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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Fachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist auf Ethernet-Kommunikationssysteme und
noch spezieller auf physikalische Ethernet-Schicht-Vorrichtungen
("PHYs") gerichtet.
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Stand der Technik
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Das
Ethernet ist eine in hohem Maße
verwendete Technologie bei lokalen Netzwerken ("LAN")
und anderen Computernetzwerken. Das Institute for Electrical and
Electronics Engineers ("IEEE") hat Standards für Ethernet-Kommunikationssysteme
entwickelt. Siehe hierzu zum Beispiel IEEE 802.3. Die IEEE 802.3
Standards sind von der International Organization for Standardization
("ISO") übernommen
worden, was die IEEE 802.3 Standards zu weltweiten Standards gemacht
hat.
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In
einem Ethernet-Netzwerk verwendet ein Computer einen Ethernet-Transceiver, um Signale
zwischen dem Computer und einem Netzwerk zu senden und zu empfangen.
Der Transceiver ist typischerweise über ein physisches Verbindungsmedium
wie etwa Kupfer oder Faser mit dem Netzwerk verbunden.
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Die
WO-A-00/59176 betrifft
Mehrfach-Gigabit-Ethernet-(GbE)- und Faserkanal-(FC; Fiber Channel)-Signale,
die gemultiplext und auf einer einem Wellenlängenmultiplexen (WDM; wavelength-division
multiplexed) unterzogenen Kommunikationsverbindung unter Verwendung
einer synchronen optischen Netz-(SONET; Synchronous Optical Network)-Signalisierung
transportiert werden. Ein Sender decodiert die 8b/10b-codierten
GbE-/FC-Signale, um ihre jeweiligen Signalisierungsraten auf einen
Wert zu reduzieren, der nicht größer als
die Nutzlastdatenübertragungsrate
eines OC-48-Signals ist, das auf der Verbindung verwendet wird. Die
decodierten Signale werden in Pakete fester Größe paketiert, um einen Stromidentifikator
anzuhängen, der
für das
Demultiplexen an dem Empfangsende verwendet wird. Die paketierten
Ströme
werden zusammen gemultiplext und in das OC-48-Signal umformatiert,
wel ches über
die Kommunikationsverbindung gesendet wird. Ein Empfänger demultiplext
das empfangene Signal, um die Paketströme zu erhalten, wandelt die
Paketströme
in die entsprechenden decodierten Signale um und rückcodiert
jedes Signal, um die ursprünglichen GbE-/FC-Signale
wiederherzustellen. Ein Paar von Schnittstellen kann angeordnet
sein, um ein unabhängiges Hinzufügen oder
Fallenlassen der GbE-/FC-Signale bereitzustellen, die die gleiche
Wellenlänge
gemeinsam nutzen.
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Die
WO-A-01/47159 betrifft
eine integrierte Ethernet-PHY/MAC-Vorrichtung, die ein Einzel-Verbindungspartner-Fähigkeits-Register
aufweist, das von einer PHY und einem entsprechenden MAC gemeinsam genutzt
wird, welche den IEEE Standard 302.3, einschließlich der IEEE Standards 802.3u
und 802.3x, implementiert. Diese Vorrichtung umfasst auch mehrere
PHYs, von denen jede einen entsprechenden MAC aufweist, der integral
damit derart gekoppelt ist, dass eine integrierte Mehrport-Ethernet-Vorrichtung
realisiert wird. Ein Netzwerk besteht aus wenigstens einer integrierten
Ethernet-PHY/MAC-Vorrichtung,
die ein Einzel-Verbindungspartner-Fähigkeits-Register aufweist.
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Die
EP-A-0 856 975 betrifft
eine reversible medienunabhängige
Schnittstellen-Schaltung (MII-Schaltung). Die MII-Schaltung umfasst
eine erste Managementschaltung und eine zweite Managementschaltung. Die
MII-Schaltung umfasst auch eine Vielzahl von Signalen, die der MII-Schaltung
bereitgestellt werden und von dieser gesendet werden. Ein erster
Abschnitt der Vielzahl von Signalen ist reversibel derart, dass
sie innerhalb entweder einer physikalischen Schicht-Vorrichtung
in einer ersten Betriebsart oder in einer Media Access Control-Vorrichtung
in einer zweiten Betriebsart arbeiten. Ein zweiter Abschnitt der
Vielzahl von Signalen wird der ersten Managementschaltung und der
zweiten Managementschaltung bereitgestellt. Der zweite Abschnitt
der Vielzahl von Signalen ist derart modifizierbar, dass sie von
der ersten Managementschaltung in der ersten Betriebsart verwendet
werden und von der zweiten Managementschaltung in der zweiten Betriebsart verwendet
werden. Die MII-Schnittstelle kann derart umgekehrt werden, dass
sie wie die MII-Schnittstelle
aussieht, die entweder bei der PHY-Vorrichtung oder bei der MAC-Vorrichtung
vorgefunden wird. Dementsprechend kann dann entweder die MAC-Vorrichtung
direkt mit dem Repeater ohne irgendwelche PHYs verbunden sein bzw.
umgekehrt.
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Ein
Ethernet-Transceiver umfasst typischerweise einen Media Access Controller
("MAC"), der mit Anwendungen
verbunden ist, die auf dem Computer ablaufen. Alternativ dazu kann
ein Ethernet-Modul einen Schalter oder ein optisches Modul umfassen.
