TWI477103B - 一種通信方法及網路系統 - Google Patents

一種通信方法及網路系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI477103B
TWI477103B TW099143996A TW99143996A TWI477103B TW I477103 B TWI477103 B TW I477103B TW 099143996 A TW099143996 A TW 099143996A TW 99143996 A TW99143996 A TW 99143996A TW I477103 B TWI477103 B TW I477103B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
network device
clock
synchronization
network
communications
Prior art date
Application number
TW099143996A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201145884A (en
Inventor
Wael Diab
Original Assignee
Broadcom Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Broadcom Corp filed Critical Broadcom Corp
Publication of TW201145884A publication Critical patent/TW201145884A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI477103B publication Critical patent/TWI477103B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
    • H04J3/0667—Bidirectional timestamps, e.g. NTP or PTP for compensation of clock drift and for compensation of propagation delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0212—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
    • H04W52/0216—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave using a pre-established activity schedule, e.g. traffic indication frame
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • H04W52/0287—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level changing the clock frequency of a controller in the equipment
    • H04W52/029—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level changing the clock frequency of a controller in the equipment reducing the clock frequency of the controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Description

一種通信方法及網路系統
本發明涉及網路通信領域，更具體的說，涉及一種基於資料包的網路中用於低能耗同步的方法及系統。
基於資料包的通信網路正成為多種應用中傳送不同類型和大小的資料的越來越常用的方式，例如乙太網。隨著越來越多的設備能夠進行基於資料包的通信，這些設備的能耗因為多種原因而被關注。在這一方面，給這些網路設備供電和冷卻的成本暴漲，並且構成許多企業的開銷中很大的一部分。另外，對於越來越多的由電池供電的網路設備來說能耗也是備受關注，因為最大化電池的壽命通常與生產能力的提高是相關聯的。
現代資料包通信網路引起關注的另一方面是支援需要精確時間同步的各種功能的能力。在這一方面，資料包通信網路越來越多的用於傳送語音以及多媒體等要求精確時間同步的通信量，以便不會降低用戶的體驗。傳統的用於資料包通信網路的時間同步方法也直接與使網路能效更高的目標相違背。
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。
本發明提供了一種基於資料包的網路中用於低能耗同步的系統和/或方法，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，本發明提供了一種通信方法，所述方法包括：由網路設備中的一個或多個線路和/或處理器執行如下步驟：確定所述網路設備的時鐘在一個或多個同步資料包的通信之間偏移的量，其中，所述同步資料包在所述網路設備和所述網路設備所通信連接的鏈路對方之間傳送；以及基於所述確定的偏移量控制所述網路設備進入和/或退出節能操作模式的轉換。
優選的，所述方法進一步包括：基於所述一個或多個同步資料包在所述網路設備和所述鏈路對方之間傳送的次數控制所述轉換。
優選的，所述方法進一步包括：計算在所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值超過閾值之前所述網路設備可以跳過的所述一個或多個同步資料包的連續通信的最大數量；以及基於所計算出的最大數量控制所述轉換。
優選的，所述方法進一步包括：控制所述轉換以使所述網路設備不會在所述節能模式連續操作超過N*T秒，其中N為所述計算出的最大數量，T為所述一個或多個同步資料包的連續通信之間的時間量。
優選的，所述方法進一步包括：計算所述網路設備為確保所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值低於閾值而參與的所述一個或多個同步資料包的連續通信的最小數量；以及 基於所計算出的最小數量控制所述轉換。
