專利名稱：以太網網絡組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以太網網絡組件領域以及操作以太網網絡組件的方法。
技術背景
以太網是一種公知的用于局域網(LAN)的基于幀的計算機連網技術族，并且被標 準化為 IEEE 802. 3。
已知用于汽車工業(yè)中的聯網的另一類型的網絡是面向媒體系統(tǒng)傳輸(MOST)技 術。MOST提供同步數據交換且允許設備能夠提供內容，以及其他能夠呈現該內容。
說明書中現有公開文獻或任何背景的列舉或討論不應該一定被視為承認文獻或 背景是現有技術的一部分或者是公知常識。發(fā)明內容
根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種以太網網絡組件，具有第一端子、第二端子以 及在第一端子與第二端子之間連接的旁路開關，其中，旁路開關根據控制信令進行操作，以 將以太網網絡組件包括在關聯的以太網網絡中或將以太網網絡組件從關聯的以太網網絡 中排除。
將認識到，選擇性地包括或排除以太網網絡組件可以包括選擇性地提供跨過以太 網網絡組件的旁路路徑，信號沿著該旁路路徑流動，而不是流經以太網網絡組件。
以這種方式旁路以太網網絡組件使得能夠提供高效網絡。通過使用適當的控制信 令，可以從網絡中排除以太網網絡組件，以改善網絡的性能。例如，可以從網絡中旁路掉故 障節(jié)點/組件，以改善圍繞網絡的業(yè)務流，和/或可以從網絡中旁路掉非活動的節(jié)點/組 件，以減小網絡的功耗。
當旁路開關處于“接通”位置時，可以從網絡中排除以太網網絡組件。當旁路開關 處于“斷開”位置時，可以在網絡中包括以太網網絡組件。
第一和第二端子可以用于將以太網網絡組件連接至網絡。這些端子可以被認為是 “網絡側”端子。
可以提供一種用于環(huán)形網絡的以太網網絡組件，環(huán)形網絡可以是開或閉環(huán)網絡。 本發(fā)明這樣的實施例可以提高圍繞環(huán)形網絡的業(yè)務流。
以太網網絡組件可以用于以太網協(xié)議的PHY或MAC層。
控制信令可以代表對以太網網絡組件已經失靈的自動確定。這樣，可以自動地在 網絡中包括以太網網絡組件或者從網絡中排除以太網網絡組件。
控制信令可以代表用戶輸入，例如用戶輸入可以是對以太網網絡組件未使用或者 發(fā)生故障的指示。這允許用戶根據他們個人的偏好定制(tailor)包括在網絡中的組件，或 者允許用戶考慮到用戶對一個或多個以太網網絡組件狀態(tài)的認知。
控制信令可以代表與以太網網絡組件相關聯的設備或系統(tǒng)的操作狀態(tài)，或者其中 合并了以太網網絡組件的網絡的狀態(tài)。例如，可以依據關聯的設備/系統(tǒng)/網絡的操作狀4況，使得不同的以太網網絡組件可用/被需要，并且這種控制信令的使用可以減小不需要 的組件的功耗。
旁路開關可以是機電器件，例如微機電系統(tǒng)(MEMS)器件，中繼或任何適合的半導 體器件、或這樣的元件的組合。
以太網網絡組件可以被配置為監(jiān)控流經旁路開關的數據分組。以太網網絡組件可 以被配置為，如果檢測/接收到LAN喚醒(Wake-up onLAN, WoL)分組或者任何其他“喚醒” 信令，則操作旁路開關將以太網網絡組件包括在網絡中。這樣，以太網網絡組件可以根據需 要自動地自我喚醒，并且將自身包括在網絡中。
可以提供一種以太網網絡組件，被配置為對在第一端子處接收到的數據分組進行 處理/分析，以及
如果該數據分組的源地址表示以太網網絡組件自身的標識符，則丟棄該數據分 組；或者
如果該數據分組的源地址不表示以太網網絡組件的標識符，則在第二端子處傳輸 該數據分組。
這樣，可以避免/減少數據分組圍繞閉環(huán)以太網網絡無止境地循環(huán)的可能性。在 這樣的實施例中，可以不需要繞過以太網網絡終端的端子的旁路開關，因此，被配置為減少 /避免無止境分組循環(huán)的一個或多個實施例可以在以太網網絡端子之間包括或者不包括旁 路開關。
可以使用以太網開關將每個以太網網絡組件/節(jié)點連接至環(huán)，該以太網開關在下 文中可以被稱作以太網橋，以與以太網網絡端子之間的“旁路開關”區(qū)分。以太網橋可以被 修改為，通過濾除從連接至該網橋的站發(fā)源的和來自環(huán)的分組，來避免環(huán)上的無止境分組 循環(huán)。以太網橋可以以硬件或軟件來實現。與該特征相關聯的優(yōu)點可以是，可以不對以太 網橋之后的以太網器件/組件進行修改即，為了在環(huán)中包括一個或多個以太網組件，僅需 要改變以太網橋，而不需要改變底層的以太網組件。
