專利名稱：物理層設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以太網(wǎng)系統(tǒng)，尤其涉及可變速率雙絞線、背板和直接覆銅物理層設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著標(biāo)準(zhǔn)傳輸率在數(shù)量級(jí)上的逐步增加，以太網(wǎng)裝置在傳輸能力方面不斷提 高。例如，在一個(gè)相對(duì)短的時(shí)期，標(biāo)準(zhǔn)雙絞線以太網(wǎng)裝置的傳輸率已經(jīng)從lOMbit/s增加到 100Mbit/s,從100Mbit/s增加到IGbit/,最近，又從lGbit/s增加到10Gbit/s。以雙絞線 電纜為例，正在努力確定下一個(gè)最高的傳輸率。使下一個(gè)最高傳輸率標(biāo)準(zhǔn)化的困難之一在于一對(duì)以太網(wǎng)裝置之間通信信道特征 的極大差異性的匹配問(wèn)題。例如，通過(guò)雙絞線電纜傳輸40(ibit/S的傳輸率的下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將 預(yù)期覆蓋高達(dá)100米的鏈路長(zhǎng)度。這一最差情況下的鏈路長(zhǎng)度和雙絞線電纜上10bit/S、 lGbit/sU00Mbit/s傳輸率的先前標(biāo)準(zhǔn)是一致的。通信信道特征差異的另一個(gè)例子為使用 的電纜類型。隨著以太網(wǎng)物理層技術(shù)的發(fā)展，電纜技術(shù)也同樣有了進(jìn)步，出現(xiàn)了各種類型的以 太網(wǎng)兼容電纜。例如，以3類非屏蔽雙絞線電纜為代表的性能特征支持10BASE-T傳輸?shù)?支持100BASE-TX傳輸，100BASE-TX傳輸需要5類或k類電纜所展現(xiàn)的性能特征。6類電 纜被定義為支持1000BASE-T操作的電纜標(biāo)準(zhǔn)。自此以后，電纜技術(shù)朝著先進(jìn)的6A類、7類 和7A類發(fā)展，這些電纜能夠支持的頻率可達(dá)到Kihz，增強(qiáng)型7A類或更新的電纜能支持高達(dá) 2Ghz甚至更高的頻率。例如40GBASE-T作為將來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)，相信7類、7A類和增強(qiáng)型7A類電纜能夠支持 40Gbit/s的傳輸率并達(dá)到100米的鏈路長(zhǎng)度。為解決支持的鏈路長(zhǎng)度和電纜類型的極大差 異性，任何將來(lái)的40GBASE-T標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)將確定一個(gè)最大長(zhǎng)度(例如100米)和一個(gè)最小 電纜性能(例如7類電纜或更好的)。在最差情況下的鏈路長(zhǎng)度規(guī)格和電纜最小性能特征 之間，通信信道的特征還存在很多潛在差異。通信信道的極大差異性導(dǎo)致可能的應(yīng)用受限。在考慮到可能會(huì)被下一代傳輸應(yīng)用 所拋棄的傳統(tǒng)電纜技術(shù)時(shí)，尤其如此。這表明了投資的巨大損失，因?yàn)橐寻惭b的布線基礎(chǔ)設(shè) 施還沒有達(dá)到其使用年限的最大值便被強(qiáng)迫廢棄。因此需要能夠平衡通信信道特征差異的 物理層設(shè)備，從而節(jié)約成本并減小復(fù)雜性，同時(shí)還最大化傳統(tǒng)介質(zhì)的使用率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種在耦合到以預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率工作的 媒體訪問(wèn)控制層的物理層設(shè)備內(nèi)執(zhí)行的方法，包括識(shí)別用于使所述物理層設(shè)備與鏈路對(duì)方設(shè)備通信的通信信道的特征；基于所述識(shí)別的通信信道特征為所述物理層設(shè)備選擇工作模式，所選擇的工作模 式支持第二數(shù)據(jù)率，所述第二數(shù)據(jù)率低于所述媒體訪問(wèn)控制層的所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率；當(dāng)所述物理層設(shè)備以所述第二數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸時(shí)，從所述物理層設(shè)備向所述媒體