優選的，所述方法進一步包括：控制所述轉換以使所述網路設備在退出節能模式之後不會在M*T秒的時間內很快轉換進入所述節能模式，其中M為所述計算出的最小數量，T為所述連續通信之間的時間量。
優選的，所述方法進一步包括：計算所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的平均差值；以及基於所述計算出的平均值控制所述轉換。
優選的，在所述節能模式下操作時，所述網路設備在低功率空閒模式和半速率模式中的一種或者兩種模式下運行。
優選的，所述一個或多個同步資料包的通信包括以下一者或兩者：傳送包括有時間戳的資料包；傳送包括有比特樣式的資料包，通過該比特樣式可以恢復得到時鐘。
優選的，所述方法進一步包括：一轉換到退出節能狀態並直到所述時鐘被重新同步，生成一指示指明所述時鐘已經偏移超過了一特定量。
根據本發明的另一方面，本發明還提供一種網路系統，包括：網路設備內使用一個或多個線路和/或處理器，其中所述一個或多個線路和/或處理器用於執行如下操作：確定所述網路設備的時鐘在一個或多個同步資料包的通信之間偏移的量，其中，所述同步資料包在所述網路設備和所述網路設備所通信連接的鏈路對方之間傳送；以及基於所述確定的偏移量控制所述網路設備進入和/或退出節能操作模式的轉換。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器用於基於所述一個或多個同步資料包在所述網路設備和所述鏈路對方之間傳送的次 數控制所述轉換。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器進行如下操作：計算在所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值超過閾值之前所述網路設備可以跳過的所述一個或多個同步資料包的連續通信的最大數量；以及基於所計算出的最大數量控制所述轉換。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器用於控制所述轉換以使所述網路設備不會在所述節能模式連續操作超過N*T秒，其中N為所述計算出的最大數量，T為所述一個或多個同步資料包的連續通信之間的時間量。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器進行如下操作：計算所述網路設備為確保所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值低於閾值而參與的所述一個或多個同步資料包的連續通信的最小數量；以及基於所計算出的最小數量控制所述轉換。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器用於控制所述轉換以使所述網路設備在退出節能模式之後不會在M*T秒的時間內很快轉換進入所述節能模式，其中M為所述計算出的最小數量，T為所述連續通信之間的時間量。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器進行如下操作：計算所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的平均差值；以及基於所述計算出的平均值控制所述轉換。
優選的，在所述節能模式下操作時，所述網路設備在低功率空閒模式和半速率模式中的一種或者兩種模式下運行。
優選的，所述一個或多個同步資料包的通信包括以下一者或兩者：傳送包括有時間戳的資料包；傳送包括有比特樣式的資料包，通過該比特樣式可以恢復得 到時鐘。
優選的，所述一個或多個線路和/或處理器用於在一轉換到退出節能狀態並直到所述時鐘被重新同步，生成一指示指明所述時鐘已經偏移超過了一特定量。
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。
102x‧‧‧網路設備
104‧‧‧鏈路
106‧‧‧同步資料包
106x‧‧‧主機
108x‧‧‧網路子系統
109x‧‧‧時鐘
110‧‧‧物理層裝置
114‧‧‧TIME包
116‧‧‧TIME包
118‧‧‧TIME包
202‧‧‧處理器
204‧‧‧記憶體
206‧‧‧EEN模組
210‧‧‧網路子系統
3021-302k‧‧‧△值
3041-304N‧‧‧△值
3061-306M‧‧‧D值
圖1是依據本發明一實施例的在兩個網路設備之間進行同步資料包通信的示意圖；圖2是依據本發明一實施例的示範性網路設備結構圖；圖3是依據本發明一實施例的網路設備低能耗同步示意圖；圖4是依據本發明一實施例的低能耗同步示範步驟流程圖。
本發明涉及一種基於資料包的網路中用於低能耗同步的方法和系統，各種發明實施例可以在上述方法和系統中找到。在本發明的各種實施例中，網路設備的時鐘在一個或者多個同步資料包的連續通信之間的偏移量是可以確定的，基於所確定的偏移量，可以對網路設備進入和/或退出操作節能模式的轉換進行控制。此外/或者，可以基於在網路設備和鏈路對方之間傳送同步資料包的次數對該轉換進行控制。網路設備的時鐘與基準時鐘之間的平均差值可以計算出來，基於計算出的平均差值可以對該轉換進行控制。
在網路設備時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值超過閾值之前網路設備可跳過的連續通信的最大數量，可以被計算出來，並且可以基於該計算出的最大數量對該轉換進行控制。可以對該轉換進行控制，使得網路設備不會連續操作在節能模式下超過大約N*T秒，其中N為計算出的最大數量，T為連續通信之間的時間量。
網路設備為確保其時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值低於閾值而必須參與的連續通信的最小數量可以被計算出來。該轉換可被控制以使網路設備不會在退出節能模式之後大約M*T秒的時間內立刻轉換進入所述節能模式，其中M為所述計算出的最小數量，T為一個或多個同步資料包的連續通信之間的時間量。
在節能模式下進行操作時，網路設備可以在低功率空閒模式和半速率模式(sub-rating mode)中的一種或者兩種模式下運行。一個或多個同步資料包的通信可包括以下一者或兩者：傳送包括有時間戳的資料包；傳送包括有比特樣式(bit pattern)的資料包，通過該比特樣式可以恢復得到時鐘。一退出節能狀態並直到所述時鐘重新同步，網路設備就會產生和/或輸出一指示，表明所述時鐘已經偏移超過一特定量。
