CN101778009B - 有线网络连线方法及应用该方法的网络装置 - Google Patents

Abstract

一种有线网络连线方法及应用该方法的网络装置。该有线网络连线方法，是令二网络装置通过一网络线的第一及第二对线交换彼此的一连线能力信息给对方，该连线能力信息至少包括一以四对线连线的第一连线模式、一以三对线连线的第二连线模式及一以二对线连线的第三连线模式，接着令该二网络装置检测该网络线中可以正常连线的对线数，再令该二网络装置根据可以进行连线的对线数以及彼此的连线能力，决定采用第一、第二或第三连线模式其中之一进行连线。

Description

有线网络连线方法及应用该方法的网络装置

技术领域

本发明涉及一种网络连线方法，特别是涉及一种有线网络的连线方法。

背景技术

如图1所示，是1000Base-T及10GBase-T以太网络标准使用4对线网络线传输的示意图，以支持在100公尺内实现高性能的全双工数据传输。若网络线两端的网络装置(主动网络装置1，例如Switch及被动网络装置2，例如NIC)采用1000Base-T以太网络标准，则网络线的每对线上的数据传输速率为250Mbps，四对线缆合计速率为1000M(即1G)bps，若主动网络装置1及被动网络装置2采用10GBase-T以太网络标准，则网络线的每对线上的数据传输速率为2.5Gbps，四对线缆合计速率为10Gbps。且依照1000Base-T及10GBase-T以太网络标准规格书的规定，在传输数据时，必需使用网络线的四对线传输，若四对线其中断了一对或两对线，就无法完成连线动作。

一般来说，网络线中应该都包含有4对线，但是由于传统应用10Base-T或100Base-T网络标准的网络装置只需用到网络线中的第一及第二对线，所以某些业者提供的网络线虽然头端仍然保留四对接头，但其网络线中却只有2对线，而使用者往往不知道。

因此当使用者使用一支持1000Base-T或10GBase-T标准的网络装置通过该网络线与另一端亦支持1000Base-T或10GBase-T标准的网络装置进行连线时，由于此网络线少了2对线，不符合1000Base-T或10GBase-T标准规格书的规定，而造成两端网络装置虽然具有支持1G或10G传输速率的能力，却因网络线的线对数不足以及受限于规格书的规定，而无法以1G或10G传输速率连线使用的尴尬情况，而只能以以太网络标准所订定的二对线传输速率，即10Mbps连线，致使网络装置的效能因为网络线对的不足或网络线对有所损坏而受限。

发明内容

因此，本发明的一目的，即在提供一种有线网络的连线方法，其可以根据两个网络装置之间的网络线的有效线对数，动态调整两个网络装置的连线速率。

本发明的另一目的，在于提供一种网络装置，其可根据网络线的有效线对数，动态调整与另一远端网络装置的连线速率。

于是，本发明有线网络的连线方法，令该二网络装置先通过一网络线的第一及第二对线交换彼此的一连线能力信息，接着令该二网络装置检测网络线中可以正常连线的对线数，再令该二网络装置根据彼此的连线能力信息以及可以正常连线的对线数，决定以四对线、三对线或两对线建立连线。

亦即，当判断网络线中全部四对线皆可以正常连线，且该二网络装置皆支持以四对线连线时，则令该二网络装置以四对线建立连线；若判断网络线中只有三对线可以正常连线，且该二网络装置皆支持以三对线连线，则令该二网络装置以三对线建立连线，若判断网络线中只有二对线可以正常连线，且该二网络装置皆支持以二对线连线，则令该二网络装置以第一及第二对线建立连线。

故本发明实现上述方法的一种网络装置具有四组用以分别与该网络线的四对线连接的收/发电路，及一控制该四组收/发电路工作与否的控制器，控制器令网络装置通过网络线的第一对线及第二对线与一远端网络装置交换彼此的一连线能力信息，并检测该网络线中可以正常连线的对线数后，根据可以正常连线的对线数和双方的连线能力信息，控制该四组收/发电路的动作，以通过网络线中的四对线、三对线或两对线其中之一与该远端网络装置建立连线。

