專利名稱：100baset以太網(wǎng)的容錯模式的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般來說涉及以太網(wǎng)，且更特定來說，涉及100BaseT以太網(wǎng)的故障模式。
背景技術：
當前，存在眾多的以太網(wǎng)電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)標準。一些實例為針對數(shù)種不同類型的發(fā)射媒體(即，雙絞線)列 舉及描述的lOBaseT、100BaseT及l(fā)OOOBaseT。不過，具體來說，除了許多工業(yè)應用以外，雙絞線的100BaseT (其由IEEE 802. 3u描述且出于所有目的特此以引用方式并入本文)已基本上廢棄不用而采用較高速度標準(即，lOOOBaseT)。換句話說，100BaseT仍廣泛用于工業(yè)以太網(wǎng)。由于100BaseT的市場有限且相對小，因此即使存在若干問題，也一直存在非常少的開發(fā)。舉例來說，在工業(yè)環(huán)境中，以太網(wǎng)電纜易遭嚴重濫用，此意味著對電纜的損壞的可能性較高。此外，以太網(wǎng)功能的中斷及對這些電纜的替換可各自為非常昂貴的。因此，需要一種容忍電纜損壞的在100BaseT連接上操作的系統(tǒng)。常規(guī)系統(tǒng)的一些實例描述于以下各案中:第7, 587，181號美國專利；第2004/0213170號美國專利公開案；及第2008/0253356號美國專利公開案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實例性實施例提供一種設備。所述設備包括發(fā)射路徑；接收路徑；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其耦合到所述發(fā)射路徑；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其耦合到所述接收路徑；及媒體相關接口(MDI)，其耦合到所述DAC及所述ADC，其中所述MDI適于接納第一雙絞線及第二雙絞線以便在100BaseT連接上提供通信，且其中當已檢測到所述第一及第二雙絞線中的一者中的故障時，所述MDI進入容錯模式，且其中在所述容錯模式中，在有效雙絞線上創(chuàng)建全雙工100BaseT鏈路，且其中所述有效雙絞線為所述第一及第二雙絞線中的不具有所述故障的一者。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例,所述MDI為媒體相關接口交叉開關(MDIX)。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述設備進一步包括回波消除器，其耦合到所述發(fā)射路徑及所述接收路徑；及混合電路，其耦合到所述DAC及所述ADC。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述MD I通過確定在預定周期內(nèi)半/全雙工100BaseT鏈路是否失效來檢測所述第一及第二雙絞線中的一者是否具有所述故障。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，在所述容錯模式中，所述MDI在所述有效雙絞線上執(zhí)行同步。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，提供一種方法。所述方法包括檢測耦合于第一單元與第二單元之間的第一雙絞線及第二雙絞線中的一者中是否存在故障；確定所述第一及第二雙絞線中的哪一者為有效雙絞線；及在所述有效雙絞線上建立半/全雙工100BaseT鏈路。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述檢測步驟進一步包括通過確定在預定周期內(nèi)半雙工100BaseT鏈路是否失效來檢測所述第一雙絞線及第二雙絞線中的一者是否具有故障。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述方法進一步包括將所述第一及第二單元配置為主單元及從單元；及使所述主與從單元同步。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述配置步驟進一步包括所述第一及第二單元中的每一者隨機進入到發(fā)射時隙及接 收時隙中的一者中；針對所述發(fā)射時隙，所述第一及第二單元中的至少一者在所述發(fā)射時隙的第一部分內(nèi)保持靜默；針對所述發(fā)射時隙，所述第一及第二單元中的至少一者在所述發(fā)射時隙的第二部分內(nèi)發(fā)射信號，其中所述發(fā)射時隙的所述第二部分跟在所述發(fā)射時隙的所述第一部分之后；針對所述發(fā)射時隙，所述第一及第二單元中的至少一者在所述發(fā)射時隙的第三部分內(nèi)保持靜默；針對所述接收時隙，所述第一及第二單元中的至少一者檢測空閑突發(fā)；界定接收路徑上的所檢測的所發(fā)射空閑的最小時間周期以便聲明小于所述發(fā)射時隙的發(fā)射周期的二分之一的空閑突發(fā)的識別；及將主單元設定為所述第一及第二單元中的首先檢測到所述空閑突發(fā)的一者。