以太網網絡組件或以太網橋可以被配置為對在其第一和第二端子中的一個端子 處接收到的數據分組的源地址、或任何其他特性/參數進行處理/分析，并且確定是否應當 在第一和第二端子中的另一端子上傳輸數據分組，或者是否應當丟棄數據分組。
以太網網絡組件或以太網橋可以被配置為，如果接收到的數據分組的源地址表示 以太網網絡組件、閉環(huán)中的下一以太網組件、或與以太網網絡組件相關聯的任何組件，則確 定不應當傳輸該數據分組。
可以被視為站或站群或者包括站或站群的以太網網絡組件可以連接至一個或多 個開環(huán)或閉環(huán)。多個閉環(huán)可以提供沿著相同或相反方向流動的數據?？梢允褂脤τ诿總€環(huán) 和節(jié)點而言單個全雙工以太網收發(fā)機，將以太網網絡組件連接至閉環(huán)。
如果提供多于一個環(huán)，則可以以不同方式使用多個環(huán)，包括但不限于以下配置在 一個環(huán)上傳輸音視頻流之類的時間關鍵分組，并且在其他環(huán)上發(fā)送異步業(yè)務量。可選地，可 以在不同環(huán)上使用可能不同的協(xié)議。這樣的示例可以為網絡提供與現有技術相比提高的功 能，例如在數據吞吐量、系統(tǒng)可靠性以及服務質量方面。
不同的環(huán)和關聯的PHY可以使用不同的技術。不同的技術可以來自相同的族，例 如各種以太網速度，或者可以使用不同的傳輸技術以及傳輸速度，諸如千兆比特ΟΛΗ)鏈
可以提供作為以太網網絡組件的一部分的PHY組件的發(fā)送和接收線路可以連接 在每個環(huán)節(jié)點的兩個端子處。連接至本發(fā)明的以太網網絡組件的纜線可以由差分線對(屏 蔽或非屏蔽的)、或光纖、或者任意其他傳輸介質構成。配線或光纖可以或者可以不組合成 單個線纜或一組不同線纜。在一些示例中，可以使用無線通信技術。
提供了一種以太網網絡，包括這里所公開的一個或多個以太網網絡組件。網絡可 以是 IC 間網絡(inter-IC network)。
根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種操作以太網網絡組件的方法，該以太網網絡 組件具有第一端子、第二端子以及連接在第一端子與第二端子之間的旁路開關，該方法包 括
接收控制信令；以及
根據控制信令操作旁路開關，以在關聯的以太網網絡中包括以太網網絡組件或者 從關聯的以太網網絡中排除以太網網絡組件。
提供包括這里所公開的一個或多個以太網網絡組件或這里所公開的任何以太網 網絡的裝置。該裝置可以是諸如汽車的車輛。
根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機程序，當在計算機上運行計算機程序 時，該計算機程序使計算機配置這里所公開的包括組件或電路的任何裝置。計算機程序可 以是軟件實現，并且計算機可以視為任何適合的硬件，作為非限制示例，包括數字信號處理 器、微控制器、以及只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)或電可擦除可編 程只讀存儲器(EEPROM)的實現方式。軟件可以是匯編程序。
計算機程序可以在計算機可讀介質(例如，磁盤或存儲設備)上提供，或者可以被 實現為瞬態(tài)信號。這樣的瞬態(tài)信號可以是網絡下載，包括互聯網下載。
參照附圖，僅通過示例給出描述，在附圖中
圖1示出了現有技術以太網網絡拓撲；
圖2示出了另一現有技術以太網網絡拓撲；
圖3示出了針對開環(huán)拓撲的現有技術節(jié)點；
圖4示出了根據本發(fā)明實施例的以太網網絡組件；
圖5示出了根據本發(fā)明另一實施例的以太網網絡組件；
圖6a示出了連接至網絡的根據本發(fā)明實施例的以太網網絡組件；
圖6b示出了包括根據本發(fā)明實施例的以太網網絡組件的網絡；
圖7a示出了針對閉環(huán)拓撲的根據本發(fā)明實施例的以太網網絡組件；以及
圖7b示出了根據本發(fā)明實施例的以太網網絡拓撲。
具體實施方式