圖1是依據本發明一實施例的在兩個網路設備之間進行同步資料包通信的示意圖。如圖1A所示，包括網路設備1021和1022，一般統稱為102X，通過鏈路104傳送同步資料包106。每個網路設備102x可包括主機106x、網路子系統108x和時鐘109x。
鏈路104沒有限制採用何種特定的介質。鏈路104的典型介質可包括：銅線、無線、光纜和/或背板技術。例如，如STP、Cat3、Cat5、Cat5e、Cat6、Cat7和/或Cat7a以及ISO命名上的各種不同形式在內的銅介質都可以使用。另外，銅介質技術如InfiniBand、Ribbon和背板技術也可以使用。關於作為鏈路104的光纜介質，可以用單模光纖和多模光纖。關於無線，網路設備1021和1022可以支援802.11協定族中的一個或者多個協議。依據本發明一實施例，鏈路104可以包括多達四個或更多個物理通道，每一個通道都包括一非遮罩雙絞線(UTP)。網路設備1021和1022可以通過構成鏈路104的兩個或多個物理通道進行通信。例如，基於雙絞線的乙太網標準10BASE-T和100BASE-TX會使用兩對非遮罩雙絞線(UTP)，而基於雙絞線的乙太網標準1000BASE-T和 10GBASE-T則會使用四對非遮罩雙絞線(UTP)。
網路設備102x可包括如交換機、路由器、終端、電腦系統、可播放音頻/視頻(A/V)的裝置、或者它們的組合。另外，網路設備102x可運用音頻/視頻橋接和/或音頻/視頻橋接擴展技術(這裏統稱音頻視頻橋接或AVB技術)來實現多媒體內容和相關的控制和/或輔助資料的通信。另外，網路設備102x也可以實現安全協定，如IP安全協定(IPsec)和/或媒體訪問控制安全協議(MACsec)。
在網路設備102和104中，主機106x可以分別實現OSI(開放系統互聯參考模型)協定層3及以上層的功能。主機106x可以實現系統控制和管理，並且可以由硬體、軟體、或軟硬體組成。主機106x可以和網路子系統108x通過如PCI或其他相似或合適的介面通信。
網路子系統108x可以包括合適的邏輯、電路和/或代碼，其可以分別在網路設備102和104中處理OSI層1及以上層的功能。在這點上，每一個網路子系統108x可以包括如媒體訪問控制器(MAC)和物理層(PHY)，所述媒體訪問控制器和物理層通過M Ⅱ、RM Ⅱ、GM Ⅱ、RGM Ⅱ、SGM Ⅱ、XGM Ⅱ、XAU I、XF I或相似介面進行通信。網路子系統108x可以實現交換功能、路由功能和/或網路介面卡(NIC)功能。網路子系統108x可以實現乙太網協定，例如那些基於IEEE802.3標準的協定，但不限於此。
網路子系統108x可以包括雙絞線物理層，所述雙絞線物理層可以在一個或多個標準速率、潛在標準化速率和/或非標準化速率下進行操作，所述標準速率是例如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps(10BASE-T、100GBASE-TX、1GBASE-T和/或10GBASE-T)；所述潛在標準化速率是例如40Gbps和100Gbps；所述非標準速率是例如2.5Gbps和5Gbps。網路子系統108x可以包括背板物理層，所述背板物理層可以在一個或多個標準速率和/ 或非標準化速率下進行操作，所述標準速率是例如10Gbps(10GBASE-KX4和/或10GBASE-KR)，所述非標準速率是例如2.5Gbps和5Gbps。網路子系統108x可以包括光纖物理層，所述光纜物理層可以在一個或多個標準速率、潛在標準化速率和/或非標準化速率下進行操作，所述標準速率是例如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps，所述潛在標準化速率是例如40Gbps和100Gbps；所述非標準速率是例如2.5Gbps和5Gbps。在這點上，光纖物理層也可以是無源光網路(PON)物理層。網路子系統108x可以支援多通道拓撲結構，如40Gbps的CR4、ER4、KR4、100Gbps的CR10、SR10和/或10Gbps的LX4和CX4。另外，也可以支援串列電和銅單通道技術，如KX、KR、SR、LR、LRM、SX、LX、CX、BX10、LX10。還可以支援非標準速率和非標準技術，如單通道、雙通道或四通道。此外，物理層裝置110可以支援多種速率下的TDM技術例如無源光網路(PON)。
另外，網路子系統108x可以支援在高(或較高)資料率下傳送和/或接收一個方向的資料，以及在低(或較低)資料率下傳送和/或接收另一方向的資料。例如，網路設備102x可以包括多媒體伺服器，網路設備102x的鏈路對方可以包括多媒體用戶。在這點上，例如，網路設備102x可以在高(或較高)資料率下將多媒體資料傳送給鏈路對方，而鏈路對方在低(或較低)資料率下傳送與該多媒體內容相關的控制或輔助資料。網路設備102x可以支援無線協定，例如IEEE802.11標準協定族。
在本發明的各種實施例中，網路子系統108x可以實現與低能耗網路(EEN)或乙太網的特定情況下即低能耗乙太網(EEE)相關的一個或多個低能耗特徵。例如，網路子系統108x的物理層可以支援低功率空閒(LPI)和/或物理層子集(又被稱為半速率)技術。低功率空閒(LPI)通常情況下是一個技術族，此技術族在非啟動週期內不傳輸傳統的空閒符號(IDLE symbols)，網路子系統108x的物理 層可以保持靜默和/或傳送信號(而非傳送傳統的空閒符號)。半速率或物理層子集通常情況下是一個技術族，其中物理層能夠即時地或接近即時地重配，以在不同的資料率下通信，特別是在節能模式下以較低資料率操作。在本發明的一些具體實施例中，低功率空閒操作模式和半速率操作模式兩者都可以利用。在這點上，網路設備不在低功率空閒模式下接收或者處理同步資料包，但可以在半速率模式下接收或者處理同步資料包。即，網路設備可以從低功率空閒模式轉換到半速率模式以實現重新同步，而不需要從低功率空閒模式轉換到全功能或全功率模式，在所述全功能或全功率模式下設備將在最大資料率下運行。通過這種方式，通過提高同步化的同時降低能耗，可以增強低LPI設備的性能。
時鐘109x可以包括合適的邏輯、電路、介面和/或代碼，能夠產生週期性信號和/或相對於基準跟蹤時間。在這點上，時鐘109x可以包括一個或多個振盪器和/或可以包括計時鐘(time-of-day clock)。在本發明的各種實施例中，時鐘109x可以用來確定何時傳送、接收或者處理資料。
