以太网链路扩展方法和设备技术

在一个说明性实施例中，以太网链路扩展方法和设备提供具有物理介质连接(PMA)电路的以太网链路扩展器，每个物理介质连接电路具有在通信阶段的序列中与相应节点通信的发送器和接收器。所述序列至少包括自动协商阶段和后续训练阶段，所述阶段针对两个PMA电路同时发生。在所述自动协商阶段，所述PMA电路以直通模式工作，使所述扩展器对两个节点透明。在所述训练阶段，所述PMA电路独立操作，部分地基于所接收的反向信道信息和本地确定的训练状态信息将训练帧发送到它们各自的节点。如果需要，可以延长所述训练阶段以向所述序列的帧转发阶段提供同时转换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以太网链路扩展方法和设备
技术介绍
电气和电子工程师协会(IEEE)标准协会出版了以太网IEEE标准IEEEStd802.3-2015，这对于本申请所属领域的普通技术人员将是熟悉的。该标准为通过同轴电缆、双绞线电缆、光纤电缆和电子背板，以1Mb/s至100Gb/s的选定速度为局域网(LAN)操作提供通用介质访问控制规范。为了支持多段网络上的共享访问，该标准规定在高达1000Mb/s的运行速度下使用中继器。高速运行似乎仅构想到用于不方便的有限长度的点对点通信链路。长度限制是由信道非理想性(诸如，色散和加性噪声)的存在所施加的。这种仅支持点对点链路的选择使协议能够包括用于优化高速通信的自动协商和训练阶段。自动协商阶段使端节点能够交换关于其能力的信息，并且训练阶段使得端节点能够以对抗信道非理想性的方式适配发射侧和接收侧均衡滤波器两者。两个阶段都受到严格的时序要求的约束，并且它们都不能考虑任何中间设备或滤波器。至少在原理上，链路扩展器(也称为信号重调器)、重定时器、或中继器，是众所周知的。理想情况下，这种设备仅作为链路端节点之间的导管运行，支持符合标准的网络操作，而不会作为网络中的附加节点出现。我们不知道任何现有的链路扩展方法或设备能够令人满意地实现以太网链路以10Gb/s或更高速率运行的理想状态。
技术实现思路
因此，本文公开了以太网链路扩展方法和设备。在一个说明性实施例中，以太网链路扩展器包括物理介质附连(PMA)电路，每个电路具有与在通信阶段序列中的相应节点通信的发送器和接收器，该序列至少包括自动协商阶段和后续训练阶段，这些阶段针对两个PMA电路同时发生。在自动协商阶段，PMA电路以直通模式工作，使扩展器对两个节点透明。在训练阶段，PMA电路独立操作，部分地基于所接收的反向信道信息和本地确定的训练状态信息将训练帧发送到它们各自的节点。说明性以太网链路扩展方法包括用于自动协商的第一通信阶段和用于训练的后续通信阶段，以供与第一节点通信的第一PMA电路和与第二节点通信的第二PMA电路使用。在第一阶段，第二PMA电路的发送器耦合到第一PMA电路的接收器以重新发送从第一节点接收的通信，并且第一PMA电路的发送器耦合到第二PMA电路的接收器以重新发送从第二节点接收的通信。在第二阶段，每个PMA电路中的训练控制器生成用于相应发送器的训练帧以发送到相应节点，帧部分地基于从它们各自的接收器接收的反向信道信息和本地生成的训练状态信息。前述实施例中的每一个可以单独或组合地实现，并且可以以任何合适的组合来用以下特征中的任何一个或多个来实现：(1)第二PMA电路的发送器在自动协商阶段通过片上模拟信号线耦合到第一PMA电路的接收器。(2)第二PMA电路的发送器在自动协商阶段通过模拟-数字转换器和数字-模拟转换器之间的数字信号总线耦合到第一PMA电路的接收器。(3)第一PMA电路的发送器和第二PMA电路的发送器各自包括发送滤波器，其根据在训练阶段期间分别从第一节点和第二节点接收的反向信道信息进行适配。(4)第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器各自包括滤波器适配电路，其产生滤波器系数更新并检测滤波器收敛。(5)第一PMA电路的发送器和第二PMA电路的发送器中的至少一个包括训练控制器，该训练控制器向第一节点和第二节点中的至少一个提供反向信道信息。(6)训练控制器仅在第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器都检测到滤波器收敛时确认滤波器收敛。