Ein Ethernet-Transceiver umfasst auch eine physikalische Schicht-Vorrichtung
bzw. "PHY", die zwischen dem
MAC/dem Schalter und dem physischen Verbindungsmedium angeschlossen
ist. PHYs sind typischerweise mit physischen Verbindungsmedien unter
Verwendung von serialisierten Datenströmen verbunden. PHYs sind typischerweise
mit MACs/Schaltern unter Verwendung von paketbasierten Schnittstellen
verbunden.
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Herkömmliche
PHYs sind für
eine Verbindung mit physischen Verbindungsmedien wie Kupfer oder
Fasern ausgelegt. Benutzer können
aber sowohl Faser-, als auch Kupferverbindungen aufweisen.
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Deshalb
wird eine PHY benötigt,
die ohne Benutzer- oder Softwareeingriff wahlweise mit sowohl physischen
Kupferverbindungen als auch physischen Faserverbindungen verbunden
werden kann. Was ebenfalls benötigt
wird, ist eine PHY, die aktive Kupfer- und Faserverbindungspartner
erfassen kann.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf Verfahren und Systeme zum Betreiben
einer physikalischen Schicht-Vorrichtung ("PHY")
in einem Ethernet-Netzwerk gerichtet. Noch spezieller ist die vorliegende
Erfindung auf Verfahren und Systeme zum Erfassen von aktiven Verbindungspartnern
und zum Auswählen
einer Betriebsart, die den erfassten aktiven Verbindungspartnern
entspricht, ohne Benutzereingriff gerichtet.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung weist eine PHY Kupfer- und Faserports für das Koppeln
mit Kupfer- und Faserverbindungsmedien auf. Ein elektrischer/optischer
Konverter verbindet typischerweise den Faserport mit dem Faserverbindungsmedium.
Die PHY umfasst des Weiteren einen Fasersignalerfassungsknoten zum
Koppeln mit einem Fasersignalerfassungs-Ausgangsport des elektrischen/optischen
Konverters. Der Fasersignalerfassungsknoten empfängt eine Fasersignalerfassungsanzeige
von dem elektrischen/optischen Konverter. Die PHY ist somit in der
Lage, das Faserverbindungsmedium in Bezug auf einen aktiven Faserverbindungspartner
zu überwachen.
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Die
PHY umfasst des Weiteren eine Kupferverbindungserfassungsschaltung,
die es der PHY erlaubt, ein Kupferverbindungsmedium in Bezug auf
einen aktiven Kupferverbindungspartner zu überwachen. Die PHY ist auf
diese Weise in der Lage, sowohl das Faserverbindungsmedium als auch
das Kupferverbindungsmedium in Bezug auf aktive Verbindungspartner
zu überwachen
bzw. diese zu erfassen.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wählt
die PHY eine Betriebsart entsprechend den erfassten aktiven Verbindungspartnern
aus. Zum Beispiel wird eine Kupferbetriebsart ausgewählt, wenn
ein aktiver Kupferverbindungspartner erfasst wird und ein aktiver
Faserverbindungspartner nicht erfasst wird. Auf ähnliche Weise wird eine Faserbetriebsart
ausgewählt,
wenn ein aktiver Faserverbindungspartner erfasst wird und ein aktiver
Kupferverbindungspartner nicht erfasst wird.
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Dann
stellt die PHY eine Verbindung mit dem aktiven Kupfer- oder Faserverbindungspartner
in der ausgewählten
Betriebsart her. Zum Beispiel stellt die PHY eine Verbindung mit
dem aktiven Kupferverbindungspartner her, wenn die Kupferbetriebsart
ausgewählt
wird. In ähnlicher
Weise stellt die PHY eine Verbindung mit dem aktiven Faserverbindungspartner
her, wenn die Faserbetriebsart ausgewählt wird.
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Die
Erfindung stellt optional eine priorisierte Betriebsart für den Fall
bereit, wenn aktive Kupfer- und Faserverbindungspartner erfasst
werden. Die priorisierte Betriebsart kann durch den Benutzer auswählbar sein
oder kann werkseitig eingestellt sein. Die Erfindung schaltet optional
die Schaltung ab, die mit einer nicht ausgewählten Betriebsart assoziiert
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie auch der Aufbau und der
Betrieb verschiedener Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlich
beschrie ben. Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die
hier beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Solche Ausführungsbeispiele
werden hier nur für
veranschaulichende Zwecke präsentiert.
Weitere Ausführungsbeispiele
werden den Fachleuten auf dem/den relevanten Fachgebiet(en) auf
der Grundlage der hier enthaltenen Lehren offensichtlich sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden. Die Zeichnung, in der ein Element zum ersten
Mal erscheint, ist typischerweise mit der/den Ziffer(n) ganz links
in dem entsprechenden Bezugszeichen angegeben.
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1 ist
ein Blockdiagramm hoher Ebene eines Ethernet-Transceivers 100.
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2 ist
ein ausführliches
Blockdiagramm eines exemplarischen Ausführungsbeispiels des Ethernet-Transceivers 100.
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3 ist
ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, das die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 und
einen Faser-Signalerfassungs-("SD"; signal detect)-Knoten 302 umfasst,
in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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4 ist
ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, das des weiteren
einen Betriebsartenwähler 402 umfasst,
der einen Kupferverbindungserfassungsknoten 404 und einen
Faser-Signalerfassungs-("SD")-Knoten 406 umfasst.