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述建立步驟進一步包括借助所述主單元的發(fā)射路徑發(fā)射一組連續(xù)空閑；訓練所述主單元的回波消除器；及訓練所述從單元的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述建立步驟進一步包括訓練所述從單元的至少一部分；在所述訓練所述從單元的至少一部分的步驟之后，借助所述從單元的發(fā)射路徑發(fā)射一組連續(xù)空閑；訓練所述從單元的回波消除器；及訓練所述主單元的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，提供一種設備。所述設備包括第一單元，其具有第一發(fā)射路徑；第一接收路徑；第一 DAC，其耦合到所述發(fā)射路徑；第一 ADC，其耦合到所述接收路徑；及第一 MDI，其耦合到所述第一 ADC及所述第一 DAC;第一雙絞線，其耦合到所述第一 MDI ;第二雙絞線，其耦合到所述第一 MDI ;第二單元，其具有第二發(fā)射路徑；第二接收路徑；第二 DAC，其耦合到所述發(fā)射路徑；第二 ADC，其耦合到所述接收路徑；及第二 MDI，其耦合到所述第二 DAC及所述第二 ADC，其中所述第二 MDI耦合到所述第一及第二雙絞線以便在100BaseT連接上提供與所述第一單元的通信，且其中當已檢測到所述第一及第二雙絞線中的一者中的故障時，所述第一及第二 MDI進入容錯模式，且其中在所述容錯模式中，在有效雙絞線上創(chuàng)建全雙工100BaseT鏈路，且其中所述有效雙絞線為所述第一及第二雙絞線中的不具有所述故障的一者。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述第一及第二 MDI中的每一者分別進一步包括第一 MDIX 及第二 MDIX。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述第一單元進一步包括第一回波消除器，其耦合到所述第一發(fā)射路徑及所述第一接收路徑；及第一混合電路，其耦合到所述第一 DAC及所述第一 ADC。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述第二單元進一步包括第二回波消除器，其耦合到所述第二發(fā)射路徑及所述第二接收路徑；及第二混合電路，其耦合到所述第二 DAC及所述第二 ADC。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述MD I通過確定在預定周期內(nèi)半/全雙工100BaseT鏈路是否失效來檢測所述第一及第二雙絞線中的一者是否具有所述故障。
根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述第一及第二 MDI將所述第一及第二單元配置為主單元及從單元并使所述主與從單元同步。根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例，所述第一及第二 MDI中的每一者將所述主單元設定為所述第一及第二單元中的首先檢測到空閑突發(fā)的一者。


參考附圖來描述實例性 實施例，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例的系統(tǒng)的實例的框圖；且圖2到4是圖解說明圖I的系統(tǒng)的主及從單元的分辨率的時序圖。
具體實施例方式在圖I中，一般來說，參考編號100標示根據(jù)本發(fā)明的實例性實施例的系統(tǒng)的實例。一般來說，系統(tǒng)100為具有單元102-1及102-2的以太網(wǎng)系統(tǒng)，單元102-1及102-2經(jīng)由100BaseT連接在雙絞線104-1及104-2上彼此通信。通常，雙絞線104-1及104-2可為類別5或CAT5電纜。由于此100BaseT連接，雙絞線104-1及104-2上的100BaseT鏈路在正常操作下為物理半雙工鏈路。一般來說，單元102-1及102-2還與其相應的媒體無關接口 (MII) 120-1 及 120-2 通信。這些單元102-1及102-2中的每一者包含使得100BaseT物理層(PHY)能夠在發(fā)生故障時使用容錯模式重新建立100BaseT鏈路的數(shù)個子組件(其可包含于單個集成電路或IC上)。