TWI399948B - 一種用於聯網的方法和聯網系統 - Google Patents

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Description

一種用於聯網的方法和聯網系統
本發明涉及聯網。更具體地說，涉及一種在一個或多個空閒通道上使用不同物理圖樣(pattern)指示資料速率和/或功率消耗的跳變(transition)的方法和系統。
通信網路，特別是乙太網，已經逐漸成為在各種應用中用來交換各種類型和大小的資料的常用手段。就這一點而言，乙太網日益被用來傳送語音、資料和多媒體業務。因此，越來越多的裝置裝配有乙太網介面。服務供應商提供的寬帶連接，包括因特網、電纜、電話和VOIP導致了通信量的增加，並且近來引起乙太網聯網的遷移(migration)。大多數對乙太網連接的期望是由電子生活方式(包括桌上型電腦、膝上型電腦和各種手持裝置，如智慧型電話和PDA)的變化驅動的。可在一天中任何時刻，一周七天提供的各種應用，如搜索引擎、預約系統和付費視頻變得愈加普及了。
近期的發展對資料處理中心、集合體、高性能計算(HPC)和核心聯網(core networking)提出了更高的要求。隨著與資料網路相連的裝置數量的增加，需要更高的資料速率，因此對可實現高資料速率的新傳送技術的需要日漸增長。按照慣例，資料速率的增加往往將導致功率消耗的顯著增加。就這一點而言，越來越多的攜帶型和/或掌上型裝置可用於乙太網通信，當在乙太網上通信時，電池壽命非常關鍵。因此，在乙太網上通信時，需要降低功率消耗的方法。
比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其他局限性和弊端對於本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。
本發明提供了一種在一個或多個空閒通道中使用獨特物理排列指示資料速率和/或功率消耗的轉變的方法和系統，結合至少一幅附圖進行了充分的展現和描述，並在權利要求中得到了更完整的闡述。
根據本發明的一個方面，提供了一種用於聯網的方法，所述方法包括：
在包括由包括多個通道的乙太網鏈路耦合的多速率鏈路方的乙太網網路中，通過所述多個通道中的一個或多個休眠通道發送一個或多個不同物理圖樣以控制在所述乙太網鏈路上的資料速率跳變。
優選地，所述一個或多個多速率鏈路方避免通過一個或多個所述休眠通道發送資料包。
優選地，所述方法進一步包括通過所述一個或多個休眠通道發送一個或多個閒置符號。
優選地，所述方法進一步包括基於一個或多個閒置符號生成所述一個或多個不同物理圖樣。
優選地，所述方法進一步包括通過所述一個或多個不同物理圖樣發送在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率。
優選地，在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率是基於在所述網路鏈路上的過往通信量來確定的。
優選地，所述方法進一步包括基於在所述網路鏈路上的期望通信量來確定在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率。
優選地，所述方法進一步包括借助所述一個或多個物理排列來指示什麽時候所述資料速率跳變將在所述一個或多個通道上發生。
優選地，所述方法進一步包括借助所述一個或多個物理排列來指示用於執行所述資料速率跳變的方法。
優選地，所述方法進一步包括借助所述一個或多個物理排列來指示所述多個通道中的哪個將承擔所述資料速率跳變。
優選地，所述方法進一步包括使用由媒體獨立介面和/或MAC/PHY介面的發送的所述一個或多個不同物理圖樣來控制用於媒體獨立介面和/或MAC/PHY介面的資料速率跳變。
根據本發明的一個方面，提供一種聯網系統，包括
一個或多個電路，在包括由包括多個通道的乙太網鏈路耦合的多速率鏈路方的乙太網網路中，通過所述多個通道中的一個或多個休眠通道發送一個或多個不同物理圖樣以控制在所述乙太網鏈路上的資料速率跳變。
優選地，所述一個或多個多速率鏈路方避免通過一個或多個所述休眠通道發送資料包。
優選地，所述一個或多個電路用於通過所述一個或多個休眠通道發送一個或多個閒置符號。
優選地，所述一個或多個電路用於基於一個或多個閒置符號生成所述一個或多個不同物理圖樣。
優選地，所述一個或多個電路用於通過所述一個或多個不同物理圖樣發送在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率。
優選地，在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率是基於在所述網路鏈路上的過往通信量來確定的。
優選地，所述系統進一步包括基於在所述網路鏈路上的期望通信量來確定在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率。
優選地，所述一個或多個電路用於借助所述一個或多個物理排列來指示什麽時候所述資料速率跳變將在所述一個或多個通道上發生。
優選地，所述一個或多個電路用於借助所述一個或多個物理 排列來指示用於執行所述資料速率跳變的方法。
優選地，所述一個或多個電路用於借助所述一個或多個物理排列來指示所述多個通道中的哪個將承擔所述資料速率跳變。
優選地，所述一個或多個電路用於使用由媒體獨立介面和/或MAC/PHY介面的發送的所述一個或多個不同物理圖樣來控制用於媒體獨立介面和/或MAC/PHY介面的資料速率跳變。