(7)第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器各自包括检测器。(8)当任一检测器检测到自动协商阶段结束时，扩展器发起训练阶段。(9)检测器针对指示训练帧的高频内容来监视接收信号的频谱。(10)检测器解码来自自动协商帧的信息以检测所述结束。(11)第一PMA电路和第二PMA电路中的每一个包括多个发送器-接收器对，以支持第一节点和第二节点之间的多个通信通道。(12)在自动协商阶段，将第二PMA电路的发送器耦合到第一PMA电路的接收器包括：(a)数字化从第一节点接收的通信以获得接收信号样本；(b)将总线上的接收信号样本传送到第二PMA电路的发送器；以及c)将接收信号样本转换为模拟电子发送信号。(13)在训练阶段期间，分别根据从第一节点和第二节点接收的反向信道信息，适配第一PMA电路的发送器和第二PMA电路的发送器中的每一个中的发送滤波器。(14)在第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器中的每一个中利用滤波器适配电路产生滤波器系数更新并检测滤波器收敛。(15)利用第一PMA电路的发送器和第二PMA电路的发送器中的每一个中的训练控制器向第一节点和第二节点提供反向信道信息。(16)仅当第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器都检测到滤波器收敛时，利用每个训练控制器确认滤波器收敛。(17)当第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器中的任一个检测到自动协商阶段的结束但是在第一PMA电路的接收器和第二PMA电路的接收器都检测到自动协商阶段的结束之前时，发起训练阶段。(18)针对高频内容来监视接收信号的频谱，以检测自动协商阶段的所述结束。(19)解码来自自动协商帧的信息以检测所述结束。附图说明在附图中：图1示出了说明性通信网络。图2是说明性扩展以太网链路的框图。图3是说明性以太网链路扩展器的框图。图4是说明性PMA电路接收器的框图。图5是说明性PMA电路发送器的框图。图6是说明性以太网链路扩展方法的流程图。然而，应理解，附图和详细说明中所给出的特定实施例不限制本公开。相反，它们为普通技术人员提供用于辨别包含在所附权利要求书的范围内的替代形式、等效物和修改的基础。具体实施方式所公开的装置和方法在其进行操作的较大环境的上下文中进行最佳理解。相应地，图1示出了说明性通信网络100，其包括经由路由网络106耦合的移动设备102和计算机系统104A-C。路由网络106可以是或者包括例如互联网、广域网或局域网。在图1中，路由网络106包括设备项目108的网络，诸如交换机、路由器等。设备项目108经由在各个网络部件之间传输数据的点对点通信链路110互相连接，并且连接至计算机系统104A-C。网络106中的至少一些链路110是以10Gb/s或更高、符合IEEE标准802.3-2015操作的高速以太网链路。图2是可以表示图1中的一个或多个链路110的说明性高速以太网链路的框图。所展示的实施例包括经由以太网链路扩展器206与第二节点204(“节点B”)通信的第一节点202(“节点A”)。节点A和节点B每个可以是例如设备项目108、计算机系统104A-C或具有高速以太网端口并且分开大于标准规定的点对点链路长度限制的距离的其他发送/接收设备中的任何一个。节点也可以是交换机或其他电信系统中的集成电路(IC)芯片。所示链路包括从节点A延伸到扩展器206的四个双向通信通道208和从节点B延伸到扩展器206的四个通信通道210。每个双向通道代表两个沿相反方向运行的单向通道。根据该标准，这些单向或双向通道可以通过不同的双绞线、电背板迹线、铜传输线或光纤传输，或者它们可以多路复用到共用的电/光导体上。