特定來說，單元102-1及102-2分別包括媒體相關接口(MDI)或媒體相關接口交叉開關(MDIX) 106-1及106-2、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC) 108-1、發(fā)射或TX路徑110-1及110-2、回波消除器112-1及112-2、混合電路114-1及114-2、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 116-1及116-2、接收或RX路徑118-1及118-2。任選地，針對其中雙絞線104-1及104-2的長度較短(通常小于IOm)的應用，可省略混合電路114-1及114-2，因為所發(fā)射信號的相對強度比回波大得多。在操作中，即使雙絞線104-1及104-2中的一者中存在故障，系統(tǒng)100也可采用容錯模式來維持100BaseT鏈路。故障的實例為斷裂及減小的信噪比(SNR)。或者，所述故障可為用戶對使用雙絞線104-1及104-2作為備用設備的選擇。一般來說，在與物理半雙工100BaseT鏈路一起操作時，系統(tǒng)100通過檢測雙絞線104-1及104-2中的一者中的故障來進行此操作。一旦檢測到故障，系統(tǒng)100便可在剩余的有效雙絞線(不具有故障的雙絞線104-1或104-2)上建立全雙工100BaseT鏈路。在雙絞線104-1或104-2上建立全雙工100BaseT鏈路之前，存在應實現(xiàn)的數(shù)個準貝U。首先，應存在用于單元102-1及102-2的單個時鐘以便大體維持與所接收的數(shù)據(jù)相比具有恒定相位延遲的回波響應以允許較簡單的數(shù)字最小均方(LMS)且一般使單元102-1及102-2以主/從配置操作。其次，單元102-1及102-2內(nèi)的濾波器應收斂。為了符合鏈路建立的IEEE標準(即，IEEE 802. 3u)且能夠進入容錯模式，系統(tǒng)100采用鏈路定時器(具有通常大約幾毫秒的預定周期或持續(xù)時間)來進行測量。一般來說，在通電期間或在發(fā)生故障的情況下，啟動鏈路定時器。本質(zhì)上，每當發(fā)生鏈路失效時，可啟動鏈路定時器。在鏈路定時器的此周期期間，MDI 106-1及/或106-2可嘗試重新建立鏈路。如果不能在所述周期過去之前建立鏈路，那么MDI 106-1及/或106-2假定雙絞線104-1及104-2中的一者中存在故障且確立有效雙絞線。一旦確立了有效雙絞線104-1或104-2，則系統(tǒng)100便將單元102_1及102_2配置為主單元及從單元。為此，單元102-1及102-2(即，MDI 106-1及106-2)中的每一者在鏈路定時器到期之后首先隨機進入到發(fā)射時隙或接收時隙中。在發(fā)射時隙內(nèi)，MDI 106-1及/或106-2大體在發(fā)射時隙的中間發(fā)射信號，而在發(fā)射時隙的剩余部分內(nèi)保持靜默。在接收時隙內(nèi)，MDI 106-1及/或106-2收聽以找出對應于在發(fā)射時隙內(nèi)從另一MDI 106-1及/或106-2發(fā)射的信號的所接收能量的空閑突發(fā)。將接收空閑突發(fā)的第一 MDI 106-1或106-2的單元102-1或102-2識別為主單 元，而將另一單元102-1或102-2識別為從單元。由于單元102-1及102-2中的每一者隨機進入到發(fā)射時隙或接收時隙中，因此采用算法(其描述于圖2到4的時序圖中)來大體確保識別出主單元及從單元。首先轉(zhuǎn)到圖2，一個單元(舉例來說，單元102-1進入發(fā)射時隙，而另一單元(舉例來說，單元102-2)進入接收時隙。如所展示，在鏈路失效之后，從單元102-1發(fā)射信號且所述信號由單元102-2接收以便檢測空閑突發(fā)。因此，針對此情況，將單元102-2識別為主單元，而將單元102-1識別為從單元。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，單元102-1及102-2兩者在鏈路失效之后進入接收時隙。如所展示，單元102-1及102-2進入接收時隙的時序為不同的，因此單元102-1及102-2中的每一者在發(fā)射時隙與接收時隙之間交替。針對此情況，在單元102-1及102-2中的每一者在發(fā)射時隙與接收時隙之間的一個交替之后，將單元102-1識別為主單元，而將單元102-2識別為從單元。轉(zhuǎn)到圖4，單元102-1及102-2兩者在鏈路失效之后再次進入接收時隙。不過，圖3與圖4之間的差異為在兩個交替之后，單元102-1及102-2均不被識別為主單元，因此在第二交替之后，單元102-2隨機進入時隙中的一者，其中檢測空閑突發(fā)以便將單元102-2識別為主單元且將單元102-1識別為從單元。最后，轉(zhuǎn)到圖5，在鏈路失效之后，單元102-1及102-2兩者再次進入接收時隙。