专利名称：Pmd接口之上的能效控制的制作方法
技术领域：
本公开涉及PMD接口之上的能效控制。
背景技术：
通信网络(例如，以太网)成为越来越受欢迎的装置来用于各种应用程序交换数据。宽带连接包括因特网、电缆以及服务提供商所提供的互联网语音服务，该宽带连接已经造成通信量增大，并且最近迁移到以太网。IEEE标准802. 3az-2010 (也称为节能以太网(EEE))的目的在于，对于物理层(PHY)的选择组，通过在空闲时将接口下电至低功率模式来节省以太网的能源。与之相比，普通以太网接口具有活跃的空闲状态，但大部分电路依然通电，而且与数据传输无关。
发明内容
根据本发明的一个实施例提供一种用于控制接收网络装置的节能操作的方法，包括确定至所述接收网络装置的传输将减少一时间段；以及通过网络链路发送代码至所述接收网络装置，所述代码限定所述接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态而不减少物理层活动。
在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述网络链路为以太网链路。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述低功率状态为所述子系统所实施的节能以太网(EEE)功率管理功能。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述低功率状态为所述子系统所实施的非EEE功率管理功能。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述代码限定所述低功率状态的活动水平。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述活动水平低于正常的带宽。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述代码限定保持所述低功率状态的时间段。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述保持所述低功率状态的时间段为预定的时间段。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述保持所述低功率状态的时间段基于至所述接收网络装置的传输将减少的时间段。
在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，进一步包括确定至多个接收网络装置的传输将减少所述时间段的至少一部分；以及将代码发送给所述多个接收网络装置中的每一个，所述代码限定所述接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态并且不减少物理层活动，其中，所述代码包括用于标识所述多个接收网络装置中的相应一个接收网络装置的标识序列。在根据本发明的一个实施例的优选实施方案中，所述标识序列标识所述多个接收网络装置的子组。根据本发明的另一个实施例，提供一种用于控制接收网络装置的节能操作的方法，包括从发送网络装置获得代码，所述代码限定所述接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态而不减少物理层活动；以及响应于所发送的代码，启动所述子系统的所述低功率状态。在根据本发明的另一个实施例的优选实施方案中，所述网络链路为以太网链路。在根据本发明的另一个实施例的优选实施方案中，所述低功率状态为没有活动的睡眠模式。在根据本发明的另一个实施例的优选实施方案中，所述代码限定所述低功率状态的活动水平。在根据本发明的另一个实施例的优选实施方案中，所述代码限定所述接收网络装置的所述物理层之上的多个子系统的低功率状态。根据本发明的又一个实施例，提供一种用于控制接收网络装置的节能操作的方法，包括从发送网络装置获得代码，所述代码限定所述接收网络装置的物理层的唤醒状态，所述唤醒状态允许 所述物理层之上的子系统进入低功率状态而不空闲整个物理层；以及响应于所发送的代码，启动所述物理层的所述唤醒状态。在根据本发明的又一个实施例的优选实施方案中，响应于所限定的唤醒状态，所述物理层的至少一个子层空闲。在根据本发明的又一个实施例的优选实施方案中，进一步包括获得第二代码，所述第二代码限定所述接收网络装置的所述物理层的第二唤醒状态；以及响应于发送的第二代码，从所述第一唤醒状态转变成所述第二唤醒状态。在根据本发明的又一个实施例的优选实施方案中，所述发送装置发送对应于启动的唤醒状态的再生信号。