3訪問(wèn)控制層斷言一載波延遲信號(hào)，所述載波延時(shí)信號(hào)向所述媒體訪問(wèn)控制層表明數(shù)據(jù)傳輸 將被延遲；確定由于所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率和所述第二數(shù)據(jù)率間的差異所產(chǎn)生的失衡被解 決之后，去斷言所述載波延遲信號(hào)。優(yōu)選地，所述預(yù)定鏈路速率為10(ibit/s、40(;bit/s和100(ibit/s其中之一。優(yōu)選地，所述選擇包括在所述預(yù)定鏈路速率為10(ibit/S時(shí)選擇支持大于Kibit/ s的第二數(shù)據(jù)率的工作模式，或者在所述預(yù)定的鏈路速率為40(ibit/S時(shí)選擇支持大于 10Gbit/s的第二數(shù)據(jù)率的工作模式，或者在所述預(yù)定的鏈路速率為100(ibit/S時(shí)選擇支持 大于40(ibit/S的第二數(shù)據(jù)率的工作模式。優(yōu)選地，所述識(shí)別包括識(shí)別雙絞線鏈路、背板鏈路或直接覆銅鏈路的特征。優(yōu)選地，所述識(shí)別包括接收來(lái)自于管理接口的所述通信信道的指示。優(yōu)選地，所述識(shí)別包括由所述物理層設(shè)備測(cè)量一個(gè)或多個(gè)信道特征。優(yōu)選地，所述識(shí)別包括與所述鏈路對(duì)方設(shè)備協(xié)作進(jìn)行識(shí)別。優(yōu)選地，所述識(shí)別包括識(shí)別電纜的類型。優(yōu)選地，所述識(shí)別包括識(shí)別電纜的長(zhǎng)度。優(yōu)選地，所述斷言包括通過(guò)軟件設(shè)置一載波延遲變量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種在耦合到以預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率工作的媒 體訪問(wèn)控制層的物理層設(shè)備內(nèi)執(zhí)行的方法，包括基于所識(shí)別的將所述物理層設(shè)備耦合到鏈路對(duì)方設(shè)備的通信信道的特征，為所述 物理層設(shè)備選擇工作模式，所選擇的工作模式支持低于所述媒體訪問(wèn)控制層的所述預(yù)定的 第一數(shù)據(jù)率的第二數(shù)據(jù)率；以及當(dāng)所述物理層設(shè)備以所述第二數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸時(shí)，從所述物理層設(shè)備向所述媒體 訪問(wèn)控制層斷言一背壓信號(hào)(backpressure signal)，所述背壓信號(hào)向所述媒體訪問(wèn)控制 層表明數(shù)據(jù)傳輸將因所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率與所述第二數(shù)據(jù)率之間的差異所產(chǎn)生的失衡 而被調(diào)整。優(yōu)選地，所述預(yù)定鏈路速率為10(ibit/s、40(;bit/s和100(ibit/s其中之一。優(yōu)選地，所述選擇包括在所述預(yù)定鏈路速率為10(ibit/S時(shí)選擇支持大于Kibit/ s的第二數(shù)據(jù)率的工作模式，或者在所述預(yù)定的鏈路速率為40(ibit/S時(shí)選擇支持大于 10Gbit/s的第二數(shù)據(jù)率的工作模式，或者在所述預(yù)定的鏈路速率為100(ibit/S時(shí)選擇支持 大于40(ibit/S的第二數(shù)據(jù)率的工作模式。優(yōu)選地，所述選擇包括基于電纜類型的選擇。優(yōu)選地，所述選擇包括基于電纜長(zhǎng)度的選擇。優(yōu)選地，所述斷言包括斷言一載波延遲信號(hào)。優(yōu)選地，所述斷言包括通過(guò)軟件設(shè)置一背壓變量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種物理層設(shè)備，包括耦合到媒體訪問(wèn)控制層的接口，所述接口以預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率工作；測(cè)量模塊，所述測(cè)量模塊測(cè)量將所述物理層設(shè)備耦合到鏈路對(duì)方設(shè)備的通信信道 的一個(gè)或多個(gè)特征；以及控制器，所述控制器基于所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值為所述物理層設(shè)備選擇工作模式，所選擇的工作模式具有低于所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率的第二數(shù)據(jù)率，所述控制器還被設(shè) 計(jì)成生成一背壓信號(hào)，所述背壓信號(hào)向所述媒體訪問(wèn)控制層表明數(shù)據(jù)傳輸將因所述預(yù)定的 第一數(shù)據(jù)率與所述第二數(shù)據(jù)率之間的差異所產(chǎn)生的失衡而被調(diào)整。優(yōu)選地，所述背壓信號(hào)為載波延遲信號(hào)。優(yōu)選地，所述特征為電纜的類型。優(yōu)選地，所述特征為電纜的長(zhǎng)度。