這里所描述的一個或多個實施例涉及在其兩個端子之間具有旁路開關的以太網 網絡組件?？梢圆僮髋月烽_關，以從網絡中旁路掉該以太網網絡組件。旁路開關可以受到 控制性信號的控制，使得可以根據需要自動或手動地從網絡中排除以太網網絡組件。例如，如果以太網網絡組件已經失靈，或者不需要以太網網絡組件，則可以從網絡中排除該以太 網網絡組件。這可以減小不必要的功耗，和/或即使以太網網絡組件之一已經失靈，數據也 能夠圍繞網絡流動。
圖1示出了現有技術的多星形以太網網絡拓撲100。圖1的拓撲是基于以太網橋 的，在該示例中，拓撲100包括具有5個端口的第一網橋102以及具有7個端口的第二網橋 104。
以下4個組件連接至第一網橋102 調諧器106、數字萬能盤(DVD)播放器108、前 端功率放大器(PA) 110、以及硬盤驅動(HDD)112。以下6個組件連接至第二網橋104 兩個 后座單元(RSU)顯示屏114，116、數字視頻廣播(DVB)接收機118、DVD播放器120、WiFi模 塊122、以及后端PA模塊124。連接至以太網網絡的組件可以被稱作以太網站。
第一和第二網網橋102、104還經由鏈路126彼此電子通信，鏈路126使用每個網 橋102、104的剩余端口。
這種拓撲的優(yōu)點在于，網絡交換復雜性僅局限在兩個網橋102、104中。這在處理 主要在網橋中實現服務質量供應的音視頻橋接(AVB)以太網網絡時是非常重要的根據數 據分組的類型(音頻/視頻、數據等)在不同隊列中緩沖數據分組，并且根據確定的方案， 轉發(fā)這些數據分組。例如，網橋可以為高優(yōu)先級業(yè)務量等預留帶寬。
根據圖1的拓撲，限制了跳躍(hop)次數(即，在數據到達其目的地之前，在組件 之間傳輸數據的次數)，并且這最小化了傳送延遲。
然而，星形拓撲的缺點在于，一些鏈路是關鍵的，例如，網橋102、104之間的鏈路 126，并且在這樣的拓撲中所涉及的纜線的總長度可能較大。
圖2示出了現有技術的雙向開環(huán)以太網網絡拓撲200。以太網站206至2M類似 于圖1的以太網站106至124，并且在該示例中，環(huán)中的每個以太網站/節(jié)點具有關聯的三 端口網橋226。
每個三端口網橋2 具有兩個外部端口 228、230，以(通過物理層PHY)連接至環(huán) 中相鄰以太網站，其中第三端口連接至以太網站206至224。網橋2 的第三端口通過物理 層PHY，或者通過以專有(proprietary)方式直接連接媒體訪問控制器(MAC)，來連接至以 太網站206至224。
如本領域中已知的，在兩個以太網站之間(在該示例中，在WiFi組件222與后端 PA 2M之間)提供“備用鏈路” 232。最初不連接備用鏈路232，以提供開環(huán)，并且確保網絡 無環(huán)。如果需要，例如由于網絡中另一鏈路的故障，可以連接備用鏈路232以提供開環(huán)，該 開環(huán)包括具有受損鏈路的所有以太網站，以確保不會提供閉環(huán)?？梢允褂靡阎纳蓸鋮f(xié) 議(spanning tree protocol)來禁用系統(tǒng)200中的網橋端口，并且確保不會提供閉環(huán)。
圖2的配置與圖1所示的星形拓撲相比減少了纜線布線，并且如圖2中備用鏈路 232所示，提供了構建纜線冗余的可能性(例如，使用生成數據協(xié)議)。即，如果網絡200中 的網橋或纜線發(fā)生故障，則可以在先前未使用的端口(與WiFi站232和后端PA站2 相 關聯的兩個網橋的端口 1)之間啟用在環(huán)底部的備用鏈路232。
與圖2的拓撲相關聯的缺陷包括在使用AVB標準情況下的復雜度的分布。這是 由于每個網橋必須實現AVB供應，包括多隊列、帶寬預留機制等。同樣，分組在到達其目的 地點之前必須經過多個以太網站206至224，并且這可以被稱作潛在的較高跳躍次數。較高跳躍次數增加了傳送延遲以及系統(tǒng)所需的緩沖。
圖3示出了連接至現有技術的開環(huán)以太網網絡的節(jié)點/以太網組件。節(jié)點包括通 過發(fā)送和接收線路連接至三端口網橋302的站300。網橋302的第一端口 304使用發(fā)送和 接收線路連接至第一物理層(PHY)組件308。類似地，網橋302的第二端口 306連接至第二 PHY組件310。第一和第二端口 304、306可以被視為網絡側端口。將認識到，物理層被稱作 計算機聯網的七層OSI模型中的第一和最低層。數據鏈路層是第二層，并且可以包括媒體 訪問控制(MAC)子層。