運行過程中，同步請求(SREQ)包、TIME包和RESPONSE包可以在網路設備1021和1022之間傳送。收到和發送SREQ包和RESPONSE包的時間點可生成時間戳。在本發明的實施例中，如圖2A所示，時鐘1092為主時鐘或基準時鐘。在這點上，主時鐘的選擇可以是隨機的，由管理者進行配置，和/或基於任何其他的因素和/或演算法進行選擇。
在時間點t1，網路設備1022可以通過鏈路104傳送SREQ包110。一旦傳送SREQ包110，網路設備1022就會對應時間點t1產生時間戳TS1。在時間點t1之後，網路設備1022很快就通過鏈路104傳送含有TS1的TIME包114。
在時間點t2，網路設備1021可以接收到SREQ包110，並且網路設備1021會生成對應的時間戳TS2。在時間點t2之後，網路 設備1021很快就接收到TP1。另外，網路設備1021可產生RESPONSE包114傳送回網路設備1022。
在時間點t3，網路設備1021可以通過鏈路104傳送RESPONSE包114。一旦傳送RESPONSE包114，網路設備1021就會對應時間點t3生成時間戳TS3。在時間點t3之後，網路設備1021很快就通過鏈路104傳送含有時間戳TS3的TIME包116。
在時間點t4，網路設備1022可以接收到RESPONSE包114，並且網路設備1022會生成一個對應的時間戳TS4。在時間點t4之後，網路設備1022很快就接收到TIME包116，網路設備1022還可很快就生成含有時間戳TS4的TIME包118並傳送給網路設備1021。
網路設備1021一接收到TIME包118就可以知道t1、t2、t3和t4，並且可以運用方程式1和2求出其時鐘1091和網路設備1022中的時鐘1092之間的偏移量△：t2-t1=PD+△ (1)
t4-t3=PD+△ (2)
其中，PD是指鏈路104的傳導延遲量，假設其在兩個方向延遲的量是相同的。因此，網路設備1021可以通過△來調整它的時鐘1091，以使之與主時鐘1092同步。
SREQ、TIME和RESPONSE包之間的這種通信可以是週期性發生的，並且每次通信的△值都會針對每次通信存儲下來。在得到一系列的△值之後，網路設備1021就可以計算出△的平均值，記為△AVG。因此，△AVG可以基於△的值得到更新。在本發明的各種實施例中，一旦△AVG變得充分的穩定，那些連續的△值對△AVG的影響就會非常小，網路設備1021就可以從同步資料包通信過程中短暫的休息一下，而且可以因此進入節能狀態。在這點上，轉換到節能狀態可能取決於各種各樣的因素和/或網路設備1021的EEN控制策略。
需要注意的是，圖1僅僅是闡述了通過資料包的通信同步網路設備的一種示範方法，本發明的範圍並不限於所公開的實施例。在這點上，使用資料包通信來計算兩個時鐘之間的差值以實現同步的任何方法，都可能涉及到本發明的範圍。IEEE1588、IEEE802.1AS和同步乙太網(SyncE)是所述同步方法的三個實例。
對於同步方法如SyncE，時鐘可以從接收的資料包中恢復得到，或者通過接收的資料包接收得到。例如，資料包可能包括已知的或預定的比特樣式，其可用於恢復得到時鐘。因此，當採用這種同步方法時，收到的能夠從中恢復得到時鐘的任何資料包都可以是有效地同步資料包。例如，網路設備1022可以將資料包傳送到網路設備1021，並且網路設備1021可以從該資料包中恢復得到時鐘，並且用恢復的時鐘將時鐘1091同步到時鐘1092。因此，可以針對每一個接收到的資料包計算△，而且在計算出多個△值後，網路設備1021可以計算出△的平均值，記為△AVG。在這點上，△AVG可以根據△值得到週期性或不定期地更新。
在本發明的一些實施例中，D和DAVG的值可以以幾分之一秒的方式計算出來。在本發明的一些實施例中，D和DAVG的值可以以相位(度或弧度)的方式計算出來。
圖2是依據本發明一實施例的示範性網路設備結構圖。圖2中顯示的是網路設備102x，包括處理器202、記憶體204、時鐘109x和網路子系統210。時鐘109x可結合圖1來描述。
處理器202包括在網路設備102x中可以處理資料、產生信號和/或控制操作的合適的邏輯、電路、介面和/或代碼。此外，處理器202可以實現EEN控制策略。
記憶體204可以包括如RAM、ROM、NVRAM或快閃記憶體。記憶體204可以存儲處理器202執行的指令、參數值、計算資料、EEN的狀態資訊、和/或接收的和/或待傳送的資料。
EEN模組206包括合適的邏輯、電路、介面和/或代碼，其可 以控制接收的和/或待傳送的資料的緩衝、控制網路設備102x的各種操作/功能、和/或處理資訊並生成信號來實現EEN控制策略。在這點上，EEN模組206可以生成控制信號對網路子系統210進行配置以實現EEN特徵如LPI或半速率。此外或可選擇地，EEN模組206可以生成用於管理和協調EEN特徵的實現的消息，或控制該消息的生成。在這點上，從一個操作模式轉換到另一個模式，需要鏈路對方接受、合作或至少知道，以便通信不被中斷。在本發明的各種實施例中，EEN模組206可以如虛線框所示通過處理器202實現，在網路設備102x中的專用硬體中實現，在網路子系統210中實現，和/或在它們的組合中實現。
在運行過程中，網路設備102x可以將它的時鐘109x與存在於網路設備102x的鏈路對方中的基準時鐘同步。在這點上，數據包(如數據包110-118)可以通過處理器202和/或網路子系統210生成，並可以通過鏈路104進行傳送。網路子系統210和/或處理器202可以用時鐘109x生成與傳送和/或接收資料包的時間點一致的時間戳。接收的和/或待傳送的資料包和/或相應的時間戳都會在記憶體204中存儲。處理器202和/或網路子系統210可以計算出時鐘109x和基準時鐘之間的差值△，並且可以計算出△在時間上的平均值△AVG。計算出的△和△AVG都會在記憶體204中存儲，和/或在網路子系統210的記憶體或註冊表中存儲下來。
在本發明的各實施例中，一個或多個同步資料包的初始多次通信會出現以同步時鐘109x。所述通信可週期性地發生，並且可間隔T秒的時間間隔，其中T是任何大於0的數。例如，初始同步期間的初始通信的次數K，可以基於例如時鐘109x的穩定性以及網路設備1021、1022和/或鏈路104的其他變數來確定。
