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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein verbessertes Datenübertragungsnetzsystem
und insbesondere einen verbesserten LAN-Schalter (local area network,
lokales Netz). Ganz speziell betrifft die vorliegende Erfindung
einen Multiport-LAN-Schalter zum Herstellen einer Datenübertragungsverbindung
zwischen einem Netzadapter und einem Ringleitungsverteiler, einem
Netzadapter und einem anderen Netzadapter oder zwischen einem Ringleitungsverteiler
und einem anderen Ringleitungsverteiler.
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2. Beschreibung der zugrunde
liegenden Technik
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Bei
digitalen Datenübertragungssystemen werden
zusammengesetzte Takt- und Datensignale in binärer Form über solche Medien wie Drähte oder Lichtwellenleiterkabel
vom Sender einer Übertragungsleitung
zu einem Empfänger
dieser Leitung übertragen.
Der Sender und der Empfänger
können in
einem Datenübertragungssystem
jeweils aus einem einzelnen Computer bestehen oder jeweils ein aus
Computern bestehendes lokales Netz (LAN) umfassen. Ein einzelner
Computer oder eine einzelne Station in einem LAN kann sowohl Daten
an andere Stationen in diesem LAN senden als auch Daten von anderen
Stationen empfangen. Die Station schaltet sich in das LAN ein, wenn
sie mit einer anderen Station im LAN Daten austauschen will und
verlässt
das LAN wieder, wenn die Datenübertragung
abgeschlossen ist.
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Das „Token-Ring"-Netz ist eine übliche LAN-Topologie.
Der Token-Ring dient zum Verbinden der an dieses Netz angeschlossenen
Einheiten miteinander. Das Token-Ring-Netz ermöglicht eine unidirektionale
Datenübertragung
zwischen Stationen in einer ringförmigen Schaltung mittels einer
Token-Weiterleitungsprozedur.
Die Ringtopologie ermöglicht
die Weiterleitung der Token von einem zu einer bestimmten angeschlossenen
Einheit, wie zum Beispiel einem Personal Computer, gehörenden Knoten
zu einem anderen Knoten im Ring. Ein zum Senden bereiter Knoten
kann das Token nehmen und anschließend zur Übertragung bestimmte Daten
einfügen.
Wenn ein Knoten oder eine Station Daten empfängt, welche für eine andere
Station im Netz bestimmt sind, muss die empfangende Station diese Daten
so lange über
das LAN zur nächsten
benachbarten Station weiterleiten usw., bis die Daten am vorgesehenen
Ziel angelangt sind. Eine Einheit oder eine Computerstation, welche
auf einen Knoten des Token-Ring zugreifen will, verfügt über einen
Adapter, der physisch mit dem Token-Ring verbunden ist. Diese auf
den Knoten zugreifende Einheit muss eine Prozedur nach einem Standardprotokoll
ausführen, um
Zugriff auf den Token-Ring zu erlangen.
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Eine
Art des Token-Ring verfügt über zwei Datenübertragungsgeschwindigkeiten,
nämlich
4 Mbit/s und 16 Mbit/s. Diese beiden Übertragungsgeschwindigkeiten
werden oft verwendet, wobei oft in einem Netz die Datenübertragungsgeschwindigkeit von
4 Mbit/s und in einem anderen Netz die Datenübertragungsgeschwindigkeit
von 16 Mbit/s verwendet werden kann, während ein Benutzer möglicherweise auf
beide Netze zugreifen will.
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In
vielen LANs werden Ringleitungsverteiler oder Hubs eingesetzt, die
auch unter der Bezeichnung Mehrstationen-Zugriffseinheiten bekannt sind und mehrere
Stationen mit einem einzelnen Netzknoten verbinden können. Diese
Mehrstationen-Zugriffseinheiten
stellen Verbindungen zu jeder einzelnen Station über ein als Anschlusskabel
bezeichnetes vieradriges Kabel her. von einem Ringleitungsverteiler
führen
mehrere Anschlusskabel sternförmig
zu den einzelnen Stationen. Jede Station ist über ihr Anschlusskabel einzeln
mit demjenigen Ringleitungsverteiler physisch verbunden, über welchen
sie auf den Netzknoten zugreifen kann. Sämtliche an einen Ringleitungsverteiler
angeschlossenen Stationen laufen mit derselben Netzgeschwindigkeit
(z. B. 4 Mbit/s). Wenn der Ringleitungsverteiler mit einem Token-Ring-Netz
verbunden ist, positioniert die logische Konfiguration des Netzes
jede mit dem Ringleitungsverteiler verbundene Station an einem separaten
Knoten im Ring. Ein Ringleitungsverteiler kann die an ihn angeschlossenen
Einheiten einzeln mit dem Token-Ring verbinden oder mit anderen
Ringleitungsverteilern verbunden sein, um einen größeren Token-Ring
zu bilden, der aus sämtlichen
an alle Ringleitungsverteiler angeschlossenen Einheiten besteht.
Ein intelligenter Ringleitungsverteiler enthält eine prozessorgesteuerte
Schaltelektronik zum Steuern des Zugriffs auf das Netz.
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Ein
Ringleitungsverteiler wird üblicherweise als „Multi-Station Access Unit" (Mehrstationen-Zugriffseinheit)
oder MAU bezeichnet. Ein solches System wird für den Standard IEEE 802.5 bereitgestellt und
in diesem als „Trunk
Coupling Unit" (Hauptleitungs-Anschlusseinheit)
bezeichnet. Ein Netzadapter oder eine andere Datenübertragungseinheit
wird über
einzelne aus verdrillten Zwillingskabeln bestehende Anschlusskabel
mit einem Anschluss des Ringleitungsverteilers verbunden. Einzelne
identische Anschlusskabel werden zusammengefasst und bilden so einen
kompletten Ringleitungsverteiler. Ein Ringleitungsverteiler kann
zwar unterschiedlich viele Anschlusskabel haben, aber die meisten
Konfigurationen verwenden acht Anschlusskabel, was vorwiegend auf
die physische Größe des Ringleitungsverteilers
des Token-Ring zurückzuführen ist,
der in einen Standardeinschub passt.
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Jeder
an das Netz angeschlossene Computer ist über ein Kabel mit einem entsprechenden
Kabelanschluss des Ringleitungsverteilers verbunden, und der Computer übt über das
Kabel mittels der Phantomsteuerung die Kontrolle über den
Einkopplungs-/Umleitungsmechanismus aus. Die Bezeichnung „Phantom" rührt daher,
dass diese Gleichspannung für
die Weiterleitung der durch den Computer übertragenen Daten transparent
ist. Die angelegte Spannung dient innerhalb des Kabelanschlusses
des Ringleitungsverteilers dazu, die serielle Einkopplung des Computers
in den Ring zu bewirken. Die Stilllegung der Phantomsteuerung löst eine
Auskopplungsaktion aus, durch welche der Computer umgangen und in
einen Schleifen- oder Umlaufzustand versetzt wird.