然而，此處，單元102-2檢測第一空閑突發(fā)存在失效，因為所述空閑突發(fā)小于單元102-1發(fā)射信號的周期的二分之一。由于突發(fā)周期一般將大于在接收時隙中檢測突發(fā)的經(jīng)界定時間周期的大小的兩倍的事實，此失效致使單元102-1隨機進入發(fā)射時隙，其中單元102-1檢測空閑突發(fā)。因此，將單元102-1識別為主單元，而將單元102-2識別為從單元。在識別主單元及從單元之后，使單元102-1與102-2同步。連續(xù)空閑發(fā)射(從一個單元102-1或102-2發(fā)射到另一者的連續(xù)信號)由從單元接收。在檢測到連續(xù)空閑發(fā)射之后，從單元即刻等待預定周期(大約幾毫秒)以使主單元的回波消除器112-1或112-2收斂，在如此操作時，從裝置訓練其均衡器(符號間干擾或ISI消除)。在使主與從單元同步的情況下，系統(tǒng)進入到啟動階段中。在第一啟動階段中，主單元的發(fā)射路徑110-1或110-2提供連續(xù)空閑發(fā)射，同時訓練主單元的回波消除器112-1或112-2。另外，在此第一啟動階段中，從單元的發(fā)射路徑110-1或110-2保持靜默，同時訓練從單元的部分(即，在接收路徑112-1或112-2內(nèi))(均衡器)。在第二啟動階段中，主單元的發(fā)射路徑110-1或110-2提供連續(xù)空閑發(fā)射，同時訓練主單元的部分(即，在接收路徑112-1或112-2及MDI 106-1或106-2內(nèi))(均衡器)。另外，在此第二啟動階段中，從單元的發(fā)射路徑110-1或110-2提供連續(xù)空閑發(fā)射，同時訓練從單元的回波消除器112-1或112-2。另外，在此第二啟動階段中，主單元訓練接收路徑118-1或118-2(均衡器)。因此，借助容錯模式，系統(tǒng)100能夠在故障或失效的情況下在雙絞線104-1及104-2中的一者上提供物理全雙工100BaseT鏈路。本文打算涵蓋具有在實例性實施例的上下文中所描述的特征或步驟中的一者或一者以上的不同組合(具有所有此些特征或步驟或者僅其中的一些)的實施例。所屬領域的技術人員將了解，在所主張發(fā)明的范 圍內(nèi)還可能有許多其它實施例及變化形式。
權利要求
1.一種設備，其包括 發(fā)射路徑； 接收路徑； 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC，其耦合到所述發(fā)射路徑； 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，其耦合到所述接收路徑 '及 媒體相關接ロ MDI，其耦合到所述DAC及所述ADC，其中所述MDI適于接納第一雙絞線及第ニ雙絞線以便在100BaseT連接上提供通信，且其中當已檢測到所述第一及第ニ雙絞線中的一者中的故障時，所述MDI進入容錯模式，且其中在所述容錯模式中，在有效雙絞線上創(chuàng)建物理全雙エ100BaseT鏈路，且其中所述有效雙絞線為所述第一及第ニ雙絞線中的不具有所述故障的一者。
2.根據(jù)權利要求I所述的設備，其中所述MDI為媒體相關接ロ交叉開關MDIX。
3.根據(jù)權利要求I所述的設備，其中所述設備進ー步包括 回波消除器，其耦合到所述發(fā)射路徑及所述接收路徑；及 混合電路，其耦合到所述DAC及所述ADC。
4.根據(jù)權利要求I所述的設備，其中所述MDI通過確定在預定周期內(nèi)半雙エ100BaseT鏈路是否失效來檢測所述第一及第ニ雙絞線中的一者是否具有所述故障。
5.根據(jù)權利要求4所述的設備，其中在所述容錯模式中，所述MDI在所述有效雙絞線上執(zhí)行同步。
6.ー種方法，其包括 檢測耦合于第一單元與第二單元之間的第一雙絞線及第ニ雙絞線中的一者中是否存在故障； 確定所述第一及第ニ雙絞線中的哪ー者為有效雙絞線；及 在所述有效雙絞線上建立全雙エ100BaseT鏈路。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述檢測步驟進一歩包括通過確定在預定周期內(nèi)半/全雙エ100BaseT鏈路是否失效來檢測所述第一雙絞線及第ニ雙絞線中的一者是否具有故障。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述方法進ー步包括 將所述第一及第ニ単元配置為主單元及從單元；及 使所述主單元與從單元同步。