以太网标准根据开放系统互连(OSI)模型的分级层指定节点操作，特别关注最下面的“物理”层，“物理”层提供节点和通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以太网链路扩展器，包括：第一PMA(物理介质连接)电路，具有以阶段的序列与第一节点通信的发送器和接收器，所述序列至少包括自动协商阶段和后续训练阶段；以及第二PMA电路，具有以所述阶段的序列与第二不同的节点通信的发送器和接收器，所述序列中的阶段对于所述第一PMA电路和所述第二PMA电路是同步的，所述第二PMA电路的发送器在所述自动协商阶段期间耦合到所述第一PMA电路的接收器，以重传从所述第一节点接收的通信，所述第一PMA电路的发送器在所述自动协商阶段期间耦合到所述第二PMA电路的接收器，以重传从所述第二节点接收的通信，并且所述第一PMA电路和第二PMA电路各自包括相应的训练控制器，所述训练控制器在所述训练阶段期间部分地基于来自相应的PMA电路的接收器的反向信道信息和训练状态信息，生成用于由相应的PMA电路的发送器进行传输的训练帧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种以太网链路扩展器，包括：第一PMA(物理介质连接)电路，具有以阶段的序列与第一节点通信的发送器和接收器，所述序列至少包括自动协商阶段和后续训练阶段；以及第二PMA电路，具有以所述阶段的序列与第二不同的节点通信的发送器和接收器，所述序列中的阶段对于所述第一PMA电路和所述第二PMA电路是同步的，所述第二PMA电路的发送器在所述自动协商阶段期间耦合到所述第一PMA电路的接收器，以重传从所述第一节点接收的通信，所述第一PMA电路的发送器在所述自动协商阶段期间耦合到所述第二PMA电路的接收器，以重传从所述第二节点接收的通信，并且所述第一PMA电路和第二PMA电路各自包括相应的训练控制器，所述训练控制器在所述训练阶段期间部分地基于来自相应的PMA电路的接收器的反向信道信息和训练状态信息，生成用于由相应的PMA电路的发送器进行传输的训练帧。2.如权利要求1所述的扩展器，其中，所述第二PMA电路的发送器在所述自动协商阶段期间与所述第一PMA电路的所述接收器的所述耦合是经由片上模拟信号线。3.如权利要求1所述的扩展器，其中，所述第二PMA电路的发送器在所述自动协商阶段期间与所述第一PMA电路的接收器的所述耦合是经由模拟-数字转换器和数字-模拟转换器之间的数字信号总线。4.如权利要求1所述的扩展器，其中，所述第一PMA电路的发送器和第二PMA电路的发送器各自包括发送滤波器，所述发送滤波器根据在所述训练阶段期间分别从所述第一节点和第二节点接收的反向信道信息进行适配。5.如权利要求1所述的扩展器，其中，所述第一PMA电路的接收器和所述第二PMA电路的接收器各自包括滤波器适配电路，所述滤波器适配电路产生滤波器系数更新并检测滤波器收敛。6.如权利要求5所述的扩展器，其中，所述第一PMA电路的发送器和所述第二PMA电路的发送器中的至少一个包括训练控制器，所述训练控制器向所述第一节点和第二节点中的至少一个提供反向信道信息，并且其中只有当所述第一PMA电路的接收器和所述第二PMA电路的接收器都检测到滤波器会聚时，所述训练控制器才确认滤波器收敛。7.如权利要求1所述的扩展器，其中，所述第一PMA电路的接收器和所述第二PMA电路的接收器各自包括检测器，并且其中，当所述检测器中的任一个检测到所述自动协商阶段的结束时，所述扩展器发起训练阶段。8.如权利要求7所述的扩展器，其中，所述检测器针对指示训练帧的高频内容监视接收信号的频谱。9.如权利要求7所述的扩展器，其中，所述检测器解码来自自动协商帧的信息以检测所述结束。10.如权利要求1所述的扩展器，其中，所述第一PMA电路和所述第二PMA电路中的每一个包括多个发送器-接收器对，以支持所述第一节点和第二节点之间的多个通信通道。11.一种以太网链路扩展方法，包括，在自动协商的第一通信阶段：将第二PMA(物理介质连接)电路的发送器耦合到第一PMA电路的接收器，以重传从第一节点接收的通信；以及将所述第一PMA电路的发送器耦合到所述第二PMA电路的接收器，以重传从第二节点接收的通信；并且在训练的后续通信阶段：用所述第一PMA电路和第二PMA电路中的每一个的相应的训练控制器、部分地基于来自相应的PMA电路的接收器的反向信道信息和训练状态信息生成训练帧，用于由相应的PMA电路的发送器进行传输。12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二PMA电路的发送器在...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴逸飞，钱浩立，J·通布利，
申请(专利权)人：默升科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY