网络中通信节点的操作方法与流程

本发明涉及网络中通信节点的操作，更具体涉及分析物理层的状态的方法和基于物理层的状态设定通信路径的方法。

背景技术：

随着车辆用部件的电子化急速推进，搭载于车辆的电子装置的种类和数量也在大幅增加。电子装置大体上用于传动系控制系统、车体控制系统、底盘控制系统、车辆网络、多媒体系统等。传动系控制系统是指发动机控制系统、自动变速控制系统等。车体控制系统是指车体电气电子部件控制系统、便利装置控制系统、车灯控制系统等。底盘控制系统是指转向装置控制系统、制动控制系统、悬置控制系统等。车辆网络是指can、基于flexray的网络、基于most的网络等。多媒体系统是指导航装置系统、远程信息处理系统、信息娱乐系统等。

这些系统和构成这些各个系统的电子装置通过车辆网络彼此连接，需要用于支持各个电子装置的功能的车辆网络。can最大能够支持1mbps的发送速度，并且能够支持冲突帧的自动重传、基于crc的错误检测等。基于flexray的网络最大能够支持10mbps的发送速度，并且能够支持通过两个信道的数据的同时发送、同步方式的数据发送等。基于most的网络是用于高质量的多媒体的通信网络，最大能够支持150mbps的发送速度。

另一方面，车辆的远程信息处理系统、信息娱乐系统、改善的安全系统等都要求高的发送速度、系统扩展性等。can、基于flexray的网络等无法充分支持这些要求。基于most的网络能够支持比can或基于flexray的网络更高的发送速度，但为了给车辆的所有网络应用基于most的网络需要消耗大量的费用。鉴于这些问题，可以考虑使用基于以太网的网络作为车辆网络。基于以太网的网络能够支持通过一对绕组的双向通信，并且最大能够支持10gpbs的发送速度。

基于以太网的车辆网络由多个通信节点构成。通信节点可以是指网关、交换机(或网桥)、末端节点等。通信节点之间可以通过物理层(即链路)连接。通信节点可以通过物理层来收发帧。此处，为了成功收发帧，需要保证物理层的可靠性，由此需要分析物理层的状态的方法和基于物理层状态的通信路径的设定方法。

技术实现要素：

本发明提供一种在基于以太网的车辆网络中分析物理层的状态的方法和装置。此外，本发明的实施例还提供一种在以太网的车辆网络中基于经分析后的物理层的状态来设定通信路径的方法和装置。

根据本发明的一个实施例，可以提供基于以太网的车辆网络中的第一通信节点的操作方法。所述方法包括以下步骤：由所述第一通信节点将请求所述第一通信节点和连接到所述第一通信节点的至少一个通信节点之间的物理层的状态信息的第一帧发送到所述至少一个通信节点；由所述第一通信节点从所述至少一个通信节点接收响应所述第一帧的第二帧；以及当接收到所述第二帧时，由所述第一通信节点基于所述第二帧识别物理层的状态。

所述状态信息可以是物理层的信噪比(snr)信息和路径损失信息中的至少一个。

所述第一帧可以包括请求所述物理层的状态信息的指示符。此外所述第一帧可以包括所述第一帧的发送功率信息。

所述第一帧可以以广播方式发送。

所述第二帧可以包括所述物理层的snr信息和路径损失信息中的至少一个，并且所述snr信息和路径损失信息可以基于所述第一帧来测量。所述第二帧可以包括所述第二帧的发送功率信息。

当由车载诊断(obd)装置请求所述物理层的状态信息的发送时可以发送所述第一帧，所述车载诊断(obd)装置连接到所述第一通信节点。

此处，所述第一帧和所述第二帧中的每一个基于以太网协议产生。

此外，所述方法还可以包括以下步骤：由所述第一通信节点将包括所识别的所述物理层的状态信息的第三帧发送到obd装置。

此外，所述方法还可以包括以下步骤：由所述第一通信节点确定所识别的所述物理层的状态是否满足预定质量标准；以及当所识别的所述物理层的状态不满足所述预定质量标准时，由所述第一通信节点将包括不满足所述预定质量标准的所述物理层的信息的第三帧发送到obd装置。

此外，所述方法还可以包括以下步骤：由所述第一通信节点确定所识别的所述物理层的状态是否满足预定质量标准；以及当所识别的所述物理层的状态不满足所述预定质量标准时，由所述第一通信节点基于除了不满足所述预定质量标准的所述物理层之外的所述至少一个物理层来设定通信路径。

此外，根据本发明的实施例，可以提供一种基于以太网的车辆网络中的第一通信节点的操作方法。所述方法包括以下步骤：由所述第一通信节点从第二通信节点接收请求所述第一通信节点和所述第二通信节点之间的物理层的状态信息的第一帧；以及当接收到所述第一帧时，由所述第一通信节点将包括所述物理层的状态信息的第二帧发送到所述第二通信节点。