本發明的各種優點、各個方面和創新特徵，以及其中所示例的實施例的細節，將在以下的描述和附圖中進行詳細介紹。
100‧‧‧系統
102‧‧‧節點
104‧‧‧節點
106a‧‧‧主機
106b‧‧‧主機
108a‧‧‧媒介訪問控制(medium access control，簡稱MAC)控制器
108b‧‧‧媒介訪問控制(MAC)控制器
110a‧‧‧PHY裝置
110b‧‧‧PHY裝置
112‧‧‧乙太網鏈路
114a‧‧‧介面
114b‧‧‧介面
116a‧‧‧匯流排控制器介面
116b‧‧‧匯流排控制器介面
200‧‧‧鏈路方節點
202‧‧‧乙太網上雙絞線PHY裝置
204‧‧‧MAC控制器
206‧‧‧主機
208‧‧‧介面
210‧‧‧匯流排控制器介面
212‧‧‧多速率可用PHY模組
214‧‧‧發送器
214a、214c、214e、214g‧‧‧發送器
214b、214d、214f、214h‧‧‧接收器
216‧‧‧記憶體
218‧‧‧記憶體介面
220‧‧‧接收器
222‧‧‧輸入/輸出介面
224a、224b、224c、224d‧‧‧物理通道
226‧‧‧混合電路
302a、302b、302c、302d‧‧‧通道
304‧‧‧閒置符號
306‧‧‧物理符號
402‧‧‧週期性閒置符號
402a、402b、402c、402d‧‧‧通道
406‧‧‧物理圖樣
502a、502b、502c、502d‧‧‧通道
504‧‧‧週期性閒置符號
506‧‧‧物理圖樣
圖1是根據本發明的實施例的兩個鏈路方(link partner)之間的乙太網連接的典型框圖；圖2是根據本發明的實施例的在包括多速率可用物理層模組212的雙絞線PHY裝置機構上的乙太網的典型框圖；圖3是根據本發明的實施例的由包括獨特物理排列的發送信號啟動的資料速率轉變的典型示意圖；圖4是根據本發明的實施例的由包括獨特物理排列的發送信號啟動的資料速率轉變的典型示意圖；圖5是根據本發明的實施例的由包括獨特物理排列的發送信號啟動的資料速率轉變的典型示意圖；圖6是根據本發明的實施例的在空閒通道中借助一個或多個獨特物理排列執行資料速率的改變的典型步驟的流程圖。
本發明涉及用於在一個或多個空閒通道中借助不同物理圖樣(distinct physical pattern)指示速率和/或功率消耗跳變的方法和系統。在該方法中，乙太網可包括可通過乙太網鏈路耦合的多速率鏈路方，其中該乙太網鏈路可包括多個通道。當資料包通信暫停時，一個或多個所述通道可以是休眠的(silent)和/或被設置成低(更低)功率空閒模式。美國專利申請11/859,385(代理人案號 18365US02)公開一種典型的低功率空閒模式，在此全文引用，以作參考。然而，所述一個或多個休眠通道可以用於發送包括一個或多個用於控制乙太網鏈路上資料速率發送的不同物理圖樣的控制信號。
另外，所述一個或多個休眠通道可用於一個或多個不同物理圖樣的發送。此外，例如當可能發生資料速率跳變時，所述一個或多個不同物理圖樣可發送在該資料速率跳變後所要使用的資料速率，所述多個通道中的一個可承擔該資料速率變和/或用於執行該資料速率跳變的方法。例如，用於執行資料速率跳變的方法可包括通過將通道放置在休眠或空閒模式來啟動資料通信通道(data traffic channel)和暫停資料通信。此外，用於執行資料速率跳變的方法可包括如更改一個或多個佔用通道(active channel)上的信號星座、修改脈衝振幅水平和/幀間間隙。可基於在該網路鏈路中的以往通信量和/或期望通信量確定在資料速率轉變後將要使用的該資料速率。該方法可用於在媒體相關介面(media dependent interface)或MAC/PHY介面上控制資料速率轉變。基於以往或期望的通信量執行資料速率跳變可使得借助乙太網系統進行的通信的電能利用率更高(energy efficient)。
圖1是根據本發明的實施例的兩個鏈路方(link partner)之間的乙太網連接的典型框圖。參照圖1，示出了系統100，其包括節點102、節點104和乙太網鏈路112。
該節點102和節點104可通過乙太網鏈路112通信。該乙太網鏈路112並不限於任何特定的介質並且可使用任何合適的介質。典型的乙太網鏈路112介質可包括銅、光學和/或背板(backplane)技術。例如，可使用銅介質，如STP、Cat 3、Cat 5、Cat 5e、Cat 6、Cat 7和/或Cat 7a，以及ISO命名變異體。另外，可使用銅介質工藝，如轉換線纜(InfiniBand)、帶狀線纜(Ribbon)、背板。對於乙太網鏈路112的光學介質，可使用單模和多模光纖。
在本發明的典型實施例中，該鏈路112可包括多達4個或更多的物理通道，每個可包括如非遮罩雙絞線(UTP)。該節點102和 節點104可通過該鏈路112中的兩個或更多個物理通道通信。例如，基於雙絞線標準10BASE-T和100BASE-TX的乙太網可使用兩對UTP，而基於雙絞線標準1000BASE-T和10GBASE-T可使用4對UTP。就這一點而言，本發明的各個方面可通過要被發送的資料改變物理通道的數量。
在本發明的典型實施例中，該鏈路方，節點102和節點104可包括能在一個或多個標準速率(如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps(10BASE-T、100BASE-TX、1GBASE-T和/或10GBASE-T))；潛在標準化速率(如40Gbps和100Gbps)；和/或非標準速率(如2.5Gbps和5Gbps)之上運行的雙絞線PHY。