因此，若控制器检测该网络线中全部四对线可以正常连线，且远端网络装置有支持四对线连线，则令四组收/发电路动作以通过网络线的四对线与远端网络装置建立连线；若控制器检测网络线中只有三对线可以正常连线，且远端网络装置有支持三对线连线，则令四组收/发电路其中的三组收/发电路动作以通过网络线的三对线与远端网络装置建立连线，若控制器检测网络线只有二对网络线可以正常连线，且远端网络装置有支持二对线连线，则令四组收/发电路其中的两组收/发电路动作以通过网络线的二对线与远端网络装置建立连线。

此外，网络装置还可利用一与各组收/发电路连接的线检测电路检测与各组收/发电路连接的线对是否断路，并将检测结果传给该控制器。

再者，由于目前网络装置大都通过RJ45连接器与网络线的四对线连接，故RJ45连接器的接脚(pin)数应与网络装置的传送单元及接收单元的数目相对应，也与正常的实体网络线的线路数目相对应，因此，本发明亦可藉由控制网络装置的对应有问题的传输线路的部分传送单元不工作或不用来传送实质上有意义的信号至远端网络装置，以及控制网络装置的对应有问题的传输线路的部分接收单元不工作或不用来接收来自远端网络装置的信号，抑或因应数据流量较低，而控制控制部分传送单元不工作以及控制部分接收单元不工作，来分别解决实体网络线的线路数目不足或网络线的线路数目足够但部分无法正常工作或因数据流量变小而不需要全部的传送单元及接收单元同时工作等问题。

因此，本发明另一种有线网络连线方法，应用于一通讯装置，该通讯装置经由一连接器耦接一实体传输线，再经由该实体传输线与另一通讯装置连线，通讯装置具有多个分别耦接连接器的多个传送针脚的传送单元与多个分别耦接连接器的多个接收针脚的接收单元；该方法控制所述传送单元中的部分传送单元工作并通过与其连接的传送针脚以及该实体传输线传送信号至另一通讯装置，并控制所述接收单元中的部分接收单元工作并通过与其连接的接收针脚以及该实体传输线接收另一通讯装置的信号，并使其余的传送单元及接收单元不工作。

本发明实现上述方法的一通讯装置，是经由一连接器耦接一实体传输线，再经由该实体传输线与另一通讯装置连线，该通讯装置具有多个传送单元、多个接收单元以及一个控制器，控制器可以控制所述传送单元中的部分传送单元工作，并通过与其连接的传送针脚以及该实体传输线传送信号至另一通讯装置，以及控制所述接收单元中的部分接收单元工作，并通过与其连接的接收针脚以及该实体传输线接收另一通讯装置的信号，并使其余的传送单元及接收单元不工作。

较佳地，通讯装置与另一通讯装置共同支持一最大传输速率，且通讯装置以小于或等于最大传输速率乘以要工作的部分传送单元与全部传送单元的比率的速率进行传输，其中最大传输速率为10Giga、1Giga、100Mega以及10Mega其中之一。

较佳地，控制器可进一步检测实体传输线的一线路状态，并产生一检测结果，以依据该检测结果决定要工作的部分传送单元与部分接收单元的最大数量。

较佳地，控制器可进一步依据通讯装置与另一通讯装置间的一传输流量来决定要工作的部分传送单元与部分接收单元的最大数量。

上述本发明技术藉由在两个欲连线的网络装置上另外制定以太网络标准规格以外的连线能力，以及通过两个网络装置双方的检测机制检测实际可用的网络线对数，以根据实际可用的对线数机动且弹性地调整网络装置之间的连线模式(传输速率)，使两个网络装置3即使在连线对数不符以太网络连线标准的规定下，仍然可以较低的传输速率连线，而解决了现有网络装置受限于网络线对数不足以及网络标准规格限制而完全无法连线的问题。

附图说明

图1是已知的1000Base-T及10GBase-T以太网络标准使用4对线网络线传输的示意图；

图2是本发明有线网络的连线方法的一较佳实施例的流程图；

图3是本发明的网络装置的一较佳实施例的主要电路及连线方式的示意图；及

图4是本实施例的网络装置的接收单元的细部电路方块示意图。

附图符号说明

200 网络线

300、400 网络装置

30、40 数字信号处理器

31、41 控制器

32、42 线检测电路

21 第一对线

22 第二对线

23 第三对线

24 第四对线

S1～S3 步骤

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下结合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参见图2，是本发明有线网络的连线方法的一较佳实施例的流程图，且参见图3所示，有线网络包括一网络线200及通过网络线200连线的两个网络装置300、400，该网络线200在正常情况下应该包括四对线(双绞线)21～24，或者至少包括第一及第二对线21、22。且在本实施例中，网络装置300是一主动(master)网络装置，例如Switch，而网络装置400是一从动(slave)网络装置，例如NIC，但并不以此为限。

如图3所示，本实施例的网络装置(或称以太网络通讯装置)300及400主要分别包括有四组由一接收单元Rx和一传送单元Tx组成的收/发电路，以及一与所述接收单元Rx和传送单元Tx连接，以处理收到的数据和要传送出去的数据的数字信号处理器(DSP)30、40，以及一控制各组收/发电路工作与否的控制器31、41。且网络装置300、400的接收单元Rx的细部电路方块如图4所示，除了主要的数据处理电路，如低通滤波器、自动增益控制器、模拟/数字转换器及解码器外，还包括用以消除数据中的近端串音、回音以及远端串音等干扰的近端串音消除器、回音消除器以及远端串音消除器。

此外，与网络装置400不同的是，网络装置300的各接收单元Rx中还连接一线检测电路32，且控制器31是根据线检测电路32的检测结果控制各组收/发电路工作与否。

本实施例的连线方法的执行流程如图3步骤所示，包括：

一协商步骤S1，当网络装置300与网络装置400之间要开始建立数据传输的通道时，根据以太网络标准的定义，网络装置300、400的控制器31、41会分别先通过网络线200的第一及第二对线21、22互传一连线脉冲(linkpulse)来确认双方的连线能力，例如利用现有的N-way技术，网络装置300、网络装置400通过连线脉冲传送一连线能力信息给对方，该连线能力信息中可能包括多个代表不同连线能力的一识别码，例如以”0001”代表10Mbps、”0002”代表100Mbps、”0003”代表500Mbps、”0004”代表750Mbps、”0005”代表1Gbps、”0006”代表5Gbps、”0007”代表7.5Gbps、”0008”代表10Gbps等等。

所以，举例来说，若主动网络装置300传送”0003”、”0004”、”0005”、”0006”、”0007”及”0008”给从动网络装置400，而从动网络装置400传送”0003”、”0004”及”0005”给主动网络装置300时，双方根据收到的识别码即可知道彼此的连线能力，并据此协商以彼此都能支持的最高传输速率，例如1Gbps模式连线，同时记录对方能支持的其它连线速率，例如500Mbps及750Mbps。

接着，当双方确定彼此的连线能力后，会执行一线路检测步骤S2，检测网络线200中可以正常连线的对线数；其做法是，主动网络装置300会利用连接至每一接收单元Rx的线检测电路32，发送一检测信号出去，并检测各对线是否有信号反射回来，若是，表示信号无法通过该对线传送出去，因而判定该对线为断线或者是在无法连线的状态。并将各对线的检测结果传给控制器31。

而从动网络装置400的控制器41则会检测是否收到来自各对线21～24的信号，若没有收到某对线的信号，则判定该对线是断线的或者是在无法连线的状态。

因此，藉由上述线路检测步骤S2，网络装置300、400双方的控制器31、41即可以确知网络线200中有几对线是可以用的，所以进行连线步骤S3，控制器31、41根据可用的对线数以及网络装置300、400双方有支持的传输速率，选择一种双方皆可接受的传输速率进行连线。例如若检测结果是只有第四对线24断线，则网络装置300、400双方即可协定通过另外三对线21～23建立连线，以工作在750Mbps(每对线250Mbps)模式，若检测结果是只有第一、二对线21、22正常，则网络装置300、400双方即利用第一、二对线21、22建立连线，以工作在500Mbps(每对线250Mbps)模式。

当然，藉由上述机制，若网络装置300、400最高(即四对线皆连线的情况)可支持10Gbps，则在只有三对线的情况下可以工作在7.5Gbps，而在只有两对线的情况下仍可以工作在5Gbps，而不致于完全无法连线。

因此，藉由在网络装置300、400上另外制定以太网络标准规格以外的连线能力，以及通过网络装置300、400双方的检测机制检测实际可用的网络线对数，可以根据实际可用的对线数，被动地调整网络装置300、400之间的最高连线速率(传输速率)至(可用的对线数/全部的对线数)*两者可支持的最大传输速率，使网络装置300、400即使在连线对数不符以太网络连线标准的规定下(例如只有二对线)，相较于先前技术仅能将传输速率降至仅利用二对线(例如以传输速率10Mbps或100Mbps连线)，仍然可以使网络装置以较高的传输速率(5Gbps)来运作，而解决了现有的网络装置受限于网络线对数不足以及网络标准规格限制而只能连线在最低或较低传输速率或甚至完全无法连线的问题。

此外，当某一或某两对线断路而无法传输数据时，与该断路的对线连接的收/发电路即被闲置，因此其它与未断路的对线连接的收/发电路中的与闲置的收/发电路相关的电路，例如近端串音消除器及远端串音消除器等就可以关闭，以进一步避免不必要的功率消耗。

再者，值得一提的是，当只用2对线或3对线传输数据时，为了让后端的数字信号处理器30、40顺利工作，控制器31、41可以控制闲置的各该组收/发电路中的传送单元Tx传送一虚数据，例如全部为0的数据给对方接收单元Rx，或者由闲置的各该组收/发电路中的接收单元Rx自行产生一虚数据，例如全部为0的数据给后端的数字信号处理器30(40)，或者由控制器31、41将要传送的数据重新分配到其它有用到的那几组收/发电路的传送单元Tx。另外，以网络装置300、400通过RJ45连接器与网络线200的四对线21～24连接为例，RJ45连接器的接脚(pin)数(包括4个传送接脚及4个接收接脚)应与网络装置300、400的传送单元(4个)及接收单元(4个)的数目相对应，也与正常的实体网络线200的线路数目相对应，因此，本发明亦可藉由控制网络装置的对应有问题的传输线路的部分传送单元不工作或不用来传送实质上有意义的信号(请注意，本发明并未排除发送实质上无意义或无效信号)至远端网络装置，以及控制网络装置的对应有问题的传输线路的部分接收单元不工作或不用来接收来自远端网络装置的信号，抑或因应数据流量较低，而控制控制部分传送单元不工作以及控制部分接收单元不工作，来分别解决实体网络线的线路数目不足或网络线的线路数目足够但部分无法正常工作或因数据流量变小而不需要全部的传送单元及接收单元同时工作等问题，藉以分别达到提高可支持的传输速率以及节省功率等目的。

其做法为令各网络装置300、400的RJ45连接器的4个传送针脚分别耦接各网络装置300、400的传送单元Rx，并令各网络装置300、400的RJ45连接器的4个接收针脚分别耦接各网络装置300、400的接收单元Tx，并且当该网络装置300的线检测电路32检测到实体网络线的线路数目不足或网络线的线路数目足够但部分无法正常工作，例如只有3对线路可用时，控制器31则令该4个传送单元Tx中的3个传送单元Tx，通过该4个传送针脚中的3个连接该3对可用线路的传送针脚来传送信号至该另一网络装置400，且网络装置400的该4个接收单元中的3个接收单元Rx，即通过该4个接收针脚中的3个与该3对可用线路连接的接收针脚来接收该另一通讯装置300的信号。

而且，在网络装置300、400建立连线之后，该控制器31可以进一步依据该网络装置300与该另一网络装置400之间的一传输流量，来调整使用传送单元及接收单元的数目，例如若网络装置300、400之间的传输流量下降到只需使用两个传送单元及两个接收单元，控制器31则会关闭原先使用的3个传送单元Tx的其中一个以及3个传送单元Tx的其中一个，以减少功率消耗；或者根据网络装置300、400两者传输流量的不同，例如网络装置300的传送流量大于接收流量，网络装置400的传送流量小于接收流量，则可关闭网络装置300的3个接收单元其中的2个，以及关闭网络装置400的3个传送单元其中的2个，以减少功率消耗。同理，控制器31亦会在检测到传输流量增加时，重新开启原先因为传输流量变小而暂时关闭的传送单元及接收单元来因应增加的传输流量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明的权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (18)

1.一种通讯装置，用来经由一连接器耦接一实体传输线，再经由该实体传输线与另一通讯装置连线，该连接器包含n个传送针脚与m个接收针脚，其中n与m均为不小于2的整数，该通讯装置包含：

n个传送单元，用来分别耦接该n个传送针脚，该n个传送单元中的p个通过该n个传送针脚中的p个以及该实体传输线来传送信号至该另一通讯装置，其中p为小于n的正整数；

m个接收单元，用来分别耦接该m个接收针脚，该m个接收单元中q个通过该m个接收针脚中的q个以及该实体传输线来接收该另一通讯装置的信号，其中q为小于m的正整数；以及

一控制器，用来控制该p个传送单元传送信号至该另一通讯装置以及控制其余该n-p个传送单元不用来传送信号至该另一通讯装置，并用来控制q个接收单元接收该另一通讯装置的信号以及控制其余该m-q个接收单元不用来接收该另一通讯装置的信号；

其中该通讯装置与该另一通讯装置所共同支持的一最大传输速率为每秒S位，该控制器控制该通讯装置运作于一实际最大传输速率每秒X位，该X小于该S；

该通讯装置进一步包含：

一检测器，用来检测该实体传输线的一线路状态，并产生一检测结果；其中该控制器依据该检测结果决定该p与该q的最大值。

2.如权利要求1所述的通讯装置，其中该n等于该m，该p等于该q。

3.如权利要求2所述的通讯装置，其中该X等于(p/n)*S。

4.如权利要求3所述的通讯装置，其中该S为10Giga以及1Giga其中之一。

5.如权利要求2所述的通讯装置，其中该连接器为RJ45连接器，且该n与该m均为4。

6.如权利要求2所述的通讯装置，其是一以太网络通讯装置。

7.如权利要求1所述的通讯装置，其中该控制器进一步依据该通讯装置与该另一通讯装置间的一传输流量来决定该p与该q的值，当该传输流量愈大，该p与该q的至少其中之一的值愈大。

8.如权利要求1所述的通讯装置，其中该控制器依据该通讯装置与该另一通讯装置间的一传输流量来决定该p与该q的值，当该传输流量愈大，该p与该q的至少其中之一的值愈大。

9.如权利要求1所述的通讯装置，其中该控制器控制其余该n-p个传送单元减少功率消耗，并控制其余该m-q个接收单元减少功率消耗。

10.一种有线网络连线方法，应用于一通讯装置，该通讯装置经由一连接器耦接一实体传输线，再经由该实体传输线与另一通讯装置连线，该连接器包含n个传送针脚与m个接收针脚，其中n与m均为不小于2的整数，且该通讯装置中设置n个用来分别耦接该n个传送针脚的传送单元，以及m个用来分别耦接该m个接收针脚的接收单元；该方法包含：

步骤A：控制该n个传送单元中的p个通过该n个传送针脚中的p个以及该实体传输线传送信号至该另一通讯装置，其中p为小于n的正整数；

步骤B：控制该m个接收单元中的q个通过该m个接收针脚中的q个以及该实体传输线接收该另一通讯装置的信号，其中q为小于m的正整数；以及

步骤C：控制该p个传送单元传送信号至该另一通讯装置，以及控制其余该n-p个传送单元不用来传送信号至该另一通讯装置，并控制q个接收单元接收该另一通讯装置的信号，以及控制其余该m-q个接收单元不用来接收该另一通讯装置的信号；其中该通讯装置与该另一通讯装置所共同支持的一最大传输速率为每秒S位，该方法控制该通讯装置运作于一实际最大传输速率每秒X位，该X小于该S；

步骤D：检测该实体传输线的一线路状态，并产生一检测结果，以依据该检测结果决定该p与该q的最大值。

11.如权利要求10所述的有线网络连线方法，其中该n等于该m，该p等于该q。

12.如权利要求11所述的有线网络连线方法，其中该X等于(p/n)*S。

13.如权利要求12所述的有线网络连线方法，其中该S为10Giga以及1Giga其中之一。

14.如权利要求11所述的有线网络连线方法，其中该连接器为RJ45连接器，且该n与该m均为4。

15.如权利要求11所述的有线网络连线方法，其中该通讯装置是一以太网络通讯装置。

16.如权利要求10所述的有线网络连线方法，其进一步包括步骤E：依据该通讯装置与该另一通讯装置间的一传输流量来决定该p与该q的值，当该传输流量愈大，该p与该q的至少其中之一的值愈大。

17.如权利要求10所述的有线网络连线方法，其进一步包括步骤D：依据该通讯装置与该另一通讯装置间的一传输流量来决定该p与该q的值，当该传输流量愈大，该p与该q的至少其中之一的值愈大。

18.如权利要求10所述的有线网络连线方法，在步骤C中，还控制其余该n-p个传送单元减少功率消耗，并控制其余该m-q个接收单元减少功率消耗。

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