CN102918809B

CN102918809B - 网络和扩展单元以及运行网络的方法

Info

Publication number: CN102918809B
Application number: CN201180026055.4A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·拜尔; 哈拉尔德·卡尔; 迈克尔·怀尔丁
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2031-05-23
Also published as: RU2012157096A; CN102918809A; US20130138996A1; DE102010029301B4; EP2577917A1; BR112012029987A2; DE102010029301A1; EP3024180A1; RU2536370C2; US8959386B2; WO2011147759A1

Abstract

本发明涉及一种网络（3），特别是以太网-网络，其包括作为网络部件的至少两个网络组件（4A，4B），这两个网络组件通过网络传输线路（2）彼此连接。根据本发明，为了延长其有效距离，在网络传输线路（2）中布置至少一个具有两个外部端口（A，B）的扩展单元（1），其中，扩展单元（1）将网络传输线路（2）在其端口（A，B）中的一个上的故障转发给紧接着的网络部件（网络组件4B或者4A）的端口（B或者A）。此外，本发明还涉及一种扩展单元（1）和一种用于运行网络（3）的方法。

Description

网络和扩展单元以及运行网络的方法

技术领域

本发明涉及一种网络，特别是以太网-网络。该网络包括作为网络部件的至少两个网络组件，这两个网络组件通过网络传输线路彼此连接。此外，本发明还设计一种用于延长网络传输线路的有效距离的扩展单元和一种用于运行网络的方法。

背景技术

随着对于来源于办公通信领域的网络技术，例如以太网、令牌环（TokenRing）、ATM和其它技术在工业自动化领域中的使用程度不断增加，通过此类网络技术使终端设备形成价格低廉的网络具有越来越重要的意义。

在办公通信的网络技术中，联网通常通过节点（所谓的Hub，Switch）实现，星形的点-对-点-连接从这些节点出发到达单个的终端设备。对于在工业领域中的应用而言，这是存在弊端的，因为在工业领域中，通常存在的是大于100m的长距离的线形结构。

在长度大于100m的不同的应用中，无法将玻璃纤维作为网络-或者传输线路（在网络术语中也称为链接（Link）或者路径（Pfad））来使用。其原因可能在于网络传输线路内部的插头，甚至也可能存在污染的危险。不使用玻璃纤维的另一个原因是所谓的混合电缆被越来越多地使用，即网络传输线路与其它线路一起集成在一个共同的电缆中。该混合电缆在以太网传输装置的终点之间可能会脱离或者中断。玻璃纤维电缆在此存在一个缺点，即两个玻璃纤维之间的连接易损坏且易受到抑制，并且难以当场建立。

玻璃纤维同样无法在以太网-列车-总线（Ethernet-Train-Bus）中使用。它将跨越车厢的以太网网络系统的网络组件连接起来。其中，网络组件被布置为彼此相距好几百米。网络传输线路通常是混合电缆的部件并且被引导经过多个插座连接器。

在使用所谓的双绞线线路（Twisted-Pair-Leitung）时，受抑制的问题和信号损耗的问题只能通过这样的方式解决，即最迟在100m之后嵌入一个以太网-中继器（Ethernet-Repeater）或者以太网-交换机（Ethernet-Switch），该中继器或者交换机重新产生发射信号。中继器由于其简单的构造易于安装、成本低廉并且不需要设置参数或者进行配置。

当对以太网传输介质-以太网传输线路-提出冗余要求时，中继器便会出现问题。在这一情况下使用冗余协议，例如快速生成树协议RSTP(RapidSpannningTreeProtocol)或者介质冗余协议MRP（MediaRedundancyProtocol）。所有协议均遵循一个共同的基本原理，即它们仅激活所有现有的网络连接中的一定数目的连接，从而使所有的网络参与者构成一个拓扑树，也就是说，在网络中的任意两个网络参与者之间正好有一条传输渠道或者-路径。所有其它现有的冗余的网络连接处于非主动的或者被动的模式中，也就是说，不通过它们进行数据传输。只有冗余协议的消息交换是通过这些被动端口进行的。