参照以下的附图能够更好地理解本发明的许多方面，附图中的部件不必是以比例绘制的，而是重点在于清楚地示出本发明的原理。此外，在附图中，贯穿几幅图，相同的参考标号表不相应的部件。图1为根据本发明各种实施例的以太网内的网络装置的图示；图2为根据本发明各种实施例的经由图1的以太网链路发送的用以实施节能以太网(EEE)的低功耗空闲(LPI)信令的图示；图3为根据本发明各种实施例的图1的网络装置的物理层(PHY)的实例的图示；图4为根据本发明各种实施例的包括多个光网络单元的部分光网络的实例的图示；图5和图6为示出根据本发明各种实施例的用于控制接收网络装置的节能操作的实例的流程图。
具体实施例方式参看图1，其示出了端点103的实例，例如，以服务器、控制器、或连接到节点106的客户端(例如，网络内的交换机)为例。通过以太网链路109连接装置103和106。每个端点103和节点106包括以位于堆栈的底部的物理层(PHY)开始的OSI方式的子系统。PHY提供电、机械和程序接口至传输媒质以及其他功能(例如，物理编码子层(PCS)、物理介质附力口(PMA)子层以及物理介质相关(PMD)子层。节能网络(EEN)也可由PHY实施。PHY可包括例如100BASE-TX和1000BASE-T层以及10GBASE-T技术和背板接口(例如10GBASE-KR)。端点103和节点106可被配置成根据IEEE标准802. 3az或用于联网的电子和/或光设备的其他节能标准，经由以太网链路109实施节能以太网(EEE)。与节能标准(例如，EEE)相关联的节能源自节省PHY的实际接口(PMD)以及可利用没有数据传输的更高级的子系统。当被配置成实施EEE时，PMD接口响应于经由以太网链路发送的低功耗空闲(LPI)信号，进入“睡眠”模式。LPI提供更低的能源消耗状态，在具有低链路使用(或高空闲时间时)可使用该更低的能源消耗状态。控制策略可用于限定EEE操作。图2示出了可通过以太网链路109发送的LPI信令的实例。在经由以太网链路109进行活跃的数据传输203之后，发 送初始的LPI信号206，以将PHY置于睡眠模式。间隔地发送附加的LPI信号209，以再生睡眠模式。当活动即将重新开始时，在使以太网链路109上的活跃数据传输218重新开始之前，发送一系列LPI信号，以警告212和唤醒215PMD接口。链路和/或PHY通常空闲90%以上的时间。当PMD接口处于空闲或睡眠模式时，EEN还可以通过使更高级的装置进入空闲或睡眠模式，来另外地减少能量。随着控制策略和体系结构变得越来越精致，PHY之上的层的节能变得比PHY的节能更显著。然而，在能量节省较低的一些情况下，在EEE控制策略下，在PMD接口可以不启动LPI。在该情况下，也不会将更高级的子系统置于空闲或睡眠模式。此外，许多以太网接口未被配置成支持EEE，例如，像1000BASE-LX10之类的光接口或像没有EEE的1-GBT之类的普通以太网接口。包括这些非EEE接口的端点103和/或节点106不能利用潜在的能量节省。然而，使用包括非EEE PMU的单元发送信号和进行编码，可以实现另外的节省。通过以太网链路可编码和发送节能协议，以利用EEE和/或内建于更高级子系统内的其他功率管理功能。代码集合可为预定字符、代码字或其他符号的集合，这些包括允许标识接收网络装置内子系统的运行水平或功率模式、活动水平和/或指定水平或模式的运行时间段的代码。这样，通过下电或减电接收网络装置内的子系统而不下电接收网络装置内的PMD接口，可实现附加的能量节省。快速实例可帮助阐述这一点。模块化交换箱可包括交换结构，当端口处于EEE模式时，该交换结构了解EEE并且将子系统下电或者使其本身本身减慢。例如，具有10GBTEEE使能PHY的线卡允许交换机这样做。在PHY内可以实施不同的唤醒状态，以实现不同的操作水平、唤醒时间以及处于睡眠模式时的节能。例如，物理层信令(例如，LPI信令)或代码集合(例如，字符、代码字或符号)可用于提供通过使PHY内的子层的不同组合空闲而允许不同唤醒时间的指示。如图3中所示，PHY 300可包括多个子层，例如，PCS 303,PMA 306以及PMD 309。适当的唤醒指示可在启动PHY的EEE操作时启动一种唤醒状态。