第一和第二 PHY組件308、310中的每一個具有發(fā)送和接收端子，發(fā)送和接收端子 通過屏蔽雙絞線(STP)纜線連接至網絡，每個屏蔽雙絞線(STP)纜線包括4條配線。
如圖3所示，并且如本領域技術人員將認識到的，如圖1和2所示的多星形和環(huán)形 網絡拓撲共享系統(tǒng)中相同數目的PHY收發(fā)機。即，對于N個設備的系統(tǒng)，2N個PHY組件是必需的。
對于圖2的環(huán)形配置，每個節(jié)點使用兩個雙絞線(一個用于發(fā)送，一個用于接收)， 或者如圖3所示在相同的差分線對上組合發(fā)送和接收，來連接至環(huán)的每一側，并且這可以 包括使用回波消除技術。
對于圖1的多星形拓撲，在節(jié)點鏈路的每一側均需要PHY。
圖4示出了根據本發(fā)明實施例的以太網網絡組件400。以太網網絡組件400具有 用于連接至網絡的第一端子402和第二端子404。第一和第二端子402、404可以被視為網 絡側端子。
旁路開關406連接在第一端子402和第二端子404之間，并且根據控制信號408 可操作。旁路開關406可以被視為旁路開關。
當旁路開關406斷開時，在兩個端子402、404之間不存在直接連接，在第一端子 402處接收到的任何信號在被提供給第二端子404之前必須通過以太網網絡組件400，反之 亦然。
相反，當旁路開關406閉合時，提供旁路信號路徑，使得在第一端子402處接收到 的任何信號可以傳遞至第二端子404，而無需流經以太網網絡組件400，反之亦然。
這樣，旁路開關406可以根據控制信號408操作為，在網絡中包括以太網網絡組件 400或者從網絡中排除以太網網絡組件400。
可以從網絡控制器410接收到控制信號408。網絡控制器410可以根據一個或多 個預定義事件來自動產生控制信號，以操作旁路開關406。備選地，網絡控制器410可以響 應于用戶輸入來產生控制信號408。
網絡控制器410何時可以自動產生控制信令408以閉合旁路開關406的示例可以 基于對以太網網絡組件發(fā)生故障或未使用的確定。例如，該信息可以容易地從已經存在于 車輛中的車載診斷(OBD)系統(tǒng)獲得。備選地，可以將一個或多個適合的傳感器結合到系統(tǒng) (例如，汽車)中，以提供與以太網網絡組件/站是否發(fā)生故障和/或是否在操作有關的信 肩、ο
在一些實施例中，控制信令408可以代表與以太網網絡組件相關聯的設備或系統(tǒng) 的操作狀態(tài)，或者其中合并了以太網網絡組件的網絡的狀態(tài)。例如，如果以太網網絡組件與 車輛相關聯，則可以依據汽車的操作狀態(tài)，不同的以太網網絡組件可用/被需要。無線電裝8置可用于在汽車點火開啟時使用，而不管引擎是否運行；車載DVD播放器可以僅在點火開 啟并且引擎沒有運行時可用；或者移動電話的藍牙免提套件可以僅在車輛運動或手剎關閉 時被認為是必要的。在這樣示例中，可以根據汽車的操作狀態(tài)來自動配置控制信令，以選擇 性地繞過一個或多個以太網網絡組件。
以太網網絡組件/節(jié)點可能經歷故障，這是由于
-出于任何原因的供電掉電，例如由于受損纜線、節(jié)點中器件短路(device shortcut)、等等。
-以太網PHY或MAC經歷缺陷；或者
-網橋經歷缺陷，可以是軟件或硬件隱錯(bug)/問題。
如果供電掉電，則可以使用機電器件(MEMS或中繼器)自動繞過節(jié)點端子。在不 向節(jié)點(特別是節(jié)點(網橋、收發(fā)機)的網絡模塊)提供供電時，旁路位置可以是缺省的。
如果以太網PHY、MAC或網橋經歷缺陷，則需要檢測故障。檢測故障的一種方式是 使用相同的旁路開關(回送模式，loopback mode)，通過繞過環(huán)端子來測試節(jié)點操作?？梢?按照與本領域公知的常規(guī)以太網設備相同的方式，來檢查與環(huán)的連接?？梢酝ㄟ^應用系統(tǒng) 測試(與自身測試相反)，通過從網絡中的一些設備發(fā)送具有肯定應答的測試分組，來檢查 以太網橋核心功能。
當附著至網橋的站沒有加入網絡且掉電時，也可以繞過以太網網絡組件，以使以 太網橋掉電。在這樣的示例中，可以通過旁路器件/開關將所考慮的節(jié)點處的業(yè)務量立即 放到連接至下個節(jié)點的纜線上，而無需歷經網橋并由網橋轉發(fā)。在一些示例中，在網橋/ 節(jié)點處接收到的分組仍可以受到收發(fā)機的監(jiān)控，以例如使用LAN喚醒過程遠程地喚醒該節(jié)點ο