在冗余的网络中所使用的网络组件或者-部件（如以太网-交换机、以太网-中继器、网络传输线路）必须支持相应的冗余协议。为了能够在主动的网络连接发生故障时尽可能迅速地切换到其它的网络连接上，对网络传输线路（也被称为以太网-链接）的故障进行探测。在网络传输线路发生故障后，以太网-交换机对网络重新进行再配置，从而使得拓扑树再次形成。在对网络传输线路进行再配置的同时，另外还通过发送循环的电报来监控网络连接的完整性。但是由于这些电报仅仅大约每100ms才发送一次，因此基于这些电报不能够实现快速的切换，当数据传输即使在主动的网络连接中也不能进行时（例如在以太网-交换机-ASIC中有故障），它们仅被用作应急方案。

在使用以太网-中继器或者以太网-交换机时存在这样的问题，即当网络传输线路发生故障时，或者当网络组件中的某一个部件的端口上的链接发生故障时，网络传输线路在网络组件的其它端口上仍保持主动，也就是说，发生故障的网络传输线路的网络连接未被转发。由此阻碍了将网络传输线路的故障以信号的方式传输至具有冗余功能的紧接着的网络组件并且进而妨碍了迅速切换。唯一的解决方案是，针对以太网-交换机使用具有冗余功能的网络组件。但是由于冗余部件的数量较多，这便会十分昂贵。此外，用于参数化和配置的成本高昂。在一个具有冗余功能的网络中，网络组件的数量也受到用于冗余协议的标准的限制。

US6870814B1公开了一种网络，其为了延长有效距离而包括扩展单元，借助于该扩展单元在网络中识别出连接故障，并且可将消息在识别出连接故障的情况下发送到网络中。

由US7126908B1公开了一种用于在通讯网络中保护防止在传输渠道上出现故障的方法。该网络由节点和网络传输线路组成。节点可以将多个光学连接线路彼此连接。

US2009/0136233A1公开了一种光学网络，其为了延长有效距离而具有至少一个扩展单元，该扩展单元，其将网络传输线路在其外部端口上的故障转发给监测-和控制网络。

WO99/62229A1公开了一种用于电信网络中的无线接口的终端。该终端包括转发装置和与转发装置连接的传输装置，该转发装置用于接收来自计算机网络的以太网数据包并且用于对以太网数据包进行转发，传输装置用于从转发装置接收以太网数据包并且用于经过无线接口传输以太网数据包。

发明内容

因此，本发明的目的在于，这样进一步开发此类网络和用于运行网络的此类方法，从而使得当网络传输线路中的一个发生故障时，即使传输距离较大，也能够更容易地并且以较低的费用实现快速并且安全地切换。此外，本发明还以此目的为基础，即说明一种用于网络的网络传输线路的扩展单元，在网络传输线路发生故障时，该扩展单元可以在网络中快速切换。

根据本发明，该目的关于网络方面的内容通过权利要求1中所述的特征实现。根据本发明，该目的关于扩展单元方面的内容通过权利要求10中所述的特征实现。根据本发明，该目的关于运行网络的方法方面的内容通过权利要求15中所述的特征实现。

本发明的有利的进一步设计方案在从属权利要求中进行说明。

网络，特别是以太网-网络，包括作为网络部件的至少两个网络组件，这些网络组件通过网络传输线路彼此连接。根据本发明，为了延长其有效距离而在网络传输线路中布置至少一个具有两个外部端口的扩展单元，其中，该扩展单元确定网络传输线路在其端口中的一个上的故障并将这一故障转发给紧接着的网络部件、特别是紧接着的扩展单元或者网络组件的一个端口。

在此，对网络传输线路的故障的转发会一直进行，直至其在具有冗余功能的网络部件的端口处被接收。通过将网络传输线路的故障或者链接在扩展单元的端口上的故障这样转发给紧接着的网络部件的端口，直至具有冗余功能的网络部件的端口，其中紧接着的网络部件例如中继器、其它的扩展单元、如终端设备的网络组件，可以实现对冗余协议的快速切换。此外，对网络传输线路的故障的转发与网络内部所使用的冗余协议无关地进行。由于所有的冗余协议在网络传输线路发生故障之后自动地开始切换，免去了花费巨大的参数化、配置或者花费巨大的冗余协议识别。

另外一个优点在于，由于扩展单元（也被称为链接扩展装置（LinkExtender））的构造简单，其不具有冗余功能并且与所使用的冗余协议无关，所以没有增加具有冗余功能的网络部件的数量。