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中所述配置步驟進一歩包括 所述第一及第ニ単元中的每ー者隨機進入到發(fā)射時隙及接收時隙中的一者中； 針對所述發(fā)射時隙，所述第一及第ニ単元中的至少ー者在所述發(fā)射時隙的第一部分內(nèi)保持靜默； 針對所述發(fā)射時隙，所述第一及第ニ単元中的至少ー者在所述發(fā)射時隙的第二部分內(nèi)發(fā)射信號，其中所述發(fā)射時隙的所述第二部分跟在所述發(fā)射時隙的所述第一部分之后； 針對所述發(fā)射時隙，所述第一及第ニ単元中的至少ー者在所述發(fā)射時隙的第三部分內(nèi)保持靜默，其中所述發(fā)射時隙的所述第三部分跟在所述發(fā)射時隙的所述第二部分之后； 針對所述接收時隙，所述第一及第ニ単元中的至少ー者檢測空閑突發(fā)；界定接收路徑上的所檢測的所發(fā)射空閑的最小時間周期以便聲明小于所述發(fā)射時隙的發(fā)射周期的二分之一的空閑突發(fā)的識別 '及 將主單元設定為所述第一及第ニ単元中的首先檢測到所述空閑突發(fā)的ー者。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述建立步驟進一歩包括 借助所述主單元的發(fā)射路徑發(fā)射ー組連續(xù)空閑； 訓練所述主單元的回波消除器；及 訓練所述從單元的至少一部分。
11.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述建立步驟進一歩包括 訓練所述從單元的至少一部分； 在所述訓練所述從單元的至少一部分的步驟之后，借助所述從單元的發(fā)射路徑發(fā)射一組連續(xù)空閑； 訓練所述從單元的回波消除器；及 訓練所述主單元的至少一部分。
12.—種設備,其包括 第一単元，其具有 第一發(fā)射路徑； 第一接收路徑； 第一 DAC，其耦合到所述發(fā)射路徑； 第一 ADC，其耦合到所述接收路徑 '及 第一 MDI，其耦合到所述第一 ADC及所述第一 DAC ； 第一雙絞線，其耦合到所述第一 MDI ； 第二雙絞線，其耦合到所述第一 MDI ;及 第二単元，其具有 第二發(fā)射路徑； 第二接收路徑； 第二 DAC，其耦合到所述發(fā)射路徑； 第二 ADC，其耦合到所述接收路徑 '及 第二 MDI，其耦合到所述第二 DAC及所述第二 ADC ； 其中所述第二 MDI耦合到所述第一及第ニ雙絞線以便在100BaseT連接上提供與所述第一単元的通信； 其中當已檢測到所述第一及第ニ雙絞線中的一者中的故障時，所述第一及第ニ MDI進入容錯模式； 其中在所述容錯模式中，在有效雙絞線上創(chuàng)建物理全雙エ100BaseT鏈路；且 其中所述有效雙絞線為所述第一及第ニ雙絞線中的不具有所述故障的一者。
13.根據(jù)權利要求12所述的設備，其中所述第一及第ニMDI中的每ー者分別進一歩包括第一 MDIX及第ニ MDIX。
14.根據(jù)權利要求12所述的設備，其中所述第一単元進ー步包括 第一回波消除器，其耦合到所述第一發(fā)射路徑及所述第一接收路徑；及 第一混合電路，其耦合到所述第一 DAC及所述第一 ADC。
15.根據(jù)權利要求14所述的設備，其中所述第二単元進ー步包括第二回波消除器，其耦合到所述第二發(fā)射路徑及所述第二接收路徑；及 第二混合電路，其耦合到所述第二 DAC及所述第二 ADC。
16.根據(jù)權利要求15所述的設備，其中所述MDI通過確定在預定周期內(nèi)半雙エ100BaseT鏈路是否失效來檢測所述第一及第ニ雙絞線中的一者是否具有所述故障。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述第一及第ニMDI將所述第一及第ニ単元配置為主單元及從單元并使所述主單元與從單元同步。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述第一及第ニMDI中的每ー者將所述主単元設定為所述第一及第ニ単元中的首先檢測到空閑突發(fā)的一者。
全文摘要
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，其使得能夠在不進行昂貴的修復且不失效的情況下使用以太網(wǎng)電纜內(nèi)的剩余且基本上未損壞的雙絞線來維持100BaseT連接。一種所描述的設備包括耦合到發(fā)射路徑(110)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC(108)及耦合到接收路徑(118)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(116)。媒體相關接口MDIX(106)耦合到所述DAC及所述ADC，且適于接納第一雙絞線(104-1)及第二雙絞線(104-2)以在100BaseT以太網(wǎng)連接上進行通信。當檢測到雙絞線故障時，所述MDIX進入容錯模式，其中在不具有所述故障的有效雙絞線上創(chuàng)建物理全雙工100BaseT鏈路。
文檔編號H04L12/28GK102754391SQ201080063447
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權日2010年2月11日
發(fā)明者奧倫·沙利塔, 紹洛米·柴金克 申請人:德州儀器公司