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5 ist
ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, das ein Abschaltmodul 502 umfasst.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm 600 eines Prozesses zum Erfassen von
aktiven Verbindungspartnern, zum Auswählen einer geeigneten Betriebsart
und zum Abschalten von nicht ausgewählten Medien in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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7 ist
ein Blockdiagramm einer physikalischen Mehrmoden-Schicht-Vorrichtung in der
Form eines integrierten Schaltkreises 700, in dem die vorliegende
Erfindung implementiert werden kann.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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INHALTSVERZEICHNIS
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- I. Einführung
- II. Erfassen von aktiven Kupfer- und Faserverbindungspartnern
- III. Auswählen
einer Betriebsart ohne Benutzereingriff
- IV. Abschalten nicht ausgewählter
Medien
- V. Verfahren zum Erfassen von aktiven Verbindungspartnern, zum
Auswählen
einer Betriebsart und zum Abschalten nicht ausgewählter Medien
- VI. Integration in einer Mehrmoden-PHY
- VII. Schlussfolgerung
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I. Einführung
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine PHY gerichtet, die mit einer
Verbindungsvorrichtung, wie etwa einem MAC, einem Schalter, einem
optischen Gerät
oder dergleichen ("MAC/Schalter") durch eine Schnittstelle
verbunden ist. Die PHY umfasst sowohl Kupferbetriebsart- als auch
Faserbetriebsartfähigkeiten.
Die PHY erfasst aktive Kupfer- und Faserverbindungspartner ohne
Benutzer- oder Softwareeingriff und schaltet zwischen Kupfer- und
Faserbetriebsarten ohne Benutzer- oder Softwareeingriff hin und
her.
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1 ist
ein grobes Blockdiagramm eines Ethernet-Transceivers oder Ethernet-Moduls 100,
wobei ein MAC/Schalter 102 mit einer PHY 106 durch
eine Schnittstelle 104 verbunden ist. Die PHY 106 ist
mit einem physischen Verbindungsmedium 116 durch einen
Konnektor 114 verbunden.
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2 ist
ein ausführliches
Blockdiagramm eines exemplarischen Ausführungsbeispiels des Ethernet-Moduls 100.
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In 2 umfasst
die PHY 106 ein Kupferbetriebsartmodul 208 und
ein Faserbetriebsartmodul 210. Das Kupferbetriebsartmodul 208 und
das Faserbetriebsartmodul 210 umfassen physikalische Codierungs-Teilschichten
("PCSs"; physical coding
sub-layers), physikalische Medienanschluss-Teilschichten ("PMAs"; physical medium
attachment sub-layers) und physikalische medienabhängige Teilschichten ("PMDs"; physical medium
dependent sub-layers). Die Funktionen und die Operationen der PCSs,
PMAs und PMDs sind den Fachleuten auf dem/den relevanten Fachgebiet(en)
wohl bekannt.
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Das
Kupferbetriebsartmodul 208 implementiert die Signalisierung
für ein
Kupfermedium 116a in Übereinstimmung
mit zum Beispiel IEEE 802.3, Klauseln 28 und 40,
und/oder ANSI Standards. Das Kupferbetriebsartmodul 208 kann
Signalverarbeitungsschaltungen, wie etwa zum Beispiel eine Echokompensation,
eine Nebensprechenkompensation, eine Entzerrung, eine Takt- und/oder Phasenrückgewinnung,
eine Verstärkungsregelung
und eine Baseline Wander Correction umfassen, aber ohne darauf beschränkt zu sein.
Eine solche Signalverarbeitung kann zum Beispiel dazu verwendet
werden, die Signal-Rausch-Verhältnisse
("SNR") und die "Augen"-Öffnungen von Signalen zu verbessern,
die zu dem Kupferverbindungsmedium 116a gesendet werden
und/oder von diesem empfangen werden. Die Schaltungen und die Funktionalität, die primär für Kupferverbindungen
verwendet werden, werden hier als "Kupferbetriebsart"-Schaltung bezeichnet.
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Das
Faserbetriebsartmodul 210 implementiert die Signalisierung
für ein
Fasermedium 116b in Übereinstimmung
mit zum Beispiel IEEE 802.3, Klauseln 36 und 37,
und/oder ANSI Standards. Das Faserbetriebsartmodul 210 kann
Signalverarbeitungsschaltungen für
Signale umfassen, die zu dem Faserverbindungsmedium 116b gesendet
werden und/oder von diesem empfangen werden. Schaltungen und die
Funktionalität,
die primär
für Faserverbindungen
verwendet werden, werden hier als die "Faserbetriebsart"-Schaltung bezeichnet.
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Die
Schnittstelle 104 kann eine oder mehrere einer Vielfalt
von Schnittstellen umfassen, die eine medienunabhängige Schnittstelle
("MII"), eine Gigabit-MII
("GMII"), eine RGMII und/oder
eine TBI umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. MII und GMII Standards
sind zum Beispiel in IEEE 802.3 definiert. GMII und MII unterstützen drei
Geschwindigkeiten, nämlich
10/100/1000. Die GMII benötigt
typischerweise wenigstens 22 Pins, die typischerweise 8 Sende- und
8 Empfangs-Datenpins umfassen.
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Das
Ethernet-Modul 100 umfasst des Weiteren einen Kupfer-Konnektor 114a,
wie etwa einen RJ45 Konnektor, der die PHY 106 mit einem
Kupferver bindungsmedium 116a verbindet. Das Ethernet-Modul 100 umfasst
auch einen Faser-Konnektor 114b, der die PHY 106 mit
einem Faserverbindungsmedium 116b verbindet. Der Faser-Konnektor 114b umfasst
typischerweise einen Konverter zur Umwandlung von optischen Signalen
in elektrische Signale.
