支持高速無線接入點的乙太網介質轉換器的製造方法
2023-05-04 08:04:51 3
支持高速無線接入點的乙太網介質轉換器的製造方法
【專利摘要】公開了用於支持高速無線接入點的乙太網介質轉換器的方法和系統。該方法包括在介質轉換器內的多個輸入側乙太網模塊中的每個模塊接收第一數據速率的多個輸入數據流。在介質轉換器內可將多個輸入數據流中的每個輸入數據流聚合為第二數據速率的輸出數據流。然後，將輸出數據流從介質轉換器內的輸出側乙太網模塊以第二數據速率發射。每個輸入數據流可從乙太網交換機接收，而可將輸出數據流發射至無線接入點。在一個示例性實施方式中，每個輸入側乙太網模塊可包括1G?PHY，而輸出側乙太網模塊可包括2.5G?PHY和4G?PHY中的一種或兩種。
【專利說明】支持高速無線接入點的乙太網介質轉換器
【技術領域】
[0001]本發明涉及乙太網介質轉換器，特別是支持高速無線接入點的乙太網介質轉換器。
【背景技術】
[0002]在無線通信領域中，數據傳輸速率持續提高。相應地，當先前通信標準不再能夠適應更高的速度傳輸速率時，則開發更新的通信標準。然而，隨著每一個新通信標準的開發，為支持先前通信標準設計的電子設備可能由於這些設備不能與新通信標準兼容而逐漸淘汰。因此，許多昂貴設備可能需要被替代以便企業內聯網或其他網絡與新通信標準結合而以更快的數據速率運行。因為在一種新標準研發與下一代標準研發之間的時間間隔不斷縮短，在高速通信方面的加速進步可能給市場帶來連續的沉重的財政負擔。
[0003]例如，現有技術支持每秒I千兆(IG)或每秒10千兆(IOG)的數據速率。然而，隨著更新通信標準的採用，IG操作能力可能不夠，而IOG的操作能力需要的功耗對於連續的低成本的操作又太高。
【發明內容】
[0004]本發明涉及支持高速無線接入點的乙太網介質轉換器，基本如圖中所示和/結合附圖中的至少一幅圖所描述，以及如權利要求中更完全的闡述。
[0005]根據本發明的一個方面提出了一種無線通信中使用的方法，該方法包括:在介質轉換器內的多個輸入側乙太網模塊中的每一個輸入側乙太網模塊接收第一數據速率的多個輸入數據流；在介質轉換器內將多個輸入數據流中的每個輸入數據流聚合為第二數據速率的輸出數據流；從介質轉換器內的輸出側乙太網模塊發射第二數據速率的輸出數據流。
[0006]根據本發明的該一個方面的實施方式，接收包括從乙太網交換機接收多個輸入數據流中的每一個輸入數據流。
[0007]根據本發明的該一個方面的實施方式，發射包括向無線接入點發射輸出數據流。
[0008]根據本發明的該一個方面的實施方式，輸入數據速率低於輸出數據速率。
[0009]根據本發明的該一個方面的實施方式，多個輸入側乙太網模塊中的每一個乙太網模塊為I千兆物理層(PHY)。
[0010]根據本發明的該一個方面的實施方式，輸出側乙太網模塊為2.5千兆PHY。
[0011]根據本發明的該一個方面的實施方式，輸出側乙太網模塊為4千兆PHY。
[0012]根據本發明的該一個方面的實施方式，輸出側乙太網模塊包括降頻以提供第二數據速率的10千兆乙太網PHY。
[0013]根據本發明的該一個方面的實施方式，兩個以上的輸入側乙太網模塊和輸出側乙太網模塊設置在單個晶片上。
[0014]根據本發明的該一個方面的實施方式，聚合包括:將多個輸入數據流中的每個輸入數據流耦合至輸出側乙太網模塊；在輸出側乙太網模塊內得到第二數據速率的輸出數據流。
[0015]根據本發明的另一方面，提出了一種無線通信中使用的方法，該方法包括:在介質轉換器內的多個輸入側乙太網模塊中的每一個輸入側乙太網模塊接收第一數據速率的多個輸入數據流；將多個輸入數據流中的每個輸入數據流提供至介質轉換器內的現場可編程門陣列(FPGA)中得到第二數據速率的輸出數據流。
[0016]根據本發明的該另一個方面的實施方式，該方法進一步包括:將輸出數據流提供至介質轉換器內的輸出側乙太網模塊；從輸出側乙太網模塊發射第二數據速率的輸出數據流。
[0017]根據本發明的該另一個方面的實施方式，兩個以上的輸入側乙太網模塊、FPGA和輸出側乙太網模塊被設置在單個晶片上。