为了使本发明更加明晰，以下将网络传输线路或者网络连接的故障表示为链接故障。

为了能够简单地实现扩展单元并且将其集成至网络中，扩展单元的外部端口借助于硬接线的连接电路彼此连接。这使得即使当网络中的扩展单元的数量较少时也能够使用这些扩展单元。

为了能够简单地参数化并且建立端口的特别灵活并且通用的连接电路，扩展单元包括可电子编程的电路。扩展单元例如可以包括一个所谓的现场可编程门阵列（FPGA）或者电子可编程逻辑器件（EPLD）或者交换机-连接件。

对于链接故障的转发的一个可能的实施例提出，网络传输线路在扩展单元的端口中的一个上发生故障时，该扩展单元的另一个端口去激活。通过这样的方式，例如当与一个网络组件或者紧接着的终端设备相距几公里时，链接故障由一个扩展单元的延伸至紧接着的扩展单元。链接故障的这种简单传输的优点在于，无论网络中的网络组件具有或者不具有冗余功能，它都能够与所使用的冗余协议无关地在网络中进行，并且是符合标准的。其中可忽略由识别链接故障所造成的延迟。

扩展单元的另一个端口优选地可以这样去激活，即关闭发生故障的端口的物理层装置（PhysicalLayerDevice），或者将其切换至睡眠-模式，或者借助于物理层装置切换网络传输线路。

替换方案是，当发生链接故障时，在扩展单元在其端口中的一个上产生至少一个报警电报并且将其发送给下游的或者接收的网络部件的端口。在此，所有其它的网络传输线路或者链接可以保持不变。也就是说，该报警电报仅通过认出链接故障的扩展单元或者网络部件来发出。

有利地，当在扩展单元的端口中的一个上认出链接故障时，该扩展单元将反方向的另一个端口切换至预先设定的故障模式，产生至少一个报警电报，并且将其发送给在反方向上在端口下游的网络部件的端口。由此便将链接故障也转发并报告给反方向的网络部件。

为了识别故障地点，即链接故障的起始位置，接收报警电报的网络部件有利地产生至少一个具有故障位置标记的报警电报并且将其发送给下游的或者接收的网络部件的端口。该故障位置标记例如以简单的方式通过距离计数器实现。在此，该报警电报包括一个计数器。从首先识别链接故障的网络部件或者扩展单元开始，每个继续接收的网络部件使计数器增加数值一。由此，接收具有故障位置标记的报警电报的网络部件能够快速并且安全地确定扩展单元之间的故障地点或者故障位置。

有利地这样配置网络，即：或者使扩展单元的另一个端口去激活，或者发送报警电报。在此，扩展单元这样设计，即借助于简单的开关功能能够从端口去激活和发送报警电报这两个功能中选择其中的一个功能。

对于扩展单元的简单的实施方式而言，可通过网络传输线路提供电能。可替换的或者附加的是，可由终端设备自身向扩展单元提供电能。

根据本发明的、用于延长网络传输线路在网络中的有效距离的扩展单元包括至少两个外部端口，这些端口能够通过硬接线的连接电路这样彼此连接，从而可确定并发出网络传输线路在端口中的一个上的故障。这种根据本发明可以简单地将多个扩展单元在未来的、或者已有的网络中的实施用于将网络连接的有效距离从几百米延长直至几公里。

为了将电流分隔，扩展单元在其输入端-和输出端侧对于每根数据线路均分别包括一个分隔件，例如变压器。

为了使扩展单元能够与网络的冗余协议或者-功能无关、并且为了使其简单地实现，扩展单元在两个分隔件之间包括两个物理层装置（简称为PHY），物理层装置具有布置在其间的可电子编程的电路，例如FPGA或者EPLD。

为了借助于发送报警电报实现链接故障的转发选择权，可电子编程的电路、例如FPGA，对于每个数据线路均包括一个电报-发生器和控制器。当识别出链接故障时，借助于电报-发生器自动地产生具有或者不具有故障位置标记的报警电报并且将其经过数据线路发出。控制器用于识别链接故障和控制电报-发生器、电报发送以及对网络传输线路、特别是其数据线路的切换。

一个可替换的实施方式提出，扩展单元包括具有微控制器（Microcontroller）的交换机-连接件（Switch-ASIC）。类似于用于转发在端口中的一个上的链接故障的FPGA-PHY-解决方案，扩展单元的受控制的Switch-ASIC-解决方案使扩展单元的另一个端口去激活或者产生并发送报警电报。