在這樣的示例中，僅有消耗功率的器件是PHY組件以及附著至PHY的MAC組件的 一小部分，以掃描進入的分組并檢測WoL分組。這仍可以提供優(yōu)于現有技術的功耗以及效 率優(yōu)點。
在一些示例中，可以向用戶提供接口(例如，觸敏屏)，用戶可以使用該接口提供 與是否需要使用存在于以太網網絡上的組件有關指示。這樣，用戶可以通過繞過以太網網 絡組件以及它們消耗的功率，來降低以太網網絡所消耗的功率。
在一些實施例中，繞過故障以太網網絡組件可以用于移除網絡回路中的斷路/開 路。這可以提供對存在于與故障以太網網絡組件相同的相同回路上的其他以太網網絡組件 的繼續(xù)使用。
將認識到，以太網網絡組件400可以在物理(PHY)層處、在媒體訪問控制器(MAC) 子層處、或者在具有連接至網絡的端子的任何其他層處，具有網絡端子402、404。
圖5示出了根據本發(fā)明另一實施例的以太網網絡組件500。以太網網絡組件500 包括站502、三端口網橋504以及兩個PHY組件506、508。網橋504的一個端口連接至站 502，網橋504的另一端口連接至PHY組件506中的一個，以及網橋504的又一端口連接至 另一 PHY組件508。網橋504的每個端口包括接收和發(fā)送連接器。將認識到，這些組件類似 于圖3的相應組件。
第一 PHY組件506具有在PHY組件506的網絡側的發(fā)送端口 510和接收端口 512。 發(fā)送端口 510和接收端口 512中的每一個分別由兩條線路組成。由4條線組成的屏蔽雙絞線纜線連接至PHY組件506的發(fā)送和接收端口 510、512中的每一個。STP纜線514連同發(fā) 送和接收端口 510、512 —起可以共同被視為以太網網絡組件500的第一端子。
第二 PHY組件508還具有發(fā)送和接收端口 516、518，發(fā)送和接收端口 516、518與關 聯的SPT纜線520 —起被視為以太網網絡組件的第二端子。
在PHY 1 506的發(fā)送端口 510與PHY 2 508的接收端口 518之間提供第一旁路開 關524。在PHY 1 506的接收端口 512與PHY 2 508的發(fā)送端口 516之間提供第二旁路開 關522。第一和第二旁路開關524、522可以是中繼器、微機電系統(tǒng)(MEMQ器件、或者可以在 兩個端子之間實現機械或電旁路的任何其他半導體器件。以太網網絡組件500可以是具有 環(huán)形拓撲的以太網網絡的一部分，使得在以太網網絡組件/節(jié)點500經歷故障時、或者以太 網網絡組件500的以太網站502要被關閉(例如，由于不需要其功能)時，可以繞過以太網 網絡組件/節(jié)點500。
使用第一和/或第二旁路開關522、5M繞過以太網網絡組件，可以使得能夠減小 和/或最小化以太網網絡組件500的功耗，而不會影響網絡中其他以太網網絡組件的互連。 圖5的以太網網絡組件500適合于合并到如圖2所示的雙向開環(huán)拓撲中。
圖6a示出了包括以太網網絡組件600的本發(fā)明的另一實施例。以太網組件600 包括使用三端口網橋602的第一端口連接至網橋602的以太網站601。網橋602的第二端 口 610連接至第一 PHY組件604。第一 PHY組件604具有分別耦合至來自4線STP網絡纜 線608的兩條配線的網絡側發(fā)送端口和網絡側接收端口。連接至第一 PHY組件604的兩條 配線形成第一環(huán)(環(huán)A)的一部分。
網橋602的第三端口 612連接至第二 PHY組件606。第二 PHY組件606還具有分 別耦合至STP網絡纜線608的另外兩條配線的網絡側發(fā)送端口和網絡側接收端口。連接至 第二 PHY組件606的兩條配線形成第二環(huán)(環(huán)B)的一部分。
圖6b示出了可以使用以太網網絡組件600的雙單向循環(huán)閉環(huán)拓撲的示例。在圖 6b中，以虛線和附圖標記650示出了第一環(huán)(例如，環(huán)A)，并且以實線和附圖標記652示出 了第二環(huán)(例如，環(huán)B)。將認識到，在每個環(huán)650、652上，數據可以沿著相同方向流動，或者 在每個環(huán)650、652上，數據可以沿著相反方向流動。數據在每個環(huán)650、652上沿著相反方 向流動的網絡可以減小/最小化傳輸數據到達網絡中任何接收站所需的跳躍次數。