在本發明的典型實施例中，該鏈路方，節點102和節點104可包括可在一個或多個標準速率(如10Gbps(10GBASE-KX4和/或10GBASE-KR))和/或非標準速率(如2.5Gbps和5Gbps)之上運行的背板PHY。
在本發明的典型實施例中，該鏈路方，節點102和節點104可包括在一個或多個標準速率(如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps)；潛在標準化速率(如40Gbps和100Gbps)；和/或非標準速率(如2.5Gbps和5Gbps)運行的光學PHY。就這一點而言，所述光學PHY可以是無源光網路(PON)PHY。
另外，該鏈路方，節點102和節點104可支援多道(multi-lane)拓撲，如40Gbps CR4、ER4、KR4；100Gbps CR10、SR10和/或10Gbps LX4和CX4。另外，可支援串列電和銅單通道技術，如KR、SR、LR、LRM、SX、LX、CX、BX10、LX10。也可支援其他技術，如單通道、雙通道或四通道。此外，該鏈路方，節點102和節點104還可在不同速度支援TDM技術，如PON。
該節點102可包括主機106a、媒介訪問控制(medium access control，簡稱MAC)控制器108a和PHY裝置110a。該節點104可包括主機106b、媒介訪問控制(medium access control，簡稱MAC)控制器108b和PHY裝置110b然而，本發明並不受限於這一點。在本發明的各個實施例中，該節點102和節點104可包括如音頻/ 視頻(A/V)處理系統可用設備。在這一點上，A/V設備可包括如麥克風、樂器、音板、音卡、視頻照相機、媒體播放器、顯卡或其他音頻或視頻裝置。另外，該節點102和節點104可使用視頻/音頻橋接和/或視頻/音頻橋接擴展(Audio/video bridging extension)(在此統稱視頻/音頻橋接或AVB)，以用於多媒體內容和相關控制和/或輔助資料交換。
該PHY裝置110a和110b可分別包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於通信，例如用於節點102和節點104間的資料發送和接收。該PHY裝置110a和110b可支援如基於銅的乙太網、基於光纖的乙太網、和/或底板乙太網操作。該PHY裝置110a和110b可用於多速率通信，如10Mbps、100Mbps、1000Mbps(或1Gbps)、205Gbps、4Gbps、10Gbps或40Gbps。就這一點而言，該PHY裝置110a和110b可支援標準資料速率和/或非標準資料速率。此外，該PHY裝置110a和110b可支援標準乙太網鏈路長度或操作範圍和/或操作擴展範圍。該PHY裝置110a和110b可實現在節點102和節點104間使用鏈路發現信令(link discovery signaling，簡稱LDS)操作來通信，該鏈路發現通知可檢測另一鏈路方的佔用操作。就這一點而言，可將LDS操作設置成支援標準乙太網操作和/或擴展範圍的乙太網操作。該PHY裝置110a和110b可支援用於識別和選擇通信參數(如速度和雙工模式)的協商(negotiation)。
在本發明的各個實施例中，該PHY裝置110a和110b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可用於以對稱資料速率(symmetric data rate)在節點102和104間的資料通信。例如，資料的發送和接收可在鏈路方節點102和節點104之間以相同的速率雙向進行。在本發明的其他典型實施例中，資料可以非對稱資料速率傳送。例如，可以不同的速率在不同的方向上傳送資料。這樣，節點可使用第一資料速率進行發送並使用第二資料速率進行接收。在這一方式中，本發明的典型實施例可包括多媒體伺服器(如節點102)並可包括多媒體客戶機(如節點104)。該節點102可向如節點104以高(更高)資料速率發送多媒體資料，而該節點104可以低(更 低)資料速率發送與該多媒體內容相關的控制或輔助資料。
可依照衆所周知的OSI協定標準格式化PHY裝置110a和110b發送和/或接收的資料。該OSI模型可操作地和功能化地分割成7個不同的和分等級的層。通常，OSI模型中的每層可構建成其可向直接更高介面層(immediately higher interfacing layer)提供服務。例如層1或物理層，可向層2提供服務，層2可向層3提供服務。該發送的資料可包括乙太網媒體獨立介面(media independent interface，簡稱MII)資料幀，其可由資料流程起始定界符和結束定界符劃界。典型的MII可包括吉比特MII，10比特MII(XFMII)、串列吉比特MII(SGMII)和簡化吉比特MII(RGMII)。
在圖1示出的本發明的典型實施例中，該主機106a和106b可表示層2或以上層；MAC控制器108a和108b可表示層2或以上層；PHY裝置110a和110b可表示層1或物理層。就這一點而言，該PHY裝置110a和110b可稱作物理層發射器和/或接收器、物理層收發器，PHY收發器、PHY中頻式接收機或PHY。主機106a和106b可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，以實現用於將要在鏈路112上發送資料包的5個最高功能層的操作和/或運行。因為OSI模型中的每層都向直接更高介面層提供服務，MAC控制器108a和108b可向主機106a和106b提供必要的服務以確保合適地格式化資料包並將其發送給PHY裝置110a和110b。在發送過程中，每層對從比其高的介面層傳來的資料加入其自有的報頭。然而，在接收過程中，具有類似OSI堆疊的相容設備在消息從較低層傳輸至較高層的過程中去除該報頭。