為說(shuō)明上述描述的方式和本發(fā)明所具有的其他優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將參照實(shí)施例所對(duì)應(yīng) 的附圖作出更進(jìn)一步的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)注意，這些附圖描述僅為本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因此不 應(yīng)作為發(fā)明范圍的限制，相應(yīng)的

和解釋將說(shuō)明發(fā)明其他特點(diǎn)和細(xì)節(jié)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的端到端以太網(wǎng)鏈路的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制器的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交換機(jī)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有可變速率物理層設(shè)備的端到端以太網(wǎng)鏈路 的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)合至少一幅幅圖示出和/或描述了可變速率雙絞線、背板和直接覆銅物 理層設(shè)備，并在權(quán)利要求中給出更完整的說(shuō)明。本發(fā)明的各種具體實(shí)施方式
在下面具體說(shuō)明。此處所描述的具體說(shuō)明僅用于解釋 的目的。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可意識(shí)到，對(duì)本文列舉的實(shí)施例進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的修改，而 不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。以太網(wǎng)已經(jīng)作為一種日益普遍的技術(shù)應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括雙絞線、背板和直接 覆銅應(yīng)用。傳輸率的不斷大幅提高的同時(shí)伴隨著這類實(shí)現(xiàn)的成本和復(fù)雜程度的相應(yīng)增 加。例如，在雙絞線應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)有物理層設(shè)備(PHY)技術(shù)的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)是10GBASE-T標(biāo)準(zhǔn)， 其提供10(ibit/S數(shù)據(jù)傳輸率的規(guī)格。近期可預(yù)期的未來(lái)的實(shí)現(xiàn)方案是例如20GBASE-T、 40GBASE-TU00GBASE-T 等，使數(shù)據(jù)傳輸率超過(guò) 10(ibit/s。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，任何下一代以太網(wǎng)通信技術(shù)將面臨實(shí)質(zhì)性技術(shù)挑戰(zhàn)。這樣的下 一代設(shè)備的傳輸速率能力的飛躍經(jīng)常依賴于用于支持該下一代設(shè)備的介質(zhì)的相應(yīng)發(fā)展。問(wèn) 題是通過(guò)如此增加的傳輸寬帶獲得的益處對(duì)于前一代設(shè)備的先前投資中對(duì)應(yīng)的損失是否 適當(dāng)。本發(fā)明提供可變速率雙絞線、背板和直接覆銅物理層設(shè)備，用于增加他們?cè)诟鞣N 介質(zhì)應(yīng)用中極大差異間的實(shí)用性。增加實(shí)用性以減少大量的成本負(fù)擔(dān)和復(fù)雜性，將便于進(jìn) 行下一代設(shè)備的部署。為說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)，首先參考圖1中的端到端以太網(wǎng)鏈路。如圖1所示，通過(guò)鏈 路130將服務(wù)器110耦合到交換機(jī)120。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的例如服務(wù)器110內(nèi)的控制器的示意圖。如本領(lǐng)