所述状态信息可以是物理层的信噪比(snr)信息和路径损失信息中的至少一个。

所述第一帧可以包括请求所述物理层的状态信息的指示符。此外所述第一帧可以包括所述第一帧的发送功率信息。

所述第二帧可以包括所述物理层的snr信息和路径损失信息中的至少一个，并且所述snr信息和路径损失信息基于所述第一帧来测量。此外，所述第二帧包括所述第二帧的发送功率信息。

所述第二通信节点可以是交换机，并且所述第一通信节点可以是连接到所述交换机的末端节点。

此处，所述第一帧和所述第二帧中的每一个基于以太网协议产生。

根据本发明的实施例，可以识别所述通信节点之间的物理层的状态(例如，snr、路径损失、物理层是否发生损坏等)。当测量出的snr小于预定snr时(或者，当测量出的路径损失小于预定路径损失时，当所述物理层发生损坏时)，能够重置用于发送和接收帧的通信路径。因此能够增强车辆网络的性能。

附图说明

本发明的实施例通过以下参考附图详细描述本公开的具体实施例而变得更加显而易见，在这些附图中：

图1是示出根据本公开的实施例的车辆网络拓扑的图。

图2是示出根据本公开的实施例的构成车辆网络的通信节点的图。

图3是示出根据本公开的实施例的通信节点的操作方法的序列图。

图4是示出执行通信节点的操作方法的基于以太网的车辆网络的框图。

图5是示出基于以太网的车辆网络中使用的帧的实施例的框图。

应该理解，附图不必按照比例绘制，只是表示本公开的基本原理的各种优选特征的稍微简化的示意。如本文所公开的本公开的特定设计特征包括例如特定的尺寸、取向、位置和形状，该特定设计特征将部分地通过具体的预期应用和使用环境来确定。在附图中贯通附图的若干图，参考标号指代本公开的相同的或等效的部分。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本发明。本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围内，可以以各种方式修改所描述的实施例。此外，贯穿全文，相同附图标记是指相同元件。

这里使用的术语仅仅是出于描述具体实施例的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种(a、an和the)”，除非在上下文中明确指明，否则也旨在包含复数形式。还可以理解，当术语“包括(comprises和/或comprising)”用在本说明书中时，是指存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和全部组合。

可以理解，如这里所用的术语“车辆”或者“车辆的”或其他类似术语包括一般如包括运动型多功能车(suv)、公共车辆的客车、卡车、各种商用车辆的机动车辆，包括各种船和舰的船舶，飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力电动车辆、氢为动力的车辆和其它替代燃料车辆(例如，来源于非石油资源的其他衍生燃料)。如这里所述，混合动力车辆是具有两个或多个动力源的车辆，例如兼备汽油动力和电动力二者的车辆。

虽然示例性实施例被描述为使用多个单元以执行示例性过程，但可以理解，示例性过程也可由一个或多个模块来执行。此外，可以理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器经配置成存储模块并且处理器经特别配置成执行所述模块从而执行在下面将进一步描述的一个或多个过程。

另外，本发明的控制逻辑可被实施作为在包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储装置。计算机可读介质还可分布在耦合计算机系统的网络中，以便计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如，由远程信息处理服务器或控制器局域网(can)。

既然本公开能够以各种方式修改并具有若干实施例，具体实施例将在附图中示出并在具体实施方式部分详细描述。但应该理解，本说明书并非旨在将本公开限定于那些实施例。相反，本公开旨在不仅覆盖实施例，而且覆盖可以包括在所附权利要求所限定的本公开的实质和范围内的所有修改和替代。

例如‘第一’、‘第二’等的关系术语可用以描述各种构件，但不应将所述构件解释为限于所述术语。所述术语仅用以将一个构件与另一构件区分开来。举例而言，在不脱离本发明的范围的情况下，可将‘第一’构件命名为‘第二’构件，也可类似地将‘第二’构件命名为‘第一’构件。术语“和/或”意指多个相关描述项目的任一个或组合。

在整个说明书中，应当理解的是，第一部件“连接”或“联结”至第二部件的表述可包括在具有介于其间的其他部件的状态下第一部件连接至或联结至第二部件的情况，以及第一部件“直接连接”或“直接联结”至第二部件的情况。相比之下，应当理解的是，第一部件“直接连接”或“直接联结”至第二部件的表述意味着没有部件介于第一部件和第二部件之间。

如在本文中使用的，除非特别说明或从上下文显而易见，否则术语“大约”应理解为在本领域中的正常公差范围内，例如，在平均值的2个标准差之内。“大约”可理解为在设定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文另外明确，否则本文中提供的所有数值均由术语“大约”来修饰。

除非另外定义，否则在此使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本公开所属技术领域的技术人员通常所理解的术语的含义相同的含义。与在通常使用的字典中限定的术语相同的术语应被解释为具有与现有技术的上下文含义相同的含义，而不应被解释为理想的或过度正式的含义，除非它们在本说明书中被明确地限定。

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。在描述本公开时，为了有助于对本发明的整体理解，相同附图标记在所有附图中指代相同元件，并且其重复描述将被省略。