在數據在每個環(huán)上沿著不同方向流動的示例中，相應地，可以適配以太網橋的地 址/端口映射表(過濾數據庫)的管理，以確保在不一定是獨立操作的兩個環(huán)之間的分組 的正確路由。在一些示例中，網絡的節(jié)點可以繞過其在一個環(huán)上的端子，而同時在另一環(huán)上 可以被包括在網絡中。即，以太網網絡組件可以包括在以太網網絡的第一環(huán)中，而從以太網 網絡的第二環(huán)中被排除。
將認識到，即使環(huán)A和環(huán)B均由相同STP網絡纜線608來提供，在纜線608的配線 之間也不存在電連接，因此兩個環(huán)在功能上是彼此獨立的。此外，兩個環(huán)上的MAC地址也應 當是針對常規(guī)以太網橋而不同的，以確保兩個環(huán)上的獨立業(yè)務量，使得網絡正確操作。
與如圖6所示網絡組件相關聯的優(yōu)點可以包括
-通過提供雙重的網絡環(huán)，增強系統(tǒng)可靠性；
-使瞬時數據吞吐量加倍，同時保持相同速度的比特率。例如，可以基于100BT以 太網來提供200Mbps網絡，或者可以基于IG以太網來提供2(ibpS網絡；
-提供針對服務質量問題的另一途經(例如，以太網的等時流傳輸)，至少作為以 太網AVB的備選。
在一些示例中，可以使用諸如圖6的環(huán)A和B之類的雙環(huán)來區(qū)分盡力(best effort)業(yè)務量與時間關鍵業(yè)務量。即，可以在一個環(huán)上實現時間觸發(fā)系統(tǒng)，而另一環(huán)可以 使用以盡力方法傳輸異步業(yè)務量的公知的以太網協(xié)議。
例如，環(huán)A可以用傳輸時隙預留機制來傳輸音視頻內容，同時可以在環(huán)B上傳輸來 自DVD讀取的數據突發(fā)，而不會干擾環(huán)A上的業(yè)務量和帶寬預留機制。
在一些示例中，可以設計網橋602，以免兩種業(yè)務量類型之間的競爭。可以使用分 離的數據隊列，使得在每個環(huán)側端口上將隊列映射，以(使用源端口或分組標記(packet tagging))區(qū)分來自STA 601的業(yè)務量類型。將認識到，不同的網橋實現方式/架構是可能 的，并且可以根據包括恒定/可配置業(yè)務量獨立性的目標來進行選擇。
在一些實施例中，站601與網橋602之間的連接可以包括每一側(STA和網橋)的 PHY，或者可以以專有方式在無需PHY的情況下連接。此外，多于一個的站601可以連接至 網橋602。例如，更大的網橋可以用于連接至多個站/節(jié)點。
這里描述的實施例使用雙絞線來用于纜線布線。然而，將認識到其他纜線類型可 以與本發(fā)明實施例一起使用，包括光纖。
PHY可以是標準PHY(10BT、100BT、千兆比特以太網)或者可以是專有的。具體地， 如果存在一個第二環(huán)，該第二環(huán)應當具有與以太網環(huán)或分組交換網絡不同的類型。例如，環(huán) 中的一個可以是針對原始(未壓縮)視頻流傳輸“類HDMI”的千兆比特((ibit)像素鏈路。
根據本發(fā)明一些實施例的環(huán)系統(tǒng)或雙環(huán)系統(tǒng)可以支持與以太網信號復用的其他 信號，例如，千兆比特像素鏈路信號可以與以太網信號復用。
將認識到，這里所公開的、提供兩個獨立的環(huán)拓撲的本發(fā)明實施例還可以被擴展 為提供任何數目的環(huán)。
與本發(fā)明實施例相關聯的優(yōu)點可以包括組件數目以及每節(jié)點成本的減少，這可以 通過網橋所需緩沖的減少、單個收發(fā)機的使用以及較短纜線長度來提供。備選地，在與現有 技術相比較的相等成本的情況下，可以提高以太網網絡的服務質量(包括不同業(yè)務量類型 之間的競爭)。
關于圖6描述的方法可以用于使用與如圖2所示的單個現有技術開環(huán)網絡拓撲使 用的PHY組件的數目相同的數目的PHY組件，來構建兩個獨立的網絡(環(huán))。