[0018]根據本發明的又一個方面，提出了一種用於無線通信的系統，系統包括:介質轉換器，包括多個輸入側乙太網模塊和一個輸出側乙太網模塊；多個輸入側乙太網模塊被配置為接收第一數據速率的多個輸入數據流；輸出側乙太網模塊被配置為將多個輸入數據流中的每個輸入數據流聚合為第二數據速率的輸出數據流；輸出側乙太網模塊進一步被配置為發射第二數據速率的輸出數據流。
[0019]根據本發明的該又一個方面的實施方式，該系統進一步包括:乙太網交換機，被配置為向介質轉換器提供多個輸入數據流。
[0020]根據本發明的該又一個方面的實施方式，該系統進一步包括:無線接入點，被配置為接收來自介質轉換器的第二數據流。
[0021]根據本發明的該又一個方面的實施方式，兩個或兩個以上輸入側乙太網模塊和輸出側乙太網模塊設置在單個晶片上。
[0022]根據本發明的該又一個方面的實施方式，多個輸入側乙太網模塊中的每個乙太網模塊為I千兆PHY。
[0023]根據本發明的該又一個方面的實施方式，輸出側乙太網模塊為2.5千兆PHY。
[0024]根據本發明的該又一個方面的實施方式，輸出側乙太網模塊為4千兆PHY。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1示出根據本申請的一個實施方式的包括支持高速無線接入點的介質轉換器的系統的示例性示圖。
[0026]圖2A示出根據本申請的一個實施方式的支持高速無線接入點的介質轉換器的示例性示圖。
[0027]圖2B示出根據本申請的另一個實施方式的支持高速無線接入點的介質轉換器的示例性示圖。
[0028]圖3表示示出由根據本申請的實施方式的支持高速無線接入點的介質轉換器使用的方法的示例性流程圖。
【具體實施方式】
[0029]以下【具體實施方式】包含屬於本發明的實施方式的具體信息。本申請中的附圖和所附【具體實施方式】僅涉及示例性實施方式。除非另有表示，附圖中的相同或相應元件可以由相同或相應附圖標記表示。此外，本申請中的附圖和圖示一般無需按比例，並不旨在與實際相對尺寸對應。
[0030]802.11標準是無線通信最廣泛應用的IEEE標準之一。許多企業環境通過在牆壁或天花板內安裝多個可兼容802.1lg的無線接入點來在遍及一座或多座建築物內提供無線接入。每個接入點可經由乙太網電纜(5類(catergory5)或以上電纜)相互連接並從一個或多個乙太網交換機接收電力。例如，利用IG乙太網交換機，通過乙太網交換機和一個或多個IG無線接入點之間的電纜可以設置千兆乙太網。然而，802.1lg無線接入點僅能夠以達到某一水平的數據速率進行通信。
[0031]因此，隨著向提供遠超過IG的數據速率的IEEE802.1lac標準的轉化，包括IG乙太網交換機的基礎結構不能支持對於802.1lac無線接入點可用的所提高的數據速率。因此，對於許多企業，在其無線網絡中實現多千兆數據速率將需要增加與替換IG乙太網交換機相關的開支。例如，本申請允許保持現有IG交換機的同時利用介質轉換器來在至兼容於802.1lac通信標準的無線接入點的標準乙太網電纜上運行更高數據速率。
[0032]介質轉換器可以經由二至四個IG乙太網交換機的IG埠接受二至四個IG乙太網數據流，在介質轉換器內聚合每個IG乙太網數據流，並分別向2.5G或4G無線接入點輸出單個的每秒2.5千兆(2.5G)或每秒4千兆(4G)信號。因此，本申請允許利用已經安裝的IG乙太網交換機以更高數據速率進行無線通信。這樣，本申請提供了與替代更高速度網絡不兼容的乙太網交換機相關的實質的成本節省。
[0033]圖1示出根據本申請的一個實施方式的包括支持高速無線接入點的介質轉換器的系統的示例性示圖。例如，系統100被配置為至少包括:乙太網交換機110、介質轉換器120和無線接入點130。乙太網交換機110可以是具有多個IG埠的IG乙太網交換機。然而，乙太網交換機110不受此限制並可以是任何其他合適類型的乙太網交換機。乙太網交換機110可以經由兩個以上乙太網鏈路連接至介質轉換器120，例如，乙太網鏈路111、112、113和114等(下文中為乙太網鏈路111到114)。每個乙太網鏈路111到114可以是IG乙太網鏈路並可以包括5類(Cat5e)乙太網電纜。然而，乙太網鏈路111到114不受此限制並可以是任何合適類型的乙太網鏈路。
[0034]介質轉換器120可以經由乙太網鏈路121 (可以是2.5G乙太網鏈路)連接至無線接入點130。可選地，乙太網鏈路121可以是4千兆(4G)乙太網鏈路。乙太網鏈路121可以包括5類乙太網電纜或者任何其他合適類型的乙太網電纜。
[0035]無線接入點130可包括天線131，以及無線接入點130可以能夠根據一個或多個IEEE標準(例如，802.1 lac)與一個或多個其他無線設備以更高速率(例如，2.5G或4G)無線通信。
[0036]在操作中，介質轉換器120可以被配置為接收第一數據速率(例如，每鏈路1G)的多個輸入數據流。介質轉換器120可以將多個輸入數據流中的每一個輸入數據流聚合為第二數據速率(例如，2.5G或4G)的輸出數據流。也可根據如下將進一步詳細說明的任何數量的合適的多路復用或聚合標準來執行聚合。然後，介質轉換器120可以經由乙太網鏈路121向無線接入點130發射第二數據速率的輸出數據流。這樣，介質轉換器120調整現有IG交換機埠，而不需要在交換機側進行任何重新設計，就提供了在保持可兼容較低數據速率的交換機的同時支持更高的802.1lac數據速率的折中解決方案。[0037]圖2A示出根據本申請的一個實施方式的支持高速無線接入點的介質轉換器的示例性不圖。介質轉換器220a可基本上相似於圖1的介質轉換器120。介質轉換器220a可至少可包括:輸入側的乙太網模塊231、232、233和234 (在下文中稱為輸入側乙太網模塊231到234)以及輸出側乙太網模塊240。介質轉換器220a可被配置為經由乙太網鏈路211、212、213和214 (下文中稱為乙太網鏈路211到214)接收至每一個輸入側乙太網模塊231到234的第一數據速率的相應輸入數據流。每一個輸入側乙太網模塊231到234可包括具有串行千兆媒體獨立接口(SGMII)的物理層(PHY)，並且每一個輸入側乙太網模塊231到234可以負責實現硬體發送和接收功能以經由乙太網鏈路211到214通信乙太網IP包。PHY可以是IG PHY，然而，該PHY不限於此並可以是能夠以比如上所述的輸出側的乙太網模塊240的PHY低的任何速率通信的PHY。
[0038]輸出側乙太網模塊240也可包括PHY以及包括在輸入端241、242、243和244的多個SGMII，並且可以負責實現硬體發送和接收功能以供經由乙太網鏈路221以更高的第二數據速率通信乙太網IP包。輸出側乙太網模塊240還可以被配置為對來自每一個輸入側乙太網模塊231到234的每個數據流執行聚合以得到第二數據速率的輸出數據流。下面將更詳細討論這種聚合。
[0039]輸出側乙太網模塊240內的PHY可以是2.5G PHY和4G PHY之一。然而，PHY不受此限制並可以是能夠以比上述的輸入側乙太網模塊231到234的PHY高的任何速率通信的PHY。在一個實施方式中,PHY可以是被降頻(underclock)適當的倍數以實現(例如)與IOG操作相比大幅降低功耗的2.5G或4G的合適第二速率的IOG PHY0然後，可將輸出數據流經由乙太網鏈路221從輸出側乙太網模塊240發射至無線接入點(例如，無線接入點130)。
[0040]為了避免瓶頸，輸出側乙太網模塊240可被配置為執行OSI級別2或更高級別包檢測，以便消除或適當重新調度一些數據，以減少實時聚合數據量來匹配輸出速率。在這樣的情況下，輸出側乙太網模塊240可被配置為丟棄(drop)從輸入側乙太網模塊231到234耦合的一個或多個輸入數據流中的閒置幀。輸出側乙太網模塊240還可被配置為基於一個或多個規格來優先來自用於更高數據速率傳輸的輸入數據流的數據。這種閒置丟棄和/或數據重新調度以及優先化也可以根據任何對本領域的普通技術人員已知的合適的服務質量(QoS)通信規範來執行。
[0041]本申請中所使用的術語「模塊」被視為意味著晶片上的單獨電路，可選地，也可以是與一個或多個其他電路一起集成在較大晶片中。因此，在一個實施方式中，兩個以上的輸入側乙太網模塊231到234和輸出側乙太網模塊240可設置在介質轉換器220a內的單個晶片上。可選地，輸入側乙太網模塊231到234和輸出側乙太網模塊240可分別設置在介質轉換器220a內的獨立晶片上。