图1是示出根据本公开的实施例的车辆网络拓扑的图。

如图1所示，包括在车辆网络中的通信节点可以是网关、交换机(或网桥)、或末端节点。网关100可以与至少一个交换机110，110-1，110-2，120，和130连接，并且可以被配置成连接不同网络。例如，网关100可以支持支持车辆局域网(can)(例如，flexray，most或本地互连网(lin))协议的交换机与支持以太网的交换机之间的连接。交换机110，110-1,110-2,120和130可以连接到末端节点111,112,113,121,122,123,131,132和133中的至少一个。交换机110，110-1，110-2,120和130可以将末端节点111,112,113,121,122,123,131,132和133互连，并且控制连接到交换机的末端节点111,112,113,121,122,123,131,132和133中的至少一个。

末端节点111,112,113,121,122,123,131,132和133可以包括配置成控制各种类型的安装在车辆内的装置的电子控制单元(ecu)。例如，末端节点111,112,113,121,122,123,131,132和133可以包括包括在信息娱乐装置(例如显示装置，导航装置，和全景检测(avn)装置)中的ecu。

包括在车辆网络中的通信节点(例如网关，交换机，末端节点等)可以以星形拓扑，总线拓扑，环形拓扑，树形拓扑，网格拓扑等连接。此外，车辆网络的通信节点可以支持can协议，flexray协议，most协议，lin协议或以太网协议。本发明的实施例可以应用于前述网络拓扑。可以应用本发明的网络拓扑不限于此，可以以各种方式配置。

图2是示出根据本发明的实施例的构成车辆网络的通信节点的图。值得注意的是，本文在下面讨论的各种方法可以由具有处理器和存储器的控制器执行。

如图2所示，网络的通信节点200可以包括phy层单元210和控制器单元220。此外，通信节点200还可以包括用于提供电力的稳压器(未示出)。具体地，控制器单元220可以实施为包括介质访问控制(mac)层。phy层单元210可以配置成与另一通信节点收发信号。控制器单元220可以配置成控制phy层单元210并且执行各种功能(例如信息娱乐功能等)。phy层单元210和控制器单元220可以作为片上系统实施或者可替代地可以实施为单独的芯片。

此外，phy层单元210和控制器单元220可以经由介质无关接口(mii)230。mii230可以包括在ieee802.3中定义的接口并且可以包括phy层单元210和控制器单元220之间的数据接口和管理接口。可以用简化mii(rmii)、吉比特mii(gmii)、简化gmii(rgmii)、串行gmii(sgmii)和10gmii(xgmii)来替代mii230。数据接口可以包括发送信道和接收信道，其中每个可以具有独立时钟、数据和控制信号。管理接口可以包括双信号接口，即用于时钟的一个信号和用于数据的一个信号。

具体地，phy层单元210可以包括phy层接口单元211、phy层处理器212和phy层存储器213。phy层单元210的配置不限于此，phy层单元210可以以各种方式配置。phy层接口单元210可以配置成发送从控制器单元220接收的信号到phy层处理器212并发送从phy层处理器212接收的信号到控制器单元220。phy层处理器212可以配置成执行phy层接口单元211和phy层存储器213的操作。phy层处理器212可以配置成调制信号以发送或解调所接收的信号。phy层处理器212可以配置成控制phy层存储器213以输入或输出信号。phy层存储器213可以配置成存储所接收的信号并基于来自phy层处理器212的请求输出所存储的信号。

控制器单元220可以配置成利用mii230检测和控制phy层单元210。控制器单元220可以包括控制器接口单元221、控制器处理器222、主存储器223和辅存储器224。控制器220的配置不限于此，并且控制器单元220可以以各种方式配置。控制器接口单元221可以配置成接收来自phy层单元210(例如phy层接口单元211)或上层(未示出)的信号，并发送所接收的信号到控制器处理器222并将从控制器处理器222接收的信号发送到phy层单元210或上层。控制器处理器222还可以包括独立存储器控制逻辑或集成存储器控制逻辑，以控制控制器接口单元221、主存储器223和字存储器224。存储器控制逻辑可以实施为包括在主存储器223和辅存储器224中或可以实施为包括在控制器处理器222中。

此外，主存储器223和辅存储器224中的每一个可以配置成存储由控制器处理器222处理的信号，并且可以配置成基于来自控制器处理器22的请求输出所存储的信号。主存储器223可以是配置成临时存储控制器处理器222的操作所需的数据的易失性存储器(随机存取存储器(ram))。辅存储器224可以是可以存储操作系统代码(例如核新和装置驱动器)和用于执行控制器单元220的功能的应用程序代码的非易失性存储器。用于大容量数据存储的具有高处理速度的闪存、硬盘驱动(hdd)或紧凑式只读光盘(cd-rom)可以被用作非易失性存储器。通常，控制器处理器222可以包括具有至少一个处理核心的逻辑电路。arm家族的核心或atom家族的核心可以用作控制器处理器222。

下文将对在车辆网络中由通信节点和对应的相对(counterpart)通信节点执行的方法进行描述。虽然在下面描述由第一节点执行的方法(例如信号发送和接收)，但本方法可以用于与第一通信节点对应的第二通信节点。换句话说，当描述第一节点的操作时，对应于第一通信节点的第二通信节点可以配置成执行对应于第一通信节点的操作的操作。此外，当描述第二通信节点时，第一通信节点可以配置成执行对应于交换机的操作的操作。

图3是示出根据本发明的实施例的通信节点的操作方法的序列图，并且图4是示出执行通信节点的操作方法的基于以太网的车辆网络的框图。

如图3和图4所示，基于以太网的车辆网络可以包括多个交换机410，420,430和440和多个末端节点420-1,420-2,430-1,430-2,440-1和440-2。此处，多个交换机410，420,430和440和多个末端节点420-1,420-2,430-1,430-2,440-1和440-2中的每一个可以是图2所示的前述通信节点。交换机1410可以以一对一方式通过物理层(例如物理链路)连接到交换机2420和交换机3430中的每一个，并且通过物理层与交换机2420和交换机3430收发帧。此处，交换机1410和交换机2420之间的物理层可以称作“pl-1”，并且交换机1410和交换机3430之间的物理层可以称作“pl-2”。同样，交换机1410可以以一对一方式通过物理层连接到车载诊断(obd)装置400。obd装置400可以用于诊断包括在基于以太网的车辆网络中的通信节点的状态、通信节点之间的物理层的状态等。

交换机2420可以以一对一方式通过物理层连接到交换机1410、交换机4440、末端节点1420-1和末端节点2420-2，并且通过物理层与交换机1410和交换机4440、末端节点1420-1和末端节点2420-2收发帧。此处，交换机2420和末端节点1420-1之间的物理层可以称作“pl-3”，交换机2420和末端节点2420-2之间的物理层可以称作“pl-4”，并且交换机2420和交换机4440之间的物理层可以称作“pl-5”。

交换机3430可以以一对一方式通过物理层连接到交换机1410、交换机4440、末端节点3430-1和末端节点4430-2，并且通过物理层与交换机1410、交换机4440、末端节点3430-1和末端节点4430-2收发帧。此处，交换机3430和末端节点3430-1之间的物理层可以称作“pl-6”，交换机3430和末端节点4430-2之间的物理层可以称作“pl-7”，并且交换机3430和交换机4440之间的物理层可以称作“pl-8”。

交换机4440可以以一对一方式通过物理层连接到交换机2420、交换机3430、末端节点5440-1和末端节点6440-2，并且通过物理层与交换机2420、交换机3430、末端节点5440-1和末端节点6440-2收发帧。此处，交换机4440和末端节点5430-1之间的物理层可以称作“pl-9”，并且交换机4440和末端节点6440-2之间的物理层可以称作“pl-10”。

执行根据本发明的实施例的通信节点的操作方法的基于以太网的车辆网络不限于此，并且可以以各种基于以太网的车辆网络来执行根据本发明的实施例的通信节点的操作方法。

交换机1410可以是具有物理层的状态的分析功能、通信路径的设定功能等的通信节点。交换机1410可以生成请求物理层的状态信息的第一帧。此处，当由obd装置400请求物理层的状态信息的发送时，交换机1410可以产生第一帧。可替代地，交换机1410可以不管obd装置400是否请求均生成第一帧。

状态信息可以包括物理层的信噪比(snr)信息、路径损失信息等。此外，状态信息还可以包括基于物理层的snr信息和路径损失确定的结果。该结果可以是指示物理层满足预定质量标准的正常状态或指示物理层不满足预定质量标准的故障状态。此外，当由第一帧请求物理层的路径损失信息时，第一帧还可以包括第一帧的发送功率信息以用于测量路径损失。

第一帧可以包括请求物理层的状态信息的指示符。例如，当包括在第一帧中的指示符被设定为二进制数值“0”时，该指示符可以指示没有请求物理层的状态信息。当包括在第一帧中的指示符被设定为二进制数值“1”时，该指示符可以指示请求物理层的状态信息。又例如，当包括在第一帧中的指示符被设定为二进制数值“00”时，该指示符可以指示没有请求物理层的状态信息。当包括在第一帧中的指示符被设定为二进制数值“01”时，该指示符可以指示请求物理层的snr信息。当包括在第一帧中的指示符被设定为二进制数值“10”时，该指示符可以指示请求物理层的路径损失信息。当包括在第一帧中的指示符被设定为二进制数值“11”时，该指示符可以指示请求物理层的snr信息和路径损失信息两者。指示符的配置不限于此，可以以各种方式配置指示符。