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Ein
mit dem Netz verbundener Computer enthält eine Netzadapterkarte mit
der erforderlichen Elektronik und Hardware, um sowohl eine Verbindung über ein
Anschlusskabel zu einer MAU herzustellen als auch den Computer in
ein Token-Ring-Netz
einzukoppeln und in diesem zu kommunizieren. Bei den verfügbaren Token-Ring-Adaptern
werden üblicherweise
die Daten über
das Leitungspaar orange/schwarz des Schnittstellenkabels gesendet
und über
das Leitungspaar rot/grün
empfangen. Token-Ring-Adapter
stellen eine direkte Verbindung zu einer MAU, wie zum Beispiel der
IBM® 8228,
her, sodass die MAU Daten über
das Leitungspaar orange/schwarz empfängt und über das Leitungspaar rot/grün sendet.
Der Strom der Phantomsteuerung wird durch den Token-Ring-Adapter
auf dem Leitungspaar orange/schwarz unterstützt, um die Einkopplung des
Computers in den Token-Ring zu
ermöglichen.
Der Strom der Phantomsteuerung hat zwei Funktionen, und zwar das
Erkennen fehlerhafter Leitungen und das Auslösen des Relais in der MAU,
um den Computer seriell mit dem Token-Ring zu verbinden. Somit stellt
der Adapter üblicherweise die
Quelle und die MAU die Senke (Empfänger) der Phantomsteuerung
dar.
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Das
oben beschriebene Token-Ring-Netz ermöglicht jedem Netzadapter, mit
jedem anderen Netzadapter Daten auszutauschen, und dieser Datenaustausch
muss mittels eines Ringleitungsverteilers über das Token-Ring-Netz erfolgen.
Folglich müssen
zwei im LAN benachbarte Computer im Rahmen der begrenzten Bandbreite
des Netzes miteinander kommunizieren, welche durch alle an das Netz angeschlossenen
Adapter in Anspruch genommen wird. Aus zwei Gründen ist es nicht möglich, zwei Netzadapter
direkt miteinander zu verbinden. Erstens könnte zwischen den beiden Netzadaptern überhaupt
keine Kommunikation stattfinden, weil bei den beiden mit dem in
IEEE 802.5 dargelegten Standard konformen Netzadaptern die verdrillten
Sendezwillingsleitungen (orange/schwarzes Paar) und die verdrillten
Empfangszwillingsleitungen (rot/grünes Paar) jeweils untereinander
verbunden wären.
Zweitens sind gegenwärtig
verfügbare
Netzadapter nur in der Lage, als Quelle der Phantomsteuerung zu
dienen, nicht aber als Senke. Wenn ein Adapter eine Datenübertragung
beginnen will, der nicht in der Lage ist, als Senke der Phantomsteuerung
zu dienen, würde
er die Phantomsteuerung für
den empfangenden Adapter bereitstellen, der diese jedoch nicht aufnehmen
kann. Folglich würde
der Adapter mit der Quellenfunktion einen Zustand „Leitungsfehler" erkennen. Nach dem
Erkennen des Zustands „Leitungsfehler" würde der
Adapter die Datenübertragung
automatisch anhalten.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung
bereitzustellen, welche die an die Vorrichtung angeschlossenen Sende-
und Empfangsleitungen von Netzadaptern „kreuzt", um eine direkte Kommunikation zwischen den
Adaptern zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Empfängerseite
der Phantomsteuerung bereitzustellen, damit kein unbeabsichtigter Zustand „Leitungsfehler" erkannt wird, wenn
zwei Netzeinheiten unmittelbar Daten miteinander austauschen. Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine direkte
Kommunikationsverbindung zwischen zwei Netzeinheiten bereitzustellen,
welche nicht nur die bei einer Verbindung über das gesamte Token-Ring-Netz
gemeinsam genutzte, sondern die gesamte Bandbreite des Netzes (zum
Beispiel 16 Mbit/s) zur Verfügung
stellt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Multiport-LAN-Schalter
bereitgestellt, wobei an diesen angeschlossene Netzadapter sowohl
miteinander kommunizieren können
als auch über
einen angeschlossenen Ringleitungsverteiler in ein Token-Ring-Netz eingekoppelt
werden können.
Jeder Anschluss des Multiport-LAN-Schalters verfügt über einen ersten Transformator,
einen zweiten Transformator und ein Schaltsystem. Der erste Transformator hat
eine erste Wicklung, die mit einem ersten Kontakt des Anschlusses
verbunden ist. Der zweite Transformator hat eine erste Wicklung,
die mit einem zweiten Kontakt des Anschlusses verbunden ist. Das
Schaltsystem schaltet in Abhängigkeit
von einem Modussignal in einen Anschlussmodus oder in einen Adaptermodus.
Im Adaptermodus verbindet das Schaltsystem eine zweite Wicklung
des ersten Transformators mit einer Senderschaltung im Anschluss
und eine zweite Wicklung des zweiten Transformators mit einer Empfängerschaltung
im Anschluss. Im Anschlussmodus verbindet das Schaltsystem die zweite Wicklung
des ersten Transformators mit der Empfängerschaltung im Anschluss
und die zweite Wicklung des zweiten Transformators mit der Senderschaltung im
Anschluss.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in jedem Anschluss
des Multiport-LAN-Schalters eine Gleichspannungsquelle enthalten,
welche über
einen ersten Schalter schaltbar mit dem ersten Kontakt des Anschlusses
verbunden ist. Ferner ist in jedem Anschluss ein zweiter Schalter enthalten,
welcher den zweiten Kontakt des Anschlusses in einer ersten Stellung
mit einer Gleichspannungsrückleitung
und in einer zweiten Stellung mit dem ersten Kontakt verbindet.
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Das
oben Dargelegte sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten
Beschreibung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
als typisch angesehenen neuartigen Merkmale der Erfindung werden
in den beiliegenden Ansprüchen
dargelegt. Die Erfindung selbst lässt sich jedoch, ebenso wie
eine bevorzugte Art der Anwendung sowie weitere Aufgaben und Vorteile
der Erfindung, am besten unter Bezug auf die folgende detaillierte
Beschreibung einer veranschaulichenden Ausführungsart in Verbindung mit
den beiliegenden Zeichnungen verstehen, in denen:
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1 ein
Datenübertragungs-
und Netzsystem gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 eine
schematische Darstellung eines Einzelanschlusses des Multiport-LAN-Schalters
der vorliegenden Erfindung in einem Adaptermodus gemäß deren
bevorzugter Ausführungsart
zeigt.