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Das
beispielhafte Ethernet-Modul 100, das in den 1 und 2 veranschaulicht
ist, ist für
veranschaulichende Zwecke bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung
ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Auf der Grundlage der
hier gegebenen Beschreibung wird ein Fachmann auf dem/den relevanten
Fachgebiet(en) verstehen, dass die Erfindung auch in anderen Typen
von Ethernet-Modulen implementiert werden kann.
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Die
PHY 106 kann ein oder mehrere medienunabhängige Schnittstellen-("MII")-Register umfassen, die
MII-Register umfassen, die für
standarddefinierte Verwendungen wie zum Beispiel Betriebsartkonfiguration,
Betriebsartstatus, PHY-Identifikationsnummer(n), Autonegotiationsfunktionen,
Verbindungspartnerfähigkeit
und Verbindungsstatus reserviert sind. MII-Register können auch
ein oder mehrere benutzerdefinierbare Register umfassen. In die
MII-Register kann
geschrieben werden, um zwischen einer Kupferbetriebsart und einer
Faserbetriebsart auswählen
zu können.
Dies erfordert es aber, dass ein Benutzer weiß, ob es einen aktiven Verbindungspartner
(z. B. einen anderen Ethernet-Transceiver) gibt, der mit einer Kupfer-
und/oder Faserverbindung gekoppelt ist, und erfordert es, dass der
Benutzer weiß,
wie das/die MII-Register
richtig einzustellen ist/sind.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung erfasst die PHY 106 ohne Benutzer- oder
Softwareeingriff, ob es einen aktiven Verbindungspartner (z. B.
eine andere PHY) gibt, der an dem physischen Kupferverbindungsmedium 116a und/oder
dem physischen Faserverbindungsmedium 116b angeschlossen
ist, wie dies unten beschrieben ist.
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Nachdem
aktive Verbindungspartner erfasst sind, kann das Ethernet-Modul 100 die
Erfassungsinformation für
einen oder mehrere einer Vielfalt von Zwecken verwenden, die das
Auswählen
einer geeigneten Betriebsart und/oder das Abschalten einer Schaltung,
die mit einer nicht ausgewählten
Betriebsart assoziiert ist, einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein.
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II. Erfassen von aktiven Kupfer- und Faserverbindungspartnern
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Nun
werden Verfahren und Systeme zum Erfassen von aktiven Verbindungspartnern
beschrieben. 3 ist ein Blockdiagramm des
Ethernet-Moduls 100, wobei die PHY 106 unter anderem
eine Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 und einen
Faser-Signalerfassungs-("SD")-Knoten 302 aufweist.
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Nun
wird der Faser-SD-Knoten 302 beschrieben. Wie oben erwähnt worden
ist, umfasst der Faserstecker 114b typischerweise einen
optischen/elektrischen Konverter. Herkömmliche Konverter zum Umwandeln von
optischen in elektrische Signale umfassen einen Faser-SD-Ausgangsport,
der hier als ein Faser-SD-Ausgangsport 304 veranschaulicht
ist. Der Faser-SD-Ausgangsport 304 ist
aktiv, wenn eine Intensität
eines optischen Signals auf dem Faserverbindungsmedium 116b oberhalb
eines Schwellenwerts liegt. Der Faser-SD-Ausgangsport 304 ist
mit dem Faser-SD-Knoten 302 gekoppelt. Wenn die Intensität eines
optischen Signals auf dem Faserverbindungsmedium 116b oberhalb
des Schwellenwerts liegt, wird ein aktives Faser-SD-Signal 308 von
dem Faser-SD-Ausgangsport 304 zu dem Faser-SD-Knoten 302 bereitgestellt.
Auf diese Weise erfasst die PHY 106 aktive Faserverbindungspartner.
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Nun
wird die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 beschrieben.
Die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 umfasst eine
Schaltung, die erfasst, ob ein Kupferverbindungspartner auf dem
physischen Kupferverbindungsmedium 116a aktiv ist. In dem
Beispiel von 3 ist die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 mit
dem Kupferbetriebsartmodul 210 gekoppelt. Alternativ dazu
kann die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 mit dem
Kupfer-Konnektor 114a, mit dem Kupferverbindungsmedium 116a und/oder irgendwo
dazwischen gekoppelt sein.
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Die
Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 erfasst, ob ein
Kupferverbindungspartner auf dem physischen Kupferverbindungsmedium 116a aktiv
ist. Wenn ein aktiver Verbindungspartner von der Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 erfasst
wird, gibt die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 ein
Kupferverbindungserfassungssignal 310 aus. Die Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 kann
zum Beispiel so implementiert werden, wie dies in einer oder mehreren
der nachfolgenden US-Patentanmeldungen offenbart ist:
- US 2002/0023234 mit dem Titel "Energy Detect with Auto Pair Select", eingereicht am
13. August 2001;
- 09/886,859 mit dem Titel "Regulating
Transceiver Power Consumption for a Transceiver in a Communications Network", eingereicht am
21. Juni 2001; und
- US 2003/0179816 mit dem Titel "Auto Power down for Forced Speed Modes", eingereicht am
26. Juli 2002.
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Die
Erfindung ist aber nicht auf die darin offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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Die
PHY 106, die in 3 veranschaulicht ist, erfasst
auf diese Weise ohne Benutzer- und/oder Softwareeingriff, ob es
einen aktiven Verbindungspartner gibt, der mit dem Faser-Konnektor 114b und/oder
dem Kupfer-Konnektor 114a gekoppelt
ist. Nachdem aktive Verbindungspartner erfasst sind, kann das Ethernet-Modul 100 die
Erfassungsinformation für
einen oder mehrere einer Vielfalt von Zwecken verwenden, die das
Auswählen
einer geeigneten Betriebsart und/oder das Abschalten einer Schaltung,
die mit einer nicht ausgewählten
Betriebsart assoziiert ist, umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind,
und die beide unten beschrieben werden.