同时，根据本发明的通信节点的操作方法中使用的帧(例如，第一帧、第二帧、第三帧、第四帧、第五帧等)的结构可以如下。

图5是示出基于以太网的车辆网络中使用的帧的实施例的框图。

如图5所示，帧500可以包括phy报头、mac帧、和帧校验序列(fcs)字段508。mac帧可以由通信节点200的控制器单元220产生。phy报头可以包括前导码字段501和起始帧定界符(sfd)字段502。前导码501的大小可以是7个octet并且可以用于定时同步。sfd字段502可以具有“10101011”的序列。

mac帧可以位于sfd字段502后。mac帧可以包括仅一个mac报头或包括mac报头和逻辑链路控制(llc)帧。mac包括可以包括目的地地址(da)字段503、源地址(sa)字段504和长度/类型字段505。da字段503的大小可以是6个octet并且包括接收对应mac帧的通信节点的识别信息(例如mac地址)。sa字段504的大小可以是6个octet并且包括发送对应mac帧的通信节点的识别信息(例如mac地址)。

长度/类型字段505的大小可以是2个octet并且指示数据字段506的长度或由发送对应的基于协议的帧500的通信节点支持的以太网类型。例如，当包括在长度/类型字段505中的第一octet值小于或等于十进制数1500时，长度/类型字段505可以指示数据字段506的长度。当包括在长度/类型字段505中的第一octet值大于或等于十进制数1536时，长度/类型字段505可以指示以太网类型。llc帧可以包括数据字段506。此外，如果需要的话(为了满足mac帧的最小大小)，llc帧还可以包括填充字段507。此处，填充字段507可以添加到数据字段506之后。

参考图3和图4，指示符和发送功率信息中的每一个可以包括在第一帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。交换机1410可以发送第一帧到交换机2420和交换机3430(s300)。在这种情况下，交换机1410可以以多播方式的广播方式发送第一帧。第一帧可以周期性或非周期性地发送。

交换机2420和交换机3430中的每一个可以接收来自交换机1410的第一帧。交换机2420可以通过接收来自交换机1410的第一帧来识别物理层的状态信息的请求并识别pl-1的状态。在这种情况下，交换机2420可以根据由第一帧请求的物理层的状态信息的类型操作。例如，当请求物理层的snr信息时，交换机2420可以基于接收到的第一帧测量pl-1的snr，并且生成包括测量出的pl-1的snr信息的第二帧。此处，测量出的pl-1的snr信息可以包括在第二帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。可替代地，交换机2420可以生成简单地响应第一帧的不包括pl-1的snr信息的第二帧，使得由交换机1410测量pl-1的snr。

当请求物理层的路径损失信息时，交换机2420可以基于包括在第一帧中的发送功率信息测量pl-1的路径损失(例如第一帧的发送功率与第一帧的接收功率之差)，并且生成包括测量出的pl-1的路径损失信息的第二帧。此处，测量出的pl-1的路径损失信息可以包括在第二帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。可替代地，当第一帧的发送功率信息不包括在第一帧中时，交换机2420可以生成包括第二帧的发送功率信息的第二帧，使得pl-1的路径损失由交换机1410基于第二帧来测量。此处，发送功率信息可以被包括在第二帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。

当请求物理层的snr信息和路径损失信息两者时，交换机2420可以执行前述所有操作。此外，交换机2420可以基于测量出的pl-1的snr或路径损失来确定pl-1的状态。例如，当pl-1的snr满足预定质量标准(例如pl-1的snr超过服务质量(qos)所需的最小snr时)或当pl-1的路径损失满足预定质量标准(例如pl-1的snr小于服务质量(qos)所需的最大路径损失时)，交换机2420可以确定pl-1的状态为正常状态。在与前面描述相反的情况下，交换机2420可以确定pl-1的状态为故障状态。交换机2420可以生成包括pl-1的状态的确定结果的第二帧。

交换机2420可以发送基于如上方式生成的第二帧到交换机1410(s301)。

交换机1410可以接收来自交换机2420的响应第一帧的第二帧并且基于接收到的第二帧识别pl-1的状态。例如，交换机1410可以从第二帧获得pl-1的snr信息和路径损失信息中的至少一个，并且基于识别信息识别pl-1的状态(例如正常状态或故障状态)。可替代地，当第二帧的发送功率信息从第二帧获得时，交换机1410可以基于获得信息(例如发送功率信息)测量pl-1的路径损失并且基于测量出的pl-1的路径损失识别pl-1的状态。可替代地，当接收到简单响应第一帧的第二帧时，交换机1410可以基于接收到的第二帧测量pl-1的snr，并且基于测量出的pl-1的snr识别pl-1的状态。可替代的，当第二帧包括指示pl-1的状态是正常状态还是故障状态的信息时，交换机1410可以基于包括在第二帧中的信息识别pl-1的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自交换机2420的响应第一帧的第二帧时，交换机1410可以确定pl-1的状态是损坏状态(例如pl-1损坏)。

同时，交换机3430可以通过接收来自交换机1410的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，交换机3430可以与交换机2420的前述操作类似地操作。例如，交换机3430可以生成包括pl-2的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-2的路径损失的信息的第二帧。可替代地，交换机3430可以生成简单响应第一帧的第二帧。交换机3430可以发送所生成的第二帧到交换机1410。

交换机1410可以接收来自交换机3430的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-2的状态。例如，交换机1410可以与前述用于识别pl-1的状态的方法类似地识别pl-2的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自交换机3430的响应第一帧的第二帧时，交换机1410可以确定pl-2的状态是损坏状态(例如pl-2损坏)。

同时，交换机2420在发送第二帧之后生成请求物理层的状态信息的第一帧，并且发送所生成的第一帧到连接到交换机2420的通信节点(例如末端节点1420-1、末端节点2420-2和交换机4440)(s302)。在这种情况下，交换机2420可以以广播方式或多播方式发送第一帧。第一帧可以包括请求物理层的状态信息的指示符。此外，第一帧还可以包括第一帧的发送功率信息。此处，指示符和发送功率信息中的每一个可以被包括在第一帧的mac报头和数据字段506中的至少一个。从交换机2420发送的第一帧可以与从交换机1410发送的第一帧一致。

末端节点1420-1、末端节点2420-2和交换机4440可以接收来自交换机2420的第一帧。末端节点1420-1可以通过接收来自交换机2420的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，末端节点1420-1可以根据由第一帧请求的物理层的状态信息的类型操作。例如，当请求物理层的snr信息时，末端节点1420-1可以基于接收到的第一帧测量pl-3的snr并且生成包括测量出的pl-3的snr信息的第二帧。此处，测量出的pl-3的snr信息可以包括在第二帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。可替代地，末端节点1420-1可以生成简单地响应第一帧的不包括pl-1的snr信息的第二帧，使得由交换机2420测量pl-3的snr。

当请求物理层的路径损失信息时，末端节点1420-1可以基于包括在第一帧中的发送功率信息测量pl-3的路径损失(例如第一帧的发送功率与第一帧的接收功率之差)，并且生成包括测量出的pl-3的路径损失信息的第二帧。此处，测量出的pl-3的路径损失信息可以包括在第二帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。可替代地，当第一帧的发送功率信息不包括在第一帧中时，末端节点1420-1可以生成包括第二帧的发送功率信息的第二帧，使得pl-3的路径损失由交换机2420基于第二帧来测量。此处，发送功率信息可以被包括在第二帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。

当请求物理层的snr信息和路径损失信息两者时，末端节点1420-1可以执行前述所有操作。此外，末端节点1420-1可以基于测量出的pl-3的snr或路径损失来确定pl-3的状态。例如，当pl-3的snr满足预定质量标准或当pl-3的路径损失满足预定质量标准时，末端节点1420-1可以确定pl-3的状态为正常状态。在与前面描述相反的情况下，末端节点1420-1可以确定pl-3的状态为故障状态。末端节点1420-1可以生成包括pl-3的状态的确定结果的第二帧。

末端节点1420-1可以发送基于如上方式生成的第二帧到交换机2420(s303)。

交换机2420可以接收来自末端节点1420-1的响应第一帧的第二帧并且基于接收到的第二帧识别pl-3的状态。例如，交换机2420可以从第二帧获得pl-3的snr信息和路径损失信息中的至少一个，并且基于识别信息识别pl-3的状态(例如正常状态或故障状态)。可替代地，当第二帧的发送功率信息从第二帧获得时，交换机2420可以基于获得信息(例如发送功率信息)测量pl-3的路径损失并且基于测量出的pl-3的路径损失识别pl-3的状态。可替代地，当接收到简单响应第一帧的第二帧时，交换机2420可以基于接收到的第二帧测量pl-3的snr，并且基于测量出的pl-3的snr识别pl-3的状态。可替代的，当第二帧包括指示pl-3的状态是正常状态还是故障状态的信息时，交换机2420可以基于包括在第二帧中的信息识别pl-3的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自末端节点1420-1的响应第一帧的第二帧时，交换机2420可以确定pl-3的状态是损坏状态(例如pl-3损坏)。

同时，末端节点2420-2可以通过接收来自交换机2420的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，末端节点2420-2可以与末端节点1420-1的前述操作类似地操作。例如，末端节点2420-2可以生成包括pl-4的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-4的路径损失的信息的第二帧。可替代地，末端节点2420-2可以生成简单响应第一帧的第二帧。末端节点2420-2可以发送所生成的第二帧到交换机2420(s304)。

交换机2420可以接收来自末端节点2420-2的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-4的状态。例如，交换机2420可以与前述用于识别pl-3的状态的方法类似地识别pl-4的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自末端节点2420-2的响应第一帧的第二帧时，交换机2420可以确定pl-4的状态是损坏状态(例如pl-4损坏)。

同时，交换机4440可以通过接收来自交换机2420的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，交换机4440可以与交换机2420的前述操作类似地操作。例如，交换机4440可以生成包括pl-5的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-5的路径损失的信息的第二帧。可替代地，交换机4440可以生成简单响应第一帧的第二帧。交换机4440可以发送所生成的第二帧到交换机2420(s305)。