[0042]圖2B示出根據本申請的另一個實施方式的支持高速無線接入點的介質轉換器的示例性示圖。除了示出的具有單個輸入端246的輸出側乙太網模塊245可能僅支持單個SGMII之外，介質轉換器220b可基本上相似於圖2A的介質轉換器220a。因此，介質轉換器220b還包括現場可編程門陣列(FPGA) 250，其支持由輸入端251、252、253和254所示的多個SGMII。這裡，FPGA250可被配置為對來自輸入側乙太網模塊231到234的每一個模塊的每一個輸入數據流執行聚合以得到輸入數據流。然後，輸入數據流可通信至輸出側乙太網模塊245。輸出側乙太網模塊245可包括PHY並仍可負責實現硬體發送和接收功能以經由乙太網鏈路221向無線接入點(例如，無線接入點130等)以更高的第二數據速率通信乙太網幀。
[0043]為了避免瓶頸，FPGA250可被配置為執行OSI級別2或更高級別包檢測，以便消除或適當重新調度一些數據，以減少實時聚合數據量來匹配輸出速率。在這樣的情況下，FPGA250可被配置為丟棄來自輸入側乙太網模塊231到234的一個或多個輸入數據流中的閒置幀。FPGA250還可被配置為基於一個或多個規格來優先來自用於更高數據速率傳輸的輸入數據流的數據。這種閒置丟棄和/或數據重新調度以及優先化也可以根據任何對本領域的普通技術人員已知的合適的服務質量(QoS )通信規範來執行。
[0044]與以上圖2A —樣,在一個實施方式中，兩個以上的輸入側乙太網模塊231到234、FPGA250和輸出側乙太網模塊245可設置在介質轉換器220b內的單個晶片上。可選地，輸入側乙太網模塊231到234、FPGA250和輸出側乙太網模塊245中的每一個可設置在介質轉換器220b內的獨立晶片上。
[0045]圖3表示示出根據本申請的實施方式的支持高速無線接入點的介質轉換器使用的方法的示例性流程圖。流程圖300開始於動作310，動作310包括在介質轉換器內的多個輸入側乙太網模塊中的每一個模塊處接收第一數據速率的多個輸入數據流。例如，圖2A和/或圖2B的輸入側乙太網模塊231到234的每一個模塊可以從乙太網交換機110接收相應的IG數據速率的輸入數據流。
[0046]流程圖300然後執行至動作320，動作320包括在介質轉換器中將多個輸入數據流中的每個數據流聚合為第二數據速率的輸出數據流。參照圖2A，聚合可包括根據輸出側乙太網晶片240包括的PHY類型將多個輸入數據流中的每個輸入數據流耦合至輸出側乙太網模塊240並在輸出側乙太網模塊240內得到第二數據速率(例如，2.5G或4G)的輸出數據流。參照圖2B，聚合可包括將多個輸入數據流中的每個輸入數據流耦合至FPGA250並在FPGA250內得到第二數據速率的輸出數據流。
[0047]關於聚合，圖2A的輸出側乙太網模塊240可被配置為將來自一個或多個較低數據速率信號(諸如分別來自輸入側乙太網模塊231到234中的每一個模塊的多個輸入數據流的每一個數據流)的數據連接或多路復用為更高數據速率流(諸如經由乙太網鏈路221從輸出側乙太網模塊240發射的輸出數據流)。這種聚合可以通過任何合適的動作集合、早已存在的標準或協議來執行。例如，參照圖2A，每一個輸入數據流可以耦合至輸出側乙太網模塊240並保存在相應輸入緩存中。在合適時間，來自每個輸入緩存的數據將被連接並保存在輸出緩存以從輸出側乙太網模塊240以更高數據速率傳輸。將被連接的數據可以從每個輸入緩存讀取以使可以將來自每個輸入流的數據以特定次序連接成輸出數據流。可選地，來自每個輸入數據流的數據可以根據與特定IP包或特定輸入數據流相關的一個或多個優先級來聚合。這樣，某種類型的數據或來自某種輸入數據流的數據可以以預定優先級次序連接。
[0048]根據使用的特定協議，可以將來自輸入流的完整IP包連接為在連接前不丟棄來自每個輸入流IP包的原始的IP包報頭。可選地，可以首先提取來自每個輸入流IP包的有效載荷數據，丟棄原始IP包報頭，並生成新IP包報頭來反映包含在新聚合的IP包內的來自一個或多個輸入數據流的所有被連接的數據。因此，聚合可相似於或利用的分插復用的形式。利用這種分插復用的標準協議的非限制實例可包括:基於同步光學網絡(SONET)和同步數字層次(SDH)的通信。