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Die
PHY 106 umfasst optional ein Kupferverbindungserfassungssignal-Filter 314 und/oder
ein Faser-SD-Signal-Filter 318. Das Kupferverbindungserfassungssignal-Filter 314 umfasst
Schaltungen zum Filtern und/oder Entprellen des Kupferverbindungserfassungssignals 310.
Das Kupferverbindungserfassungssignal-Filter 314 gibt ein
gefiltertes Kupferverbindungserfassungssignal 316 aus.
Das Faser-SD-Signal-Filter 318 umfasst Schaltungen zum
Filtern und/oder Entprellen des Faser-SD-Signals 308. Das
Faser-SD-Signal-Filter 318 gibt ein gefiltertes Faser-SD-Signal 320 aus.
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III. Auswählen einer Betriebsart ohne
Benutzereingriff
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Die
Erfassung eines oder mehrerer aktiver Verbindungspartner kann verwendet
werden, um eine Betriebsart ohne Benutzereingriff auszuwählen. 4 ist
ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, das des Weiteren
einen Betriebsartenwähler 402 umfasst,
der einen Kupferverbindungserfassungsknoten 404 und einen
Faser-Signalerfassungs-("SD")-Knoten 406 umfasst.
Der Kupferverbindungserfassungsknoten 404 ist mit dem Kupferverbindungserfassungssignal-Filter 314 gekoppelt,
um das gefilterte Kupferverbindungserfassungssignal 316 zu
empfangen. Wenn ein aktiver Kupferverbindungspartner von der Kupferverbindungserfassungsschaltung 312 erfasst
wird, gibt das Kupferverbindungserfassungssignal-Filter 314 das
gefilterte Kupferverbindungserfassungssignal 316 an den
Kupferverbindungserfassungsknoten 404 aus.
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Der
Faser-SD-Knoten 406 ist mit dem Faser-SD-Signal-Filter 318 gekoppelt.
Wenn eine Intensität
eines optischen Signals auf dem Faserverbindungsmedium 116b oberhalb
des Schwellenwerts liegt, wird das gefilterte aktive Faser-SD-Signal 320 dem
Betriebsartenwähler 402 durch
den Faser-SD-Knoten 406 bereitgestellt.
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Der
Betriebsartenwähler 402 ist
funktionell mit einem Schaltermodul 408 veranschaulicht,
das von der Betriebsartenwählerlogik 410 gesteuert
wird. Die Betriebsartenwählerlogik 410 gibt
ein Betriebsartenauswählsignal 412 an
das Schaltermodul 408 aus. Das Betriebsartenauswählsignal 412 steuert
das Schaltermodul 408 dahingehend, in Abhängigkeit
von dem Zustand/den Zuständen
des Faser-SD-Signals 308 und des Kupferverbindungserfassungssignals 310 eine
Kupferbetriebsart oder eine Faserbetriebsart auszuwählen. Der
Betriebsartenwähler 402 routet
Daten 414 durch entweder das Kupferbetriebsartmodul 208 und/oder
das Faserbetriebsartmodul 210. Die Daten 414 umfassen
Sende- und Empfangsdaten. Die Daten 414 umfassen optional Autonegotiationsdaten.
Wenn die Daten 414 durch das Kupferbetriebsartmodul 208 geroutet
werden, dann sagt man, die PHY 106 arbeitet in der Kupferbetriebsart.
Wenn die Daten 414 durch das Faserbetriebsartmodul 210 geroutet
werden, dann sagt man, die PHY 106 arbeitet in der Faserbetriebsart.
Die funktionelle Veranschaulichung von 4 ist für beispielhafte
Zwecke bereitgestellt. Die Erfindung ist aber nicht auf die funktionelle
Veranschaulichung von 4 beschränkt.
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Die
Betriebsartenwählerlogik
410 umfasst
eine Logik und/oder eine eingebettete Software, die das gefilterte
Faser-SD-Signal
320 und das gefilterte Kupferverbindungserfassungssignal
316 verarbeitet.
Die Tabelle 1 unten ist eine beispielhafte Wahrheitstabelle, die
die Logik und/oder die eingebettete Software veranschaulicht, die
von der Betriebsartenwählerlogik
410 und/oder
dem Betriebsartenwähler
402 implementiert
werden.
Faser-SD-Signal 308/320 | Kupferverbindungserfassungssignal 310/316 | Betriebsart
ausgewählt
von dem Betriebsartenwähler 402 |
0 | 0 | Konfigurierbar |
0 | 1 | Kupferbetriebsart |
1 | 0 | Faserbetriebsart |
1 | 1 | Konfigurierbar |
Tabelle
1
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Wenn
das gefilterte Kupferverbindungserfassungssignal 319 aktiv
ist und das gefilterte Faser-SD-Signal 320 inaktiv ist,
wird die Kupferbetriebsart ausgewählt. In ähnlicher Weise wird dann, wenn
das gefilterte Kupferverbindungserfassungssignal 316 inaktiv
ist und das gefilterte Faser-SD-Signal 320 aktiv ist, die
Faserbetriebsart ausgewählt.