交换机2420可以接收来自交换机4440的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-5的状态。例如，交换机2420可以与前述用于识别pl-1的状态的方法类似地识别pl-5的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自交换机4440的响应第一帧的第二帧时，交换机2420可以确定pl-5的状态是损坏状态(例如pl-5损坏)。

然后，交换机2420可以生成包括pl-3、pl-4和pl-5中的每一个的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)的第三帧。pl-3、pl-4和pl-5中的每一个的状态信息可以被包括在第三帧的mac报头和数据字段506中的至少一个。可替代地，交换机2420可以生成包括属于正常状态的物理层的信息(或者属于故障状态的物理层的信息)的第三帧。属于正常状态的物理层的信息(或者属于故障状态的物理层的信息)的第三帧可以被包括在第三帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。交换机2420可以发送第三帧到交换机1410(s306)。交换机1410可以接收来自交换机2420的第三帧并且基于接收到的第三帧识别物理层(pl-3、pl-4、pl-5)、属于正常状态的物理层、属于故障状态的物理层等的状态(s307)。

同时，在发送第二帧到交换机1410之后，交换机3430可以生成第一帧，以识别连接到交换机3430的通信节点(例如末端节点3430-1、末端节点4430-2和交换机4440)的物理层的状态信息。交换机3430可以发送所生成的第一帧到末端节点3430-1、末端节点4430-2和交换机4440。在这种情况下，交换机3430可以以广播方式或多播方式发送第一帧。第一帧可以包括请求物理层的状态信息的指示符。此外，此外，第一帧还可以包括第一帧的发送功率信息。此处，指示符和发送功率信息中的每一个可以被包括在第一帧的mac报头和数据字段506中的至少一个。从交换机3430发送的第一帧可以与从交换机1410发送的第一帧一致。

末端节点3430-1可以通过接收来自交换机3430的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，末端节点3430-1可以与末端节点1420-1的前述操作类似地操作。例如，末端节点3430-1可以生成包括pl-6的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-6的路径损失的信息的第二帧。可替代地，末端节点3430-1可以生成简单响应第一帧的第二帧。末端节点3430-1可以发送所生成的第二帧到交换机3430。

交换机3430可以接收来自末端节点3430-1的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-6的状态。例如，交换机3430可以与前述用于识别pl-3的状态的方法类似地识别pl-6的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自末端节点3430-1的响应第一帧的第二帧时，交换机3430可以确定pl-6的状态是损坏状态(例如pl-6损坏)。

同时，末端节点4430-2可以通过接收来自交换机3430的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，末端节点4430-2可以与末端节点1420-1的前述操作类似地操作。例如，末端节点4430-2可以生成包括pl-7的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-7的路径损失的信息的第二帧。可替代地，末端节点4430-2可以生成简单响应第一帧的第二帧。末端节点4430-2可以发送所生成的第二帧到交换机3430。

交换机3430可以接收来自末端节点4430-2的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-7的状态。例如，交换机3430可以与前述用于识别pl-3的状态的方法类似地识别pl-7的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自末端节点4430-2的响应第一帧的第二帧时，交换机3430可以确定pl-7的状态是损坏状态(例如pl-7损坏)。

同时，交换机4440可以通过接收来自交换机3430的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，交换机4440可以与交换机2420的前述操作类似地操作。例如，交换机4440可以生成包括pl-8的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-8的路径损失的信息的第二帧。可替代地，交换机4440可以生成简单响应第一帧的第二帧。交换机4440可以发送所生成的第二帧到交换机3430。

交换机3430可以接收来自交换机4440的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-8的状态。例如，交换机3430可以与前述用于识别pl-3的状态的方法类似地识别pl-8的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自交换机4440的响应第一帧的第二帧时，交换机3430可以确定pl-8的状态是损坏状态(例如pl-8损坏)。

然后，交换机3430可以生成包括pl-6、pl-7和pl-8中的每一个的状态信息的第三帧。pl-6、pl-7和pl-8中的每一个的状态信息可以被包括在第三帧的mac报头和数据字段506中的至少一个。可替代地，交换机3430可以生成包括属于正常状态的物理层的信息(或者属于故障状态的物理层的信息)的第三帧。属于正常状态的物理层的信息(或者属于故障状态的物理层的信息)的第三帧可以被包括在第三帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。交换机3430可以发送第三帧到交换机1410。交换机1410可以接收来自交换机3430的第三帧并且基于接收到的第三帧识别物理层(pl-6、pl-7、pl-8)、属于正常状态的物理层、属于故障状态的物理层等的状态(s307)。

同时，在发送第二帧到交换机2420、交换机3430、交换机4440中的至少一个之后，交换机4440可以生成请求物理层的状态信息的第一帧，并发送所生成的第一帧到末端节点5440-1和末端节点6440-2。在这种情况下，交换机4440可以以广播方式或多播方式发送第一帧。第一帧可以包括请求物理层的状态信息的指示符。此外，此外，第一帧还可以包括第一帧的发送功率信息。此处，指示符和发送功率信息中的每一个可以被包括在第一帧的mac报头和数据字段506中的至少一个。从交换机4440发送的第一帧可以与从交换机1410发送的第一帧一致。