5域的技術(shù)人員所理解的，控制器一般可以是客戶端(例如膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)或工 作站)、服務(wù)器(例如視聽(AV)服務(wù)器、高性能電腦(HPC)服務(wù)器)、或者消費(fèi)者邊緣設(shè)備 (例如高清電視、藍(lán)光等)的一部分。如圖所示，主機(jī)系統(tǒng)220耦合到集成的以太網(wǎng)控制器 210。以太網(wǎng)控制器210進(jìn)一步包括物理層211，其耦合到媒體訪問(wèn)控制層(MAC)212。在所 示的實(shí)施例中，MAC 212通過(guò)存儲(chǔ)控制器213耦合到周邊元件擴(kuò)展接口(PCI Express)設(shè) 備216，同時(shí)存儲(chǔ)控制器213還耦合到緩存214和處理器215。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的示意圖。各例中，交換系統(tǒng)300能 夠代替路由器或者其他任何實(shí)現(xiàn)連接多端交換功能的裝置。各例中，交換機(jī)可能是消費(fèi)者、 中小企業(yè)(SMB)、大公司、地鐵或者存取交換機(jī)。另一例中，交換系統(tǒng)300可代表一 VoIP芯 片，具有網(wǎng)絡(luò)接口(端口 0)和PC接口(端口 1)。另一例中，交換系統(tǒng)300可代表服務(wù)提供 商接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一客戶端設(shè)備(CPE)，該服務(wù)提供商接入網(wǎng)絡(luò)可具有面向中心局(CO)的接 口(端口 0)和面向家庭和/或網(wǎng)關(guān)(例如CPE可僅僅是媒體轉(zhuǎn)換器和/或家庭網(wǎng)關(guān)的一 部分)的多個(gè)接口(端口 1-N)。再者，交換系統(tǒng)300可代表一接入點(diǎn)例如WLAN基站。如 圖所示，交換系統(tǒng)300包括交換機(jī)310，交換機(jī)310支持主機(jī)連接(例如內(nèi)部端口)和通過(guò) MAC和EEE PHY接口的多個(gè)外部端口 0-N。緩存320和控制器330用于支持交換機(jī)310?；匾妶D1，鏈路130將服務(wù)器110中的PHY 112耦合到交換機(jī)120中的PHY 122。 通常，雙絞線、背板和直接覆銅PHY是固定速率PHY。固定速率PHY被設(shè)計(jì)成與MAC以公用 的固定數(shù)據(jù)率工作。例如，設(shè)計(jì)固定速率PHY 112與MAC 114和設(shè)計(jì)固定速率PHY 122與 MAC 124 以 2. 5Gbit/s，、10Gbit/s、20Gbit/s、40Gbit/s 和 100Gbit/s 等固定數(shù)據(jù)率工作。 顯然，本發(fā)明能夠應(yīng)用于以任何目前或?qū)?lái)的標(biāo)準(zhǔn)或不標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率工作的PHY。固定速率PHY是受限的，因?yàn)樗麄冃枰訫AC全速數(shù)據(jù)率工作。例如，耦合到以 40Gbit/s工作的MAC上的固定速率PHY則需以40(ibit/S的固定數(shù)據(jù)率工作。此限制來(lái)自 于MAC和PHY的數(shù)據(jù)率的傳統(tǒng)上的匹配，對(duì)于PHY是不利的，因?yàn)镻HY必須以MAC的全速數(shù) 據(jù)率工作。當(dāng)PHY的需求表明只需要前一代PHY設(shè)備在速度上的部分增加即可時(shí)，這種限 制是很低效的。例如，即使PHY的需求表明20bit/s的操作是足夠的，該P(yáng)HY會(huì)被要求以 40bit/s工作來(lái)匹配MAC數(shù)據(jù)率。替代方案是需要有一個(gè)特別的以20bit/s工作的MAC。這 一替代方案因IT基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)MAC設(shè)備的不必要的頻繁遷移所產(chǎn)生的高成本而不切實(shí)際。以MAC數(shù)據(jù)率運(yùn)行的固定速率物理層的另一個(gè)結(jié)果在于與傳統(tǒng)介質(zhì)的向后兼容 的潛在局限性。如前所述，電纜技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了性能規(guī)格的不斷提高。例如，雙絞線電纜 的進(jìn)步帶來(lái)了電纜的各種類型，常見的有3類、5類、k類、6類、6A類、7類、7A類、增強(qiáng)型7A 類和8類等電纜。由于數(shù)據(jù)率在不斷增加，對(duì)于支持介質(zhì)的最小性能需求也在不斷增加。例 如，1000BASE-T傳輸100米需要6類電纜的最小值，1OGBASE-T傳輸100米需要6A類電纜 的最小值，相信40GBASE-T傳輸100米需要7類電纜的最小值。隨著每一次新一代PHY數(shù)據(jù)率的提出，更多的傳統(tǒng)介質(zhì)不再兼容。考慮到重新布 線電纜設(shè)施的花費(fèi)，這些向后兼容性的限制尤其昂貴。PHY設(shè)備的遷移需要電纜設(shè)施的對(duì)應(yīng) 遷移，顯然將增加部署成本。