TWI493930B

TWI493930B - 一種用於聯網的方法和系統

Info

Publication number: TWI493930B
Application number: TW097148956A
Authority: TW
Inventors: Wael William Diab; Howard Frazier
Original assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2015-07-21
Also published as: KR20090065473A; CN101465804A; US9455912B2; CN101465804B; KR101004044B1; TW200943835A; US20090154492A1

Description

一種用於聯網的方法和系統

本發明涉及聯網。更具體地說，涉及一種使用在佔用通道上的不同物理圖樣指示用於能量高效乙太網的資料速率跳變的方法和系統。

隨著電子儀器(如桌上型電腦、膝上型電腦和各種手持裝置，如智慧型電話和PDA)的日漸普及，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。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。

本發明提供了一種使用在佔用通道上的不同物理圖樣指示用於能量高效乙太網的資料速率跳變的方法和系統，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：在資料包間間隙，在網路鏈路的一個或多個佔用通道傳送一個或多個不同物理圖樣以控制所述網路鏈路上的資料速率。

優選地，所述方法進一步包括發送所述一個或多個不同物理圖樣以取代一個或多個置閑符號。

優選地，所述方法進一步包括將所述一個或多個不同物理圖樣和一個或多個置閑符號一起發送。

優選地，所述方法進一步包括借助所述一個或多個不同物理圖樣傳送將要在一個或多個所述通道上使用的資料速率。

優選地，所述方法進一步包括借助所述一個或多個不同物理圖樣指示將要用來執行所述資料速率的一個或多個資料速率管理技術。

優選地，所述資料速率是基於所述網路鏈路上的過往和/或期望的通信量確定的。

優選地，所述方法進一步包括借助所述一個或多個不同物理圖樣指示什麼時候資料速率跳變需要在所述一個或多個通道上發生。

優選地，所述資料速率跳變在特定的資料包間間隙或在特定的資料包邊界發生。

優選地，所述方法進一步包括基於鏈路的功率消耗控制所述網路鏈路上的所述資料速率。

優選地，所述方法進一步包括基於與所述網路鏈路通信耦合的一個或多個節點的功率消耗控制所述網路鏈路上的所述資料速率。

優選地，所述不同物理圖樣包括一個或多個控制字元。

優選地，所述不同物理圖樣包括電壓級、符號和/或字元的指令組。

根據本發明的一個方面，提供了一種用於聯網的系統，所述系統包括：一個或多個電路，用於在資料包間間隙，在網路鏈路的一個或多個佔用通道傳送一個或多個不同物理圖樣以控制所述網路鏈路上的資料速率。

優選地，所述一個或多個電路用於發送所述一個或多個不同物理圖樣以取代一個或多個置閑符號。

優選地，所述一個或多個電路用於將所述一個或多個不同物理圖樣和一個或多個置閑符號一起發送。

優選地，所述一個或多個電路用於借助所述一個或多個不同物理圖樣傳送將要在一個或多個所述通道上使用的資料速率。

優選地，所述一個或多個電路用於借助所述一個或多個不同物理圖樣指示將要用來執行所述資料速率的一個或多個資料速率管理技術。

優選地，所述一個或多個電路用於借助所述一個或多個不同物理圖樣指示什麼時候資料速率跳變需要在所述一個或多個通道上發生。

優選地，所述鏈路上的所述資料速率是基於所述鏈路上的的功率消耗控制的。

優選地，所述鏈路上的所述資料速率是基於與所述網路鏈路通信耦合的一個或多個節點的功率消耗控制的。

優選地，所述不同物理圖樣包括一個或多個控制字元。

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

114a‧‧‧乙太網鏈路112介面

114b‧‧‧介面

116a‧‧‧匯流排控制器介面

116b‧‧‧匯流排控制器介面

200‧‧‧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

302‧‧‧乙太網資料包

304‧‧‧前導碼

306‧‧‧目的MAC位址段(destination MAC address field)