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3 einen
Einzelanschluss des Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung
zeigt, der in einem Anschlussmodus gemäß der bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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4 einen
Standardadapter zeigt, der mit einem Anschluss des in einem Anschlussmodus
gemäß der bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung konfigurierten LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung
verbunden ist.
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5 einen
Anschluss des Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung
zeigt, der zur Verbindung mit der Standard-MAU im Adaptermodus gemäß der bevorzugten
Ausführungsart der
vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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6 in
einem Blockschaltbild schematisch einen Anschluss eines ersten LAN-Schalters
im Adaptermodus und einen Anschluss eines zweiten LAN-Schalters
im Anschlussmodus gemäß der bevorzugten
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ein
Ablaufdiagramm des bevorzugten Verfahrens zum automatischen Ermitteln
des Typs einer angeschlossenen Einheit und zum Konfigurieren des
Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 in
einer Fortsetzung des Ablaufdiagramms von 7 das bevorzugte
Verfahren zum automatischen Ermitteln des Verbindungstyps einer angeschlossenen
Einheit und zum Konfigurieren des Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSART
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Im
Folgenden wird unter Bezug auf die Figuren und insbesondere auf 1 ein
Prinzipblockschaltbild eines Datenübertragungsnetzes beschrieben,
welches einen Multiport-LAN-Schalter
gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet. 1 zeigt ein digitales Datenübertragungsnetzsystem 10,
in das die Multiport-LAN-Schalter (40, 46, 47)
der vorliegenden Erfindung einbezogen sind. Das System 10 umfasst
ein lokales Netz (LAN), das aus einer Vielzahl angeschlossener Einheiten oder
Stationen 12, wie zum Beispiel Personal Computern oder
Workstations, besteht. Die Stationen 12 sind über Ringleitungsverteiler 14 und 44 und
LAN-Schalter 40, 46, 47 untereinander
verbunden. Ein typischer Ringleitungsverteiler kann bis zu 8 angeschlossene
Einheiten aufnehmen und die Netzverbindung zwischen den angeschlossenen
eigenständigen
Einheiten herstellen. Ein Ringleitungsverteiler kann auch an ein Hauptnetz
angeschlossen werden und eine Verbindung zu mehreren Ringleitungsverteilern
herstellen, um ein größeres Netz
zu bilden, das sich über
ein größeres geografisches
Gebiet erstreckt.
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Jede
Station 12 ist durch ein Anschlusskabel, wie zum Beispiel
das Anschlusskabel 22, als Übertragungsmedium über einen
Anschluss 16 mit den Ringleitungsverteilern 14, 44,
wie beispielsweise der MAU IBM® 8228, verbunden. Die
jeweils angeschlossene Einheit oder Station 12 wird mittels
eines in der Station 12 befindlichen Netzadapters (24, 36, 37, 42, 43)
in das Netz eingekoppelt. Der Adapter stellt die direkte Verbindung
zum Anschlusskabel und zu dem Mechanismus her, über welchen jede Station zum
Senden und Empfangen von Daten auf das Netz zugreifen kann, und
enthält
die Hardware und/oder Software, welche zur physischen Verbindung
mit dem Netz und zum Betreiben in diesem Netz erforderlich ist.
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Die
Ringleitungsverteiler 14, 44 stellen die physische
Verbindung zwischen den Anschlüssen 16 her,
damit eine angeschlossene Einheit 12 mit anderen angeschlossenen
Einheiten 12 kommunizieren kann. Die Ringleitungsverteiler 14, 44 sind
intelligente Ringleitungsverteiler mit einer Steuerlogik und Schaltmechanismen
zur Steuerung der Verbindung der verschiedenen Stationen 12,
deren Arbeitsweise dem Fachmann bestens bekannt ist.
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Der
Hauptring 26 verbindet den Ringleitungsverteiler 14 mit
mehreren Ringleitungsverteilern, wie zum Beispiel dem Ringleitungsverteiler 44, welche über das
gesamte Ringnetz in Reihe miteinander verbunden sind. Der Hauptring
kann ein Lichtwellenleiterkabel oder eine andere Art eines bekannten
Datenübertragungsmediums,
wie zum Beispiel ein geschirmtes oder ungeschirmtes verdrilltes
Paar von Kupferdrähten,
umfassen. In jedem Ringleitungsverteiler ist eine Ring-Ein/Ring-Aus-Einheit (RE/RA)
enthalten, welche diesen mit dem Hauptring 26 verbindet.
Die EIN/AUS-Anschlüsse
an den Ringleitungsverteilern 14, 44 sind über den
Hauptring 26 miteinander verbunden und bilden einen Übertragungsring,
in welchem die Daten in Uhrzeigerrichtung durch das Ringnetz wandern.
Dadurch können die
an einen Anschluss 16 angeschlossenen Stationen nicht nur
mit den anderen am Ringleitungsverteiler angeschlossenen Stationen
in Verbindung treten, sondern auch mit anderen Stationen und Servern
des Netzes, die an einen anderen Ringleitungsverteiler, wie zum
Beispiel den Ringleitungsverteiler 44, angeschlossen sind.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsart
wird eine Token-Ring-Topologie
verwendet, um die angeschlossenen Einheiten oder Stationen 12 innerhalb des
LANs miteinander zu verbinden. Das Token-Ring-Netz ermöglicht mittels
einer Token-Weiterleitungsprozedur
eine unidirektionale Datenübertragung
zwischen Stationen in einer ringförmigen Leitung. Durch diese
Ringtopologie können
die Token von einer bestimmten Station 12 zu einer anderen
an denselben Ringleitungsverteiler 14 angeschlossenen Station 12 oder
zu einer anderen an den Ringleitungsverteiler 44 angeschlossenen
Station 12 weitergeleitet werden. Eine zum Senden bereite
Station 12 kann das Token nehmen und anschließend Daten
zur Übertragung über das
Netz einfügen.
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Bei
dem bevorzugten Token-Ring-Netz handelt es sich um ein Token-Ring-Netz
nach dem Standard IEEE 802.5 und insbesondere um das IBM® Token-Ring
Network, welches den einzelnen Stationen eine Peer-to-Peer-Konnektivität mit hoher
Bandbreite ermöglicht.
Das IBM® Token-Ring
Network kann bei einer Datenrate von entweder 4 Mbit/s oder 16 Mbit/s arbeiten
und unterstützt
bis zu 260 Stationen je Ring. Das IBM® Token-Ring
Network verwendet einen differenziellen Manchester-Code, ein digitales
Codierungsverfahren, bei welchem jede Bitperiode in zwei komplementäre Hälften aufgeteilt
wird, um digitale Basisband-Wellenformen zu codieren. Ein Übergang zu
Beginn der Bitperiode wird durch eine binäre „0" und das Fehlen eines Übergangs
zu Beginn einer Bitperiode durch eine binäre „1" dargestellt. Dem Fachmann ist natürlich klar,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung in der bevorzugten Ausführungsart
eines Token-Ring-Netzes beschränkt ist,
sondern in jedem digitalen Datenübertragungssystem
oder Datenübertragungsnetzsystem
eingesetzt werden kann.