PHY裝置110a和110b可設置為處理所有物理層要求，包括但不限於，在需要的情況中，進行打包、資料傳輸和串連/解串連(SERDES)。PHY裝置110a和110b分別從MAC控制器108a和108b接收的資料包可包括有資料和上述6個功能層中每一個的報頭資訊。PHY裝置110a和110b可設置為對將通過鏈路112傳送的資料包進行編碼和/或對通過鏈路112接收的資料包進行解碼。此外，控制符可由物理層中的子層生成，例如在10GBASE-T系統中 的物理編碼。已知，該控制符為專用符號，並可在並未被佔用以運送資料包的休眠或空閒通道或在佔用通道上進行發送。例如，閒置符號(IDLE symbol)可通過休眠通道周期性發送。
MAC控制器108a包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可處理本地鏈路方102內的資料連結層、第2層操作和/或功能。同樣，MAC控制器108b包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可處理遠端鏈路方節點104內的第2層操作和/或功能。MAC控制器108a和108b可設置為實現乙太網協定，例如，基於IEEE 802.3標準的協定。然而，本發明不限於此。
MAC控制器108a可通過介面114a與PHY裝置110a通信，並通過匯流排控制器介面116a與主機106a通信。MAC控制器108b可通過介面114b與PHY裝置110b通信，並可通過匯流排控制器介面116b與主機106b通信。介面114a和114b對應乙太網介面，包括協定和/或鏈路管理控制信號。介面114a和114b可以是多速率可用介面。匯流排控制器介面116a和116b可對應PCI或PCI-X介面。然而本發明不限於此。
在操作中，PHY裝置，如PHY裝置110a和110b可通過固定數量的物理通道以固定的資料速率發送信號，這導致網路鏈路為未充分使用的並且閒置符號的發送佔用了大部分時間。就這一點而言，當鏈路方節點102和節點104首先建立連接時，它們可以交換一些初步資訊和/或訓練信號。該鏈路方102和104可協商資料速率(例如10Gbps)和單工或雙工模式(如全雙工)以彼此通信。另外，為了建立可靠的連接，每個鏈路方節點102和節點104可能需要訓練或調節各種參數和/或電路以計算變數，如可用來傳送資料的電纜類型和電纜周圍的環境條件(如溫度)。一旦鏈路方訓練好後，它們就可以開始以第一資料速率(如10Gbps)發送資料。就這一點而言，傳統的PHY裝置可在所有可用通道上均勻地分發通信量，並且在實際資料包之間發送閒置符號。
在本發明的各個實施例中，基於變化的發送資料通信量期望，可確定資料速率可能低於或高於需要的或是期望的資料速 率。例如基於鏈路使用、過去或現在通信量統計和/或可用資源(如功率、緩衝空間、處理時間等)，可以確定鏈路112上的資料速率可能低於或高於需要的或是期望的資料速率。因此，鏈路方102和104之間鏈路的資料速率的增加或減少可使得鏈路方102和104以更能量高效或有效的方式通信。例如，可通過增加或減少用於發送資料包的物理通道數量來增加或減少資料速率。另外，可通過如控制用來發送信號的脈衝幅度調製(PAM)水平、控制用來表示鏈路上資料的信號星座和/或控制幀(幀間間隙)之間的時間長度來控制資料速率。用於控制或管理資料速率變化的資訊可由PHY110a和/或110b通過鏈路112中的休眠或空閒通道發送的信號來傳送，其中該信號可包括一個或多個不同物理圖樣。
通過休眠或空閒通道發送的該一個或多個不同物理圖樣可包括關於速率跳變的資訊。例如，一個或多個不同物理圖樣可指示跳變到哪個資料速率，並可指示什麽時候可發生速率跳變和/或速率跳變怎樣發生，例如增加或減少佔用通道的數量和/或更改信號星座。就這一點而言，該用於速率升高、速率降低和/或升高或降低到各種速率的實體信號發送可使用相同或不同的碼序列(code sequences)。另外，可設置該物理裝置110a和110b以在與整個資料包相對的更新周期的開始調節速率。這些方法可與佔用通道方法和/或高層資料包協定(如乙太網幀和/或IP幀)一起使用。又，其餘的方法可在空閒通道上使用更新模式。
在本發明的各個實施例中，可由鏈路方102和104執行一個或多個策略(policy)和/或協定以提高能量效率。因此，鏈路方節點102和104可分別包括能量高效網路(energy efficient network，簡稱EEN)控制實體，其可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，以執行能量高效聯網策略(policy)和/或協定。為了執行該EEN策略和/或協定，該鏈路方節點102和104需要交換控制和/或管理通信量。例如，控制和/或管理通信量可用于在鏈路112上發送鏈路狀態資訊、協商資料速率以指示資料率改變是期望的或是必需的，和/或確定一個或多個資料速率跳變。因此，本發明的各個方面可用於 使用休眠或空閒通道以轉發用於交換控制策略和/或管理資訊的不同物理圖樣。