因此本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是傳統(tǒng)固定速率PHY所帶來(lái)的局限性通過(guò)包含可變速率 PHY加以緩解。圖4為結(jié)合有可變速率PHY的端到端鏈路的示例配置的結(jié)構(gòu)圖。如圖4， 僅示出了全雙工鏈路的單向鏈路430，其中，服務(wù)器410中可變速率PHY 421中的發(fā)射器(TX)411發(fā)送信息到交換機(jī)420中可變速率PHY 421中的接收器(RX)421。如本領(lǐng)域技術(shù) 人員將理解地，本發(fā)明的原理可應(yīng)用到雙方向鏈路。可變速率PHY 412、422的一個(gè)特征是可變速率PHY 412、422的數(shù)據(jù)率不依賴于 MAC 414、似4各自的數(shù)據(jù)率。在本發(fā)明中，可變速率PHY能夠基于通信信道的特征來(lái)選擇特 定的數(shù)據(jù)率?？勺兯俾蔖HY 412、422各自選擇的數(shù)據(jù)率可以低于對(duì)應(yīng)的MAC 414、似4各自 的數(shù)據(jù)率。例如，可變速率PHY 412耦合到以40(ibit/s工作的MAC 414時(shí)，可變速率PHY 412可以選擇20(ibit/S的數(shù)據(jù)率。重要的是，由于選擇的可變數(shù)據(jù)率是基于通信信道的特 征的，本發(fā)明的可變速率PHY能夠與傳統(tǒng)介質(zhì)進(jìn)行互操作。通常，設(shè)計(jì)針對(duì)特定PHY (例如1000BASE-TU0GBASE-T等)的電纜要求以滿足最 差的信道條件。例如，10GBASE-T采用6A類電纜的最小值以適應(yīng)于最差情況100米的鏈路 長(zhǎng)度。比起其他可能的應(yīng)用，強(qiáng)加于電纜的100米最差情況下的鏈路長(zhǎng)度可能是很苛刻的。 例如，數(shù)據(jù)中心應(yīng)用能夠使用明顯小于100米的鏈路距離。不考慮實(shí)際鏈路距離或更一般 地通信信道的特征，將引入不必要的成本和限制。因此作為本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，可變速率PHY能夠協(xié)調(diào)出與MAC相比更低的數(shù)據(jù)率。 在一個(gè)實(shí)施例中，所協(xié)調(diào)的較低的數(shù)據(jù)率基于通信信道特征來(lái)確定。重要的是，基于通信信 道特征所協(xié)調(diào)的較低數(shù)據(jù)率通常能夠很好的適應(yīng)基于傳統(tǒng)介質(zhì)的鏈路。例如，當(dāng)降低數(shù)據(jù) 率時(shí)，基于傳統(tǒng)介質(zhì)操作的PHY明顯能夠適應(yīng)更長(zhǎng)的鏈路距離，或能夠適應(yīng)較低性能電纜。 重要的是，此較低數(shù)據(jù)率仍然能夠明顯比下一個(gè)較低的速度更高。例如，與40(ibit/S MAC 一同工作的PHY能夠協(xié)調(diào)到20(ibit/S的數(shù)據(jù)率，此數(shù)據(jù)率是下一個(gè)較低速度10(ibit/S的 兩倍。為說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)，參考流程圖5，其結(jié)合圖4中相關(guān)的端到端鏈路給出描述。 如圖所示，流程開始于步驟502，在此識(shí)別通信信道的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，基于通信信道 的測(cè)量識(shí)別通信信道的特征。例如，插入損耗、串音、時(shí)域反射(TDR)等測(cè)量可以通過(guò)PHY 中的回聲消除模塊來(lái)執(zhí)行。此后使用這些信道測(cè)量值來(lái)識(shí)別信道的特征。應(yīng)注意的是，由 于使用測(cè)量值作為信道特征指示的方式不同，這一流程可因不同的實(shí)現(xiàn)而發(fā)生改變。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量能夠提供信道特征的直接指標(biāo)。例如，TDR測(cè)量能夠提供電 纜長(zhǎng)度的直接指示。在另一實(shí)施方案中，測(cè)量能夠提供信道特征的間接指示。例如，插入損 失或串音測(cè)量能夠提供電纜類型的指示(例如，3類或5類電纜)。可以使用指示的電纜類 型作為識(shí)別電纜信道特征的中間特征。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解地，本發(fā)明的原理可以應(yīng) 用于各種使用非標(biāo)準(zhǔn)形式電纜的安裝方案。不管將測(cè)量值和信道特征相關(guān)聯(lián)的方法如何， 步驟502的結(jié)果即該信道特征的識(shí)別(例如，電纜類型、電纜長(zhǎng)度、連接器類線等)。