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Wenn
eine angeschlossene Station oder Einheit 12 auf das Netz
zugreifen will, veranlasst sie ihren Netzadapter durch Starten einer „Phase
0" des Adaptereinkopplungsprozesses
mit der Anschlusseinkopplung zu beginnen. Während dieser Phase sendet der
Netzadapter Datenpakete an seine eigene Adresse, um zu ermitteln,
ob die Anschlussleitung und die Sende- und Empfangsschaltlogik ordentlich funktionieren.
Während
dieser Phase werden deshalb alle Datenpakete durch den Ringleitungsverteiler
wieder zum Adapter zurückgeführt, sodass
dieser wieder genau das über
die Anschlussleitung empfängt,
was er gesendet hat, wenn die Verbindung in Ordnung ist.
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Nach
Beendigung der Phase 0 geht der Netzadapter zur „Phase 1" über,
indem dieser einen Phantom-Steuerstrom an die Anschlussleitung anlegt.
Der Anschluss 16 des Ringleitungsverteilers erkennt den
angelegten Strom und sendet eine Unterbrechung „Phantomsteuerung erkannt" an die (nicht gezeigte)
CPU des Ringleitungsverteilers, welche den jeweiligen Ringleitungsverteiler 14, 44 steuert. Durch
diese Unterbrechung „Phantomsteuerung
erkannt" wird diejenige
Anschlussleitung gekennzeichnet, die sich in das Netz einkoppeln
will. Sofern dies nicht bereits durch die Netzverwaltung geschieht,
aktiviert die CPU ein mit dem Anschluss 16 in Reihe geschaltetes
Relais, um die betreffende Station mit dem Netz zu verbinden. Alternativ
können
einige Ringleitungsverteiler (z. B. die MAU IBM® 8228)
nicht intelligent sein und nicht über eine CPU verfügen oder überhaupt
nicht mit Strom versorgt werden. Bei dieser Art von Ringleitungsverteiler
wird durch den Phantom-Steuerstrom ein Kondensator geladen, der dann
ein im Ringleitungsverteiler befindliches Relais betätigt, um
den angeschlossenen Adapter einzukoppeln.
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LAN-Schalter
sind in der Datenübertragungs-
und Netztechnik bekannt und sorgen für die Datenübertragung zwischen Einheiten
oder LAN-Segmenten, die an Mehrfachanschlüsse des LAN-Schalters angeschlossen sind. Ein „LAN-Segment" kann als eine Gruppe
von Knoten definiert werden, bei welcher alle Knoten dieselbe Bitübertragungsschicht
des Referenzmodells OSI (Open System Interconnection, Kommunikation
offener Systeme) verwenden. Um zwei Einheiten oder LAN-Segmente
miteinander zu verbinden, aktiviert der LAN-Schalter einen Knoten
in einem LAN-Segment, um eine Verbindung zu einem Knoten in einem
anderen LAN-Segment herzustellen. Normalerweise empfängt der
LAN-Schalter Daten von einem Knoten in einem LAN-Segment und leitet
diese Daten zu einem anderen LAN-Segment weiter, in welchem sich
ein Ziel-Knoten befindet. Die vorliegende Erfindung wird in einer
bevorzugten Ausführungsart
in einem Multiport-LAN-Schalter wie dem LAN-Schalter 40 realisiert.
Der IBM® 8272
Token Ring Switch ist ein Beispiel für einen derzeit erhältlichen
LAN-Schalter, in dem die vorliegende Erfindung realisiert werden kann.
Obwohl sich die Beschreibung der vorliegenden Erfindung auf die
Realisierung in einem LAN-Schalter
bezieht, ist dem Fachmann klar, dass die vorliegende Erfindung auf
andere Arten von Datenübertragungseinheiten,
einschließlich
einer „Brücke" (Bridge), eines „Routers" (Leitwegrechner)
oder eines „Gateways", angewendet werden
kann.
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Der
Anschluss eines LAN-Schalters führt mehrere
Funktionen aus. Und zwar stellt der Anschluss eines LAN-Schalters
die Medienzugriffssteuerung (Media Access Control, MAC) und die
Bitübertragungsschicht
(Physical Layer, PHY) bereit, die zum Herstellen der Verbindung
zu einer am Anschluss angeschlossenen Einheit und zur Datenübertragung
dorthin erforderlich sind. Außerdem
führt der
Anschluss des LAN-Schalters
die aktuelle Statistik, einschließlich der durch den Anschluss
gelangenden intakten und fehlerhaften Datenpakete und seines Betriebszustands. „Fehlerhaft" sind solche Datenpakete,
in denen Fehler enthalten sind. Der Anschluss führt außerdem auch Adressentabellen,
in denen die Adressen derjenigen Knoten aufgeführt sind, die mit anderen Anschlüssen des
Multiport-LAN-Schalters verbunden sind. Der Anschluss führt nicht
nur solche Adressentabellen, sondern enthält auch eine Schaltlogik zum
Ermitteln und Auswählen
eines Zielanschlusses. Der Anschluss enthält auch Pufferspeicher zum
Puffern (Zwischenspeichern) der ankommenden und/oder abgehenden
Datenpakete. Diese Pufferung kann dann nötig sein, wenn ein Zielanschluss „besetzt" (ausgelastet) ist oder
wenn die Übertragungsrate
der ankommenden Datenpakete die Kapazität des Zielanschlusses übersteigt.
Und schließlich
stellt der Anschluss eines LAN-Schalters eine Schnittstellenlogik
für den
Zugriff auf das „Schaltnetz" bereit. Als Schaltnetz
wird das Leitungssystem bezeichnet, über welches die Daten von einem
zu einem anderen Anschluss transportiert werden. Ein solches Schaltnetz
kann aus einem Hochgeschwindigkeitsbus oder aus einem Kreuzschienenschalter
bestehen.
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Der
Netzadapter 42 ist mit dem Anschluss a und der Netzadapter 43 mit
dem Anschluss b des LAN-Schalters 40 verbunden. Die MAU 44 ist über die
Anschlussleitung 32 mit dem Anschluss c des LAN-Schalters 40 verbunden.
Außerdem
sind zwei LAN-Schalter 40 und 46 über den
Anschluss d des LAN-Schalters 40 und den Anschluss e des LAN-Schalters 46 miteinander
verbunden. Der LAN-Schalter 40 ist auch über seinen
Anschluss e mit dem Anschluss e des LAN-Schalters 47 verbunden.
Alle oben genannten Verbindungen des Multiport-LAN-Schalters 40 zum
Ringleitungsverteiler, zu den Netzadaptern und den Schaltern werden
durch ein verdrilltes Standardzwillingskabel hergestellt, welches
mit dem Standard IEEE 802.5 konform ist.
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Die
LAN-Schalter 40, 46 und 47 fungieren
als Hochgeschwindigkeitsbrücken,
wie sie in der Datenübertragungs- und Netztechnik
bekannt sind. Ein LAN-Schalter kann zwei beliebige an seinen Anschlüssen anliegende
Einheiten miteinander verbinden und so eine Datenübertragungsverbindung
zwischen beiden herstellen. Der LAN-Schalter kann einen angeschlossenen
Adapter mit einem anderen angeschlossenen Adapter, einen angeschlossenen Adapter
mit einem angeschlossenen Ringleitungsverteiler oder einen angeschlossenen
Adapter mit einem angeschlossenen LAN-Schalter verbinden. Der LAN-Schalter
stellt auch eine Verbindungsleitung zwischen zwei angeschlossenen
Ringleitungsverteilern oder zwei angeschlossenen LAN-Schaltern bereit.
Der LAN-Schalter ermöglicht
die Verbindung lokaler Schleifen, Kanäle oder Ringe, indem er die Schaltungen
abgleicht und für
eine korrekte Datenübertragung
sorgt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist jeder Anschluss des LAN-Schalters für den passenden Betriebsmodus
konfiguriert, also entweder für
einen Anschlussmodus oder einen Adaptermodus. Im „Anschlussmodus" ist der LAN-Schalter
so konfiguriert, dass er Daten ordentlich senden und empfangen und einen
Phantom-Steuerstrom
aufnehmen kann. Im „Adaptermodus" ist der Anschluss
des LAN-Schalters so konfiguriert, dass er Daten ordentlich senden und
empfangen und einen Phantom-Steuerstrom bereitstellen kann. In 1 sind
die Anschlüsse
a und b des LAN-Schalters 40 im Anschlussmodus konfiguriert,
damit Daten von den Netzadaptern 42 bzw. 43 empfangen
und an diese gesendet werden können. Der
Anschluss c des LAN-Schalters 40 ist im Adaptermodus konfiguriert,
damit dieser LAN-Schalter 40 Daten zur MAU 44 senden
und von ihr empfangen kann.
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Wenn
beispielsweise der Netzadapter 42 in das Token-Ring-Netz
eingekoppelt wird, muss es für ihn
den Anschein haben, als wäre
er mit einem Anschluss einer MAU verbunden. Somit müssen die
Anschlüsse
a und b des LAN-Schalters 40 so konfiguriert werden, dass
sie wie ein Anschluss einer MAU aussehen. Entsprechend muss es für die MAU 44 so aussehen,
als wäre
sie direkt mit einem Adapter verbunden. Folglich muss der Anschluss
c des LAN-Schalters 40 so konfiguriert werden, dass er
einen Adapter emuliert. Wenn sich der Netzadapter 42 in
den Token-Ring einkoppeln will und eine Datenübertragung startet, stellt
der LAN-Schalter 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Senke für
den Phantom-Steuerstrom dar. Um die Datenübertragung zwischen dem Netzadapter 42 und
dem Netzadapter 36 zu ermöglichen, wird deshalb gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung ein Anschluss des LAN-Schalters in den
Adaptermodus und der andere in den Anschlussmodus versetzt, wodurch
die Datenübertragung
zwischen Anschluss d des LAN-Schalters 40 und Anschluss
e des LAN-Schalters 46 möglich wird.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Einzelanschlusses des Multiport-LAN-Schalters
der vorliegenden Erfindung. Der Anschluss in 2 ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart der
vorliegenden Erfindung in einem Adaptermodus konfiguriert. Wenn
das mit der Norm IEEE 802.5 konforme Standardkabel eine Verbindung
zwischen einer Einheit und dem Anschluss herstellt, wird ein erster
Anschlusskontakt 50 mit dem verdrillten Leitungspaar schwarz/orange
und ein zweiter Anschlusskontakt 52 mit dem verdrillten
Leitungspaar rot/grün
verbunden. Der erste Anschlusskontakt 50 ist mit einer ersten
Wicklung des Transformators 58 und der zweite Anschlusskontakt 52 mit
einer ersten Wicklung eines zweiten Transformators 60 verbunden.
Eine zweite Wicklung des ersten Transformators 58 und eine
zweite Wicklung des zweiten Transformators 60 sind mit
dem Relais 62 verbunden. Auch die Senderschaltung 54 und
die Empfängerschaltung 56 sind mit
dem Relais 62 verbunden.
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Zum
Anschluss gehören
auch die Senderschaltlogik 54 und die Empfängerschaltlogik 56,
welche Sende- bzw. Empfangsfunktionen ausführen, die zur Unterstützung der
Konnektivität
und der Datenübertragung
zu jeder möglichen
angeschlossenen Einheit einschließlich der Netzadapter, der
MAUs und anderer LAN-Schalter
erforderlich sind. Das Relais 62 sorgt als eine Funktion
der „Relaissteuerung 3" für die elektrische
Verbindung zwischen den Schaltungen 54 und 56 sowie
den Transformatoren 58 und 60. Die „Relaissteuerung
3" legt das Relais 62 auf
die in 2 gezeigten Kontakte, wenn sich der Anschluss
im Adaptermodus befindet. Wenn die „Relaissteuerung 3" den Adaptermodus
anzeigt, verbindet das Relais 62 die Senderschaltung 54 mit
dem ersten Transformator 58 und die Empfängerschaltung 56 mit
dem zweiten Transformator 60. Wenn die „Relaissteuerung 3" den Anschlussmodus
anzeigt, verbindet das Relais 62 gemäß 3 die Senderschaltung 54 elektrisch
mit dem zweiten Transformator 60 und die Empfängerschaltung 56 mit
dem ersten Transformator 58.
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In 2 ist
eine (nicht gezeigte) Phantom-Gleichspannungsquelle
mit den Schaltern 64 verbunden, die durch die „Relaissteuerung
1" gesteuert werden.
Die Schalter 64 verbinden die beiden Pole der Phantom-Gleichspannungsquelle
mit der ersten Wicklung des ersten Transformators 58, damit der
Phantom-Steuerstrom vom ersten Kontakt des Anschlusses auf der verdrillten
Zwillingsleitung schwarz/orange zur angeschlossenen Einheit fließen kann.
Außerdem
muss ein im Adaptermodus konfigurierter Anschluss eine Rückleitung
für den
Phantom-Steuerstrom über
den zweiten Anschlusskontakt 52 bereitstellen. Die Schalter 66 werden
durch die „Relaissteuerung
2" gesteuert und
so geschaltet, dass die erste Wicklung des zweiten Transformators 60 an
Masse liegt, wenn sich der Anschluss im Adaptermodus befindet.