例如，根据信令或代码字，PHY 300可进入使所有子层空闲的普通(或通常的)唤醒状态、PMA306和PMD309空闲(或关闭)而PCS 303保持活跃以减少唤醒时间)的快速唤醒状态、或者所有的PHY子层保持活跃以最小化或消除唤醒时间的直接唤醒(非睡眠)状态。根据PHY 300的子层，还可使用其他唤醒状态。然后，可将适当的EEE信令(处于非EEE信令)发送给介质接入控制(MAC)层(图1)，表示PHY已经进入睡眠模式，这允许更高级装置进入空闲或睡眠模式。如果PHY接收表示启动睡眠模式而不表示唤醒状态的信号，那么操作水平可默认为预定的唤醒状态。例如，PHY可自动默认为预定的唤醒状态(例如，具有最长的唤醒时间的普通的(或通常的)唤醒状态或具有最短唤醒时间的直接唤醒(或者非睡眠)状态。在一些实施例中，PHY可被配置成在接收到最初的睡眠模式信令之后的预定时间段内未接收到其他的通信的情况下，变成(或转变成)另一种唤醒状态。例如，如果在启动睡眠模式之后，PHY在预定的时间段内(例如，IOms)未接收到通信，那么PHY可自动地从直接唤醒(或非睡眠)状态变成减少的唤醒状态(例如，快速或普通的唤醒状态)。在一些情况下，可用渐进的方式减少唤醒状态。在另一个实施例中，通过在发送和接收装置之间进行事前协商，可确定预定的唤醒状态。当首先在网络装置之间建立链路时，可自动地执行该协商。也可通过更高层协议(例如链路层发现协议(LLDP))，动态地执行该协商。这样，可确定如果PHY接收到睡眠模式信令，那么该PHY将转变成商定的唤醒状态，而不需要进一步指示。在其他实施例中，PHY可被配置成在PHY处于睡眠模式时，响应于所接收到的附加信令而变成另一种唤醒状态。在第一唤醒状态已启动睡眠模式之后，可将附加的信令发送给PHY，以改变唤醒状态。例如，LPI信令可包括发起PHY转变至信令所指定的特定唤醒状态的指示。在一些情况下，在转变成特定的唤醒状态之前，信令可表示时间延迟。在其他实施方式中，LPI信令可包括 发起唤醒状态的渐进转变以增加或减少唤醒时间的指示。这样，根据通信量和/或来自发送装置的信令，可对唤醒状态进行排序。在一些实施方式中，PHY可将信令提供给发送装置，该信令指示PHY将实施哪个唤醒状态。在一个非普通的唤醒状态内进行操作时，可根据PHY的唤醒状态改变再生(refresh)信号(例如，图2的209)的频率和/或内容。例如，与PHY在普通(或通常的)唤醒状态内进行操作时相比，在仅部分PHY处于空闲的快速唤醒状态中时，需要以不同的频率(或周期)发送再生信号。在其他情况下，该信令可需要更高级的内容，以将错误率保持在期望的的水平。在其他实施方式中，该信令可包括降低PHY层的速率的指示。例如，该信另可将该操作从IOGB的速率降低为IGB的速率，以减少功耗。可速率的改变被指定为部分信另，或者可以是由指示发起的预定改变。还通过介质无关接口(MII)将信令或代码集合从PHY提供给MAC，以启动交换机(switch)的速率的相应减少。如果用光卡代替线卡，那么会丧失该EEE功能。然而，如果将EEE状态编码，那么该光卡可利用节能，而不需要下电PHY。代码集合能够时模块化交换箱告知光卡进入无活动的或活动降低(例如，更低的(或次)速率)的低功率状态。该信令或代码集合还可指示PHY层是否应进入LPI模式或子速率模式。还可通过MII将信令或代码发送给MAC，以指示PHY进入睡眠模式或子速率模式。这可扩展到包括普通装置或接口(例如，光接口)，这些普通装置或接口不支持EEE，但是具有包括功率管理功能的子系统。此外，这可扩展到其他网络，例如,无线网络。如果将发送网络装置下电，那么发送网络装置可通过以太网网络将代码(例如，包括代码的代码字或符号)发送给一个或多个接收网络装置。通过欠幅数据包、特定组合的空闲组合、代码字、使用代码字代替空闲的字符、调制空闲组合、在内部数据包间隙内进行编码、物理层信令、修改现有代码集合等，在介质或网络链路上传送代码。这些代码可限定接收网络装置的活动水平和/或发送和接收网络装置之间的链路活动。例如，该代码可指示以太网链路进入低功率状态并且可包括操作水平，例如，没有活动性(0%速率)或具有低速率(例如，发送器速率或带宽的75%、50%、或30%)。在一些实施方式中，代码可指示速率的限制或范围。在其他实施方式中，可指示对应于不同的时间段的多个操作水平。该代码还可指示处于低功率状态或唤醒状态的操作时间段或持续时间。该时间段可为预定时间间隔，或者可为发送网路装置根据所检测到的和/或所预期的传输活动所确定的时间间隔。