Wenn die Kupferbetriebsart ausgewählt wird, wird die PHY 106 mit
der Kupferverbindung 116a durch das Kupferbetriebsartmodul 208 verbunden.
Wenn die Faserbetriebsart ausgewählt
wird, wird die PHY 106 mit der Faserverbindung 116b durch
das Faserbetriebsartmodul 210 verbunden.
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Der
Betriebsartenwähler 402 stellt
optional auch konfigurierbare Zustände bereit. Ein erster optionaler konfigurierbarer
Zustand wird benutzt, wenn weder auf der Kupferverbindung 116a noch
auf der Faserverbindung 116b eine aktive Verbindung erfasst
wird. Ein zweiter optionaler konfigurierbarer Zustand wird benutzt, wenn
sowohl auf der Kupferverbindung 116a als auch auf der Faserverbindung 116b aktive
Verbindungen erfasst werden. Der Betriebsartenwähler 402 ist optional
auf eine oder beide dieser Situationen konfigurierbar. Mit anderen
Worten, der Betriebsartenwähler 402 kann
in einer oder in beiden dieser Situationen standardmäßig auf
die Kupferbetriebsart oder auf die Faserbetriebsart konfiguriert
werden. Alternativ dazu kann der Betriebsartenwähler 402 für eine der
beiden Situationen standardmäßig auf
die Kupferbetriebsart und für
die andere Situation standardmäßig auf
die Faserbetriebsart konfiguriert werden. Diese Konfigurierbarkeit
erlaubt im Wesentlichen eine Priorisierung der Kupferbetriebsart
oder der Faserbetriebsart. Die Prioritäten können durch logische Einstellungen
und/oder Software konfigurierbar sein.
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IV. Abschalten nicht ausgewählter Medien
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Die
Erfassung eines oder mehrerer aktiver Verbindungspartner kann verwendet
werden, um eine Schaltung, die mit einer nicht ausgewählten Betriebsart
assoziiert ist, ganz oder teilweise abzuschalten. 5 ist
ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, das ein optionales
Abschaltmodul 502 umfasst.
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Wenn
die Faserbetriebsart ausgewählt
wird, schaltet das Abschaltmodul 502 die Kupferbetriebsart-PMD 118 ganz
oder teilweise ab. Wenn die Kupferbetriebsart ausgewählt wird,
schaltet das Abschaltmodul 502 die Faserbetriebsart-PMD 120 ganz
oder teilweise ab.
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In
dem Beispiel von 5 wird das Abschaltmodul 502 von
dem Betriebsartenwähler 402 gesteuert. Alternativ
dazu empfängt
das Abschaltmodul 502 das Kupferverbindungserfassungssignal 310,
das Faser-SD-Signal 308, das gefilterte Kupferverbindungserfassungssignal 316 und/oder
das gefilterte Faser-SD-Signal 320 direkt und bestimmt,
ob die Kupferbetriebsart-PMD 118 oder die Faserbetriebsart-PMD 120 ganz
oder teilweise abgeschaltet werden soll.
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Die
oben erörterten
Standardprioritäten
können
von dem Abschaltmodul 502 verwendet werden. Wenn die Priorität zum Beispiel
auf die Faserbetriebsart eingestellt ist und wenn sowohl die Kupferverbindung 116a als
auch die Faserverbindung 116b aktiv sind, dann wird die
Kupferbetriebsart-PMD 118 ganz oder teilweise abgeschaltet.
Dies würde
einen Kupferverbindungspartner, der an der Kupferverbindung 116a angeschlossen
ist, daran hindern, eine Ankopplung zu versuchen, da von der Kupferbetriebsart-PMD 118 keine
Energie in die Kupferverbindung 116a übertragen wird.
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Die
oben erörterten
Standardprioritäten
können
außerdem
dazu verwendet werden, zu verhindern, dass die priorisierte Betriebsartschaltung
voll ständig
abgeschaltet wird. Mit anderen Worten, wenn das priorisierte Medium
im Augenblick inaktiv ist, dann würde die Schaltung, die mit
dem priorisierten Medium assoziiert ist, nicht abgeschaltet werden.
Dies erlaubt es der PHY 106, einen später aktiven Verbindungspartner
zu erfassen und in die priorisierte Betriebsart zu schalten.
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Wenn
die Priorität
zum Beispiel auf die Faserbetriebsart eingestellt ist und nur die
Kupferverbindung 116a aktiv ist, wird die Kupferbetriebsart
ausgewählt,
aber die Faserbetriebsart-PMD 120 wird nicht abgeschaltet
oder wird zumindest nicht vollständig
abgeschaltet. Dies erlaubt es der PHY 106, einen später aktiven
Faserverbindungspartner zu erfassen und auf die Faserbetriebsart
zu schalten. In diesem Fall kann dann die Kupferbetriebsart-PMD 118 abgeschaltet
werden.
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Das
optionale Abschaltmodul 502 kann so implementiert werden,
wie es in einer oder mehreren der nachfolgenden US-Patentanmeldungen
offenbart ist:
- US 2002/0023234 mit dem Titel "Energy Detect with
Auto Pair Select",
eingereicht am 13. August 2001;
- 09/886,859 mit dem Titel "Regulating
Transceiver Power Consumption for a Transceiver in a Communications Network", eingereicht am
21. Juni 2001; und
- US 2003/0179816 mit dem Titel "Auto Power down for Forced Speed Modes", eingereicht am
26. Juli 2002.
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Die
Erfindung ist aber nicht auf die darin offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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V. Verfahren zum Erfassen von aktiven
Verbindungspartnern, zum Auswählen
einer Betriebsart und zum Abschalten nicht ausgewählter Medien
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6 ist
ein Prozessablaufdiagramm 600 zum Betreiben einer physikalischen
Schichtvorrichtung ("PHY") in einem Ethernet
Netzwerk. Genauer gesagt veranschaulicht das Prozessablaufdiagramm 600 ein Verfahren
zum Erfassen von aktiven Verbindungspartner, zum Auswählen einer
geeigneten Be triebsart und zum optionalen Abschalten nicht ausgewählter Medien
in Übereinstimmung
mit der Erfindung. Das Prozessablaufdiagramm 600 wird unter
Bezugnahme auf eines oder mehrere der beispielhaften Blockdiagramme
in den 1–5 beschrieben.
Das Prozessablaufdiagramm 600 ist aber nicht auf die beispielhaften
Blockdiagramme der 1–5 beschränkt. Auf
der Grundlage der hier gegebenen Beschreibung wird ein Fachmann
auf dem/den relevanten Fachgebiet(en) verstehen, dass das Prozessablaufdiagramm 600 auch
mit anderen Ethernet-Modul-Implementierungen implementiert werden
kann.
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Der
Prozess beginnt bei Schritt 602, der das Überwachen
eines Kupferverbindungsmediums in Bezug auf einen aktiven Kupferverbindungspartner
umfasst. Der Schritt 604 umfasst das Überwachen eines Faserverbindungsmediums
in Bezug auf einen aktiven Faserverbindungspartner.
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Im
Schritt 606 geht die Verarbeitung dann, wenn ein aktiver
Kupferverbindungspartner erfasst wird und ein aktiver Faserverbindungspartner
nicht erfasst wird, zum Schritt 608. Im Schritt 608 wird
eine Kupferbetriebsart für
die PHY vorzugsweise durch eine Logikschaltung ausgewählt, und
die PHY wird mit dem aktiven Kupferverbindungspartner in der Kupferbetriebsart
verbunden.
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Die
Verarbeitung geht optional zu Schritt 610 weiter, der eine
Abschaltschaltung umfasst, die mit einer Faserbetriebsart verbunden
ist. Die Abschaltoperation kann eine teilweise oder vollständige Abschaltoperation sein.
Die Verarbeitung kehrt dann zu Schritt 602 zurück, der
wiederholt werden kann, wenn die PHY eine Verbindungspartneränderung
entdeckt.
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Unter
Rückbezug
auf Schritt 606 und dem Pfad zu Schritt 612 folgend
geht die Verarbeitung dann, wenn ein aktiver Faserverbindungspartner
entdeckt wird und ein aktiver Kupferverbindungspartner nicht entdeckt
wird, weiter zu Schritt 614. Im Schritt 614 wird
eine Faserbetriebsart für
die PHY vorzugsweise durch eine Logikschaltung ausgewählt, und
die PHY wird mit dem aktiven Faserverbindungspartner in der Faserbetriebsart
verbunden.
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Die
Verarbeitung geht optional weiter zu Schritt 616, der eine
Abschaltschaltung umfasst, die mit der Kupferbetriebsart verbunden
ist. Die Abschalt operation kann eine teilweise oder vollständige Abschaltoperation
sein. Dann kehrt die Verarbeitung zurück zu Schritt 602,
wie dies oben beschrieben worden ist.
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Unter
Rückbezug
auf Schritt 612 und dem Pfad zu Schritt 618 folgend
geht die Verarbeitung dann, wenn aktive Faser- und Kupferverbindungspartner
erfasst werden, zum Schritt 620 weiter. Im Schritt 614 wird eine
priorisierte Betriebsart für
die PHY vorzugsweise durch eine Logikschaltung ausgewählt, und
die PHY wird mit dem assoziierten aktiven Verbindungspartner in
der priorisierten Betriebsart verbunden. Wenn zum Beispiel die Kupferbetriebsart
priorisiert ist, dann wird die Kupferbetriebsart ausgewählt, und
die PHY wird mit dem aktiven Kupferverbindungspartner in der Kupferbetriebsart
verbunden. Alternativ dazu wird dann, wenn die Faserbetriebsart
priorisiert ist, die Faserbetriebsart ausgewählt, und die PHY wird mit dem
aktiven Faserverbindungspartner in der Faserbetriebsart verbunden.
Vorzugsweise kann eine Betriebsart von einem Benutzer durch Hardware,
Software, Firmware und/oder Kombinationen daraus priorisiert werden.
Alternativ dazu ist die Priorität
werksseitig eingestellt.
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Die
Verarbeitung geht optional zu Schritt 622 weiter, der eine
Abschaltschaltung umfasst, die mit einer nicht ausgewählten Betriebsart
verbunden ist. Die Abschaltoperation kann eine teilweise oder eine
vollständige Abschaltoperation
sein. Dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt 602 zurück, wie
dies oben beschrieben worden ist.