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Bei
einer alternativen bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung ist ein Optokoppler 69 in Reihe in die Rückleitung
geschaltet. Das Ausgangssignal des Optokopplers 69 zeigt (durch
die Anwesenheit oder das Fehlen der Phantomsteuerung) an, ob sich
der Anschluss im Adaptermodus oder im Anschlussmodus befindet. Wenn
der Anschluss im Anschlussmodus konfiguriert ist, zeigt der Optokoppler 69 an,
dass der Strom über
die Rückleitung
zurückfließt.
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3 zeigt
einen gemäß der bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung im Anschlussmodus konfigurierten Anschluss
eines Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung. Wie oben
beschrieben befindet sich das Relais 62 im Anschlussmodus
durch die „Relaissteuerung
3" in einer Kreuzungskonfiguration,
um die Senderschaltung 54 mit dem zweiten Transformator 60 und
die Empfängerschaltung 56 mit
dem ersten Transformator 58 zu verbinden. Bei der „Relaissteuerung
1" gibt es offene Schalter 64,
welche die Phantom-Gleichspannungsquelle
vom ersten Anschlusskontakt 50 trennen, sodass der Phantom-Steuerstrom
nicht fließen
kann, solange sich der Anschluss im Anschlussmodus befindet. Außerdem sind
die Schalter 66 durch die „Relaissteuerung 2" so geschaltet, dass
die ersten Wicklungen der Transformatoren 58 und 60 (über die
Widerstände 68)
miteinander verbunden sind und eine Rückleitung (d. h. Masse) für den über die
verdrillte Zwillingsleitung schwarz/orange von der angeschlossenen
Einheit fließenden
Phantom-Steuerstrom bereitgestellt wird.
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Aus
der obigen Beschreibung ist zu ersehen, dass die vorliegende Erfindung
in der Lage ist, an allen Anschlüssen
entweder einen Netzadapter oder einen Ringleitungsverteileranschluss
zu emulieren. Wenn ein Netzadapter emuliert wird, liefert der Anschluss
des LAN-Schalters
den Phantom-Steuerstrom und sendet die Daten über die verdrillte Zwillingsleitung
schwarz/orange, und stellt auf der verdrillten Zwillingsleitung
rot/grün
einen Masseanschluss für
den Phantom-Steuerstrom zur Verfügung und
empfängt über diese
Leitung die Daten. Wenn ein Ringleitungsverteileranschluss emuliert
wird, empfängt
der Anschluss des LAN-Schalters die Daten über die verdrillte Zwillingsleitung
schwarz/orange und sendet die Daten über die verdrillte Zwillingsleitung
rot/grün.
Außerdem
stellt der Anschluss des LAN-Schalters in diesem Anschlussmodus
eine elektrische Gleichstromverbindung zwischen dem ersten und dem
zweiten Anschlusskontakt her, um über die verdrillte Zwillingsleitung
rot/grün
eine Rückleitung für den fließenden Phantomstrom
bereitzustellen.
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In
den 4 bis 6 sind drei schematische Blockschaltbilder
gezeigt, welche jeweils einen Anschluss des LAN-Schalters der vorliegenden
Erfindung je nach der angeschlossenen Einheit entweder im Adaptermodus
oder im Anschlussmodus zeigen. 4 zeigt
einen Standardadapter, der gemäß der bevorzugten
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung mit einem im Anschlussmodus konfigurierten Anschluss
des Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung verbunden
ist. Der Standardadapter beinhaltet eine Senderschaltung 70,
eine Empfängerschaltung 72 und
die Transformatoren 74 und 76. Da sich der Anschluss
des LAN-Schalters
im Anschlussmodus befinden muss, damit er sich mit einem Standardadapter
verständigen
kann, ist das Relais 62 richtig „quer darübergelegt", damit die Senderschaltung 70 mit
der Empfängerschaltung 56 und
die Senderschaltung 54 mit der Empfängerschaltung 72 verbunden
ist. Außerdem
sind die Schalter 66 so geschaltet, dass sie die ersten
Wicklungen der Anschlusstransformatoren 58 und 60 miteinander
verbinden und so eine Rückleitung
für den
Phantom-Steuerstrom bereitstellen.
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5 zeigt
einen Anschluss eines LAN-Schalters gemäß einer bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung, der zur Verbindung mit einer Standard-MAU
im Adaptermodus konfiguriert ist. Im Adaptermodus sind die Schalter 64 geschlossen,
um der Standard-MAU über
die verdrillte Zwillingsleitung einen Phantom-Steuerstrom zur Verfügung zu
stellen. Von der MAU wird der Phantom-Steuerstrom über die
verdrillte Zwillingsleitung rot/grün und die Schalter 66 wieder
zur Masse zurückgeleitet.
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6 zeigt
in einem schematischen Blockschaltbild gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der
vorliegenden Erfindung einen Anschluss eines ersten LAN-Schalters
der vorliegenden Erfindung im Adaptermodus und einen Anschluss eines
zweiten LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung im Anschlussmodus.
Dabei sind die beiden LAN-Schalter der vorliegenden Erfindung im
Gegensatz zu den LAN-Schaltern nach dem Stand der Technik nicht über ein „gekreuztes", sondern über ein
Standardkabel miteinander verbunden.
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Dem
Fachmann ist bekannt, dass es sich bei einem LAN-Schalter um ein
intelligentes Bauelement mit Möglichkeiten
zur Datenverarbeitung, einschließlich der Ermittlung eines
Zielknotens für
ein Datenpaket, auf der Grundlage der zusammen mit den Daten empfangenen
Adressdaten und der Übertragung
der empfangenen Daten zu dem mit dem Zielknoten verbundenen Anschluss
handelt. Im Folgenden wird beschrieben, dass der LAN-Schalter der
vorliegenden Erfindung automatisch den Typ der an jedem seiner Anschlüsse angeschlossenen
Einheiten ermittelt und dann diese Anschlüsse entweder im Anschlussmodus
oder im Adaptermodus konfiguriert, damit eine ordentliche Kommunikation
zwischen allen angeschlossenen Einheiten zustande kommt. Dieses Leistungsmerkmal
weist folgende Vorteile auf: 1) Alle Kabel haben dieselbe Polarität (d. h.
es werden keine gekreuzten Kabel benötigt), und 2) es sind keine
manuellen Eingriffe erforderlich (z. B. die Installation von Spezialkabeln
oder das Einstellen der Schalter zum Konfigurieren der Anschlüsse). Insgesamt
schlagen sich die Vorteile in einer billigeren und zuverlässigeren
Installation und Wartung nieder.
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Somit
besteht ein weiteres Merkmal des Anschlusses des LAN-Schalters der vorliegenden
Erfindung in seiner Fähigkeit,
den Typ der mit dem Anschluss verbundenen Einheit automatisch zu
ermitteln und den Anschluss mit dem geeigneten Betriebsmodus zu
konfigurieren, der zur Herstellung der Kommunikation mit dieser
Einheit erforderlich ist. Zum Beispiel sind bei einer Verbindung
zwischen einem LAN-Schalter und einem zweiten LAN-Schalter zwischen
den beiden Schalteranschlüssen
entgegengesetzte Sende- und Empfangspolaritäten erforderlich (d. h., einer
befindet sich im Anschlussmodus und der andere im Adaptermodus).
Das im Folgenden beschriebene Verfahren erkennt den angeschlossenen
LAN-Schalter und konfiguriert den Anschluss in geeigneter Weise,
damit die Kommunikation mit dem angeschlossenen LAN-Schalter zustande kommt.
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Der
Anschluss ist auch in der Lage zu ermitteln, ob es sich bei einem
angeschlossenen Adapter oder LAN-Schalter um eine Halbduplex- oder
eine Vollduplexeinheit handelt. In 1 ist beispielsweise der
Adapter 42 ein Halbduplexadapter (Halfduplex, HDX) und
der Adapter 43 ein Vollduplexadapter (Fullduplex, FDX).
Ferner ist der LAN-Schalter 47 ein FDX-Schalter und der
LAN-Schalter 46 ein HDX-Schalter. Die Token-Ring-Bezeichnung Halbduplex
(HDX) bezieht sich auf das im Standard IEEE 802.5 definierte normale
Tokenweiterleitungs-Zugriffsprotokoll.
Der Begriff Vollduplex (FDX) bezieht sich auf das derzeit im Standard
IEEE 802.5 definierte Sendeprotokoll für den Sofortzugriff. Der FDX-Betrieb
beruht auf einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Einheiten
und verwendet keine Token. Im FDX-Modus kann jede Einheit zu jedem
Zeitpunkt senden und empfangen (d. h., ohne auf ein Token zu warten).
Ein Verfahren im FDX-Betrieb für
ein Token-Ring-Netz
wird beschrieben in „Token-Ring
16/4 Adapter with Full Duplex Switching Mode." von Strole, N., Christensen, K., Noel,
F. und Zeisz, R., IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 37, Nr.
04A, S. 617–618,
April 1994.
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In
jedem Anschluss eines LAN-Schalters befindet sich ein (nicht gezeigter)
Token-Ring-Controller einschließlich
der Vollimplementierung der Medienzugriffssteuerung (MAC) und der
Bitübertragungsschicht
(PHY). Außerdem
ist in jedem Token-Ring-Controller
eine (nicht gezeigte) Zentraleinheit (CPU) enthalten, die als Anschluss-CPU
bezeichnet wird. Die Anschluss-CPU steuert die Ermittlung des Verbindungstyps
und führt
dann die Einkopplung der angeschlossenen Einheit durch, indem sie
den Anschluss des LAN-Schalters im entsprechenden Betriebsmodus
konfiguriert. Der Anschluss des LAN-Schalters wird durch Bestätigung eines oder
mehrerer Modussignale und insbesondere der Relaissteuersignale 1–3 in der
Weise konfiguriert, die oben bei der Konfigurierung im Adaptermodus
oder im Anschlussmodus beschrieben wurde. Dieser Prozess wird im
Folgenden ausführlich
in Verbindung mit den 7–8 beschrieben.
Somit gibt es zwei mögliche
Konfigurationen für
einen Anschluss im Adaptermodus (FDX- oder HDX-Adapter) und zwei mögliche Konfigurationen
für einen
Anschluss im Anschlussmodus (FDX- oder HDX-Anschluss).
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In
den 7–8 wird
ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung zum automatischen Ermitteln des Typs
einer angeschlossenen Einheit und zum Konfigurieren eines Anschlusses
des Multiport-LAN-Schalters der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In 7 beginnt der Prozess mit Schritt 100,
in welchem die Anschluss-CPU den Zeitgeber T(passiv) startet. Dieser
Zeitgeber steuert den zeitlichen Verlauf des passiven Erkennungsmodus. Die
Gesamtdauer T(passiv) wird über
einen Zufallszahlengenerator ermittelt und liegt im Bereich zwischen
3 und 3,2 Sekunden. Durch die Verwendung eines Zufallszahlengenerators
wird sichergestellt, dass sich zwei miteinander verbundene Anschlüsse eines
LAN-Schalters nicht immer gleichzeitig im selben passiven Erkennungsmodus
befinden können und
folglich einer der beiden versuchen wird, in den anderen einzukoppeln.
Ferner wird in Schritt 100 der Schalteranschluss in den
Anschlussmodus versetzt.
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In
Schritt 105 wird ermittelt, ob T(passiv) abgelaufen ist.
Wenn T(passiv) abgelaufen ist, geht der Prozess weiter zu Schritt 145 (siehe 8),
der durch den Buchstaben A gekennzeichnet ist. Wenn T(passiv) noch
nicht abgelaufen ist, geht der Prozess weiter zum Entscheidungsblock 110,
wo ermittelt wird, ob ein FDX-Datenpaket empfangen wurde. Wenn dies
der Fall ist, wird der Anschluss des LAN-Schalters in Schritt 115 als
FDX-Anschluss geöffnet
(d. h. konfiguriert). wenn in Schritt 110 kein FDX-Datenpaket
empfangen wurde, ermittelt der Anschluss des LAN-Schalters in Schritt 120,
ob durch eine angeschlossene Einheit ein Phantom-Steuerstrom bestätigt wurde.
Wenn in Schritt 120 kein Phantom-Steuerstrom gefunden wurde,
geht der Prozess weiter zu Schritt 105. Der Phantom-Steuerstrom
kann durch einen Sensor, wie zum Beispiel den in 2 gezeigten
Optokoppler 69, nachgewiesen werden. Wenn eine der Entscheidungen
in Schritt 110 oder 120 positiv ist, versucht
sich die angeschlossene Einheit an den Anschluss anzukoppeln.
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Wenn
in Schritt 120 der Phantom-Steuerstrom gefunden wird, hat
der Anschluss ermittelt, dass an den Anschluss ein Adapter oder
ein Anschluss eines LAN-Schalters im Adaptermodus angeschlossen
ist. Der Prozess geht weiter zu Schritt 125, wo der Anschluss
ein FDX-Datenpaket von der Senderschaltung 54 über die
verdrillte Zwillingsleitung rot/grün zur Empfängerschaltung der angeschlossenen
Einheit sendet. Außerdem
wird in Schritt 125 ein Zeitgeber T(Antw) gestartet. Der
Zeitgeber T(Antw) liefert eine Zeitspanne, während der der Anschluss des
LAN-Schalters auf eine Rücksendung
eines FDX-Registrierungs-Datenpakets
wartet. Bei einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung beträgt
der Wert von T(Antw) 800 ms.