在其他实施方式中，该代码可指示接收网络装置从低功率状态恢复操作或从唤醒状态转变的时亥IJ。在一些情况下，发送网络装置可发送代码，以使接收网络装置从低功率状态恢复到正常的操作，或者以调整接收网络装置的操作水平。这可包括改变PHY的唤醒状态和/或更高级子系统的操作模式。如果接收网络装置处于没有活动的模式，那么接收网络装置可定期检查来自发送网络装置的代码，以确定操作水平是否需要变化。如果发送网络装置通过点对点链路进行操作，那么可通过链路发送该代码，以暂停或减慢活动，而不减少物理层的活动。如果发送网络状态通过点对多点链路进行操作，那么该代码可包括标识序列，以指定相应的接收网络装置或网络装置组。例如，发送网络装置可配置成将数据发送给多个接收器。如果发送网络装置确定在一段时间内不将数据发送给一个或多个接收器的子组，那么接收器可将代码发送给每个子组，以在该时间段的至少一部分时间内进入低功率状态。在这种情况下，代码包括使进入功率减少的状态的指示、保持低功率状态的时间段以及指定子组内合适的接收器的标识序列。图4示出了包括多光网络单元(ONU) 403的光网络的一部分的实例。在光线路终端(OLT) 406通过光网络接收通信，并且将该通信发送给分路器409，该分路器将信号分配给适当的ONU 403。这样，ONU 403可被配置成可以以相同或不同的睡眠模式操作的组。标识序列(例如，逻辑链路标识符LLID)可用于指定与OLT 406进行通信的一个或多个ONU 403的操作。标识序列可对应于单个接收网络装置或与网络拓扑结构无关的一组网络装置(例如，具有相同类型和/或模式的接收网络装置)相对应。例如，装置可由互联网协议(IP)地址或MAC地址指定。代码还可包括在低功率状态期间将被保持的活动水平。在一些实施方式中，代码可表示速率的限制或范围，以调节该组网络装置的每个装置的操作。在其他实施例中，可将信令或代码发送给PHY，表示该PHY (以及MAC)应忽略在预定的时间段内接收到的任何EEE信号。
在一些实施方式中，发送网络装置可首先确定接收网络装置是否包括物理层之上的子系统，该子系统支持EEE或非EEE功率管理功能。例如，可执行握手顺序(例如，标准化的或供应商专用的自动协商或其他合适的信令序列)，以确定网络装置的功能。这样，可适当地限定发送给接收网络装置的代码，以实施节能。还可根据功率管理功能的可用性将标识序列分配给接收网络装置。现在参看图5，其给出了示出控制接收网络装置的节能操作的实例的流程图500。在框503处开始，监测从发送网络装置至一个或多个接收网络装置的传输。在框506处，确定是否将减少至接收网络装置的传输一时间段。在一些实施方式中，根据与降低的传输水平相关的最小时间段进行确定。如果未减少传输，那么在框503处继续监测传输。如果传输处于降低的水平，那么在框509处可将代码(或信令)发送给接收网络装置。所发送的代码限定接收网络装置的物理层之上的一个或多个子系统的低功率状态。低功率状态可以是节能以太网(EEE)或接收网络装置的子系统所实施的非-EEE功率管理功能。所发送的代码还可标识PHY的唤醒状态，或者可发送额外的信令或代码，以标识PHY的唤醒状态。在框509发送代码后，在框503继续监测传输。可执行低功率状态，以改善接收网络装置的能量效率，而不降低物理层的活动。例如，低功率状态可为没有活动或者其活动水平低于普通的带宽的睡眠模式。在一些情况下，根据所指示的唤醒状态可使部分PHY子层空闲，以减少功耗，同时提供网络装置的降低的唤醒时间。所发送的代码还可限定保持低功率状态的时间段，该时间段可为预定的时间段或者可由发送网络装置根据至接收网络装置的传输将减少的时间段来确定。所发送的代码还可包括标识序列，其标识相应的接收网络装置或一组接收网络装置。接下来参看图6，其示出了阐述控制接收网络装置的节能操作的实例的另一个流程图600。在框603处开始，从发送网络装置获得代码(或信令)，该代码限定接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态而不减少物理层活动。在框606，确定该代码是否可用于接收网络装置。可根据与由接收网络装置的一个或多个子系统实施的EEE或非EEE功率管理功能对应的代码进行确定。在其他情况下，所发送的代码可包括标识序列，标识接收网络装置。如果应用该代码，那么响应于所发送的代码，在框609启动低功率状态。在一些情况下，代码或信令表示接收网络装置的PHY的唤醒状态。