本發(fā)明的另一實施例涉及可以減少PHY組件數目(例如減少一半)的環(huán)形拓撲/ 系統(tǒng)。以太網組件700的一個這樣的實施例如圖7a所示，并且針對每個站702使用單個PHY 組件706。網橋704連接在PHY組件706與站702之間。圖7a的所示的實施例適合于例如 如圖7b所示的單個單向循環(huán)閉環(huán)拓撲。將PHY組件706的發(fā)送和接收纜線710、714分離 開，使得數據只能沿著單方向流入和流出以太網網絡組件700，即，以太網網絡組件700的 第一端子僅由發(fā)送端口組成，并且以太網網絡組件700的第二端子僅由接收端口組成。
由于以太網網絡組件700允許信息沿著一個方向流動/流通，所以網絡必須是閉 環(huán)(單向環(huán))，以便數據分組能夠達到任何目的地站。
如圖7a所示，如果使用三端口全或半雙工網橋704，則僅使用全/半雙工端口中兩 個端口的功能。PHY 706應當以全雙工模式運行，并且這可以被視為使用交換以太網網絡的11便利性(commodity)。
旁路開關716連接在以太網網絡組件700的第一與第二端子之間，以便以與關于 圖4和5所討論的方式相同的方式提供跨過以太網網絡組件700的旁路路徑。
在操作以太網網絡作為閉環(huán)時會發(fā)生問題，并且網絡應當被設計為，使得分組不 會無止境地圍繞環(huán)循環(huán)。數據分組何時可能無止境圍繞閉環(huán)循環(huán)的示例是當以太網站廣 播或組播數據分組的時候。將認識到，隨后對功能的描述與旁路開關716無關。因此，這里 所描述的針對數據的“無止境循環(huán)”的一個或多個實施例可以或也可以不包括旁路開關716 和/或與旁路開關716有關的功能。
配置圖7a的網橋704，使得網橋704濾除其(從環(huán))接收到的、從其相關聯的以太 網站702(即，附著至網橋704的以太網站70 發(fā)射的數據分組。該過濾可以通過監(jiān)控在 網橋704的接收端口 /端子接收到的數據分組的源地址來實現。
這樣，當數據分組圍繞閉環(huán)網絡拓撲傳遞時，可以監(jiān)控數據分組。如果關聯的以太 網站不是數據分組的原始源，可以通過以太網網絡組件圍繞回路傳遞數據分組，或者如果 關聯的以太網站是數據分組的原始源，則以太網網絡組件可以丟棄數據分組。這可以防止 數據分組圍繞以太網閉環(huán)網絡無止境循環(huán)，這是由于當數據分組圍繞網絡站/終端歷經了 完整的循環(huán)時，可以自動丟棄數據分組。
將認識到，在其他實施例中，對是否應當通過網橋丟棄從環(huán)接收到的分組的確定 可以基于唯一地識別數據分組是否已經完成網絡的全循環(huán)的任何手段。
公知的以太網網絡和組件可以提供與所需帶寬相比的高數據吞吐量、和良好可靠 性。這意味著數據鏈路中缺乏冗余方面的任何缺點可以被視為不重要或無關緊要的。對于 以太網組件可實現的高服務質量可以意味著，認為不必具有備用鏈路，因此閉環(huán)網絡拓撲 可以被視為可接受的。將認識到，如圖7a所示的系統(tǒng)所提供的服務質量是與公知的面向媒 體的系統(tǒng)傳輸(MOST)系統(tǒng)可相比的。
優(yōu)于公知網絡組件(包括與MOST技術相關聯的那些公知網絡組件)的優(yōu)點可以 包括使用簡化的網橋708。圖7a的網橋708僅包括兩個接收端口以及兩個發(fā)送端口。這種 端口的減少以及由此硬件的減少是有利的，進而可能需要比現有技術網絡所需緩沖器少的 緩沖器。此外，可以通過針對N個站僅使用N個全雙工PHY組件，而不是如圖3所示現有技 術所需的2N個PHY組件，來實現顯著的成本降低。
將認識到，網橋實現方式可以是硬件或軟件。
圖7a的實施例以及相應閉環(huán)網絡可以提供以下中的一個或多個
-使用每環(huán)和節(jié)點單個全雙工以太網收發(fā)機連接至閉環(huán)或多個閉環(huán)系統(tǒng)的站或站 群；
-使用特殊網橋將每個節(jié)點連接至環(huán)，該特殊網橋被修改為，通過濾除從連接至該 網橋的站發(fā)源且來自環(huán)的分組，避免在環(huán)上無止境的分組循環(huán)；
-PHY組件的發(fā)送和接收線路連接在每個環(huán)節(jié)點的兩端處。
將認識到，這里所描述的一個或多個實施例可以提供用于車輛環(huán)境的以太網網絡 的便利實現，尤其用于車輛環(huán)境中的多媒體或娛樂數據交換，但是將認識到，實施例也可以 在任何其他環(huán)境中使用，例如用于構建IC間網絡。