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Dann
geht der Prozess weiter zu Schritt 130, wo der Anschluss
auf ein durch den angeschlossenen Adapter oder Schalter zu sendendes
FDX-Datenpaket wartet. Wenn ein FDX-Datenpaket empfangen wird, wird
der Anschluss des LAN-Schalters in Schritt 115 als FDX-Anschluss
geöffnet
(d. h. konfiguriert). Wenn in Schritt 130 kein FDX-Datenpaket
empfangen wurde und der Zeitgeber T(Antw) in Schritt 135 noch
nicht abgelaufen ist, springt der Prozess wieder zurück zu Schritt 130,
wo der Anschluss weiter darauf wartet, dass vom angeschlossenen
Adapter ein FDX-Datenpaket gesendet wird. Wenn der Zeitgeber T(Antw)
abgelaufen ist, geht der Prozess weiter zu Schritt 140,
wo der Anschluss des LAN-Schalters als HDX-Anschluss geöffnet (d.
h. konfiguriert) wird. Ebenso sendet der Anschluss in Schritt 140 ein
Ringlösch-Datenpaket.
Das Lösch-Datenpaket ist ein
durch den Standard IEEE 802.5 definiertes MAC-Datenpaket, das zum
Löschen
aller Datenpakete oder Token in einem bestimmten Ringabschnitt dient.
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In 8 wird
in der Fortsetzung des Ablaufdiagramms von 7 das Verfahren
zum automatischen Ermitteln des Verbindungstyps einer angeschlossenen
Einheit und zum Konfigurieren des Anschlusses des LAN-Schalters
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wenn der Prozess weiter geht
zu Schritt 145 (durch den Buchstaben A gekennzeichnet),
nachdem der Zeitgeber T(passiv) in Schritt 105 abgelaufen
ist, wird ein Umlaufzeitgeber T(Umlauf) gestartet. Bei einer bevorzugten
Ausführungsart
beträgt
der Wert von T(Umlauf) 30 ms. Ferner wird in Schritt 145 das
Relais 62 des Anschlusses des LAN-Schalters in die ungekreuzte
Stellung bzw. den Adaptermodus gebracht und durch den Anschluss
ein im Standard IEEE 802.5 definiertes MAC-Datenpaket DAT (Duplicate Address Test,
Doppeladressenprüfung)
gesendet.
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Dann
wartet der Anschluss in Schritt 150 auf alle Arten von
Datenpaketen, die durch seine Empfängerschaltung empfangen werden
sollen. Wenn kein Datenpaket empfangen wird, springt der Anschluss
so lange wieder zurück
zum Schritt 150, bis in Schritt 155 der Zeitgeber
T(Umlauf) abgelaufen ist, und der Prozess springt wieder zurück zu Schritt 100 (durch
den Buchstaben B gekennzeichnet). Wenn vor Ablauf des Zeitgebers
T(Umlauf) ein Datenpaket empfangen wurde, geht der Prozess weiter
zu Schritt 160, wo ein Fehlerzeitgeber T(Fehler) gestartet
(bei einer bevorzugten Ausführungsart
beträgt
der Wert von T(Fehler) 10 bis 15 s) und vom Anschluss (durch Schließen der
Schalter 64) ein Phantom-Steuerstrom angelegt wird, wodurch
auf der verdrillten Zwillingsleitung schwarz/orange ein Phantom-Steuerstrom bestätigt wird.
Wenn der Zeitgeber T(Fehler) in Schritt 165 noch nicht
abgelaufen ist, ermittelt der Anschluss in Schritt 170,
ob schon ein Datenpaket eines beliebigen Typs empfangen wurde. Wenn
noch kein Datenpaket empfangen wurde, geht der Prozess zurück zu Schritt 165.
Wenn ein Datenpaket empfangen wurde, ermittelt der Anschluss in
Schritt 175, ob es sich dabei um ein FDX-Datenpaket handelt.
wenn es ein FDX-Datenpaket ist, sperrt der Anschluss in Schritt 180 den
Phantom-Steuerstrom und öffnet
(d. h. konfiguriert) im FDX-Adaptermodus. Wenn in Schritt 175 festgestellt
wird, dass es kein FDX-Datenpaket ist, muss es sich bei dem angeschlossenen
Anschluss um einen HDX-Anschluss handeln. In diesem Fall sperrt
der Anschluss des LAN-Schalters in Schritt 185 den Phantom-Steuerstrom
und öffnet
(d. h. konfiguriert) als HDX-Adapter.
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Wenn
der Fehlerzeitgeber T(Fehler) in Schritt 165 abgelaufen
ist, bevor der Anschluss ein Datenpaket empfangen hat, geht der
Prozess weiter zu Schritt 190 und ermittelt dort, ob ein
Leitungsfehler gefunden wurde. Wenn ein Leitungsfehler vorliegt (zum
Beispiel, wenn ein Kabel nicht mit dem Anschluss verbunden ist),
verfügt
der Phantom-Steuerstrom nicht über
eine Rückleitung,
sodass ein Fehler erkannt wird. Wenn in Schritt 190 ein
Fehler gefunden wird, geht der Prozess wieder zurück zu Schritt 100 (durch
den Buchstaben B gekennzeichnet). Wenn in Schritt 190 kein
Fehler gefunden wird, geht der Prozess weiter zu Schritt 185,
wo der Phantom-Steuerstrom ausgeschaltet und der Anschluss als HDX-Adapter
geöffnet
(d. h. konfiguriert) wird.
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Zusammenfassend
ist zu sagen, dass der LAN-Schalter der vorliegenden Erfindung in
der Lage ist, an jedem seiner eigenen Anschlüsse entweder einen Netzadapter
oder einen Anschluss eines Ringleitungsverteilers zu emulieren.
Wenn ein Netzadapter emuliert wird, legt der Anschluss des LAN-Schalters den Phantom-Steuerstrom
an die verdrillte Zwillingsleitung schwarz/orange an und sendet
Daten über diese,
und empfängt über die
verdrillte Zwillingsleitung rot/grün Daten und stellt durch diese
den Masseanschluss für
den Phantom-Steuerstrom bereit. Wenn der Anschluss eines Ringleitungsverteilers emuliert
wird, empfängt
der Anschluss des LAN-Schalters Daten über die verdrillte Zwillingsleitung
schwarz/orange und sendet Daten über
die verdrillte Zwillingsleitung rot/grün. Außerdem stellt der Anschluss
des LAN-Schalters im Anschlussmodus eine elektrische Gleichstromverbindung
zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlusskontakt her, um für den Phantom-Steuerstrom
eine Rückleitung über die
verdrillte Zwillingleitung rot/grün bereitzustellen.
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Obwohl
die Erfindung insbesondere unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsart
dargestellt und beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass man
an der Form und im Detail zahlreiche Änderungen vornehmen kann, ohne
vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.