此流程 可由PHY單獨(dú)執(zhí)行，或者與鏈路另一端的PHY提供的測(cè)量值和其他數(shù)據(jù)一起執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，信道特征可以通過(guò)用戶(例如IT部門的成員)來(lái)定義。例如， 用戶可以識(shí)別電纜類型和長(zhǎng)度，PHY可以通過(guò)管理寄存器得到此信息。在步驟502識(shí)別出通信信道的特征后，可變速率PHY基于識(shí)別的信道特征選擇工 作模式。為說(shuō)明該過(guò)程，考慮設(shè)立一個(gè)耦合到40(ibit/S的MAC的可變速率PHY。當(dāng)信道特 征表面支持此數(shù)據(jù)率時(shí)，可變速率PHY能夠選擇支持40(ibit/S數(shù)據(jù)率的工作模式。當(dāng)所識(shí) 別的信道特征不表明支持全速40(ibit/S數(shù)據(jù)率時(shí)(例如，傳統(tǒng)介質(zhì))，可變速率PHY能確定 一個(gè)以低于40(ibit/S數(shù)據(jù)率工作的工作模式。
在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)計(jì)可變速率PHY從一組多個(gè)工作模式中選擇，該組多個(gè)工作 模式實(shí)現(xiàn)信道特征所指示的通信信道所支持的數(shù)據(jù)率下的操作。例如，如果檢測(cè)到7A類 電纜，自動(dòng)協(xié)調(diào)程序能夠選擇40(ibit/S數(shù)據(jù)率，如果檢測(cè)到15米的6A類電纜，能夠選擇 40Gbit/s數(shù)據(jù)率，如果檢測(cè)到30米6A類電纜，能夠選擇20(ibit/S數(shù)據(jù)率等等?？傮w來(lái)說(shuō)， 工作模式的大量不同取決于可用于可變速率PHY間的傳統(tǒng)介質(zhì)的大量不同。在一個(gè)實(shí)施例中，該特定的一組可被支持的工作模式可由有用但不滿足最差情況 電纜長(zhǎng)度(例如100米)下對(duì)特定數(shù)據(jù)率(例如40(}bit/s)的要求的傳統(tǒng)介質(zhì)方案來(lái)確定。 例如，可以確定出，能與15米長(zhǎng)、具有7/7A類連接器的6A類電纜工作的一特定工作模式是 有利的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解地，特定的工作模式和信道條件間的特定映射關(guān)系通過(guò) 給定的可變速率PHY實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意，該流程在步驟504中能夠通過(guò)自動(dòng)協(xié)商類進(jìn)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。在各實(shí)施例中，可 使用改進(jìn)的自動(dòng)協(xié)商(AN)進(jìn)程，基于未格式化的下一尋呼消息、補(bǔ)充或者甚至代替?zhèn)鹘y(tǒng)AN 信令的物理信令、第二層消息或者他們的任意組合。該進(jìn)程的結(jié)果是確定出用于支持低于 可變速率PHY所耦合的MAC速率的數(shù)據(jù)率的工作模式。在步驟506，可變速率PHY可使用所選擇的工作模式以低于MAC的數(shù)據(jù)率運(yùn)行。例 如，當(dāng)MAC以40(ibit/S的數(shù)據(jù)率運(yùn)行時(shí)，可變速率PHY能夠選擇支持20(ibit/S的數(shù)據(jù)率的 工作模式?？勺兯俾蔖HY以低于MAC的數(shù)據(jù)率工作可能導(dǎo)致傳輸失衡。基于此原因，在步 驟508，可變速率PHY被設(shè)計(jì)成監(jiān)視傳輸隊(duì)列以確定MAC是否需要在傳輸更多數(shù)據(jù)前進(jìn)行等 待。若監(jiān)視結(jié)果不表明需要MAC傳輸?shù)却?，則可變速率PHY將根據(jù)所收到的繼續(xù)以較低的 數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸。然而，在另一些情況下，監(jiān)視結(jié)果表明MAC需要傳輸?shù)却藭r(shí)程序執(zhí)行步驟510， 可變速率PHY向MAC斷言一載波延遲信號(hào)(CRS)。如圖4所示，服務(wù)器410中，CRS從可變 速率PHY 412傳送給MAC 414。按照慣例，CRS已被用于半雙工鏈路中提醒MAC中的服從元 件(deference element)傳輸介質(zhì)已被占用且傳輸必須被延遲。總體來(lái)說(shuō)，CRS用于阻止 MAC傳輸任何信息。實(shí)際上，對(duì)于MAC，當(dāng)CRS被斷言時(shí)即表明介質(zhì)不可用。