308‧‧‧源MAC地址段

312‧‧‧資料段

310‧‧‧乙太類型段(Ethertype field)

314‧‧‧資料包檢測序列(packet check sequence，簡稱FCS)

320‧‧‧置閑符號

316‧‧‧包起始定界符(start of packet delimiter，簡稱SFD)

318‧‧‧序列結束定界符(end of sequence delimiter，簡稱ESD)

402‧‧‧資料塊

402a、402b、402c、402d‧‧‧通道

404‧‧‧置閑符號

406‧‧‧物理排列

408‧‧‧資料塊

圖1是根據本發明的實施例的兩個節點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乙太網鏈路上的活動(activity)的典型框圖；圖4A是根據本發明的實施例的包括乙太網鏈路的四個通道上的活動的典型框圖；圖4B是根據本發明的實施例的包括乙太網鏈路的四個通道上的活動的典型框圖；圖4C是根據本發明的實施例的包括乙太網鏈路的四個通道上的活動的典型框圖；圖5是根據本發明的實施例的使用佔用通道上的不同物理圖樣指示資料速率跳變的典型步驟的流程圖。

本發明涉及一種使用在佔用通道上的不同物理圖樣指示用於能量高效乙太網的資料速率跳變的方法和系統。就這一點而言，可在資料包間間隙(inter-packet gap，簡稱IPG)，在網路鏈路的一個或多個佔用通道(active channel)上發送一個或多個不同物理圖樣以控制網路鏈路的資料速率。該不同物理圖樣可代替一個或多個置閑符號(IDLE symbol)或與一個或多個置閑符號(IDLE symbol)一起發送。所述不同物理圖樣可發送將要在網路鏈路上使用的資料速率，指示什麼時候將在網路鏈路上發生資料速率跳變，指示資料速率的跳變是期望的，指示可使用什麼樣的資料速率管理技術來實現資料速率或控制網路鏈路中的一個或多個通道中的哪一個將被用來傳送資料。可基於鏈路上的功率消耗和/或通信耦合到所述網路鏈路的一個或多個節點的功率消耗來控制鏈路上的資料速率。

圖1是根據本發明的實施例的兩個節點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。所述節點102和節點104可通過太網鏈路112通信。

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/或背板工藝(backplane technologies)。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)運行的背板PHY。

在本發明的典型實施例中，該節點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，該節點102和節點104可支援多道(multi-lane)拓撲，如40Gbps CR4、ER4、KR4；100Gbps CR10、SR 10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/或背板乙太網操作。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節點的佔用操作。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，可用于以高(更高)資料速率在一個方向上接收和/或發送，並以低(更低)資料速率在另一個方向上接收和/或發送。例如節點102可包括多媒體伺服器而節點104可包括多媒體客戶機。就著一點而言，節點102可以高(更高)資料速率向遠端方104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，進行資料包化、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，可在休眠通道(silent channel)或是並未被佔用以運送資料包的佔用通道上的包間間隔(IPG，也可叫做幀間間隔)上進行發送。例如，控制符可包括置閑符號(IDLE symbol)或可通過休眠通道或在佔用通道省的IPG間周期性發送的類似資訊。

MAC控制器108a包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可處理本地節點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置閑符號的發送佔用了大部分時間。就這一點而言，當節點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。該節點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)。一旦節點訓練好後，它們就可以開始以第一資料速率發送資料。就這一點而言，傳統的PHY裝置可在所有可用通道上、在實際資料的資料包之間、在IPG之間均勻地分發通信量，也可發送置閑符號或類似資訊。

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上的資料速率可能高於需要的或是期望的資料速率。因此，降低節點102和104之間的連接的資料速率可使得節點102和104以更能量高效的方式通信。就這一點而言，可通過一個或多個資料速率管理技術來控制資料速率，如控制用於傳送資料的通道數量，控制表示鏈路上資料的信號星座，控制符號的發送速率和控制資料包間的時間長度(IPG)。

