能使以太网应用于薄轮廓移动设备的媒体转换器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种能使以太网应用于薄轮廓移动设备的媒体转换器。媒体转换器可用于通过短距离以太网链路与薄轮廓移动设备连接，并通过常规以太网链路与网络设备连接。因此免除了协议转换，同时在移动设备内容纳低轮廓以太网端口。
【专利说明】能使以太网应用于薄轮廓移动设备的媒体转换器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年7月3日提交的美国临时申请第61/667，687号的优先权，其全部内容通过弓I证结合于本文中。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及以太网通信，更具体地，涉及能使以太网应用于薄轮廓移动设备的媒体转换器。
【背景技术】
[0004]随着移动计算设备的便携性带来的优点远远超过计算能力的任何损失，移动计算设备持续增加。当今移动计算设备复杂度的不断提高进一步减损了可感知到的对于计算能力的任何损失。
[0005]由于在更薄、更轻的外形因素下期望增加的计算能力，所以移动计算设备不断地经历进化。移动计算设备的外形因素的这种进化对可容纳的端口尺寸的要求提高。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个实施方式，提供一种媒体转换器设备，包括:第一以太网物理层设备，被设计为通过第一以太网链路与第一设备通信，所述第一以太网链路终止于所述第一设备上的低轮廓以太网端口上，所述第一以太网链路具有第一链路速率并且被限于短距离链路距离；第二以太网物理层设备，被设计为通过第二以太网链路与第二设备通信，所述第二以太网链路终止于所述第二设备的RJ-45以太网端口上，所述第二以太网链路具有第二链路速率，其中，所述低轮廓以太网端口的高度小于所述RJ-45以太网端口的高度；以及网桥设备，用于在所述第一以太网物理层设备与所述第二以太网物理层设备之间传输流量。
[0007]其中，所述短距离链路距离小于0.5米。
[0008]其中，所述第一以太网物理层设备支持经由少于四个线对的以太网通信。
[0009]其中，所述第一以太网物理层设备支持经由单个线对的以太网通信。
[0010]其中，所述第二以太网物理层设备支持经由四个线对的以太网通信。
[0011]其中，所述媒体转换器设备为一端包括所述第一以太网物理层设备的加密锁，设备的第一端被配置为插入到所述第一设备的所述低轮廓以太网端口。
[0012]其中，所述第二以太网链路支持长达100米的链路距离。
[0013]其中，所述第一链路速率与所述第二链路速率相同。
[0014]其中，所述第一链路速率低于所述第二链路速率，并且所述网桥设备被配置为执行第一以太网物理层设备与第二以太网物理层设备之间的速率适配。
[0015]其中，该媒体转换器设备进一步包括与所述网桥设备耦接的内部端口，所述内部端口被配置为将自所述第一设备和所述第二设备其中之一接收的以太网流量传输给所述媒体转换器设备，以管理所述媒体转换器设备。
[0016]其中，所述媒体转换器设备是墙连接器设备的一部分。
[0017]其中，所述媒体转换器设备是扩充口的一部分。
[0018]其中，所述媒体转换器设备是移动计算设备外壳的一部分。
[0019]根据本发明的另一个实施方式，提供一种媒体转换器设备，包括:第一以太网物理层设备，被设计为通过第一链路与移动计算设备通信，所述第一链路终止于低轮廓以太网端口上；第二以太网物理层设备，被设计为通过第二以太网链路与网络设备通信，所述第二链路终止于RJ-45以太网端口上，其中，所述低轮廓以太网端口的高度小于所述RJ-45以太网端口的高度；以及缓冲设备，用于将所述第一以太网物理层设备与所述第二以太网物理层设备耦接。
[0020]其中，所述移动计算设备为膝上型设备。
[0021 ] 其中，所述移动计算设备为移动电话设备。
[0022]其中，所述移动计算设备为平板电脑设备。
[0023]其中，所述媒体转换器设备为加密锁设备。
[0024]其中，所述媒体转换器设备是墙连接器设备的一部分。
[0025]其中，所述媒体转换器设备是扩充口的一部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]为了对可获得本发明的上述和其他优点和特征的方式进行说明，下文将参照附图中示出的本发明的【具体实施方式】提供以上简要描述的本发明的更具体的描述。应理解的是，这些附图仅示出本发明的典型实施方式，因此不应视为对本发明范围的限制，下文将通过使用附图来另外专门地和具体地描述和说明本发明，附图中:
[0027]图1示出了提供移动计算设备与网络设备之间的接口的媒体转换器设备的示例实施方式。
[0028]图2示出了本发明的媒体转换器设备的功能作用的图示。
[0029]图3示出了媒体转换器设备的示例。
[0030]图4示出了与机械结构集成的媒体转换器设备的实施方式，其中机械结构附接至移动计算设备或以其他方式与移动计算设备集成。
【具体实施方式】
[0031]下文将对本发明的各个实施方式进行详细讨论。尽管对特定实施方式进行了讨论，但应理解的是，其目的仅在于示意性。相关领域的普通技术人员应理解的是，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可使用其他部件和配置。
[0032]提供了一种媒体转换器设备，包括:第一以太网物理层设备，用于通过第一以太网链路与第一设备通信，所述第一以太网链路终止于第一设备上的低轮廓以太网端口，其中，低轮廓以太网端口的高度小于RJ-45以太网端口。在一个实施方式中，第一以太网链路具有第一链路速率，并且限于短延伸链路距离。例如，短延伸链路距离可限于0.5米以下。在一个实施方式中，第一以太网物理层设备支持经由四个以下的线对(例如，一个线对)进行的以太网通信。这种线对的减少使所需电路相应减少，从而降低了第一设备的成本。进一步，在支持短延伸链路距离时，第一设备对绝缘、磁性、端接(termination)和其他电路的要求降低，这也降低了第一设备的成本。在一个实施方式中，可利用诸如USB、HDM1、Lightning等交替连接器而以交替方式实现短延伸链路距离。
[0033]媒体转换器设备还包括第二以太网物理层设备，被设计为通过第二以太网链路与第二设备通信，所述第二以太网链路终止于第二设备的RJ-45以太网端口上；以及网桥设备，用于在第一以太网物理层设备与第二以太网物理层设备之间传输流量。在一个实施方式中，第二以太网链路具有不同于第一链路速率的第二链路速率。在该实施方式中，网桥设备可被配置为进行第一以太网物理层设备与第二以太网物理层设备之间的速率适配。在另一实施方式中，网桥设备还与内部端口耦接，该内部端口被配置为从第一设备和第二设备其中之一接收以太网流量，以管理媒体转换器设备。
[0034]在一个实施方式中，本发明的媒体转换器设备可被配置为与移动计算设备(例如，膝上型计算机、手持设备(例如，移动电话、音频/视频设备、平板设备、测试设备等)，或越来越以低轮廓外形因素为目标的其他设备一起使用。考虑传统上依赖于RJ-45以太网端口的网络连接(例如，以太网)时，这种低轮廓外形因素提出了越来越多的挑战。由于低轮廓外形因素所呈现的尺寸限制，将RJ-45端口包含在低轮廓移动计算设备内可能并不实际。
[0035]以太网端口尺寸的减小使得能够实现更小的以太网连接器，而高密度连接存在其缺点。例如，以太网信道和电路通常被设计为在企业环境中运行，这种情况下应设计长距离连接线，例如，100米的双绞线铜电缆对。这种情况下，当结合绝缘性、磁性、端接等要求考虑长距离连接要求时，端口尺寸的减小能够实现更小的以太网连接器以及更高密度的连接，但这不是一个节省成本的解决方案。在本发明中，应理解的是，由于移动计算设备的商品化提高了减小设备总成本的重要性，成本效率越来越成为一个有价值的设计特征。另外，由于网络连接经常有多种选择(例如，无线)，移动计算设备中对以太网的支持可能并不是一个突出的设计特点。因此，需要通过有线接口支持以太网连接，但对以太网连接的支持与传统网络设备之间的重要性需要平衡。
[0036]在本发明中，应理解的是，减小以太网端口尺寸的一种替代方案是使用适配器设备，适配器设备执行以太网协议与采用低轮廓端口尺寸的另一种信令协议(例如，USB)之间的转换。然而，这种替代方案的缺点在于，两种不同信令协议之间的转换对流量传输造成了不期望的延迟。考虑到时间敏感流量(例如，通过音视频桥接(AVB)技术实现的流量)对延迟的要求，这种延迟的影响是巨大的。例如，如果端对端连接受到传输协议转换的延迟影响的阻碍，则流媒体应用的性能可能会受到损害。一般来说，两种不同信令协议之间的转换造成的延迟影响可能使这些移动计算设备无法运行各种形式的延迟敏感流量应用。
[0037]本发明的特征在于，信令协议之间的转换造成的延迟影响可通过基于以太网协议的媒体转换器设备消除。随着消费者或企业需要的设备减少，消除协议转换造成的资本费用降低，并且随着需要对附加设备进行的管理减少，运行费用也减少。一般来说，由于本技术在其达到范围的强渗透性，使得以太网连接是有利的，并提供明确限定和理解的网络连接。以太网连接的进一步优点是，其具有节能以太网(EEE)、音视频桥接(AVB)、数据中心桥接(DCB)、链路聚合(LinkAg)等特征族。
[0038]图1示出了在移动计算设备与网络设备之间提供接口的这种媒体转换器设备的示例实施方式。如图所示，媒体转换器设备130位于移动计算设备110与网络设备120之间。媒体转换器设备130被设计用于通过薄轮廓以太网端口(NU45)112与移动设备110连接，并通过常规以太网端口(RJ45) 122与网络设备120连接。由于媒体转换器130被设计为连接在移动计算设备110的以太网端口 112与网络设备120的以太网端口 122之间，媒体转换器130不需要进行协议转换。因此避免了通过这种协议转换以其他方式所经受的延迟影响。
[0039]图2示出了本发明的媒体转换器设备的功能作用的进一步图示。如图所示，媒体转换器设备230位于移动计算设备210与网络设备220之间。媒体转换器设备230被设计为通过薄轮廓以太网端口(NU45) 212与移动设备210连接，并通过常规以太网端口(RJ45)222与网络设备220连接。
[0040]如图所示，媒体转换器230与移动计算设备210之间的以太网链路可被设计为低成本接口。该低成本接口可被设计为满足移动计算设备210的有限需求。例如，考虑移动计算设备的实施方式为平板设备。在该示例中，平板设备的制造商可意识到需要提供对有线以太网连接的自然支持而不需要进行协议转换。但是，这种预期支持会伴随产生关联的成本。
[0041]首先，常规有线以太网端口的外形因素使其可能无法容纳在平板设备中，这是因为RJ45端口的高度会大大超过平板设备的高度。第二，若支持常规以太网端口，则要求绝缘、磁性、端接等方面支持接近100米的常规以太网双绞线对链路距离。这种绝缘、磁性、端接等的成本不仅与平板设备的预期总成本不符，还与有线以太网端口的可能使用频率不符。考虑到平板设备的总用户基数中大部分用户基数可能从来不使用有线以太网端口的情况，这一点特别重要。
[0042]在本发明中，应理解的是，对低成本本地以太网接口的支持与其效用配置相符。在本发明中，这种低成本接口可由媒体转换器230实现，媒体转换器230通过低成本接口与移动计算设备210连接，同时通过常规以太网接口与网络设备220连接。媒体转换器230的这种功能配置的优点在于，对可设计有低成本轮廓的移动计算设备提供全功能有线以太网支持。因此，在不牺牲少部分用户基数期望的特征的任何完全排列的情况下，保持了低成本的优点。
[0043]图3示出了媒体转换器设备的示例实施方式。如图所示，媒体转换器设备300包括背对背运行的以太网物理层设备(PHY) 312和以太网PHY314。这里，以太网PHY312可通过低成本以太网接口与移动计算设备耦接，而以太网PHY314可通过常规以太网接口与网络设备耦接。媒体转换器设备300还可包括缓冲和/或控制逻辑316，被配置为桥接以太网PHY312与以太网PHY314之间的流量。在一个实施方式中，媒体转换器设备可实施两端口 MAC中继器(TPMR)。在一个实施方式中，模块316可具有切换和/或路由功能以及管理功能。在一个示例中，切换和/或路由功能可将流量路由到三端口交换机的内部端口。
[0044]如上所述，以太网PHY314可被设计为与具有常规RJ45连接器的以太网双绞线对电缆(例如，3、5、5e、6、6A、7、7A、8等类电缆)连接。这种常规以太网接口使媒体转换器设备300能够向网络设备提供以太网接口，该以太网接口支持100米电缆长度、绝缘、磁性、端接等。媒体转换器设备在移动计算设备上的有限应用使常规以太网接口及其随附成本仅暴露给用户需要全功能以太网功能的情况。在一个实施方式中，以太网PHY314可被设计为与符合或不符合IEEE802.3中当前或将来的条款定义的信道的非标准接线(例如，用于工业控制和/或汽车应用领域)连接。
[0045]另一方面，以太网PHY312可被设计为通过移动计算设备上的低轮廓以太网端口运行。应理解的是，低轮廓以太网端口的特定形式取决于实施方式。一般来说，该低轮廓以太网端口(NU45)可用于以低成本方式在低轮廓移动计算设备上容纳本地以太网连接。这里，重要的是，应注意，由于与常规100米双绞线对链路距离相比，低轮廓以太网端口支持短距离链路距离，所以低轮廓以太网端口可以以低成本轮廓设计。例如，低轮廓以太网端口可被设计为支持最大0.5米的链路距离。这种有限距离规范可被设计为支持媒体转换器设备与移动计算设备的直接或半直接连接。
[0046]另外，由于低轮廓以太网端口不需要支持100米链路距离，所以对低轮廓以太网端口设计的绝缘、磁性、端接等要求可降低。例如，可通过采用现有企业传输规范(例如，10GBASE-T)，并去掉电路(例如，变压器、误差校正等)来实现短距离信道，从而方便消费者应用短距离信道。在一个实施方式中，低轮廓以太网端口可被设计为支持减少的双绞线对千兆以太网接口，例如，Broadcom BroadR-Reac.h?技术提供的接口。
[0047]在一个实施方式中，媒体转换器设备300可设计为加密锁外形，其中，媒体转换器设备300被设计为直接插入到移动计算设备的低轮廓(profile)以太网端口。在网络侧，媒体转换器设备可利用各种类型的媒体，基于当前速度(例如，1G、10G、40G、100G、400G等)、将来速度或非标准速度(例如，2.5G、12.5G、25G、50G等)提供网络接口。在其他实施方式中，媒体转换器设备可作为墙连接器或扩充口(docking station)的一部分结合，以助于成本有效而又功能完善的网络连接。
[0048]图4示出了这种实施方式的示例，其中，媒体转换器与机械结构集成，该机械结构与移动计算设备连接或以其他方式集成。如图所示，移动计算设备410(例如，移动电话、平板设备等)与机械结构420连接或以其他方式集成。在一个示例中，机械结构420是至少部分包围移动计算设备410的外壳。移动计算设备410包括与媒体转换器424连接的端口412，媒体转换器424与机械结构420集成。媒体转换器424还与外部端口 422耦接，外部端口 422被机械结构420暴露在外以进行网络连接。
[0049]在一个实施方式中，以太网PHY312和以太网PHY314可被设计为以不同链路速度运行。在该实施方式中，媒体转换器设备和移动计算设备之间的第一以太网链路将以第一链路速率运行，而媒体转换器设备与网络设备之间的第二以太网链路将以不同于第一链路速率的第二链路速率运行。媒体转换器设备对不同链路速率的支持进一步节省了移动计算设备设计的成本。应理解的是，第一链路速率或第二链路速率可为更高链路速率。一般来说，期望在给定应用中支持的特定类型连接可指定链路速率的差。
[0050]在简单示例中，媒体转换器设备的第一端可实施40G链路，而媒体转换器设备的第二端可实施1000BASE-T。这里，应注意的是，媒体转换器设备可支持各种类型的媒体。在一个示例中，媒体转换器设备的一端易于采用双绞线对链路，而媒体转换器设备的另一端易于使用光链路。在另一个示例中，媒体转换器设备的一端可通过DSL(例如，10PASS-TS或2BASE-TL)支持以太网。
[0051]由于有线以太网链路在移动计算设备中的实际使用在用户基数中可能相对较少，所以通过降低有线以太网链路上支持的实际链路速率，可进一步节省成本。一般来说，低链路速率会降低在移动计算设备中实施的成本。在本发明中，仍可支持这种低链路速率，同时仍在媒体转换器设备的另一端提供标准以太网接口。
[0052]例如，以太网PHY314可被设计为以lGbit/s链路速度(例如，1000BASE-T)运行，而以太网PHY312可被设计为以400Mbit/s链路速度运行。在该示例中，缓冲/控制逻辑316可被设计为支持以太网PHY312与以太网PHY314之间的速率适配，以解决两个链路速率不匹配的问题，其中，PHY312或314可以以较高速率运行。应理解的是，媒体转换器设备和移动计算设备之间的第一链路速率与媒体转换器设备和网络设备之间的第二链路速率之间的差可指定媒体转换器设备实施的缓冲量。这里，应注意的是，缓冲可使设备以高于其能力的速率突发流量。例如，来自移动计算设备的数据可在媒体转换器的缓存中累积，因此，媒体转换器可以以更高速率将缓存数据突发传输给网络设备。
[0053]如上所述，可设置向移动计算设备提供短距离以太网接口的媒体转换器设备，其能够实现低成本低轮廓以太网端口接口，同时还向网络设备提供常规以太网端口接口。这种媒体转换器设备可保持以太网协议，同时免除了任何不必要的协议转换，从而减少了任何延迟影响。
[0054]在一个实施方式中，还可通过IEEE802.3定义的以太网供电(PoE)技术对媒体转换器设备供电。在该点上，媒体转换器设备可作为由供电设备(PSE)提供电力的通电设备(PD)而运行，供电设备(PSE)设于媒体转换器设备的移动计算设备侧或网络侧。进一步，除PD模块之外，媒体转换器设备还可包括PSE模块。在一个示例中，媒体转换器设备可利用PD模块从网络侧接收电力，并通过PSE模块将电力传输给移动计算设备。应理解的是，PSE提供的电力可作为除交流电源(例如，电池、交流电源适配器等)提供的电力之外的电力。
[0055]在一个实施方式中，媒体转换器设备还可实施IEEE802.3特别最小延迟流量(distinguished minimum latency traffic) (DMLT),这能够对控制数据流量和音视频流实现保证带宽和保证最小延迟，而不妨碍最佳工作流量。
[0056]如图3进一步所示，媒体转换器设备还可包括内部端口 318。在该实施方式中，除之外，媒体转换器300可包括切换功能以及缓冲/控制，以能够将流量路由到内部端口 318。路由到内部端口 318的该流量可用于基于媒体转换器设备与移动计算设备和网络设备中之一或两者之间的管理流量的通信，促进各种管理功能。在一个示例中，移动计算设备的用户可使用内部端口 318来配置媒体转换器设备的操作。在各种应用中，媒体转换器设备的配置可包括性能特征配置(例如，链路速度、缓冲、延迟等)、节能配置(例如，节能状态、唤醒时间、节能主动性等)、诊断配置、安全配置(例如，实施什么样的信息或信息类型被许可从网络传输给移动计算设备的企业策略)，或与移动计算设备与网络设备之间的流量传输有关的任何其他特征的配置。
[0057]本发明的另一个实施方式可提供机器和/或计算机可读存储器和/或介质，其上存储有具有可由机器和/或计算机执行的至少一个代码段的机器代码和/或计算机程序，从而使机器和/或计算机进行本文所述的步骤。
[0058]通过查看上述详细说明，本领域的技术人员可理解本发明的这些和其他方面。尽管上文对本发明的多个显著特征进行了说明，但在阅读了所公开的发明之后，对本领域的普通技术人员显而易见的是，本发明还可采用其他实施方式，并且本发明可以以各种方式实践和执行，因此，不应将上述说明视为排除了这些其他实施方式。另外，应理解的是，本文采用的词语和术语仅用于说明的目的，不应视为具有限制性。
【权利要求】
1.一种媒体转换器设备，包括: 第一以太网物理层设备，被设计为通过第一以太网链路与第一设备通信，所述第一以太网链路终止于所述第一设备上的低轮廓以太网端口上，所述第一以太网链路具有第一链路速率并且被限于短距离链路距离； 第二以太网物理层设备，被设计为通过第二以太网链路与第二设备通信，所述第二以太网链路终止于所述第二设备的RJ-45以太网端口上，所述第二以太网链路具有第二链路速率，其中，所述低轮廓以太网端口的高度小于所述RJ-45以太网端口的高度；以及 网桥设备，用于在所述第一以太网物理层设备与所述第二以太网物理层设备之间传输流量。
2.根据权利要求1所述的媒体转换器设备，其中，所述短距离链路距离小于0.5米。
3.根据权利要求1所述的媒体转换器设备，其中，所述第一以太网物理层设备支持经由少于四个线对的以太网通信。
4.根据权利要求3所述的媒体转换器设备，其中，所述第一以太网物理层设备支持经由单个线对的以太网通信。
5.根据权利要求4所述的媒体转换器设备，其中，所述第二以太网物理层设备支持经由四个线对的以太网通信。
6.根据权利要求1所述的媒体转换器设备，其中，所述媒体转换器设备为一端包括所述第一以太网物理层设备的加密锁，该设备的第一端被配置用于插入到所述第一设备的所述低轮廓以太网端口。
7.根据权利要求1所述的媒体转换器设备，其中，所述第一链路速率与所述第二链路速率相同。
8.根据权利要求1所述的媒体转换器设备，其中，所述第一链路速率低于所述第二链路速率，并且所述网桥设备被配置为执行第一以太网物理层设备与第二以太网物理层设备之间的速率适配。
9.根据权利要求1所述的媒体转换器设备，进一步包括与所述网桥设备耦接的内部端口，所述内部端口被配置为将自所述第一设备和所述第二设备其中之一接收的以太网流量传输给所述媒体转换器设备，以管理所述媒体转换器设备。
10.一种媒体转换器设备，包括: 第一以太网物理层设备，被设计为通过第一链路与移动计算设备通信，所述第一链路终止于低轮廓以太网端口上； 第二以太网物理层设备，被设计为通过第二以太网链路与网络设备通信，所述第二链路终止于RJ-45以太网端口上，其中，所述低轮廓以太网端口的高度小于所述RJ-45以太网端口的高度；以及 缓冲设备，用于将所述第一以太网物理层设备与所述第二以太网物理层设备耦接。
【文档编号】H04L29/06GK103532813SQ201310276996
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】瓦埃勒·威廉·迪亚卜, 迈克尔·戴维·祖哈斯蒂纳 申请人:美国博通公司