在一個或多個同步資料包的K次通信之後，如果由EEN控制策略所決定的其他條件如此規定的話，網路設備102x將進入節能模式。當在節能模式下運行時，網路設備120x不會參與一個或多 個同步資料包的通信。因此，時鐘109x就可能會開始偏移，並且與基準時鐘不再同步。據此，本發明的範圍包括，只要時鐘109x與基準時鐘之間的差異小於最大值(△MAX)，網路設備102x就能一直保持在節能模式。在這點上，如果時鐘109x每T秒偏移量為△MAX/N，則網路設備102x就可以在節能模式下持續N*T秒。然而，如果有通過EEN控制策略決定的其他條件和/或事件來決定，網路設備102x馬上就可以退出節能狀態。
在本發明的各實施例中，網路設備102x可以基於計算出的△和/或△AVG估算出每個時間間隔T內的偏移量。因此，網路設備102x可以基於估算出的每個時間間隔T內偏移量計算出N。在本發明的其他實施例中，N可以基於實驗和/或經驗得到的資料預先確定。
在本發明的一實施例中，網路設備102x可以通過計數器來跟蹤其處於節能模式期間的時間。在本發明的另一實施例中，網路設備102x可以保持最小量的邏輯、電路和/或代碼處於活動狀態，以實現鏈路104中同步資料包的檢測和計數。在這點上，網路設備102x可以：忽略在進入節能狀態後接收到的第一N-1個同步資料包；在進入節能模式之後接收到第N個同步資料包時退出節能模式；基於進入低能耗模式後收到的第N+1個同步資料包計算△的值。
在休眠N*T秒之後，網路設備102會進行一個或多個同步資料包的M次通信來讓時鐘109X與基準時鐘重新同步。因此，在M次通信之後，如果通過EEN控制策略如此決定，網路設備102x可以切換回節能模式持續運行N*T秒並且可以重複此進程。通過這種方式，通過將網路設備109x運行在節能模式下多達時間的百分之(N/M*100)，網路設備102x的能效就可以得到提高。
在一些實施例中，網路設備102x可以退出節能模式，但是可能就沒有同步資料包通信來重新同步時鐘109x。這可能出現在例 如鏈路對方還沒有退出節能模式的情況下。在這樣的實施例中，設備109x可以繼續使用時鐘109x。當在沒有重新同步的情況下運行時，網路設備102x可設置標誌和/或產生指示，指出時鐘109x可能已經偏移超過了一個特定的和/或可以接受的量。在沒有重新同步的情況下運行時，網路設備102x可偶爾嘗試與鏈路對方建立通信以便再同步時鐘109x。
圖3是依據本發明一實施例的網路設備低能耗同步示意圖。在圖3中顯示了對應時鐘109x初始同步的△值3021-302k；對應於網路設備102x在低能耗模式下運行時時鐘109x的偏移量的理論上或估計的△值3041-304N；以及對應於退出節能模式之後時鐘109x的再同步的D值3061-306M。也就是，值3021-302K和3061-306M對應於網路設備102x參與的一個或多個同步資料包的通信，而估計值3041-304N對應於網路設備102x跳過或忽略的一個或多個同步資料包的通信。在這點上，各種同步協議可以規定該通信週期性地發生，但是網路設備102x在節能模式下運行時可以跳過或忽略計畫的通信。
圖4是依據本發明一實施例的低能耗同步示範步驟流程圖。圖4中，示範步驟從步驟402開始，在這一步中，網路設備102x可以將其時鐘與其一個鏈路對方的時鐘進行同步。在步驟402之後，進入步驟404。在步驟404中，在網路設備102x和它的鏈路對方之間進行一個或多個同步資料包(如圖1中所示的同步資料包110-118的集合)的K次通信。因此，網路設備102x可以計算出相應的K個△值(△是兩個時鐘之間的差值)，以及K-1個△AVG值(△AVG是△的平均值)。在步驟404中同步時鐘之後，該流程進入轉換到節能模式的環節(如果該轉讓是由EEN控制策略所確定合適的)。在這點上，EEN控制策略可以基於各種不同條件、事件和/或其他因素來控制不同操作模式之間的轉換。
假設轉換到節能模式是適當的，那麼在步驟404之後，隨之 進入步驟406。在步驟406中，網路設備109x的一個或多個部分將會掉電和/或運行得更慢。在這點上，節能模式包括網路設備109x在LPI模式和/或半速率模式下運行。在步驟406之後，進入步驟408。
在步驟408中，網路設備102x可以在節能模式下運行。網路設備102x可能繼續停留在節能模式直到EEN控制策略要求其退出節能模式，或直到節能模式已經持續了N*T秒，其中N為整數，T是一個或多個同步資料包的通信之間的時間間隔。在這點上，因為在節能模式下時鐘109x可能不會與基準時鐘重新同步，N*T秒對應於時鐘109x沒有偏移出特定和/或可接受量的時間。在步驟408之後，進入步驟410。
在步驟410中，網路設備102x可能退出節能模式。在這點上，網路設備102x的一個或多個部分將會上電和/或加速運行。例如，網路設備102x可能會從僅通過鏈路104的通道子集來通信，轉換到通過鏈路104的所有通道通信。在步驟410之後，進入步驟412。
在步驟412中，網路設備102x可使時鐘109x與其一個鏈路對方的時鐘重新同步。在這點上，網路設備102x可進行M次數據包通信，並計算出M個相應的△值以及M-1個△AVG值。在步驟412中同步時鐘之後，該流程進入轉換到節能模式的環節(如果由EEN控制策略確定該轉換是合適的話)。
本發明的某些實施例涉及用於同步的基於資料包網路中的能效的方法和系統。在本發明的各種實施例中，網路設備1021的時鐘1091在連續通信過程中偏移的量可以確定下來，並且可以基於該確定結果控制網路設備1021在進入和/或退出節能模式之間轉換。此外或可選擇地，該轉換也可以基於網路設備1021和鏈路對方1022間的多次同步資料包通信110-118來進行控制。網路設備1021的時鐘與基準時鐘1092之間的平均差值可以計算出來，並且該轉換也可以基於計算出的平均差值來進行控制。
在網路設備1021的時鐘與基準時鐘1022的差值高於閾值之前網路設備1021可跳過的一個或多個同步資料包的連續通信的最大數量N可以計算出來，並且轉換可以基於該計算出的最大數量來進行控制。轉換可以得到控制，使得網路設備1021在節能模式下連續運行不超過大約N*T秒，其中T為一個或多個同步資料包的連續通信的時間量。
網路設備1021為確保其時鐘1091與基準時鐘1092之間的差值低於閾值而必須參與的一個或多個同步資料包的連續通信的最小數值M可以計算出來，並且轉換可以基於該計算出的最小數量來進行控制。轉換可以得到控制，使得網路設備在退出節能模式之後不會在大約M*T秒內很快進入節能模式，其中T為連續通信的時間量。
在節能模式下運行時，網路設備1021可以在低功率空閒模式和半速率模式中的一種或兩種模式下運行。一個或多個同步資料包的通信可以包括以下一者或兩者：傳送包括有時間戳資料包，如數據包110-118；傳送包括有比特樣式的資料包，通過該比特樣式可以恢復得到時鐘。一退出節能狀態並且直到時鐘重新校準，網路設備1021可產生和/或輸出一指示，表明時鐘1091的偏離量已經超過一個特定的值。