在本發明的各個實施例中，當鏈路方節點102和/或節點104先啟動或開始建立連接或資料率跳變時，它們可以通過PHY裝置110a和110b交換一些初步資訊，並可訓練或適應當前鏈路條件，這樣可在鏈路112上建立的可靠通信。該訓練可包括在節點102和/或節點104中配置各種參數、電路和/或定時環路(timing loop)，這樣這些節點可在鏈路112的一個或多個物理通道中同步和/或可靠通信。在該方法中，可以實現可靠的功能操作，如回波(echo)消除、遠端串擾消除和近端串擾消除。
圖2是根據本發明的實施例的在包括多速率可用物理層模組212的雙絞線PHY裝置機構上的乙太網的典型框圖。參照圖2，示出了鏈路方節點200，其可包括乙太網上雙絞線PHY裝置202、MAC控制器204、主機206、介面208和匯流排控制器介面210。該PHY裝置202可以是集成設備，包括多速率可用PHY模組212，一個或多個發送器214，一個或多個接收器220，記憶體216和記憶體介面218和/或一個或多個輸入/輸出介面222。PHY裝置202的操作與圖1中描述的PHY裝置110a和110b相同或基本近似。就這點而言，PHY裝置202可提供第一層(物理層)操作和/或功能，實現與遠端PHY裝置的通信。同樣，MAC控制器204、主機206、介面208和匯流排控制器210的操作可分別與MAC控制器108a和108b、主機106a和106b、介面114a和114b和匯流排控制器介面116a和116b相同或基本近似。MAC控制器204可包括有多速率可用介面204a，其包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於通過介面208以多個資料傳輸速率與PHY裝置202的通信。
PHY裝置202中的多速率可用物理層模組212包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可實現物理層要求的操作和/或功能。就這點而言，多速率可用物理層模組212可生成合適的鏈路發現信令，用於與遠端鏈路方的PHY裝置建立通信。此外，多速率可用物理層模組212通過介面208與MAC控制器204通信。在本發明的一 個方面，該介面208可以是媒體獨立介面(MII)，並可設置為使用多個串連資料線路，用於從多速率可用物理層模組212接收資料和/或傳輸資料至多速率可用物理層模組212。多速率可用物理層模組212可設置為運行於一個或多個通信模式，其中每個通信模式執行不同的通信協定。所述通信模式可包括但不限於雙絞線上的乙太網標準10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T、10GBASE-T和其他在鏈路方之間使用多個物理通道的近似的協定。在初始化後或運行中，多速率可用物理層模組212可設置為運行在特定的操作模式。例如，自動協商可使用FLP脈衝(FLP burst)來建立發送資訊的速率(例如，10Mbps、100Mbps、1000Mbps或10Gbps)和模式(半雙工或全雙工)。
多速率可用物理層模組212可通過記憶體介面218連接至記憶體216，記憶體介面218可以是串列介面或匯流排。記憶體216包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可對包括完成多速率可用物理層模組212的操作的參數和/或代碼的資訊進行存儲或編程。所述參數包括設置資料，所述代碼包括運行代碼，例如軟體和/或固件，但所述資訊不限於此。此外，所述參數可包括自適應性濾波器和/或模組係數，供多速率可用物理層模組212和/或混合電路226使用。
每個發送器214a、214c、214e和214g包括有合適的邏輯、電路和/或代碼，用於實現通過圖1中的鏈路212從鏈路方200至遠端鏈路方的資料傳輸。每個接收器214b、214d、214f和214h包括有合適的邏輯、電路和/或代碼，可由鏈路方200從遠端鏈路方接收資料。PHY裝置202中的4對發送器214a、214c、214e和214g和接收器214b、214d、214f和214h的每對對應于鏈路212中物理通道。在這一方法中，發送器/接收器對可與每個物理通道224a、224b、224c和224d連接。就這一點而言，發送器/接收器對用於為每個物理通道提供合適的通信速率和模式。
輸入/輸出介面222可包括有合適的邏輯、電路和/或代碼，用於使PHY裝置202裝置將信號資訊收集(impress)到物理通道，例 如圖1中公開的雙絞線鏈路112。因此，輸入/輸出介面222可在微分的、單端的、平衡的和不平衡的信號發送方法間提供轉換。就這一點而言，該轉換可取決於發送器214、接收器220使用的信號發送方法和物理通道的類型。因此，該輸入/輸出介面222可包括一個或多個不平衡變壓器和/或變壓器，並且可如實現在雙絞線上的發送。另外，該輸入/輸出介面222可內設在PHY裝置202中或與其外接。就這一點而言，如果PHY裝置202包括積體電路，那麽“內設”可以指“片上”和/或共用相同的基片。同樣地，如果PHY裝置202包括一個或多個離散部件，那麽“內設”可以指位於同一印刷電路板或是位於同一物理封裝中。
在運行中，該鏈路方節點200可用於同時發送和接收多達4個或更多個物理鏈路。因此該鏈路方節點200可包括與物理鏈路數相應數量的混合電路(hybrid)226。每個混合電路226包括有合適的邏輯、電路和/或代碼，可分離通過物理鏈路發送和接收的信號。例如，該混合電路可包括回波消除器、遠端串擾(FEXT)消除器和/或近端串擾(NEXT)消除器。該鏈路方節點200中的每個混合電路226可通信耦合到輸入/輸出介面222。
