크 진단 정보의 소스(source)로 지정하는 단계를 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 전송하는 단계는
자동협상 넥스트 페이지 메시지(auto-negotiation next page message)를 전송하는 것을 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 전송하는 단계는
타입(type)-길이(length)-값(value) 패킷들을 전송하는 것을 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 전송하는 단계는
물리층 시그널링(signaling)을 이용하여 전송하는 것을 포함하는, 네트워크링크 진단 방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 링크 관련 정보는
링크 길이(link length)인, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 링크 관련 정보는
네트워크 케이블 타입인, 네트워크 링크 진단 방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 링크 관련 정보는
케이블 전력 손실 예산(cable power loss budget)인, 네트워크 링크 진단 방법.
네트워크 링크 진단 방법에 있어서,
제 1 물리층 디바이스에 의해 네트워크 링크를 통하여 제 2 물리층 디바이스로부터, 링크 진단 능력 정보를 수신하는 단계로써, 상기 링크 진단 능력 정보는 상기 제 2 물리층 디바이스의 링크 진단 능력들을 결정할 수 있게 하는, 상기 수신하는 단계;
상기 제 2 물리층 디바이스에 의해 수행된 링크 진단들의 적어도 일부에 기반하여 상기 제 2 물리층 디바이스로부터 링크 관련 정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 링크 관련 정보에 기반하여 상기 제 1 물리층 디바이스의 동작 파라미터를 수정하는 단계를 포함하는, 네트워크 링크 진단 방법.