權利要求
1.一種以太網網絡組件G00)，具有第一端子002)、第二端子004)、以及在第一端子 (402)與第二端子(404)之間連接的旁路開關006)，其中，旁路開關(404)根據控制信令 (408)進行操作，以將以太網網絡組件(400)包括在關聯的以太網網絡中或將以太網網絡 組件(400)從關聯的以太網網絡中排除。
2.根據權利要求1所述的以太網網絡組件000)，其中，以太網網絡組件(400)用于環(huán) 形網絡。
3.根據權利要求1或2所述的以太網網絡組件000)，其中，以太網網絡組件用于以太 網協(xié)議的PHY或MAC層。
4.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件G00)，其中，控制信令(408)代 表對以太網網絡組件G00)已經失靈的自動確定。
5.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件G00)，其中，控制信令(408)代 表用戶輸入。
6.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件G00)，其中，控制信令(408)代 表與以太網網絡組件(400)相關聯的設備或系統(tǒng)的操作狀態(tài)，或者代表其中合并了以太網 網絡組件G00)的網絡的狀態(tài)。
7.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件G00)，其中，旁路開關(406)是 機電器件，包括微機電系統(tǒng)器件、中繼或半導體器件。
8.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件000)，其中，以太網網絡組件 (400)被配置為監(jiān)控流經旁路開關006)的數據分組，并且如果檢測到LAN喚醒(WoL)分 組，則操作旁路開關(406)將以太網網絡組件(400)包括在網絡中。
9.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件000)，其中，以太網網絡組件 被配置為對在第一端子處接收到的數據分組進行處理，以及如果所述數據分組的源地址表示以太網網絡組件G00)的標識符，則丟棄所述數據分 組；或者如果所述數據分組的源地址不表示以太網網絡組件G00)的標識符，則在第二端子 (404)處傳輸所述數據分組。
10.根據前述權利要求中任一項所述的以太網網絡組件000)，其中，以太網網絡組件 (400)連接至一個或多個閉環(huán)。
11.根據權利要求10所述的以太網網絡組件000)，其中，不同的閉環(huán)使用包括以下一 個或多個在內的不同技術使用不同以太網速度的技術；以及不同傳輸技術。
12.一種包括前述權利要求中任一項所述的一個或多個以太網網絡組件的以太網網
13.一種包括權利要求1至11中任一項所述的一個或多個以太網網絡組件(400)或權 利要求12所述的以太網網絡在內的裝置。
14.一種操作以太網網絡組件G00)的方法，所述以太網網絡組件(400)具有第一端 子002)、第二端子004)、以及連接在第一端子002)與第二端子(404)之間的旁路開關 006)，所述方法包括接收控制信令G08)；以及根據控制信令(408)操作旁路開關(406)，以將以太網網絡組件(400)包括在關聯的以 太網網絡中或將以太網網絡組件(400)從關聯的以太網網絡中排除。
15. 一種計算機程序，當在計算機上運行所述計算機程序時，所述計算機程序使計算機 配置權利要求1至11中任一項所述的網絡組件、或權利要求12所述的以太網網絡、或權利 要求13所述的裝置，或者執(zhí)行權利要求14所述的方法。
全文摘要
一種以太網網絡組件，具有第一端子、第二端子以及在第一端子與第二端子之間連接的旁路開關，其中，根據控制信令操作旁路開關，以在關聯的以太網網絡中包括以太網網絡組件或從關聯的以太網網絡中排除以太網網絡組件。
文檔編號H04L12/28GK102035702SQ20101051273
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2009年10月8日
發(fā)明者丹尼斯·諾埃爾, 斯蒂芬·德特羅克 申請人:Nxp股份有限公司