同樣地，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需要的或是期望的資料速率。因此，在資料速率低於最大資料速率時，可增加資料速率。可通過一個或多個資料速率管理技術來增加資料速率，如控制用於傳送資料的通道數量，控制表示鏈路上資料的信號星座，控制符號的發送速率和控制資料包間的時間長度(IPG)。

當控制鏈路112上的資料速率時，該節點102和104可需要一種指示方法，例如，指示另一資料速率是理想的和/或必需的，指示資料速率跳變將要發生，指示該另一資料速率需要是什麼樣的，並指示怎樣獲得通道資料速率。因此，本發明的各個方面可用於使用發送的一個或多個不同物理圖樣來代替和/或與置閑符號一起調節乙太網鏈路上的資料速率控制。就這一點而言，可在被佔用的通道上的包間間隔(IPG)間發送不同物理圖樣，和/或將其作為乙太網資料包的一部分發送。該不同物理圖樣可包括電壓、符號和/或字元(character)的不同序列(distinct sequence)或指令組。對於什麼時候發生該跳變，該不同物理圖樣可指示資料速率的跳變將發生在如特定的乙太網資料包之前，在特定的資料包邊界 (packet boundary)(如在資料包的特定或制定比特)或在更新時間。

在本發明的各個實施例中，不同物理圖樣可用於某些而不是全部的資料速率跳變。例如，不同物理圖樣可用于指示向更高資料速率的跳變，而使用其他技術來指示向更低資料速率的跳變。

在本發明的各個實施例中，不同物理圖樣可用來在媒體獨立介面間通信以指示鏈路112上的向節點102和104的更高層功能發送的資料速率跳變。就這一點而言，更高層功能可基於鏈路112上的資料速率調節時鐘速度、緩衝大小和/或功率分配。

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，包括多速率可用物理層模組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，用於與遠端節點的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和其他在節點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從節點200至遠端節點的資料傳輸。每個接收器214b、214d、214f和214h包括有合適的邏輯、電路和/或代碼，可由節點200從遠端節點接收資料。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，那麼“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，那麼“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，該節點200可將一個或多個物理通道224失效(disable)或使其進入低(更低)功率狀態，當這些一個或多個通道無需符合該鏈路的當前和/或將來期望。在該方法中，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的各部件可以關閉。在本發明的實施例中，處於低功率狀態的通道可傳送很少資料或者不傳送資料，或處於空閒狀態，只傳送空閒符號和/或不傳送任何能量。在某些實施例中，本發明的各個方面可用於使鏈路上的所有通道進入低(更低)功率狀態。在其他實施例中，鏈路上的所有通道可以保持佔用並可控制各個通道上的資料速率。

在操作過程中，節點200可通過鏈路112與遠端方通信。對於100Mbps乙太網，該節點200可通過鏈路224a向遠端方發送資料，並可通過鏈路224b從遠端方接收資料。就這一點而言，當沒有資料供節點200發送時，該節點200可發送置閑符號以維持與遠端節點的同步。然而，為了調節鏈路112上的資料速率，本發明的各個方面可在鏈路上發送一個或多個不同物理圖樣。每個不同物理圖樣可包括電壓、符號和/或字元(character)的不同序列(distinct sequence)或指令組。該不同物理圖樣可在IPG間取代置閑信號或與置閑信號一起發送。

圖3是根據本發明的實施例的乙太網鏈路活動activity)的典型框圖。參照圖3，使出了典型的乙太網資料包302，其先後均是置閑符號320。

該乙太網資料包302可包括前導碼304、目的MAC地址段(destination MAC address field)306、源MAC位址段308、乙太類型段(Ethertype field)310、資料段312和資料包檢測序列(packet check sequence，簡稱FCS)314。