相应地，为了在供电发生故障以及/或者扩展单元的有缺陷的部件发生故障时切换网络传输线路，在输入端-和输出端侧，旁通-线路设置并联于网络传输线路的每根数据线路。切换通过借助于控制器对切换件进行控制而实现。为了识别扩展单元的部件中的一个的故障，该扩展单元具有至少一个故障识别装置。切换部件在输入端侧布置在每个数据线路中的分隔件之前，而在输出端侧布置在每个数据线路中的分隔件之后。

由此提高了网络的可使用性，因为这使得网络能够进一步运行。旁通-电路是可选的，在线形网络结构中具有重要意义。

附图说明

本发明的实施例随后通过附图详细地进行说明。在此示出：

图1示意性地在具有局部分解图的框图中示出了用于在没有链接故障的网络中延长有效距离的、用于网络传输线路的扩展单元，

图2示意性地在具有局部分解图的框图中示出了根据图1的扩展单元，其具有在端口中的一个上的链接故障，

图3示意性地在具有局部分解图的框图中示出了在根据图1的扩展单元上发生链接故障时，在根据图1的扩展单元下游的扩展单元，

图4示意性地在具有局部分解图的框图中示出了具有以太网-交换机的扩展单元在没有链接故障时的可替换的实施方式，

图5示意性地在具有局部分解图的框图中示出了根据图4的扩展单元，其具有链接故障，和

图6示意性地在具有局部分解图的框图中示出了在根据图4的扩展单元上发生链接故障时，在根据图4的扩展单元下游的扩展单元。

彼此相符的部件和数据以及功能在所有的附图中以相同的参考标号表示。

具体实施方式

图1示意性地在框图中示出了用于网络传输线路2的扩展单元1。该扩展单元1在网络3中被用于延长在网络传输线路中的有效距离。

网络3可以是以太网-网络或者其它的标准-网络。在此，在网络3中通过具有数据线路2.1和2.2（也被称为链接）的网络传输线路将网络组件4A和4B、例如单个的终端设备，彼此连接起来。此外，网络3能够具有带有多个通过数据线路2.1和2.2连接起来的网络组件4A和4B的直线结构或者环形结构。

借助于扩展单元1，网络传输线路2能够各自被延长，特别是能够被延长至网络最大的传输有效距离，例如在以太网-网络中能够延长100m，并且没有传输损耗、抑制-和信号损耗。特别是通过多个扩展单元1在网络传输线路2中的级联线路使任意距离都成为可能。

基于以下说明的、扩展单元1的简单的构造，能够将该扩展单元附加地引入已存在的网络3的网络传输线路2中。

扩展单元1包括两个用于与网络传输线路2连接的外部端口A和B，该网络传输线路2借助于传统的插头5与端口A和B连接。此外，扩展单元1还包括未详细示出的内部端口。

此外，数据线路2.1和2.1以及网络组件4A，4B在实施例中这样配置，即：其数据交换是在相反的方向上进行。也就是说，借助于数据线路2.1实现从连接在端口A上的网络组件4A至连接在端口B上的网络组件4B的数据连接。借助于数据线路2.2实现反方向的数据连接，即从连接在端口B上的网络组件4B至连接在端口A上的网络组件4A的数据连接。

为了在扩展单元1内部实现端口A和B的数据技术上的连接，设有硬接线的连接电路6。

为了将电流分隔，扩展单元1、特别是连接电路6，在每根数据线路2.1和2.2的端口侧，例如包括变压器作为分隔部件7。

对于外部端口A和B的与介质无关的接口而言，数据线路2.1和2.2在第一个实施方式中通过所谓的物理层装置8（也简称为PHY）借助于连接电路6连接在外部端口A和B上。物理层装置8用于进行数据传输，以便将网络组件4A，4B之间的物理上的数据连接激活、去激活或保持住以及传输数据。

在物理层装置8之间，在连接电路6中接入了可电子编程的电路9。

此外在图1中，在分解图中以标有虚线的方框对电子编程电路9进行了详细说明。

可以将电子编程电路9设计为所谓的现场可编程门阵列（FPGA）或者电子编程逻辑器件（EPLD）。但是电路9也能够可替换地设计为固定编程的、集成的开关电路，特别是能够设计为具有附加的微控制器的ASIC。这样的可电子编程的电路9体现了简单的参数化、灵活和通用的配置和对数据交换的控制以及简单的数据-和端口-以及链接监测。