在本發(fā)明的全雙工鏈路的情況下，CRS不是用于表明介質(zhì)被傳入的數(shù)據(jù)占據(jù)，而是 表明服務(wù)器410的傳輸被延遲，延遲的原因?yàn)榭勺兯俾蔖HY 412需要傳輸由于以低于MAC 數(shù)據(jù)率操作產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)積壓。圖4中，此延遲方案通過(guò)服務(wù)器410中MAC 414與可變 速率PHY 412中的發(fā)射器411間的通信路徑的中斷加以說(shuō)明。如前所述，此傳輸延遲以MAC 414先前提供的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瓿蓙?lái)代替。在步驟510中斷言CRS后，步驟512中作出是否MAC的背壓應(yīng)該繼續(xù)的判斷。若 步驟512確定MAC的背壓應(yīng)該繼續(xù)，則可變速率PHY繼續(xù)向MAC斷言CRS。若步驟512確定 積壓已經(jīng)清除且MAC的背壓不應(yīng)繼續(xù)后，則在步驟514可變速率PHY可去斷言CRS。此后， CRS的去斷言將提醒MAC積壓已經(jīng)清除，數(shù)據(jù)傳輸可以恢復(fù)。此時(shí)，MAC能夠繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 到可變速率PHY以傳輸。如前所述，CRS的斷言與去斷言調(diào)節(jié)了可變速率PHY中現(xiàn)有的半雙工功能。MAC通 過(guò)接收此信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)性而無(wú)需做任何改變。如前所述，可變速率PHY使用傳統(tǒng)介質(zhì)所采用的較低的數(shù)據(jù)率，可由解決可變速 率PHY與MAC之間數(shù)據(jù)率的失衡的背壓機(jī)制來(lái)適應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用軟件機(jī)制來(lái)模擬可變速率PHY產(chǎn)生的CRS的接收。例如，若MAC具有一個(gè)可編程的載波延遲變量，該 軟件機(jī)制可偽造載波延遲事件并設(shè)定變量，由此拖延MAC。結(jié)果是，不需要實(shí)際地觸發(fā)硬件 CRS機(jī)制來(lái)達(dá)到在軟件中實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。在另一實(shí)施例中，可使用不帶載波延遲信號(hào)電路的可 變速率PHY，使用軟件機(jī)制來(lái)模擬EEE PHY所產(chǎn)生的CRS的接收。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所 理解地，本發(fā)明的原理并不依賴于CRS的使用，而是可以通過(guò)使MAC到可變速率PHY傳輸延 遲的任何背壓機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以通過(guò)發(fā)送給MAC的“暫?！睅拇娣桨竵?lái)應(yīng)用背壓 機(jī)制。在一個(gè)實(shí)施例中，在可變速率PHY自身的芯片上(或者在一個(gè)獨(dú)立的擴(kuò)展芯片上) 可設(shè)置有緩存，為可變速率操作提供支持。該緩存在解決數(shù)據(jù)率失衡方面可提供更大的靈 活性且能夠減少或消除對(duì)背壓的需求。如前所述，本發(fā)明的原理能夠廣泛應(yīng)用于各種情況，例如，背板、雙絞線和直接覆 銅PHY。本發(fā)明的原理也可應(yīng)用于具有媒體訪問(wèn)控制安全的PHY(MACSec PHY)?？傮w來(lái)說(shuō)， 本發(fā)明通過(guò)將多個(gè)工作模式與MAC的現(xiàn)有工作模式配對(duì)來(lái)促進(jìn)現(xiàn)存MAC (標(biāo)準(zhǔn)的和不標(biāo)準(zhǔn) 的)的再使用。通過(guò)查閱前面的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些方面和其他方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 是明顯的。盡管本發(fā)明的許多顯著特點(diǎn)在上文已有說(shuō)明，但是本發(fā)明具有許多其他的實(shí)施 方案和做法且以各種本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在查閱本發(fā)明的說(shuō)明后所熟知的不同方式加 以實(shí)現(xiàn)，因此，上述說(shuō)明并不代表排除其他的實(shí)施方式。應(yīng)注意，用于此處的術(shù)語(yǔ)同樣出于說(shuō)明的目的，而不應(yīng)理解為限制性的。
權(quán)利要求