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Unter
Rückbezug
auf Schritt 618 geht die Verarbeitung dann, wenn keine
aktiven Faserverbindungspartner und keine aktiven Kupferverbindungspartner
erfasst werden, weiter zu Schritt 624. Im Schritt 624 wird eine
priorisierte Betriebsart für
die PHY vorzugsweise durch eine Logikschaltung ausgewählt, und
die PHY wird mit dem assoziierten aktiven Verbindungspartner in
der priorisierten Betriebsart verbunden. Wenn zum Beispiel die Kupferbetriebsart
priorisiert ist, dann wird die Kupferbetriebsart ausgewählt, und
die PHY wird mit dem aktiven Kupferverbindungspartner in der Kupferbetriebsart
verbunden. Alternativ dazu wird dann, wenn die Faserbetriebsart
priorisiert ist, die Faserbetriebsart ausgewählt, und die PHY wird mit dem
aktiven Faserverbindungspartner in der Faserbetriebsart verbunden.
Vorzugsweise kann eine Betriebsart von einem Benutzer durch Hardware,
Software, Firmware und/oder Kombinationen daraus priorisiert werden.
Alternativ dazu kann die Priorität
werksseitig eingestellt sein. Die Verarbeitung kehrt dann zu Schritt 602 zurück, wie
dies oben beschrieben ist.
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IV. Integration in einer Mehrmoden-PHY
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Die
vorliegende Erfindung kann in einer Mehrmoden-PHY in der Form eines
integrierten Schaltkreises ("IC") implementiert werden,
der so konstruiert ist, dass er mit MACs, Schaltern und/oder optischen
Geräten durch
eine oder mehrere von SGMII, GBIC und/oder andere Schnittstellenformate
verbunden ist. Zum Beispiel ist 7 ein Blockdiagramm
eines Mehrmoden-PHY-IC 700, in dem die vorliegende Erfindung
implementiert werden kann. Der PHY-IC 700 umfasst parallele
Datenports 702, die mit einem MII/GMII-MAC/Schalter gekoppelt
sein können.
Die parallelen Datenports 702 können zum Beispiel als die GMII/MII 104 dienen (1B–5).
Der PHY-IC 700 umfasst auch einen Kupferport 708,
der als der Ausgang der Kupferbetriebsart-PMD 118 dienen
kann (1B, 3, 4 und 5).
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Der
PHY-IC 700 umfasst auch serielle Ports/SGMII-Ports 704,
die als Eingangsports oder als Ausgangsports verwendet werden können. Als
Ausgangsports zum Beispiel können
die seriellen Ports/SGMII-Ports 704 mit einem physischen
Faserverbindungsmedium gekoppelt sein. In dieser Situation können die
seriellen Ports/SGMII-Ports 704 als der Ausgang des Faserbetriebsartmoduls 210 dienen,
das in den 1B, 3, 4 und 5 veranschaulicht
ist. Der Betriebsartenwähler 402,
der in den 4 und 5 veranschaulicht
ist, kann in einem Symbolcodierer 710 und/oder einem Symboldecodierer/-Ausrichter 712 implementiert
sein, wie sie in 7 veranschaulicht sind. Als
Eingangsports können
die seriellen Ports/SGMII-Ports 704 mit einem SGMII MAC/Schalter,
einem GBIC MAC/Schalter, einem 1000-X MAC/Schalter oder irgendeinem
anderen Typ von seriellem MAC/Schalter gekoppelt sein.
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Der
PHY-IC 700 umfasst auch eine Kupferbetriebsartschaltung
zum Verarbeiten von Signalen, die durch den Kupferport 708 geroutet
werden. In dem Beispiel von 7 umfasst
die Kupferbetriebsartschaltung eine Echokompensationsschaltung,
eine Nebensprechenkompensationsschaltung, eine Entzerrungsschaltung,
eine Takt- und Phasenrückgewinnungsschaltung,
eine Verstärkungsregelungsschaltung
und eine Baseline Wander Correction-Schaltung. Die Kupferbetriebsartschaltung,
die in 7 veranschaulicht ist, ist ein exemplarisches
Ausführungsbeispiel
des Kupferbetriebsartmoduls 208.
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VII. Schlussfolgerung
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Die
vorliegende Erfindung ist oben unter Zuhilfenahme von funktionellen
Systembausteinen beschrieben worden, die die Performanz von spezifizierten
Funktionen und Beziehungen davon veranschaulichen. Die Grenzen dieser
funktionellen Systembausteine sind hier willkürlich zur Erleichterung der
Beschreibung definiert worden. Alternative Grenzen können definiert
werden, solange die spezifizierten Funktionen und Beziehungen davon
in angemessener Weise durchgeführt
werden. Alle solchen alternativen Grenzen liegen somit innerhalb
des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Ein Fachmann auf
dem Gebiet wird erkennen, dass diese funktionellen Systembausteine
durch diskrete Bauteile, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen,
Prozessoren, die eine geeignete Software ausführen, und dergleichen und/oder
durch Kombinationen daraus implementiert werden können.
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Wenn
sie hier verwendet werden, werden die Begriffe "verbunden" und/oder "gekoppelt" allgemein so benutzt, dass sie sich
auf elektrische Verbindungen beziehen. Solche elektrischen Verbindungen
können
direkte elektrische Verbindungen ohne irgendwelche dazwischenliegende
Komponenten sein und/oder können indirekte
elektrische Verbindungen durch eine oder mehrere Komponenten sein.
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Obwohl
verschiedene Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, sollte
es klar sein, dass diese nur beispielshalber und nicht als Beschränkung präsentiert
worden sind. Somit sollte das Ausmaß und der Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung nicht durch irgendeines der oben beschriebenen
exemplarischen Ausführungsbeispiele
beschränkt
sein, sondern sollte nur in Übereinstimmung mit
den nachfolgenden Ansprüchen
definiert sein.