該前導碼的第一個62比特可用於鎖相接收PHY裝置到發送PHY裝置。該導碼的最後2比特，“11”可指示前導碼的末端，並且這指示接收到的下一比特是實際資料(real data)。該前導碼的最末比特(final byte)(以“11”結束的最後8比特)已知為包起始定界符(start of packet delimiter，簡稱SFD)316。在本發明的各個實施例中，該前導碼的第一個82比特可由流起始定界符(SSD)316取代以指示IPG的結束和資料包的開始。

該目的MAC地址段306可包括用於標識該資料包將要發送到的節點的資訊。該源MAC地址段308可包括用於標識發起該資料包的節點的資訊。該乙太類型段310可包括用於資料包中傳送的協定(如IPv4或IPv6)的資訊。該資料段312可包括將要發送的資料。該FCS314可包括可用于提供資料包的錯誤檢測的資訊。在本發明的各個例子中，該資料包302之後可立刻是序列結束定界符(end of sequence delimiter，簡稱ESD)318，用於指示資料包的結束和IPG的開始。

該置閑符號420可用於維持節點間的同步。就這一點而言，傳統系統使用按照802.3標準中定義的置閑符號。然而，本發明的各個方面可用於改變和/或取代一個或多個置閑符號320以發送一個或多個不同物理圖樣以調節資料包發送的資料速率，如數據包302發送的資料速率。

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。

圖4A是根據本發明的實施例的包括乙太網鏈路的四個通道上的活動的典型框圖。參照圖4A，該鏈路112可包括4個通道402a,...,402d。

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。

在示出的典型操作中，在時刻t1之前，通道402a,...,402d可在小於每個通道的最大速率的速率發送資料。在資料塊402(其可表示資料包和/或資料包)之間也可發送置閑符號404。然而，在時刻t1之前，可確定鏈路的資料速率需要增加，以適應將要到達該鏈路的大多媒體流。因此可在通道402d上的IPG間發送獨特排列以調節資料速率增加。就這一點而言，該獨特排列406可傳送新的資料速率並指示什麼時候需要發生資料速率跳變。在獨特的物理排列406之後，在時刻t1，通道402a、402b、402c和402d可跳變到高資料速率並以開始發送資料塊408。

圖4B是根據本發明的實施例的包括乙太網鏈路的四個通道上的活動的典型框圖。參照圖4A，該鏈路112可包括4個通道402a,...,402d。

在示出的典型操作中，在時刻t1之前，通道402b和402c可被佔用並以每個通道的最大速率的速率發送資料。在資料塊402(其可表示資料包和/或資料包)之間也可發送置閑符號404。然而，在時刻t1之前，可確定鏈路的資料速率需要增加，以適應將要到達該鏈路的大多媒體流。因此可在通道402c上的IPG間發送獨特排列406以調節資料速率增加。就這一點而言，該獨特排列406可傳送新資料速率並指示什麼時候需要發生資料速率跳變。在獨特的物理排列406之後，在時刻t1，通道402d可以開啟並被佔用以開始發送資料塊408和置閑符號404。

圖4C是根據本發明的實施例的包括乙太網鏈路的四個通道上的活動的典型框圖。參照圖4A，該鏈路112可包括4個通道402a,...,402d。

在示出的典型操作中，在時刻t1之前，通道402b和402c可被佔用並發送資料。在資料塊402(其可表示資料包和/或資料包)之間也可發送置閑符號404。然而，在時刻t1之前，可確定鏈路的資料速率需要降低，這是由於多媒體流的結束。因此可在通道 402c上的IPG間發送獨特排列406以調節資料速率降低。就這一點而言，該獨特排列406可傳送新的資料速率並指示什麼時候需要發生資料速率跳變。在獨特的物理排列406之後，在時刻t1，通道402b和402c可被關閉以停止資料發送。