末端节点5440-1可以通过接收来自交换机4440的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，末端节点5440-1可以与末端节点1420-1的前述操作类似地操作。例如，末端节点5440-1可以生成包括pl-9的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-9的路径损失的信息的第二帧。可替代地，末端节点5440-1可以生成简单响应第一帧的第二帧。末端节点5440-1可以发送所生成的第二帧到交换机4440。

交换机4440可以接收来自末端节点5440-1的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-9的状态。例如，交换机4440可以与前述用于识别pl-1的状态的方法类似地识别pl-9的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自末端节点5440-1的响应第一帧的第二帧时，交换机4440可以确定pl-9的状态是损坏状态(例如pl-9损坏)。

同时，末端节点6440-2可以通过接收来自交换机4440的第一帧来识别请求了物理层的状态信息。在这种情况下，末端节点6440-2可以与末端节点1420-1的前述操作类似地操作。例如，末端节点6440-2可以生成包括pl-10的状态信息(例如snr信息、路径损失信息、指示正常状态的信息、指示故障状态的信息等)或用于测量pl-10的路径损失的信息的第二帧。可替代地，末端节点6440-2可以生成简单响应第一帧的第二帧。末端节点6440-2可以发送所生成的第二帧到交换机4440。

交换机4440可以接收来自末端节点6440-2的响应第一帧的第二帧，并基于接收到的第二帧识别pl-10的状态。例如，交换机4440可以与前述用于识别pl-1的状态的方法类似地识别pl-10的状态。另一方面，当在预定时间内没有接收到来自末端节点6440-2的响应第一帧的第二帧时，交换机4440可以确定pl-10的状态是损坏状态(例如pl-10损坏)。

然后，交换机4440可以生成包括pl-9和pl-10中的每一个的状态信息的第三帧。pl-9和pl-10中的每一个的状态信息可以被包括在第三帧的mac报头和数据字段506中的至少一个。可替代地，交换机4440可以生成包括属于正常状态的物理层的信息(或者属于故障状态的物理层的信息)的第三帧。属于正常状态的物理层的信息(或者属于故障状态的物理层的信息)的第三帧可以被包括在第三帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。交换机4440可以发送第三帧到交换机2420和交换机3430中的至少一个。当从交换机4440接收到第三帧时，交换机2420和交换机3430中的每一个可以将第三帧发送到交换机1410。当从交换机2420或交换机3430接收到第三帧时，交换机1410可以基于接收到的第三帧识别物理层(pl-9和pl-10)、属于正常状态的物理层、属于故障状态的物理层等的状态(s307)。

如上述操作那样，交换机1410可以识别物理层(例如pl-1、pl-2、pl-3、pl-4、pl-5、pl-6、pl-7、pl8、pl-9、pl-10)的状态，并且基于物理层的状态设定通信路径(s308)。例如，在交换机1410和末端节点5440-1之间的通信路径设定为“pl-1—pl-5—pl-9”的情况下，如果pl-5损坏或者pl-5的状态不满足预定质量标准，则交换机1410可以将交换机1410和末端节点5440-1之间的通信节点重置为“pl-2—pl-8—pl-9”。

同时，obd装置400可以将请求物理层的状态信息的第四帧发送到交换机1410(s309)。此处，obd装置440可以将第四帧周期性地或非周期性地发送到交换机1410。第四帧可以包括请求物理层的状态信息的指示符。指示符可以被包括在第四帧的mac报头和数据字段506中的至少一个中。当从obd装置400接收到第四帧时，交换机1410可以生成包括物理层(例如pl-1、pl-2、pl-3、pl-4、pl-5、pl-6、pl-7、pl8、pl-9、pl-10)的状态信息、属于正常状态的物理层的信息、或属于故障状态的物理层的信息，并将所生成的第五帧发送到obd装置400(s310)。obd装置400可以生成来自交换机1410的第五帧，并且基于包括在所接收的第五帧中重中之重的信息，识别物理层(例如pl-1、pl-2、pl-3、pl-4、pl-5、pl-6、pl-7、pl8、pl-9、pl-10)的状态。

根据本发明的实施例的方法可以实施为可由多种计算机执行并且记录在计算机可读介质中的程序指令。计算机可读介质可以包括程序指令、数据文件、数据结构或其组合。记录在计算机可读介质上的程序指令可以专门地为本发明设计和配置，或者对于计算机软件领域中的技术人员是公知和可用的。

计算机可读介质的示例可以包括硬件装置，例如rom、ram和闪存，它们具体配置成存储和执行上述程序指令。程序指令的示例包括由例如编译器制成的机器代码以及使用直译器可由计算机执行的高级语言代码。上述示例性硬件装置可以配置成作为至少一个软件模块运行，以执行本发明的操作，反之亦然。

虽然本公开的实施例及其优点在上面进行了详细描述，但应该理解的是，在不脱离本发明的范围内，在此可以加以各种修改、替换和替代。