[0049]一旦已經執行聚合，流程圖300就執行至動作330，動作330包括從介質轉換器內的輸出側乙太網模塊發射第二數據速率的輸出數據流。例如，圖2A或圖2B的輸出側乙太網模塊240或245可以分別向可兼容無線接入點(例如，無線接入點130)以(例如)2.5G或4G的數據速率發射輸出數據流。
[0050]因此，本申請能夠實現在以更高數據速率無線通信的同時保留已安裝的乙太網交換機。提供本申請本質上節省了與替換在更高速度網絡中不兼容或過時的乙太網交換機相關的成本。
[0051]通過上述描述，在不背離這些原理的範圍的前提下，顯然各種技術可用於實現本申請中所述的原理。此外，雖然已經具體參照某些實施方式描述了這些原理，但本領域的普通技術人員應當理解，在不偏離本原理的前提下，可以在形式或細節方面做出改變。因此，所述實施方式在所有方面被視為說明性而非限制性的。還應當理解，本申請不限於上述的【具體實施方式】，但在不偏離本發明範圍的情況下，可以進行多種重新配置、修改和替代。
【權利要求】
1.一種無線通信中使用的方法，所述方法包括: 在介質轉換器內的多個輸入側乙太網模塊中的每一個輸入側乙太網模塊接收第一數據速率的多個輸入數據流； 在所述介質轉換器內將所述多個輸入數據流中的每個輸入數據流聚合為第二數據速率的輸出數據流； 從所述介質轉換器內的輸出側乙太網模塊發射所述第二數據速率的所述輸出數據流。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述接收包括從乙太網交換機接收所述多個輸入數據流中的每一個輸入數據流。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述發射包括向無線接入點發射所述輸出數據流。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述輸入數據速率低於所述輸出數據速率。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個所述輸入側乙太網模塊中的每一個乙太網模塊為I千兆物理層(PHY)。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述輸出側乙太網模塊包括降頻以提供所述第二數據速率的10千兆乙太網PHY。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述聚合包括: 將所述多個輸入數據流中的每個輸入數據流耦合至所述輸出側乙太網模塊； 在所述輸出側乙太網模塊內得到所述第二數據速率的所述輸出數據流。
8.一種無線通信中使用的方法，所述方法包括: 在介質轉換器內的多個輸入側乙太網模塊中的每一個輸入側乙太網模塊接收第一數據速率的多個輸入數據流； 將所述多個輸入數據流中的每個輸入數據流提供至所述介質轉換器內的現場可編程門陣列(FPGA)； 在所述FPGA中得到第二數據速率的輸出數據流。
9.根據權利要求8所述的方法，進一步包括: 將所述輸出數據流提供至所述介質轉換器內的輸出側乙太網模塊； 從所述輸出側乙太網模塊發射所述第二數據速率的所述輸出數據流。
10.一種用於無線通信的系統，所述系統包括: 介質轉換器，包括多個輸入側乙太網模塊和一個輸出側乙太網模塊； 所述多個輸入側乙太網模塊被配置為接收第一數據速率的多個輸入數據流； 所述輸出側乙太網模塊被配置為將所述多個輸入數據流中的每個輸入數據流聚合為第二數據速率的輸出數據流； 所述輸出側乙太網模塊進一步被配置為發射所述第二數據速率的所述輸出數據流。
【文檔編號】H04W28/22GK103889008SQ201310706889
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2012年12月20日
【發明者】艾倫·昆特斯, 哈桑·阿斯拉姆, 阿利·阿巴耶 申請人:美國博通公司