在本發明的各個實施例中，該鏈路方節點200可暫停一個或多個物理通道224的一個或多個資料通信，例如當一個或多個物理通道無需符合鏈路的當前和/或未來期望。在這種方法中，對應未使用物理通道的發送器214、接收器220、混合電路226和/或多速率可用物理層模組212的各部件可以是關於支援資料包通信休眠的或是空閒地，並可設置成低(更低)功率空閒狀態。然而，該休眠或空閒通道可用於通過一個或多個包括不同物理圖樣的信號傳送控制和/或管理資訊。例如，控制資訊可用于通過鏈路112上一個或多個佔用通道傳送的資料通信量的資料速率和/或功率狀態的跳變。所述通過休眠或空閒通道發送的一個或多個不同物理圖樣可包括關於速率跳變的資訊。例如，可基於該不同物理圖樣指示當速率跳變發生時的新資料速率和/或速率跳變是怎樣發生的(如佔用通道的增加或減少和/或信號星座的更改)。
在本發明的各個實施例中，當節點200首先啟動或開始建立連接或資料率跳變時，其可與遠端鏈路方交換一些初步資訊並可訓練或適應當前鏈路條件，這樣可在鏈路112上建立可靠通信。該訓練可包括在節點102和遠端鏈路方104中配置各種參數、電路和/或定時環路(timing loop)，這樣節點102和遠端鏈路方104可在鏈路112的一個或多個物理通道中同步和/或可靠通信。在該方法中，可以實現可靠的功能操作，如回波(echo)消除、遠端串擾消除和近端串擾消除。
圖3是根據本發明的實施例的由包括不同物理圖樣的發送信號啟動的資料速率跳變的典型示意圖。參照圖3，該鏈路112可包括四個通道302a、302b、302c和302d。
該鏈路112可與圖1和2中示出的鏈路112相同或基本類似。另外，該四個通道302a,302b,302c和302d可與圖2中示出的四個通道224a,224b,224c和224d相同或基本類似。
在操作中，鏈路112上的一個或多個通道可以是休眠的或是設置成低(更低)空閒狀態的，其中所述一個或多個休眠通道可不用於傳送資料包。例如，所述一個或多個休眠通道，如所述通道302d可傳送用於控制和/或管理資訊的信號。可由PHY 110a、PHY 110b和/或PHY 200發送控制和/或管理信號。就這一點而言，該通道302可用於周期性傳送包括不同物理圖樣的閒置符號304和/或信號。該閒置符號304可用于維持鏈路方之間的同步。就這一點而言，傳統系統可使用802.3標準中定義的閒置符號。然而，本發明的各個方面可用於改變和/或更換一個或多個閒置符號304以發送一個或多個不同物理圖樣以調整資料速率跳變。此外，通過鏈路112發送資料通信量的使用和/或期望可比鏈路112支援的最大資料速率小。因此，該鏈路112的一個或多個通道可在中等速率運送通信量。在某些時間點，鏈路112的期望和/或使用卻增加，這樣鏈路112的資料速率也將隨之增加。就這一點而言，鏈路112的資料速率可通過加速一個或多個佔用通道(如果它們還沒有都在最大資料速率運行)或將一個或多個休眠通道啟動(“叫醒 (awakening)”)。因此，不同物理圖樣可不同於可通過一個或多個休眠通道發送的空閒符號或信號，並且可提供資料速率增加相關的資訊。例如，該不同物理圖樣可不同於閒置符號或信號，並指示當跳變發生時跳變到的資料速率和/或該速率跳變可怎樣發生，如信號星座的更改或幀間間隙的減少。
在本發明的各個實施例中，可使用在該通道上通信的一個或多個離散電壓和/或功率級來發送所述不同物理圖樣。在本發明的各個實施例中，該發送的離散級(discrete level)和/或各級的發送順序可對應用於資料速率跳變的控制資訊。在某些例子中，該序列的一部分可對應於前導碼(preamble)，該前導碼可用於改變即將接收到資料速率跳變資訊的接收器。在某些實施例中，可打包該資料速率跳變資訊，其可包括報頭、有效負載(payload)和/或CRC。在本發明的各個實施例中，可使用如LDPC編碼來編碼不同物理圖樣，以實現接收器端的糾錯。
參照圖3，在時刻(time instant)t1，該通道302a、302b和302c可以小於每個通道的最大資料速率的速率傳送資料。此外，通道302d可以是休眠的並且是僅發送周期性空閒符號。然而，就在時刻t1之前，可由節點102和/或節點104確定鏈路112的期望和/或使用可以增加，例如另一多媒體資料流程可立刻到達鏈路112。因此，不同物理圖樣可通過通道302d發送以指示資料速率的增加。在不同的物理符號306之後，在時刻t1，通道302a、302b和302c可跳變到全數據速率。例如，可通過增加PAM水平，增加用於在鏈路上表示資料和/或控制幀(幀內間隙)間時間長度的信號星座來增加該資料速率。
圖4是根據本發明的實施例的由包括不同物理圖樣的發送信號啟動的資料速率跳變的典型示意圖。參照圖4，該鏈路112可包括4個通道402a、402b、402c和402d。
該鏈路112可與圖1和2中示出的鏈路112相同或基本類似。另外，該四個通道402a、402b、402c和402d可與圖2中示出的四個通道224a,224b,224c和224d相同或基本類似。
在操作中，通道402a、402b、402c和402d可以是關於資料包通信休眠的，但可傳送用於控制的信號和/或管理資訊。例如，該通道402a、402b、402c和402d可傳送周期性閒置符號402。然而，借助鏈路112發送資料通信量的使用和/或期望可能增加，因此需要確定鏈路112的資料速率。就這一點而言，節點102和/或節點104可啟動一個或多個休眠通道402a、402b、402c和402d。因此，鏈路112的新資料速率可以由在節點104和節點104之間借助一個或多個休眠通道402a、402b、402c和402d發送的包括不同物理圖樣的信號加以指示。該不同物理圖樣可指示當跳變發生時跳變到的資料速率和/或該速率跳變可怎樣發生，如以特定的信號星座啟動休眠通道。