可电子编程的电路9这样设计，即该可电子编程的电路确定网络传输线路2在其外部端口中的一个上的故障A或者B，也被称为链接故障，并将这一故障转发给紧接着的网络部件、例如网络组件4B或4A的外部端口B或A。

为此，可电子编程的电路9对于每个端口A和B均包括一个控制器10A或10B以及一个用于产生电报D的电报-发生器11A或11B。各控制器10A和10B根据主动的或者非主动的数据信号DSA或DSB监控端口A和端口B之间的数据连接的状态。

在根据图1的实施例中，端口A和B之间的数据连接是主动的，即物理层装置8的数据信号DSA和DSB具有状态“A=1”或“B=1”。可电子编程的电路9将数据电报D有延时地传输至数据线路2.1和2.2上，这是因为可电子编程的电路9被作为缓冲器来使用，以平衡两个物理层装置8之间略有差异的时钟频率。延迟总计大约为几个100ns。

根据数据传输的方式-通过ISO/OSI-参考模式的层1或者层2来传输-的不同，在每次发送时进行的是，数据电报D均带有重新生成的前同步码，或者将接收的数据字节转发至层1上。此外，数据电报D和被转发的数据字节均被检测。特别是没有进行循环冗余校验（英语缩写为CRC）。

在扩展单元1的电流供给发生故障的情况下，或者在识别到了扩展单元1中的部件中的一个、例如电路9有故障时，网络线路2的伸入的数据线路2.1和2.2被切换。为此，扩展单元1包括并联于连接电路6的两个旁通线路12.1和12.2。为了将数据线路2.1和2.2切换至旁通-线路12.1和12.2上，扩展单元1包括两个切换件13、例如继电器接触装置。当已识别发生电流故障或者部件有故障时，控制这些切换件，从而将数据线路2.1和2.2切换至旁通线路12.1或12.2上。

图2示意性地在框图中示出了根据图1的扩展单元具有在端口A上的链接故障。端口A的物理层装置8的数据信号显示出状态“A=0”。控制器10A将扩展单元1切换至故障模式，即所谓的Panic-模式（紧急呼叫模式）。

根据Panic-模式的种类和设计方案的不同，可实施以下两种措施中的任一种：

-将扩展单元1的另一个端口B去激活，或者

-激活并且/或者控制电报-发生器11A，以循环生成报警电报W（也被称为Panic-信息），而非生成数据电报D。

根据去激活的端口B或者接收报警电报W，在下游的网络组件4A或4B的端口A和B上认出链接故障。如果在网络传输线路中集成了多个扩展单元1，那么其中，根据各个扩展单元1的延迟情况，对链接故障的识别、报告或转发也会相应地延迟。

从细节上来看，为了将端口B去激活，例如可以关闭发生链接故障的端口A的相关的物理层装置8或者将其转入睡眠-模式中。

这样借助于将另一个外部端口B去激活，将链接故障转发至紧接着的网络组件4A的端口A的过程与网络3的数据-和/或冗余协议无关。其中的缺陷在于，不能够确定链接故障的形成-或者故障地点。

为了能够识别链接故障的形成地点，本发明提出，不再将其它的外部端口B去激活，而是产生并且发送报警电报W。

生成的报警电报W被从端口A发送至端口B或者从端口B被发送至紧接着的网络组件4A或4B的端口A，借助于这一报警电报能够传送用于确定形成地点的位置标记。为此，报警电报W例如包括作为位置标记的距离数据“Dist0”，其表示距离等于零。也就是说，链接故障是第一次在扩展单元1上出现。为了识别故障，报警信息W包括用于识别链接故障的故障信息数据“LF”。

为了在数据连接的反方向上，即从端口B到端口A的方向上，也能够报告链接故障，端口B的控制器10B同样也切换至故障模式并且产生具有距离数据“Dist0”和故障信息数据“FEFI”的报警电报W。

此外，不仅由控制器10A、也由控制器10B例如作为以IP-Multicast-以太网-地址（IP多播以太网地址）（例如01-80-C2-xx.xx.xx）为目标地址的以太网-电报产生报警电报W。在此，每个扩展单元1在网络3中具有一个自己的、带有源地址的以太网-地址。其中，以这种方式产生的IP-Multicast-电报（IP多播电报）不会被设计为交换机的网络部件转发。

图3示意性地在框图中示出了当根据图1的扩展单元1上发生链接故障时，在根据图1的扩展单元1下游的扩展单元1′。

下游的扩展单元1′接收具有距离数据“Dist0”和故障信息数据“LF”的报警电报W用于链接故障。当两个链接信号或者数据信号DSA和DSB为“A=1”和“B=1”时，这两个信号是主动的。接收报警电报W的控制器10A将端口A切换至故障转发模式（“PanicForwardMode”）。所接收的距离数据“Dist0”增加一个为“1”的值，并且所发出的报警信息W与距离数据“Dist1”和故障信息数据“LF”一起被转发至紧接着的网络部件中。端口B上的数据连接在正常运行状态中工作。

如果在端口A上通过状态为“A=1”的数据信号DSA认出了有效的链接或者没有故障的数据连接，那么还会发送预设数量的状态为“LinkOK”的报警信号W。随后，借助于控制器9使控制单元1并由此使电报-发生器11A，11B和控制器10A和10B进入正常的运行模式。也就是说，借助于扩展单元1以略微的延迟转发所接收的数据电报D或者数据字节。如果数据信号DSA和DSB是主动的并且报警电报W不再生成，那么扩展单元1切换至正常的运行模式。

此外，从扩展单元1的端口A起，链接故障在网络3中被不断地从一个网络部件传输至紧接着的网络部件，直至到达具有冗余功能的网络部件。这一具有冗余功能的网络部件自动地将网络连接切换至没有故障的数据线路上。

图4示意性地在方框图中示出了具有受控制的交换机-连接器14（也被称为以太网-交换机）的扩展单元1″在没有链接故障时的一个可替换的实施例。

与扩展单元1和1′不同的是，取代物理层装置8和可电子编程的电路9，设置了借助于微控制器15进行控制的交换机-连接器14。微控制器15通过内部端口C对交换机-连接器14进行控制，借助于这一交换机-连接器14从而实现对外部端口A和B之间通过数据线路2.1和2.2所进行的数据传输的控制。在此，微处理器15通过内部端口I与交换机-连接器14连接。

此外，交换机-连接器14是传统的、不具有冗余功能的以太网-交换机。

在正常模式中，数据电报D被从端口A传输至端口B。微控制器15通过涉及端口的状态寄存器16A，16B持续监控连接状态，即监控网络线路2和其数据线路2.1，2.2在外部端口A和B上的数据连接。

此外，交换机-连接器14这样布置，即外部端口A和B以及内部端口C之间的数据传输能够单独被阻断。

图5示意性地在框图中示出了根据图4的扩展单元1″，其在端口A上具有链接故障。

微控制器15认出端口A上的链接故障并且阻断了从端口A至端口B或者反向的数据-或者横向传输。也就是说，所有数据电报D通过由微控制器15控制的内部端口C进行处理。扩展单元1的端口B被去激活。

对于将端口去激活的替换方案是，类似于根据图1至4的实施例，微控制器15产生作为所谓的Panik-电报的报警电报W，该报警电报W带有距离数据“Dist0”和发生链接故障的路径中的故障信息数据“LF”或者反方向上的路径中的“FEFI”。

图6示意性地在框图中示出了在根据图4的扩展单元1″的端口A上发生链接故障时，在根据图4的扩展单元1″下游的扩展单元1″′。

与根据图1至4的实施例类似，由微控制器15接收在端口A上所接收的、上游的扩展单元1″的报警电报W。微控制器9阻断从端口A至端口B或者反方向上的直接的数据交换。更确切地说，数据电报D仅通过内部端口C由微控制器15进行处理。

微控制器15发送包括已改变的距离数据“Dist1”和相同的故障信息数据“LF”的报警电报W，也就是说，根据增加了值1的距离数据“Dist1”能够识别链接故障的形成地点。