本發明的另一個實施例提供了一種機器和/或電腦可讀的記憶體和/或介質，其上存儲機器代碼和/或電腦程式，至少有一個代碼段可以被機器和/或電腦執行，因此，導致機器和/或電腦執行本申請所描述的基於資料包網路中用於低能耗同步的步驟。
相應地，本發明可以在硬體、軟體或軟硬體中實現。本發明可以以集中式在至少一個電腦系統中實現，或者以分散式在分散在一些互聯的電腦系統的不同網元上。任何電腦系統或其他適合實現所述方法的儀器都是合適的。典型的軟體和硬體的結合體可以是一個有電腦程式的通用電腦系統，所述電腦程式被裝載和開 始執行之後，可以控制電腦系統用以實現所述的方法。
本發明也可以被嵌入電腦程式裏面，所述電腦程式包括了實現所述方法的所有的特性，並且當在電腦系統中被載入之後可以實現這些方法。本文中所述的電腦程式意味著任何運算式、任何語言、代碼或符號，這些指令集能夠使系統具有資訊處理能力，能過直接或者通過後面的一種或兩種方式來實現特定的功能：a)轉換成另外一種語言、代碼或符號；b)複製為不同的物質形態。
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權利要求範圍內的全部實施方式。
圖4為流程圖，無元件符號說明

Claims (9)

  1. 一種通信方法，其特徵在於，所述方法包括：由網路設備中的一個或多個線路和/或處理器執行如下步驟：確定所述網路設備的時鐘在一個或多個同步資料包的通信之間偏移的量，其中，所述同步資料包在所述網路設備和所述網路設備所通信連接的鏈路對方之間傳送；基於所述確定的偏移量控制所述網路設備進入和/或退出節能操作模式的轉換；以及基於所述一個或多個同步資料包在所述網路設備和所述鏈路對方之間傳送的次數控制所述轉換。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，包括：計算在所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值超過閾值之前所述網路設備可以跳過的所述一個或多個同步資料包的連續通信的最大數量；以及基於所計算出的最大數量控制所述轉換。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中，包括：控制所述轉換以使所述網路設備不會在所述節能模式連續操作超過N*T秒，其中N為所述計算出的最大數量，T為所述一個或多個同步資料包的連續通信之間的時間量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，包括：計算所述網路設備為確保所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的時鐘差值低於閾值而參與的所述一個或多個同步資料包的連續通信的最小數量；以及基於所計算出的最小數量控制所述轉換。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中，包括：控制所述轉換以使所述網路設備在退出節能模式之後不會在M*T秒的時間內很快轉換進入所述節能模式，其中M為所述計算出 的最小數量，T為所述連續通信之間的時間量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，包括：計算所述網路設備的時鐘與基準時鐘之間的平均差值；以及基於所述計算出的平均值控制所述轉換。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，在所述節能模式下操作時，在所述節能模式下操作時，所述網路設備在低功率空閒模式和半速率模式中的一種或者兩種模式下運行。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述一個或多個同步資料包的通信包括以下一者或兩者：傳送包括有時間戳的資料包；傳送包括有比特樣式的資料包，通過該比特樣式可以恢復得到時鐘。
  9. 一種網路系統，其特徵在於，所述系統包括：網路設備內使用一個或多個線路和/或處理器，其中所述一個或多個線路和/或處理器用於執行如下操作：確定所述網路設備的時鐘在一個或多個同步資料包的通信之間偏移的量，其中，所述同步資料包在所述網路設備和所述網路設備所通信連接的鏈路對方之間傳送；基於所述確定的偏移量控制所述網路設備進入和/或退出節能操作模式的轉換；以及基於所述一個或多個同步資料包在所述網路設備和所述鏈路對方之間傳送的次數控制所述轉換。
TW099143996A 2009-12-16 2010-12-15 一種通信方法及網路系統 TWI477103B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28712309P 2009-12-16 2009-12-16
US12/690,877 US8340010B2 (en) 2009-12-16 2010-01-20 Method and system for energy efficient synchronization in packet based networks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201145884A TW201145884A (en) 2011-12-16
TWI477103B true TWI477103B (zh) 2015-03-11

Family

ID=43768739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099143996A TWI477103B (zh) 2009-12-16 2010-12-15 一種通信方法及網路系統

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8340010B2 (zh)
EP (1) EP2337252B1 (zh)
CN (1) CN102104539B (zh)
HK (1) HK1158404A1 (zh)