參照圖4，在時刻t1，該通道402a、402b、402c和402d可以是關於資料包通信休眠的。此外，該通道402a、402b、402c和402d可僅僅傳送周期性閒置符號402。然而，就在時刻t1之前，可由節點102和/或節點104確定鏈路112的期望和/或使用可以增加，例如另一多媒體資料流程可立刻到達鏈路112。因此，不同圖樣406可通過通道402d發送以指示資料速率從0到全速資料發送。在不同的物理符號406之後，在時刻t1，通道402a、402b、402c和402d可從空閒或休眠模式跳變到以啟動，並以開始以全數據速率發送資料。
圖5是根據本發明的實施例的由包括不同物理圖樣的發送信號啟動的資料速率跳變的典型示意圖。參照圖5，該鏈路112可包括4個通道502a、502b、502c和502d。
該鏈路112可與圖1和2中示出的鏈路112相同或基本類似。另外，該四個通道502a、502b、502c和502d可與圖2中示出的四個通道224a,224b,224c和224d相同或基本類似。
在操作中，通道502a、502b、502c和502d可以是關於資料包通信休眠的，但可傳送用於控制的信號和/或管理資訊。例如，該通道502a、502b、502c和502d可傳送周期性閒置符號504。該通道502a、502b、502c和502d可以每個通道在一個或多個速率 運送資料包通信量。然而，用於通過鏈路112發送資料通信量的使用和/或期望可能降低，並且因此需要修改資料速率。就這一點而言。節點102和/或節點104可降低和/或可暫停在一個或多個通道502a、502b、502c和502d上的資料速率。因此，可通過休眠通道502d在節點102和104間發送的包括不同物理圖樣的信號來提供關於速率降低的資訊，例如，當跳變發生時跳變到的資料速率和/或該速率跳變可怎樣發生，如降低佔用通道的數量和/或修改信號星座。
參照圖5，在時刻t1，該通道502a、502b、502c和502d可以是關於資料包發送休眠的，並可僅僅傳送周期性閒置符號。然而，就在時刻t1之前，可由節點102和/或節點104確定鏈路112的期望和/或使用可以降低，例如多媒體資料流程的發送可能已經結束。因此，不同物理圖樣506可通過通道502d發送以指示資料速率從第一資料速率到第二資料速率的跳變。在獨特的物理符號506之後，在時刻t1，通道502a、502b、502c和502d可從全數據速率跳變到中間資料速率。就這一點而言，該信號星座可降低到通道502a上較低的資料速率。另外，在時刻t1，通道502b和502c可分別從全數據速率和中間資料速率跳變到0資料速率或休眠模式。例如，可暫停通過通道502b和502c的資料包通信。此外，在時刻t1，該通道502b和502c可開始在節點102和104間傳送周期性閒置符號506。
例如，當4個通道以全速運送資料，並且鏈路方102和/或104可確定可將一個或多個通道上的資料速率降低到一個較低或是0速率，也可將其他類型的信號發送用來傳送資料速率控制資訊。例如，帶外信號發送(out-of-band signaling)或更高層資料包可在鏈路方102和104間傳送資料速率變化相關的資訊。可能是由於當系統確定其降低資料速率時，其可具有比資料等候發送(data awaiting transmission)需要更多的帶寬。例如，當所有四個通道是啟動的時，鏈路方102和/或104可借助閒置資料包在佔用通道上發送信號。在本發明的各個實施例中，從更高資料速率向更低資 料速率的跳變並不需要向從更低資料速率向更高資料速率的跳變那麽快的發生。這是由於當系統能夠降低資料速率時，延時將不會影響。然而從更高資料速率向更低資料速率的跳變將降低能量效率。
圖6是根據本發明的實施例的在空閒通道中借助一個或多個不同物理圖樣執行資料速率的改變的典型步驟的流程圖。參照圖6，在起始步驟600之後，在步驟602中，可確定用於在一個或兩個方向上在兩個網路節點102和104間傳送資料的資料速率。在步驟604，經休眠或空閒通道(如通道224)發送的包括不同物理圖樣的信號可傳送關於向確定的資料速率的跳變的資訊。例如，該不同物理圖樣可指示在兩個網路節點102和104間在一個或兩個方向上傳送的資料將要跳變到什麽速率、什麽時候跳變和/或用於跳變的方法。在步驟606，如果必要的話，可以訓練和/或適應用於實現節點102和/或104之間確定的資料速率跳變的參數、電路和/或定時環路。在步驟608，該節點102和/或104可依照關於跳變到新資料速率的發送資訊在確定的資料速率發送和/或接收資料。在步驟610，當資料速率不發生改變時，前進到步驟610。步驟610可為典型步驟的結束步驟。在步驟610，當資料速率發生改變時，前進到步驟602。
在本發明的實施例中，乙太網，如圖1中使出的系統100，可包括多速率鏈路方，節點102和節點104，其可通過包括多個通道224a、224b、224c和/或224d的乙太網鏈路112耦合。所述多個通道可包括一個或多個休眠通道，如休眠通道302d、402d和/或502d，其可用於發送可控制在乙太網鏈路上的資料速率跳變的一個或多個不同物理圖樣，如306、406和/或506。就這一點而言，所述一個或多個休眠通道302d、402d和/或502d可並不發送資料包。然而，所述一個或多個休眠通道302d、402d和/或502d可用於發送一個或多個閒置符號，如閒置符號304、404和/或504。此外，所述一個或多個不同物理圖樣如306、406和/或506的生成可以是基於一個或多個閒置符號304、404和/或504的。在該方法中， 所述一個或多個不同物理圖樣如306、406和/或506可發送如當資料速率跳變發生時，資料速率跳變後將要用到的資料速率和/或用於執行資料速率跳變的方法，如啟動或是暫停一個通道上的資料通信或更改佔用通道上的信號星座。另外，所述一個或多個不同物理圖樣如306、406和/或506可發送所述多個通道224a、224b、224c和/或224d中的那一個可承擔該資料速率跳變。可基於在網路鏈路112上的過往通信量和/或基於網路鏈路112上的期望通信量來確定在資料速率跳變後將要用到的資料速率(如圖3、4和5中的時刻t1)。