不再有数据电报D被发送到端口A上，但是为了转发报警电报W，链接始终是保持主动（A=1，B=1）。

替换方案是，报警电报W未被转发，因为它们具有IP-Multicast-地址。在这一情况下，微控制器15认出链接故障并将其继续报告给紧接着的网络组件。

在网络组件中的一个的冗余单元中，当发生链接故障时，报警报告功能也是类似于以上所述的方式实现，从而能够自动地识别链接故障和其形成地点。

为了实现数据传输，扩展单元1既可以布置在ISO/OSI-参考模型的层1上，也可以布置在层2上。以相同方式实现此处所说明的通过将端口去激活、生成报警电报W来转发链接故障的可能性。

Claims

1.一种以太网网络，所述以太网网络包括作为网络部件的至少两个网络组件，所述网络组件通过网络传输线路彼此连接，其中，为了延长所述网络传输线路的有效距离，在所述网络传输线路中布置至少一个具有两个外部端口的扩展单元，并且所述扩展单元将所述网络传输线路在所述网络传输线路的外部端口中的一个上的故障转发给紧接着的网络部件的外部端口，其中所述扩展单元产生至少一个报警电报并且将所述报警电报发送给下游的网络部件的外部端口，其特征在于，接收报警电报的所述网络部件产生至少一个具有故障位置标记的报警电报并且将所述报警电报发送给下游的网络部件的端口，其中，当所述网络传输线路在所述扩展单元的所述端口中的一个上发生故障时，另一个端口能够去激活。

2.根据权利要求1所述的以太网网络，其特征在于，所述扩展单元的所述外部端口借助于硬接线的连接电路彼此连接。

3.根据权利要求1所述的以太网网络，其特征在于，所述扩展单元设计为能电子编程的电路。

4.根据前述权利要求中任一项所述的以太网网络，其特征在于，当所述网络传输线路在所述扩展单元的所述端口中的一个上发生故障时，另一个端口能够这样去激活，即关闭发生故障的端口的物理层装置或者将所述物理层装置切换至睡眠-模式。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的以太网网络，其特征在于，当所述网络传输线路在所述扩展单元的所述端口中的一个上发生故障时，将反方向的另一个端口切换至预设的故障模式，并且产生至少一个报警电报并且将所述报警电报发送给反方向上在所述端口下游的网络部件的端口。

6.根据权利要求4所述的以太网网络，其特征在于，当所述网络传输线路在所述扩展单元的所述端口中的一个上发生故障时，将反方向的另一个端口切换至预设的故障模式，并且产生至少一个报警电报并且将所述报警电报发送给反方向上在所述端口下游的网络部件的端口。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的以太网网络，其特征在于，所述扩展单元通过所述网络传输线路提供电能。

8.根据权利要求6所述的以太网网络，其特征在于，所述扩展单元通过所述网络传输线路提供电能。

9.一种用于延长网络传输线路在网络中的有效距离的扩展单元，包括至少两个端口，所述端口能通过硬接线的连接线路这样彼此连接，即能够确定并且发出所述网络传输线路在所述端口中的一个上的故障，其中在输入端-和输出端侧，在所述网络线路的数据线路中布置各一个分隔件，其特征在于，在输入端-和输出端侧，旁通线路并联于所述数据线路中的每一个布置。

10.根据权利要求9所述的扩展单元，其特征在于，两个物理层装置连接在所述分隔件之间，所述物理层装置具有布置于其间的能电子编程的电路。

11.根据权利要求10所述的扩展单元，其特征在于，所述能电子编程的电路对于每个数据线路均包括电报-发生器和控制器。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的扩展单元，其特征在于，在输入端-和输出端侧，在相应的数据线路和附属的所述旁通-线路之间布置有切换件。

13.一种用于运行以太网网络的方法，所述以太网网络包括作为网络部件的至少两个网络组件，所述网络组件通过网络传输线路彼此连接，其中为了延长所述网络传输线路的有效距离而在所述网络传输线路中布置的至少一个具有两个外部端口的扩展单元被这样设计，即所述扩展单元将网络传输线路在所述网络传输线路的端口中的一个上的故障转发给紧接着的网络部件的外部端口，这通过所述扩展单元产生至少一个报警电报并且将所述报警电报发送给下游的网络部件的外部端口来实现，其特征在于，通过接收报警电报的所述网络部件产生至少一个具有故障位置标记的报警电报并且将所述报警电报发送给下游的网络部件的端口，其中，当所述网络传输线路在所述扩展单元的所述端口中的一个上发生故障时，另一个端口能够去激活。