可执 行低功率状态，以改善接收网络装置的能量效率，而不减少物理层活动。例如，低功率状态可为没有活动或活动水平低于普通带宽的睡眠模式，该睡眠模式可用于接收网络装置的一个或多个子系统，而不减少物理层的活动。在一些情况下，根据所指示的唤醒状态，可使部分PHY子层空闲，从而减少功耗，同时减少网络装置的唤醒时间。所发送的代码还可限定保持子系统的低功率状态的时间段。在所限定的时间段的结束后，子系统会返回正常的操作，除非已经获得另一个代码。应强调的是，本发明的上述实施例仅仅为实施方式可可行实例，提出这些实例仅用于清晰地理解本发明的原理。在实质不背离本发明的精神和原理的情前提下，可对本发明的上述实施例进行多种变化和修改。所有这种修改和变化这里意旨包含在本公开和本发明的范围内，并且受到以下权利要求书的保护。
权利要求
1.一种用于控制接收网络装置的节能操作的方法，包括 确定至所述接收网络装置的传输将减少一时间段；以及 通过网络链路发送代码至所述接收网络装置，所述代码限定所述接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态而不减少物理层活动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述代码限定保持所述低功率状态的时间段。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述保持所述低功率状态的时间段为预定的时间段。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述保持所述低功率状态的时间段基于至所述接收网络装置的传输将减少的时间段。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括 确定至多个接收网络装置的传输将减少所述时间段的至少一部分；以及将代码发送给所述多个接收网络装置中的每一个，所述代码限定所述接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态并且不减少物理层活动，其中，所述代码包括用于标识所述多个接收网络装置中的相应一个接收网络装置的标识序列。
6.一种用于控制接收网络装置的节能操作的方法，包括 从发送网络装置获得代码，所述代码限定所述接收网络装置的物理层之上的子系统的低功率状态而不减少物理层活动；以及 响应于所发送的代码，启动所述子系统的所述低功率状态。
7.一种用于控制接收网络装置的节能操作的方法，包括 从发送网络装置获得代码，所述代码限定所述接收网络装置的物理层的唤醒状态，所述唤醒状态允许所述物理层之上的子系统进入低功率状态而不空闲整个物理层；以及响应于所发送的代码，启动所述物理层的所述唤醒状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，响应于所限定的唤醒状态，所述物理层的至少一个子层空闲。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括 获得第二代码，所述第二代码限定所述接收网络装置的所述物理层的第二唤醒状态；以及 响应于发送的第二代码，从所述第一唤醒状态转变成所述第二唤醒状态。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述发送装置发送对应于启动的唤醒状态的再生信号。
全文摘要
本公开涉及PMD接口之上的能效控制。提供用于控制联网设备的节能操作的各种实施例。在一个实施例中，其中，一种方法包括确定将减少至网络装置的传输一时间段并且将代码或信令发送给网络装置，该代码或信令指示网络装置的物理层之上的子系统处于低功率状态而不减少物理层的活动。在另一个实施例中，一种方法包括获得限定低功率状态的代码或信令，并且响应于所发送的代码或信令，启动低功率状态。在另一个实施例中，一种方法包括获得限定唤醒状态的代码或信令，以允许物理层之上的子系统进入低功率状态，而不空闲整个物理层，并且响应于所发送的代码，启动物理层的唤醒状态。
文档编号H04L12/12GK103036687SQ201210378178
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月8日 优先权日2011年10月7日
发明者瓦埃勒·迪亚卜 申请人:美国博通公司