本發明的又一實施例可提供一種電腦可讀的資訊存儲方式。存儲資訊在其上後，一個至少包含一個可被儀器執行的代碼段的電腦程式由此可控制儀器運行以上步驟，用於上述在一個或多個空閒通道中使用不同物理圖樣指示資料速率和/或功率消耗的跳變的方法和系統。
因此，本發明可以通過硬體、軟體，或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集中方式實現，或者由分佈在幾個互連的電腦系統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現方法的電腦系統或其他設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用電腦系統，通過安裝和執行程式控制電腦系統，使其按方法運行。
本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，套裝程式含能夠實現本發明方法的全部特徵，當其安裝到電腦系統中時，可以實現本發明的方法。本文件中的電腦程式所指的是：可以採用任何程式語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何運算式，該指令組使系統具有資訊處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後實現特定功能：a)轉換成其他語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現。
雖然本發明是通過具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本發 明做各種修改，而不脫離本發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本發明申請專利範圍內的全部實施方式。
圖6為流程圖，無元件符號說明

Claims (10)

  1. 一種用於聯網的方法，其特徵在於，所述方法包括：在包含多速率鏈路方與乙太網路鏈路耦合之一乙太網路中，其中該乙太網路鏈路包含多個通道，決定複數個資料速率其中之一；以及發送關於至少一資料速率跳變的一資料速率跳變資訊，其中：該資料速率跳變係對應於該決定好之複數個資料速率至少其中之一；通過所述多個通道中的一個或多個休眠通道發送由一個或多個不同物理圖樣表示之該資料速率跳變資訊以控制在所述乙太網鏈路上的資料速率跳變；以及該資料速率跳變資訊的發送係在該乙太網鏈路初始化之後發生。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述一個或多個多速率鏈路方避免通過一個或多個所述休眠通道發送資料包。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括通過所述一個或多個休眠通道發送一個或多個閒置符號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括基於一個或多個閒置符號生成所述一個或多個不同物理圖樣。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括通過所述一個或多個不同物理圖樣發送在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，在所述資料速率跳變後將要用到的資料速率是基於在所述網路鏈路上的過往通信量來確定的。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，所述方法包括基於在所述網路鏈路上的期望通信量來確定在所述資料速率跳變 後將要用到的資料速率。
  8. 一種聯網系統，其特徵在於，所述系統包括：一個或多個電路，在包括由包括多個通道的乙太網鏈路耦合的多速率鏈路方的乙太網網路中，決定複數個資料速率其中之一；以及發送關於至少一資料速率跳變的一資料速率跳變資訊，其中：該資料速率跳變係對應於該決定好之複數個資料速率至少其中之一；通過所述多個通道中的一個或多個休眠通道發送一個或多個不同物理圖樣表示之該資料速率跳變資訊以控制在所述乙太網鏈路上的資料速率跳變；以及該資料速率跳變資訊的發送係在該乙太網鏈路初始化之後發生。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的系統，其中，所述一個或多個多速率鏈路方避免通過一個或多個所述休眠通道發送資料包。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的系統，其中，所述一個或多個電路用於通過所述一個或多個休眠通道發送一個或多個閒置符號。
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