TW (1) TWI477103B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7797367B1 (en) * 1999-10-06 2010-09-14 Gelvin David C Apparatus for compact internetworked wireless integrated network sensors (WINS)
US8630315B2 (en) * 2010-02-17 2014-01-14 Ciena Corporation Ethernet network synchronization systems and methods
US8842574B2 (en) * 2010-11-19 2014-09-23 Marvell Israel (M.I.S.L) Ltd. Energy efficient networking
CN103262449B (zh) * 2010-12-20 2016-08-10 瑞典爱立信有限公司 无源光网络装置和方法
US8737389B2 (en) * 2011-10-06 2014-05-27 Cisco Technology, Inc. Egress clock domain synchronization to multiple ingress clocks
US9623173B2 (en) * 2012-03-05 2017-04-18 Becton, Dickinson And Company Wireless communication for on-body medical devices
CN103873334B (zh) * 2012-12-11 2017-12-15 深圳市高斯贝尔家居智能电子有限公司 一种网络连接设备及局域网组建系统
US9645630B2 (en) * 2013-01-18 2017-05-09 Apple Inc. Selectively permitting an apparatus to be awakened depending on a programmable setting
CN104378818A (zh) * 2013-08-13 2015-02-25 中兴通讯股份有限公司 一种时钟同步方法及装置、基站子系统
US20150078404A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-19 Broadcom Corporation System, Method and Apparatus for Time-Sensitive Energy Efficient Networks
CN107251457B (zh) * 2016-01-19 2019-08-27 华为技术有限公司 传输时钟报文的方法和装置
RU2738446C1 (ru) * 2020-05-18 2020-12-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" Синхронизация сетевого устройства для беспроводной связи, в частности сетевого терминала, в беспроводной сети

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060187866A1 (en) * 2004-12-20 2006-08-24 Sensicast Systems Method for reporting and accumulating data in a wireless communication network

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5560021A (en) * 1994-04-04 1996-09-24 Vook; Frederick W. Power management and packet delivery method for use in a wireless local area network (LAN)
SE512169C2 (sv) * 1998-05-14 2000-02-07 Net Insight Ab Förfarande och anordning för synkronisering i ett kretskopplat nät
US6795450B1 (en) 2000-09-28 2004-09-21 Tdk Semiconductor Corporation Method and apparatus for supporting physical layer link-suspend operation between network nodes
US20030226050A1 (en) 2000-12-18 2003-12-04 Yik James Ching-Shau Power saving for mac ethernet control logic
US7415044B2 (en) * 2003-08-22 2008-08-19 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Remote synchronization in packet-switched networks
CN1747389B (zh) * 2004-02-02 2010-11-03 美国博通公司 在节能网络中用于媒质访问控制的方法和系统
TWI273789B (en) 2004-02-24 2007-02-11 Via Tech Inc Method for adjusting the power consumption of a network interface
DE102007012995B4 (de) * 2007-03-14 2016-12-29 Ista International Gmbh Verfahren zur Durchführung einer Kommunikation zwischen den Sensorknoten eines Funk-Sensornetzwerkes
EP2026485A1 (en) * 2007-08-17 2009-02-18 Nokia Siemens Networks Oy Method and device for a packet based clock recovery