1.一種在耦合到以預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率工作的媒體訪問(wèn)控制層的物理層設(shè)備內(nèi)執(zhí)行的 方法，其特征在于，包括基于識(shí)別的通信信道特征為所述物理層設(shè)備選擇工作模式，所選擇的工作模式支持第 二數(shù)據(jù)率，所述第二數(shù)據(jù)率低于所述媒體訪問(wèn)控制層的所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率；當(dāng)所述物理層設(shè)備以所述第二數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸時(shí)，從所述物理層設(shè)備向所述媒體訪問(wèn) 控制層斷言一載波延遲信號(hào)和/或背壓信號(hào)，所述載波延時(shí)信號(hào)和/或背壓信號(hào)向所述媒 體訪問(wèn)控制層表明數(shù)據(jù)傳輸將被延遲和/或調(diào)節(jié)；和/或確定由于所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率和所述第二數(shù)據(jù)率間的差異所產(chǎn)生的失衡被解決之 后，去斷言所述載波延遲信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括識(shí)別能實(shí)現(xiàn)所述物理層設(shè)備與鏈路對(duì)方設(shè)備通信的所述通信信道的所述特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定鏈路速率為10(ibit/S、40(;bit/S 和100Gbit/s其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述選擇包括在所述預(yù)定鏈路速率為 10Gbit/s時(shí)選擇支持大于Kibit/s的第二數(shù)據(jù)率的工作模式，或者在所述預(yù)定的鏈路速率 為40(ibit/S時(shí)選擇支持大于10(ibit/S的第二數(shù)據(jù)率的工作模式，或者在所述預(yù)定的鏈路 速率為100(ibit/S時(shí)選擇支持大于40(ibit/S的第二數(shù)據(jù)率的工作模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別包括識(shí)別雙絞線鏈路、背板鏈路 或直接覆銅鏈路的特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別包括接收來(lái)自于管理接口的所 述通信信道的指示。
7.—種物理層設(shè)備，其特征在于，包括耦合到媒體訪問(wèn)控制層的接口，所述接口以預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率工作；測(cè)量模塊，所述測(cè)量模塊測(cè)量將所述物理層設(shè)備耦合到鏈路對(duì)方設(shè)備的通信信道的一 個(gè)或多個(gè)特征；以及控制器，所述控制器基于所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值為所述物理層設(shè)備選擇工作模式，所 選擇的工作模式具有低于所述預(yù)定的第一數(shù)據(jù)率的第二數(shù)據(jù)率，所述控制器還被設(shè)計(jì)成生 成一背壓信號(hào)，所述背壓信號(hào)向所述媒體訪問(wèn)控制層表明數(shù)據(jù)傳輸將因所述預(yù)定的第一數(shù) 據(jù)率與所述第二數(shù)據(jù)率之間的差異所產(chǎn)生的失衡而被調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述背壓信號(hào)為載波延遲信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述特征為電纜的類型。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述特征為電纜的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種物理層設(shè)備及其方法。本發(fā)明提供一種可變速率雙絞線、背板和直接覆銅物理層設(shè)備(PHY)?？勺兯俾饰锢韺釉O(shè)備被設(shè)計(jì)成基于識(shí)別出的通信信道特征確定工作模式。所確定的工作模式可以支持低于連接的媒體訪問(wèn)控制(MAC)的數(shù)據(jù)率。該較低的數(shù)據(jù)率促進(jìn)了傳統(tǒng)介質(zhì)和現(xiàn)有MAC的再使用。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102075558SQ20101054404
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者斯科特·鮑威爾, 韋爾·威廉·戴 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司