圖5是根據本發明的實施例的使用佔用通道上的不同物理圖樣指示資料速率跳變的典型步驟的流程圖。參照圖5，該典型步驟可始於步驟502，此時一對節點可在網路鏈路上以第一資料速率通信。在步驟502之後，該典型步驟可前進到步驟504。在步驟504，第一節點確定該網路鏈路上是否需要新資料速率和/或新資料速率將較為理想。當當前資料速率可接受時，該典型步驟返回到步驟502。

回到步驟504，當該網路鏈路上的新資料速率是期望的和/或需要的時，該典型步驟前進到步驟506。在步驟506，該第一節點可等待IPG，當IPG到達時，該典型步驟可前進到步驟508。在步驟508，該第一節點可發送不同物理圖樣以指示其期望和/或需要跳變到第二資料速率。在步驟508之後，該典型步驟可前進到步驟510。在步驟510中，該第二節點可通過發送不同物理圖樣以允許資料速率改變。在步驟510之後，該典型步驟前進到步驟512。在步驟512，可將該節點設置成在第二資料速率通信。在步驟512之後，該典型步驟前進到步驟514。在步驟514，該節點可開始以第二資料速率與網路鏈路交換資料。

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，用於使用在佔用通道上的不同物理圖樣指示用於能量高效乙太網的資料速率跳變的方法和系統。

本發明的各個方面涉及使用在一個或多個佔用通道402上的不同物理圖樣406指示用於能量高效乙太網的資料速率跳變的方法和系統。就這一點而言，可在資料包間間隙，在網路鏈路112的一個或多個佔用通道402上發送一個或多個不同物理圖樣406以控制網路鏈路112的資料速率。該不同物理圖樣406可代替一個或多個置閑符號404或與一個或多個置閑符號404一起發送。所述不同物理圖樣406可發送將要在網路鏈路112上使用的資料速率，指示什麼時候將在網路鏈路112上發生資料速率跳變。可在特定的IPG或特定的資料包邊界(如在資料包的特定或制定比特)發送該不同物理圖樣406，並且/或可發生資料速率跳變。可基於鏈路112上的功率消耗和//或通信耦合到所述網路鏈路112的一個或多個節點200的功率消耗來控制鏈路112上的資料速率和確定該不同物理圖樣406。在本發明的各個實施例中，該不同物理圖樣406可包括一個或多個控制字元。在本發明的各個實施例中，該不同物理圖樣可包括電壓、符號和/或字元的指令組。

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5為流程圖，無元件符號說明

Claims

一種用於聯網的方法，其特徵在於，所述方法包括：在資料包間間隙，在網路鏈路的一個或多個佔用通道傳送一個或多個不同物理圖樣以控制所述網路鏈路上的資料速率；其中，所述一個或多個不同物理圖樣指示什麼時候資料速率跳變需要在所述一個或多個通道上發生。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括發送所述一個或多個不同物理圖樣以取代一個或多個置閑符號。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括將所述一個或多個不同物理圖樣和一個或多個置閑符號一起發送。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括借助所述一個或多個不同物理圖樣傳送將要在一個或多個所述通道上使用的資料速率。
如申請專利範圍第4項所述的方法，其中，所述方法包括借助所述一個或多個不同物理圖樣指示將要用來執行所述資料速率的一個或多個資料速率管理技術。
如申請專利範圍第4項所述的方法，其中，所述資料速率是基於所述網路鏈路上的過往和/或期望的通信量確定的。
一種用於聯網的系統，其特徵在於，所述系統包括：一個或多個電路，用於在資料包間間隙，在網路鏈路的一個或多個佔用通道傳送一個或多個不同物理圖樣以控制所述網路鏈路上的資料速率；其中，所述一個或多個不同物理圖樣指示什麼時候資料速率跳變需要在所述一個或多個通道上發生。
如申請專利範圍第7項所述的系統，其中，所述一個或多個電路用於發送所述一個或多個不同物理圖樣以取代一個或多個置閑符號。
如申請專利範圍第7項所述的系統，其中，所述一個或多個電路用於將所述一個或多個不同物理圖樣和一個或多個置閑符號一起發送。