US8018885B2 (en) * 2008-02-04 2011-09-13 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Code keying in a power savings mode
CN101557330B (zh) * 2008-04-08 2012-08-15 华为终端有限公司 一种支持省电模式的方法、系统及终端
US8107365B2 (en) 2008-11-24 2012-01-31 Cisco Technology, Inc. Interim PHY solution for LPI compatibility with legacy devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060187866A1 (en) * 2004-12-20 2006-08-24 Sensicast Systems Method for reporting and accumulating data in a wireless communication network

Also Published As

Publication number Publication date
EP2337252A2 (en) 2011-06-22
EP2337252A3 (en) 2017-05-03
EP2337252B1 (en) 2019-08-21
TW201145884A (en) 2011-12-16
CN102104539A (zh) 2011-06-22
CN102104539B (zh) 2016-02-03
HK1158404A1 (zh) 2012-07-13
US8340010B2 (en) 2012-12-25
US20110142080A1 (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI477103B (zh) 一種通信方法及網路系統
US7903597B2 (en) Power management of a network device
KR101000987B1 (ko) 하나 또는 그 이상의 유휴 채널(들) 상에서 구별된 물리적 패턴을 이용하여 레이트의 및/또는 전력 소비의 변화를 나타내기 위한 방법 및 시스템
KR101050119B1 (ko) 오디오 비디오 브리징을 이용하는 에너지 효율적인 네트워크를 관리하기 위한 방법 및 시스템
EP2479924A1 (en) Method and system for self-adapting dynamic power reduction mechanism for physical layer devices in packet data networks
EP2282589B1 (en) Method and system for management based end-to-end sleep limitation in an energy efficient ethernet network
US8116304B2 (en) Method and system for duty cycling a network port based on duty cycling of a link communicatively coupled to the port
US20130111240A1 (en) Method And System For Energy Efficient Communication Among One Or More Interfaces In A Communication Path
US9008125B2 (en) Method and system for MAC and PHY synchronization for energy efficient networking
US8395992B2 (en) Method and system for negotiating multiple data rate transitions on an ethernet link
US20100228872A1 (en) Method and system for determining physical layer traversal time
US8619559B2 (en) System and method for enabling energy efficient ethernet networks with time-sensitive protocols
KR20100006147A (ko) 에너지 효율적인 이더넷 네트워크를 지원하기 위해 이더넷 링크 파트너들을 훈련시키는 시기를 동적으로 결정하기 위한 방법 및 시스템
EP2073464B1 (en) Method and system for indicating a transition in rate and/or power consumption utilizing a distinct physical pattern on one or more idle channel(s)
EP2073465B1 (en) Method and system for a distinct physical pattern on an active channel to indicate a data rate transition for energy efficient ethernet
US8831017B2 (en) Data output adjustment apparatus, data output adjustment method, RGMII network system and RGMII network communication path change method
EP2073437B1 (en) Method and system for duty cycling portions of a network device based on aggregate throughput of the device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees