DE10100363A1 - Ethernet-Anpaßvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Ethenet-Anpaßvorrichtung für eine Datenübertragung zwischen einer Standard-Ethernet-Datenpumpe und einem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller über ein Telekommunikationsmedium (4) mit: DOLLAR A (a) einer Dual-Modus-medienabhängigen Schnittstelle (9), die die Standard-Ethernet-Datenpumpe in einem PHY-Modus emuliert, und die den Ethernet-Medium-Zugriffscontroller in einem MAC-Modus emuliert: DOLLAR A (b) einer Datenpumpe (10), die mit dem Telekommunikationsmedium (4) verbunden ist; DOLLAR A (c) einem Datenpuffer (11) zum Speichern von zumindest einem Ethernet-Datenpaket, das zwischen der Standard-Ethernet-Datenpumpe und dem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller zu übertragen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ethernet-Anpaßvor­ richtung für eine Datenübertragung zwischen einer Standard- Ethernet-Datenpumpe und einem Ethernet-Medium-Zugriffs­ controller (MAC) über ein Telekommunikationsmedium, und ins­ besondere über eine Telefonleitung.

Ethernet begann als eine geteilte Medien-Netzarchitektur. Netzkarten eines PCs sind mit einem Ethernet-Datenüber­ tragungskabel, wie in Fig. 1 gezeigt, verbunden. In der in Fig. 1 gezeigten Architektur ist nur eine halbe Duplex- Datenübertragung möglich. Weiter können keine Auto-Verhand­ lungsprozeduren zwischen den unterschiedlichen Netzkarten durchgeführt werden.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ethernet-Architektur mit einer HUB- Einrichtung. Ein HUB ist eine Komponente, die als ein gemein­ samer Anschlußpunkt für mehrfache Knoten dient und Signale entlang geeigneter Signalpfade übermitteln kann. Ein HUB ver­ bindet Knoten, die eine gemeinsame Architektur aufweisen, wie etwa Ethernet. In der in Fig. 2 gezeigten Architektur werden sämtliche Daten, die von einer Netzkarte kommen, zu sämtli­ chen anderen Netzkarten gesendet, die eine physikalische Schicht PHY und eine MAC-Schicht (MAC) umfassen. In der in Fig. 2 gezeigten Architektur ist nur eine Halb-Duplexdaten­ übertragung möglich. Weitere Auto-Verhandlungsprozeduren kön­ nen durchgeführt werden.

Fig. 3 zeigt eine Ethernet-Architektur mit einem Schalter, die im Stand der Technik bekannt ist. Ein Ethernet-Schalter ist eine Einrichtung, die einen Netzverkehr unter mehreren Ethernet-Netzen oder PCs richten kann. Der Schalter weist mehrfache Anschlüsse auf, um die Unternetze zu verbinden, und er weist allgemein mehrfache Prozessoren auf, um den Datenverkehr über den Schalter zu handhaben. Zwei Typen von Ether­ net-Schaltern sind üblich. Der Speicher und Weiterleitungs­ schalter überprüft jedes Datenpaket auf Fehler, bevor er es zu dem geeigneten Netz richtet. Im Gegensatz dazu richtet ein Kreuzpunktschalter Pakete ohne ein Überprüfen auf Fehler. Dieser Typ eines Schalters ist allgemein viel schneller als der Speicher-und-Weiterleitungsschalter, weil keine zeitauf­ wendige Fehlerüberprüfung durchgeführt wird. In der in Fig. 3 gezeigten Architektur ist eine volle Duplex-Datenübertragung möglich, wie auch Auto-Verhandlungsprozeduren.

Fig. 4 zeigt eine Brücke, die zwei lokale Gebietsnetze (LAN, local area network) verbindet. Die Brücke ist eine Hardware- Einrichtung, die Datenpakete von einem lokalen Gebietsnetz zu dem anderen lokalen Gebietsnetz weiterleiten kann. Die Brücke läßt die Netze wie ein einzelnes Netz gegenüber Protokollen in höherer Ebene oder Programmen aussehen. Abhängig von der Architektur des lokalen Gebietsnetzes ist eine vollständige Duplex-Datenübertragung und eine Auto-Verhandlung möglich.

In vielen Anwendungen ist es notwendig, ein Ethernet-Netz mit einem entfernten Ethernet-Netz zu verbinden.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel, das das erste lokale Ethernet- Gebietsnetz (LANA) in einem ersten Gebäude A mit einem ent­ fernten zweiten Ethernet-Netz (LANB) in einem Gebäude B ver­ bindet. Da die maximale Entfernung zwischen zwei PCs oder Vermittlungseinrichtungen in einem Ethernet-Netz ungefähr 100 Meter beträgt, ist es notwendig, beide LANs über zwei Brücken A, B und einen Telekommunikationskanal zu verbinden, z. B. eine Telefonleitung. Die maximale Entfernung zwischen zwei Computern innerhalb eines Ethernet-Netzes beträgt unge­ fähr 100 Meter, weil der Widerstand und dementsprechend die Dämpfung eines Ethernet-Kabels, das zwei Ethernet- Einrichtungen verbindet, für größere Entfernungen untolerier­ bar sein kann.

Die Standard-Ethernet-Netze LANA, LANB weisen die folgenden Eigenschaften auf. Das Ethernet-Netz arbeitet in den beiden niedrigsten Schichten des OSI-Referenzmodells, d. h. als eine physikalische und eine Daten-Verbindungsschicht. Die Ether­ net-Netze verwenden eine Bus-Topologie. Knoten sind an einem Rumpfsegment angebracht, das ein Hauptbestandteil eines Ka­ bels in einem Ethernet-Netz ist. 10BaseT, eine variante Ar­ chitektur auf der Grundlage des IEEE 802.3-Standard, kann auch eine Stern-Topologie verwenden. 100BaseT-Netze müssen eine Stern-Topologie gemäß IEEE 802.3 U-Spezifikationen ver­ wenden. Ethernet-Netze arbeiten gewöhnlich bei Geschwindig­ keiten von bis zu 10 Mbps. Mehrere Varianten des Ethernet- Netzes arbeiten bei geringeren Geschwindigkeiten, und neue Varianten von Ethernet-Netzen arbeiten sogar bei 100 Mbps bzw. 1 Gbps. Ethernet-Netze verwenden CSMA/CD, d. h. ein un­ mittelbares Zugriffsverfahren auf der Grundlage einer Kolli­ sionserfassung. Dieses Zugriffsverfahren ist als ein Teil des IEEE 802.3-Standards spezifiziert. Ein Ethernet-Netz sendet Übertragungen, so daß jeder Knoten die Übertragung zu der gleichen Zeit empfängt. Weiter verwenden Ethernet-Netze eine Manchester-Codierung, die ein selbst-taktendes Codierverfah­ ren ist, das einen Spannungsübergang in der Mitte jedes Bit- Intervalls einschließt. Normalerweise werden 50 Ω- Koaxialkabel in einem Ethernet-Netz verwendet, jedoch können auch variante Netze 75 Ω-Koaxialkabel, verdrillte Doppel­ draht- und faseroptische Kabel verwenden. Die Rahmengrößen variieren zwischen 64 und 15/8 Datenbytes. Varianten der E­ thernet-Netze sind das 10Base5 (dickes Ethernet), das 10Base2 (dünnes Ethernet), das 10BaseT (verdrilltes Doppeldraht- Ethernet), das 10BaseF (faseroptisches Ethernet), das 10Broad36 und das 100 Base T.

Das 10BaseT-Ethernet verwendet UTP-Kabel. Diese Konfiguration wurde als der 802.3 I-Standard im Jahre 1990 angenommen und wird zunehmend populär, weil UTP kostengünstig und leicht zu installieren ist, und es leicht ist, damit zu arbeiten. Die maximale Kabelsegmentlänge beträgt ungefähr 100 Meter.

Ein Nachteil des in Fig. 5 gezeigten Systems liegt darin, daß nur ein Datenübertragungskanal zwischen den beiden lokalen Gebietsnetzen LANA, LANB existiert. Dies bedeutet, daß nur ein Ethernet-Datenrahmen von einem lokalen Gebietsnetz zu dem anderen lokalen Gebietsnetz gleichzeitig über die Telefonlei­ tung gesendet werden kann. Folglich ist die Datenübertra­ gungsgeschwindigkeit für eine Datenübertragung von einem lo­ kalen Gebietsnetz zu dem anderen lokalen Gebietsnetz sehr langsam. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zwei Brü­ ckeneinrichtungen notwendig sind, um beide lokale Gebietsnet­ ze zu verbinden.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, eine Ethernet-Anpaßvorrichtung für eine Datenübertra­ gung bereitzustellen, die es ermöglicht, ein lokales Ether­ net-Gebietsnetz zu entfernten Orten auszuweiten, ohne die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch eine Ethernet-Anpaßvorrichtung für eine Datenübertragung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Ethernet-Anpaßvor­ richtung für eine Datenübertragung zwischen einer Standard- Ethernet-Datenpumpe und einem Ethernet-Medium-Zugriffs­ controller über ein Telekommunikationsmedium, das eine Dual- Modus-medienunabhängige Schnittstelle (MII) umfaßt, die die Standard-Ethernet-Datenpumpe in einem PHY-Modus emuliert und die den Ethernet-Medium-Zugriffscontroller (MAC) in einem MAC-Modus emuliert,
eine Datenpumpe, die mit dem Telekommunikationsmedium verbun­ den ist, und einen Datenpuffer zum Speichern von zumindest eines Ethernet-Datenpaketes bereit, das zwischen der Stan­ dard-Ethernet-Datenpumpe und dem Ethernet-Medium-Zugriffs­ controller zu übertragen ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Telekommuni­ kationsmedium eine Telefonleitung.

Die Datenpumpe ist vorzugsweise ein 10Bases-Datenmodem.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Ethernet-Anpaß­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Dual- Modus-medienunabhängige Schnittstelle auf den PHY-Modus oder auf den MAC-Modus mittels einer Schalteinrichtung gesetzt.

Die Dual-Modus-medienunabhängige Schnittstelle umfaßt in ei­ ner bevorzugten Ausführungsform
eine serielle Verwaltungsschnittstelle (SMI), die über eine SMI-Datenleitung mit einem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller (MAC) oder mit einer Standard-Ethernet-Datenpumpe für den Austausch von SMI-Datenrahmen einschließlich SMI-Nachrichten verbindbar ist, und
eine Datenfluß-Schnittstelle (DFI), die über einen Datenbus mit einem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller (MAC) oder einer Standard-Ethernet-Datenpumpe für den Austausch von Ethernet- Datenpaketen verbindbar ist.

Die serielle Verwaltungsschnittstelle (SMI) umfaßt in einer bevorzugten Ausführungsform eine Deframing-Schaltung, für ein Deframing der SMI-Datenrahmen, die über die SMI-Datenleitung zugeführt werden, einen Decoder zum Decodieren der SMI-Nach­ richten und einen Satz von SMI-Registern.

Diese SMI-Register sind in einer bevorzugten Ausführungsform ein Befehlsregister, ein Statusregister, ein Identifikations­ code-Register, ein Verwaltungsanzeige-Register und ein Auto­ verwaltungs-Partnerfähigkeitsregister.

In einer alternativen Ausführungsform umfaßt die SMI einen Codierer zum Codieren von SMI-Nachrichten und eine Rahmungs­ schaltung zum Rahmen von SMI-Datenrahmen, die über die SMI- Datenleitung zu einer Ethernet-Datenpumpe zuzuführen sind.

Die serielle Verwaltungsschnittstelle (SMI) ist in einer be­ vorzugten Ausführungsform mit einer zentralen Verarbeitungs­ einheit (CPU) der Ethernet-Anpaßvorrichtung verbunden.

Die Datenfluß-Schnittstelle (DFI) ist in einer bevorzugten Ausführungsform über Steuerleitungen mit einer Datenpuffer- Steuerschaltung zum Steuern des Datenpuffers verbunden.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Telekommunika­ tionsmedium ein drahtloser Telekommunikationskanal.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Tele­ kommunikationsmedium ein optischer Telekommunikationskanal.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Ethernet-Anpaßvor­ richtung für eine Datenübertragung zwischen einer Standard- Ethernet-Datenpumpe und einem Ethernet-Medium-Zugriffs­ controller sind unter Bezugnahme die eingeschlossenen Figuren beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erste Ethernet-Architektur nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine zweite Ethernet-Architektur nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine dritte Ethernet-Architektur nach dem Stand der Technik;

Fig. 4 eine vierte Ethernet-Architektur nach dem Stand der Technik;

Fig. 5 die Verbindung zwischen zwei lokalen Ethernet- Gebietsnetzen nach dem Stand der Technik, die das der vorlie­ genden Erfindung zugrundeliegende Problem zeigt;

Fig. 6 die Erweiterung eines lokalen Ethernet-Gebietsnetzes unter Verwendung mehrerer Ethernet-Anpaßvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 die Verbindung eines Medium-Zugriffscontrollers (MAC) und einer Standard-Ethernet-Datenpumpe mittels zweiter Ether­ net-Anpaßvorrichtungen und einer Telefonleitung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Ethernet-Anpaßvorrichtung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein detaillierteres Blockdiagramm, das Details der MII-Schnittstelle innerhalb der Ethernet-Anpaßvorrichtung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines ersten Modus der Dual-Modus­ medienunabhängigen Schnittstelle (MII);

Fig. 11 einen zweiten Modus der Dual-Modus-medienunabhängigen Schnittstelle (MII) der Ethernet-Anpaßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12a, 12b, 12c unterschiedliche Datenrahmenformate gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Blockdiagramm der Übertragungsseite der Datenpum­ pe innerhalb einer bevorzugten Ausführungsform der Ethernet- Anpaßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 14a, 14b Blockdiagramme der Empfangsseite einer Daten­ pumpe innerhalb einer bevorzugten Ausführungsform der Ether­ net-Anpaßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie aus Fig. 6 ersehen werden kann, ist ein lokales Ethernet- Gebietsnetz 1 einschließlich beispielsweise einer Vermitt­ lungseinrichtung und mehrerer PCs innerhalb eines Gebäudes A über Leitungen 2-1, 2-2, 2-3 mit den Ethernet- Anpaßvorrichtungen 3-1a, 3-2a, 3-3a innerhalb des gleichen Gebäudes verbunden. Jede Ethernet-Anpaßvorrichtung ist über die entsprechende Telefonleitung 4-1, 4-2, 4-3 mit einer ent­ fernten Ethernet-Anpaßvorrichtung 3-1b, 3-2b, 3-3b in einem unterschiedlichen Gebäude B verbunden. In dem in Fig. 6 ge­ zeigten Beispiel ist jede entfernte Ethernet-Anpaßvorrichtung 3-1b, 3-2b, 3-3b eines Computers 5-1, 5-2, 5-3 mittels einer Leitung 6-1, 6-2, 6-3 verbunden.

Die Ethernet-Anpaßvorrichtungen 3-1a, 3-2a, 3-3a innerhalb des Gebäudes A sind in einen physikalischen PHY-Modus ge­ setzt, um die Standard-Ethernet-Datenpumpe zu emulieren, wo­ hingegen die entfernten Ethernet-Anpaßvorrichtungen 3-1b, 3-2b, 3-3b innerhalb des Gebäudes B auf einen MAC-Modus zum Emulieren eines Ethernet-Medium-Zugriffscontrollers gesetzt sind. Zwei Ethernet-Anpaßvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die über ein Telekommunikationsmedium, wie etwa eine Telefonleitung, verbunden sind, sind in unterschiedliche Betriebsmoden gesetzt. Der Betriebsmodus einer Ethernet- Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung ist vor­ zugsweise durch eine Schalteinrichtung der Ethernet- Anpaßvorrichtung, wie etwa einen Hardware-Pin, gesetzt. In einer alternativen Ausführungsform wird die Ethernet- Anpaßvorrichtung 3 der vorliegenden Erfindung zwischen zwei Moden durch ein Steuersignal, das über eine Steuerleitung von einer entfernten Steuereinheit zugeführt wird, oder durch E­ thernet-Befehle, geschaltet.

Fig. 7 zeigt die Verbindung eines Ethernet-Medium-Zugriffs­ controllers, wie etwa einer Vermittlungseinrichtung, einer Brücke oder einer HUB-Einrichtung 7, mit einer Standard- Ethernet-Datenpumpe 8 mittels zweier Ethernet- Anpaßvorrichtungen 3a, 3b und einer Telefonleitung 4 detail­ lierter.

Jede Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 umfaßt eine MII-Schnitt­ stelle 9, eine Datenpumpe 10, einen Datenpuffer 11, eine Puf­ fersteuerschaltung 12 und eine zentrale Verarbeitungseinheit 13. Die beiden Datenpumpen 10a, 10b der Ethernet-Anpaßvor­ richtungen 3a, 3b sind miteinander über die Telefonleitung 4 verbunden. Die in Fig. 7 gezeigte erste Ethernet-Anpaßvor­ richtung 3a ist in den physikalischen Modus mittels einer Schalteinrichtung 14a gesetzt, und die andere Ethernet- Anpaßvorrichtung 3b ist in den MAC-Modus mittels einer Schalteinrichtung 14b gesetzt.

Die erste Ethernet-Anpaßvorrichtung 3a emuliert die Standard- Ethernet-Datenpumpe und ist über Steuer- und Datenleitungen mit der Medium-Zugriff-Steuereinrichtung 7, wie etwa einer Vermittlungseinrichtung, einer Brücke oder einem HUB verbun­ den. Auf der anderen Seite arbeitet die zweite Ethernet- Anpaßvorrichtung 3b in dem MAC-Modus und emuliert einen E­ thernet-Medium-Zugriffscontroller. Die MII-Schnittstelle 9b der zweiten Ethernet-Anpaßvorrichtung 3b ist über Daten- und Steuerleitungen mit einer Standard-Ethernet-Datenpumpe 8 ver­ bunden.

Aus Sicht des Medium-Zugriffscontrollers 7 verhalten sich die beiden Ethernet-Anpaßvorrichtungen 3a, 3b, die mit der Stan­ dard-Ethernet-Datenpumpe 8 verbunden sind, wie eine normale Standard-Ethernet-Datenpumpe, d. h. der Medium-Zugriffs­ controller 7 realisiert nicht, daß eine Telefonleitung 4, die eine Entfernung von bis zu 1 Meile aufweisen kann, zwischen der entfernten Standard-Ethernet-Datenpumpe und dem Medium- Zugriffscontroller 7 angeordnet ist.

Aus Sicht der Standard-Ethernet-Datenpumpe 8 verhalten sich der MAC-Controller 7 und die beiden Ethernet-Anpaßvorrich­ tungen 3a, 3b wie ein normaler Standard-Ethernet-Medium- Zugriffscontroller. Dementsprechend ist es durch Verwenden der beiden Ethernet-Anpaßvorrichtungen 3a, 3b gemäß der vor­ liegenden Erfindung möglich, eine vollständige Transparenz zwischen einem Medium-Zugriffscontroller 7 und der Standard- Ethernet-Datenpumpe 8 zu erreichen.

Die in Fig. 6 gezeigten Computer 5-1, 5-2, 5-3 in Gebäude B verhalten sich wie gewöhnliche PCs in dem lokalen Gebietsnetz 1, das in dem Gebäude A implementiert ist.

Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm einer Ethernet-Anpaßvorrich­ tung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ethernet- Anpaßvorrichtung 3 umfaßt eine Dual-Modus-medienunabhängige Schnittstelle 9, eine Datenpumpe 10, einen Datenpuffer 11, eine Datenpuffer-Steuerschaltung 12 und eine zentrale Verar­ beitungseinheit 13. Die Dual-Modus-medienunabhängige Schnitt­ stelle 9 ist über Daten- und Steuerleitungen 14 mit einem Me­ dien-Zugriffscontroller verbindbar. Die Datenpumpe 10 ist mit dem Telekommunikationsmedium, wie etwa einer Telefonleitung verbunden. In einer alternativen Ausführungsform kann das Te­ lekommunikationsmedium 4 ein drahtloser Telekommunikationska­ nal oder ein optischer Telekommunikationskanal sein. Die Me­ dium-unabhängige Schnittstelle 9 ist über Datenleitungen 15 mit dem Datenpuffer 11 und über Steuerleitungen 16 mit der Datenpuffer-Steuerschaltung 12 verbunden. Die Dual-Modus­ medienunabhängige Schnittstelle 9 ist weiter mit der zentra­ len Verarbeitungseinheit 13 über Datensteuerleitungen 17 ver­ bunden. Die beiden Moden der Dual-Modus-medienunabhängigen Schnittstelle werden durch eine Schalteinrichtung 14, wie et­ wa ein Hardware-Pin, gesetzt. Die zentrale Verarbeitungsein­ heit 13 ist über Daten- und Steuerleitungen 18 mit der Daten­ pumpe 10 verbunden, die über Datenleitungen 19 mit dem Daten­ puffer 11 verbunden ist.

Fig. 9 zeigt detaillierter eine bevorzugte Ausführungsform der Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfin­ dung.

Die medienunabhängige Schnittstelle 9 stellt eine einfache, leicht zu implementierende Verbindung zwischen Medien- Zugriffs-Steuer-(MAC-)Unterschichten und physikalischen Schichten für eine Datenübertragung bei 10 Mb/sec und 100 Mb/sec bereit. Die MII-Schnittstelle 9 ist befähigt, bis zu 100 Mb/sec-Raten für eine Datenübertragung zu unterstützen und Verwaltungsfunktionen für physikalische Schichteinrich­ tungen zu unterstützen. Die Daten und Begrenzer sind synchron zu Taktreferenzen. Jedwede Art einer MII-Schnittstelle kann verwendet werden, wie etwa eine RMII oder eine SMII. Die MII- Schnittstelle 9 stellt, wenn nötig, einen vollständigen Duplex-Betrieb bereit. Die medienunabhängige Schnittstelle ist im Detail in dem IEEE-Standard 802.3 beschrieben.

Die MII-Schnittstelle empfängt Ethernet-Datenrahmen über Da­ tenleitungen 20, die von einer Konvertierungseinheit 21 in Datenbytes konvertiert werden. Die Konvertierungseinheit 21 ist über Leitungen 22 mit einer Schreibsteuereinheit 23 ver­ bunden, die überprüft, ob ein ausreichender Speicherplatz für zumindest einen Ethernet-Datenrahmen in dem Datenpuffer 11 vorhanden ist. In einem Fall, daß genug Speicherplatz in dem Datenpuffer 11 vorhanden ist, werden die Datenbytes des emp­ fangenen Datenrahmens in dem Datenpuffer 11 über Leitungen 24 gespeichert. Die Schreibsteuereinheit 23 wird über eine Steu­ erleitung 25 freigegeben.

Wenn nicht ausreichend Speicherplatz in dem Datenpuffer 11 vorhanden ist, sendet die Datenpuffer-Steuerschaltung 12 ein Steuersignal über eine Steuerleitung 26 zu der Fluß- Steuerschaltung 27 innerhalb der MII-Schnittstelle 9. Die Fluß-Steuerschaltung 27 sendet ein Anzeigesignal zu der sen­ denden Einrichtung, das anzeigt, daß das Übertragungsmedium im Moment nicht verfügbar ist.

Wenn die Steuer-Pufferschaltung 12 kein Signal sendet, das anzeigt, daß der Datenpuffer 11 vollständig gefüllt ist, gibt die Fluß-Steuerschaltung 27 die Schreibeinheit 23 über eine Steuerleitung 28 frei, um die Zufuhr-Datenbytes in den Daten­ puffer 11 zu speichern. Die Schreibeinheit 23 zählt die An­ zahl von Bytes, die in dem Datenpuffer gespeichert sind, und überprüft die Daten-Validität mit einem zyklischen Redundanz­ check (CRC). Wenn der Datenrahmen nicht gültig ist, wird der Datenrahmen ausgeworfen, und ein Zeiger wird auf die erste Adresse des Datenpuffers 11 gesetzt.

Wenn der konvertierte Ethernet-Datenrahmen in dem Datenpuffer 11 gespeichert ist, sendet die Datenpumpe 10 eine Anfrage zu dem entfernten Datenpuffer 11 auf der anderen Seite der Tele­ fonleitung, um zu überprüfen, ob der entfernte Puffer bereit ist, weitere Daten zu empfangen. In einem Fall, daß der ent­ fernte Puffer in der Lage ist, Daten zu empfangen, legt die Schreibeinheit 23 einen Fortsetzungsbefehl über eine Leitung 29 an der lokalen Steuerschaltung 27 an. Dann liest die Da­ tenpumpe 10 den Ethernet-Datenrahmen von dem Datenpuffer 11 und rahmt die Daten auf 10BaseS-Datenrahmen wieder, wie in Fig. 12a gezeigt, die über die Telefonleitung 4 zu der ent­ fernten Ethernet-Anpaßvorrichtung gesendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Datenpumpe 10 ein 10BaseS-Datenmodem, wie in dem US-Patent Nr. 6,088,368 offen­ bart. Dieses 10BaseS-Datenmodem kann symmetrische Daten bei ungefähr 13 Mbps über einen ungeschirmten, verdrillten Tele­ fondoppeldraht übertragen, der ursprünglich für Bandbreiten zwischen 300 Hz und 3,4 kHz bestimmt ist. Das 10BaseS- Datenmodem umfaßt einen Modem-Sender, wie in Fig. 13 gezeigt, und einen Modem-Empfänger, wie in Fig. 14a, 14b gezeigt. Der Modem-Sender der Datenpumpe 10 führt das Reframing, das Co­ dieren und die Datenmodulation durch.

Die Datenpumpe 10 der entfernten Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 auf der anderen Seite des Telefondrahtes 4 führt die Demodu­ lation, das Decodieren und Reframing der empfangenen Daten­ rahmen durch. Diese Datenrahmen werden unkonditioniert in den entfernten Datenpuffer 11 der entfernten Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 gespeichert. In der entfernten Ethernet-Anpaßvor­ richtung 3 wird überprüft, ob die Empfangsdatenleitung 30 für eine Datenübertragung bereit ist. In einem Fall, daß eine Da­ tenübertragung möglich ist, werden die Daten aus dem Daten­ puffer 11 über Datenleitungen 31 zu einer Leseeinheit 32 aus­ gelesen, die durch die Fluß-Steuerschaltung 27 über eine Steuerleitung 32 freigegeben wird. Auf der Ausgangsseite der Leseeinheit 32 werden die Auslesedaten über Leitungen 34 ei­ ner Konvertierungseinheit 35 zugeführt.

Wenn die Empfangsdatenleitung 30 für eine Datenübertragung nicht bereit ist, erzeugt die Fluß-Steuerschaltung 27 Blind­ daten, die der Konvertierungseinheit 35 in einer Datenleitung 36 zugeführt werden.

Die Leseeinheit 32 liefert ein RX-Gültig-Signal über eine Leitung 37. Die Fluß-Steuerschaltung 27 ist weiter mit einer Trägererfassungs-(CRS-)Leitung 38, einer Kollisionssignallei­ tung (COL) 39, einer Übertragungsfehler (TX-ER)-Leitung 40 und einer Empfangsfehler-(RX-ER-)Leitung 41 verbunden.

Physikalische Ethernet-Einrichtungen erzeugen ein Trägerer­ fassungssignal (CRS), um eine Aktivität auf dem Ethernet- Medium anzuzeigen. Die MAC-Schicht verwendet dieses CRS, um Empfänge zu validieren und eine gleichzeitige Übertragung in geteilten Medienkonfigurationen zu vermeiden. Das CRS wird von der MII-Schnittstelle erzeugt, um der MAC-Einrichtung durch die physikalische Einrichtung anzuzeigen, daß ein lega­ les Signal auf dem Übertragungsmedium vorhanden ist.

Die physikalische Ethernet-Einrichtung kann ein Kollisions­ signal (COL) erzeugen, während sie überträgt, und wenn sie eine weitere simultane Übertragung auf dem Übertragungsmedium erfaßt. Das Kollisionssignal zeigt der MAC-Einrichtung an, daß die gegenwärtige Übertragung mit einer weiteren Station kollidiert hat und durch jedwede Station nicht korrekt emp­ fangen werden wird. Das Kollisionssignal ist ein Signal der MII-Schnittstelle 9, das der MAC-Einrichtung in halbem Duplex anzeigt, daß eine eingehenden Nachricht mit einer ausgehenden Nachricht kollidiert.

Das Übertragungsfehlersignal (TX-ER) wird durch eine MAC- Einrichtung erzeugt, um anzufordern, daß eine physikalische Einrichtung den Dateninhalt eines Rahmens in einer derartigen Weise absichtlich korrumpiert, daß ein Empfänger die Korrup­ tion mit dem höchsten Grad einer Wahrscheinlichkeit erfassen wird.

Das empfangene Fehlersignal (RX-ER) wird durch eine physika­ lische Ethernet-Einrichtung erzeugt, wenn ein Codierungsfeh­ ler oder jedweder andere Fehler, den die physikalische Ein­ richtung erfassen kann, irgendwo in dem Datenrahmen erfaßt wurde, der gegenwärtig von der physikalischen Einrichtung ü­ bertragen wird.

Die in Fig. 9 gezeigte medienunabhängige Schnittstelle 9 ist durch eine Datenflußschnittstelle (DFI) ausgebildet, die die Konvertierungseinheiten 21, 35, die Lese-und-Schreib-Einhei­ ten 23, 32 und die Datenfluß-Steuerschaltung 27 umfaßt. Die medienunabhängige Schnittstelle 9 umfaßt weiter eine serielle Verwaltungsschnittstelle (SMI). Die serielle Verwaltungs­ schnittstelle ist durch eine Rahmungsschaltung 42 zum "Defra­ men" von SMI-Datenrahmen ausgebildet, die der MII-Schnitt­ stelle 9 über die SMI-Datenleitung 43 zugeführt werden. Die Rahmungsschaltung 42 ist weiter mit einer SMI-Taktleitung 44 verbunden. Die serielle Verwaltungsschnittstelle (SMI) umfaßt weiter einen Decoder 45, der mit der Rahmungsschaltung 42 ü­ ber Leitungen 46 verbunden ist. Die serielle Verwaltungs­ schnittstelle schließt weiter einen Satz von seriellen Ver­ waltungs-Schnittstellenregistern 47 ein, die mit dem Decoder 45 über Leitungen 48 und mit der zentralen Verarbeitungsein­ heit 13 über Leitungen 49 verbunden sind. Die zentrale Verar­ beitungseinheit 13 steuert die Datenfluß-Steuerschaltung 27 innerhalb der Datenfluß-Schnittstelle über eine Steuerleitung 50, um zwischen einem halben Duplex-Modus (HDX) und einem vollen Duplex-Modus (FDX) zu schalten.

In dem halben Duplex-Modus (HDX) schafft die Datenfluß- Steuerschaltung 27 Blinddaten als Rückdruckdaten, die über die empfangene Datenleitung 30 zurück zu dem Datenursprung gesendet werden, der ein Medium-Zugriffscontroller oder eine standardisierte Ethernet-Datenpumpe sein kann, im Falle, daß der Datenpuffer 11 als gefüllt erkannt wird.

In einem Fall, daß der volle Duplex-Modus (FDX) durch die zentrale Verarbeitungseinheit 13 über die Steuerleitung 50 gesetzt ist, werden keine Blinddaten erzeugt, sondern ein spezieller Pausen- und Fortsetzungsrahmen wird erzeugt und zurück zu dem Datenursprung gesendet. Die Prozedur ist auf Pausen-/Fortsetzungs-Datenpaketen mit einer speziellen Quel­ lenadresse basiert. Pausen/Fortsetzungs-Datenpakete sind in dem IEEE 802.3x-Standard beschrieben.

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer Ethernet-Anpaßvorrich­ tung 3, die in dem physikalischen Modus (PHY-MODUS) arbeitet, der durch die Modus-Schalteinrichtung 14 gesetzt ist. In dem in Fig. 10 gezeigten physikalischen Schichtmodus emuliert die Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Standard-Ethernet-Datenpumpe.

Nach dem Start in einem Schritt S0 wird in einem Schritt S1 durch die MII-Schnittstelle 9 überprüft, ob ein SMI-Daten­ rahmen über die SMI-Datenleitung 43 übertragen worden ist. In einem Fall, daß kein SMI-Datenrahmen von dem Decoder 42 der SMI-Schnittstelle empfangen worden ist, wird in einem Schritt 52 überprüft, ob eine Statusänderungsnachricht empfangen wor­ den ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn in dem Schritt S1 er­ faßt wird, daß ein SMI-Datenrahmen von dem Deframer 42 emp­ fangen worden ist, der SMI-Datenrahmen in einem Schritt S4 durch den Decoder 45 analysiert.

Fig. 12b zeigt die Struktur eines SMI-Datenrahmens. Der SMI- Datenrahmen umfaßt einen Rahmenstart-Begrenzer (SFD) und eine Fünf-Bit-Adresse der physikalischen Einrichtung, die durch den MAC-Controller überwacht wird. Ein MAC-Controller (MAC) kann bis zu 32 physikalische Einrichtungen gleichzeitig über­ wachen. Weiter enthält der SMI-Datenrahmen 5 Bits einer Re­ gisteradresse in der physikalischen Einrichtung, wie etwa BMCR, BMSR. Weiter enthält der Datenrahmen 1 Bit, das an­ zeigt, ob der MAC-Controller Daten schreiben will oder Daten lesen will. Weiter existiert ein Umkehrbit TT und 16 Bits von Daten, die von dem MAC-Controller gelesen werden, wenn der SMI-Datenrahmen ein Lese-Datenrahmen ist, und die von der physikalischen Einrichtung gesetzt werden, wenn der SMI- Datenrahmen ein Schreib-Datenrahmen ist.

Wie aus Fig. 10 ersehen werden kann, wird in dem physikali­ schen Modus in einem Schritt S5 überprüft, ob der empfangene SMI-Datenrahmen einen Lese-oder-Schreib-Befehl enthält, indem das Lese-/Schreib-Bit überprüft wird, das in dem SMI-Daten­ rahmen eingeschlossen ist. Wenn das Schreib-Bit des SMI- Datenrahmens hoch ist, wird in einem Schritt S6 überprüft, ob der SMI-Datenrahmen einen gewöhnlichen Schreibbefehl ein­ schließt oder nicht. In dem Fall, daß es ein gewöhnlicher Schreibbefehl ist, wird eine Schreib-Nachricht in einem Schritt S7 von der CPU 13 zu der entfernten CPU 13 gesendet. Das Format der Nachricht ist in Fig. 12c gezeigt. Der Nach­ richten-Datenrahmen umfaßt einen Header, der einen Nachrich­ tentyp und die Länge der Nachrichten anzeigt. Weiter umfaßt der Nachrichten-Datenrahmen Nachrichtendaten und eine Gültig­ keits-Überprüfungssumme. Es sind drei Typen von Nachrichten- Datenrahmen vorhanden, d. h. 10BaseS-Verbindungssteuernach­ richten, allgemeine Schreib-oder-Lese-Nachrichten und spe­ zielle SMI-Nachrichten. In dem Schritt S7 wird eine allgemei­ ne Schreib/Lese-Nachricht von der CPU 13 zu der entfernten CPU 13 der entfernten Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 gesendet. In einem Fall, daß in dem Schritt S6 erkannt worden ist, daß kein gewöhnlicher Schreibbefehl in dem empfangenen SMI- Datenrahmen eingeschlossen gewesen ist, wird in einem Schritt 58 überprüft, ob der Befehl ein erzwungener Schreibbefehl war. In einem Fall, daß der Schreibbefehl ein erzwungener Schreibbefehl ist, schreitet die Prozedur zu einem Schritt S9 fort, und eine erzwungene Nachricht wird zu der entfernten CPU 13 gesendet. In dem gegenteiligen Fall wird eine Auto- Verhandlungsnachricht in einem Schritt S10 gesendet.

In einem Schritt S11 wird die lokale SMI-Schnittstelle auf keine Verbindung gesetzt, und in einem Schritt S12 wird über­ prüft, ob eine Statusänderungsnachricht empfangen worden ist. Wenn eine Statusänderungsnachricht empfangen worden ist, wer­ den die lokalen Geschwindigkeits- und Duplex-Modus-Bits der BMCR gemäß des Konfigurationsbefehls, der in der Statusände­ rungsnachricht eingeschlossen ist, in einem Schritt S13 ge­ setzt. Weiter wird in einem Schritt S14 eine gewöhnliche Schreib-Nachricht von der CPU 13 zu der entfernten CPU 13 ge­ sendet, um einen Geschwindigkeits- und Duplex-Modus der Re­ gister der entfernten Ethernet-Anpaßvorrichtung auf die neue, in dem Schritt S13 gesetzte Konfiguration zu setzen. Weiter wird der Inhalt der Register der Registerbank 47 der Ether­ net-Anpaßvorrichtung 3 in die entsprechende Registerbank 47 der entfernten Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 auf der anderen Seite der Telefonleitung 4 gespiegelt.

In einem Fall, daß in dem Schritt S5 erfaßt wird, daß der de­ codierte und analysierte Befehl ein Lese-Befehl ist, sendet die SMI-Schnittstelle in einem Schritt S15 den SMI-Daten­ rahmen zurück zu der Datenquelle mit dem Dateninhalt eines Registers innerhalb einer Registerbank 47, wie angefordert.

Die Registerbank 47 innerhalb der MII-Schnittstelle 9 umfaßt zumindest 5 obligatorische Register. Diese Register sind ein Befehlsregister, ein Statusregister und ein Identifikations­ code-Register, ein Verhandlungs-Werberegister und ein Auto­ verhandlungs-Partnerfähigkeitsregister. Das Befehlsregister (BMCR) umfaßt 5 Bits. Das erste Bit setzt die Geschwindigkeit auf 100 Mbps oder 10 Mpbs, das zweite Bit setzt den Duplex- Modus auf Halb-Duplex oder Voll-Duplex, das dritte Bit ist ein Rücksetz-Befehl, das vierte Bit gibt die Auto-Verhand­ lungsprozedur frei oder sperrt sie, und das fünfte Bit star­ tet die Auto-Verhandlungsprozedur wieder.

Das Statusregister umfaßt 4 Bits, wobei das erste Bit die tatsächliche Datenübertragungsgeschwindigkeit anzeigt, das zweite Bit den tatsächlichen Duplex-Modus anzeigt, das dritte Bit den Verbindungsstatus anzeigt und das vierte Bit anzeigt, ob die Auto-Verhandlungsprozedur vollständig ist oder nicht.

In dem Identifikationscode-Register ist ein Identifikations­ code gespeichert, der einzigartig ist, einen bestimmten Typ eines Ethernet identifiziert.

In dem Verhandlungs-Anzeigenregister wird angezeigt, ob die physikalische Einrichtung in der Lage ist, in 10 Mbps Halb- Duplex, 100 mbs Halb-Duplex, 10 mbs Voll-Duplex, 100 Mbps Voll-Duplex zu arbeiten, und ob die physikalische Einrichtung die Pausen-/Fortsetzungsprozedur gemäß IEEE 802.3x unter­ stützt.

Das Autoverhandlungs-Partnerfähigkeitsregister ist ähnlich zu dem Verhandlungs-Anzeigenregister und gibt die Partnerfähig­ keiten wieder, wie sie von der Kommunikations-Partnereinrich­ tung angezeigt werden.

Wenn in einem Schritt S2 erfaßt wird, daß keine Statusände­ rungsnachricht empfangen worden ist, wird in einem Schritt S15 überprüft, ob eine Autoverhandlung freigegeben worden ist oder nicht. Wenn die Autoverhandlung freigegeben worden ist, fährt die Prozedur mit einem Schritt S10 fort. Die Auto- Verhandlungsprozedur zwischen zwei physikalischen Ethernet- Schichteinrichtungen zielt darauf ab, den höchsten verfügba­ ren Modus eines Betriebs zu finden, der durch jene physikali­ schen Ethernet-Schichteinrichtungen unterstützt werden kann.

Die Auto-Verhandlungsprozedur stellt eine Verbindungseinrich­ tung mit der Fähigkeit bereit, die Moden eines Betriebs, die durch die Einrichtung an dem anderen Ende der Datenverbindung unterstützt werden, zu erfassen, gemeinsame Fähigkeiten zu bestimmen und einen Verbindungsbetrieb zu konfigurieren. Die Auto-Verhandlungsprozedur instruiert die physikalische Ether­ net-Einrichtung, eine Auto-Verhandlung durchzuführen, und ka­ libriert dann sämtliche Datenpfadoperationen und Datenproze­ duren. Die Auto-Verhandlungsprozedur kann durch die MAC- Schichteinrichtung gesperrt werden. Wenn die Auto- Verhandlungsprozedur gesperrt ist, wird der physikalischen Ethernet-Schichteinrichtung die durch die MAC-Schicht ange­ zeigte Konfiguration aufgezwungen.

Fig. 11 zeigt ein weiteres Flußdiagramm einer Ethernet- Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, die in dem Mediumzugriffs-Steuermodus (MAC-Modus) arbeitet. Nach ei­ nem Startschritt S17 wird in einem Schritt S18 überprüft, ob eine Nachricht von der physikalischen Schichteinrichtung emp­ fangen worden ist oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird die empfangene Nachricht in einem Schritt S19 analysiert. In einem Schritt S20 wird überprüft, ob die Nachricht eine ge­ wöhnliche Schreib-Nachricht oder nicht. In einem Fall, daß sie eine gewöhnliche Schreib-Nachricht ist, wird ein SMI- Datenrahmen einschließlich des Schreibbefehls erzeugt und in einem Schritt S21 gesendet. Im gegenteiligen Fall wird in ei­ nem Schritt S22 erfaßt, ob die analysierte Nachricht eine aufgezwungene Nachricht ist oder nicht. Wenn die empfangene Nachricht eine aufgezwungene Nachricht ist, wird ein SMI- Datenrahmen einschließlich des Aufzwingungsbefehls erzeugt und in einem Schritt S23 gesendet. Anderenfalls wird in einem Schritt S22 entschieden, daß die empfangene Nachricht eine Auto-Verhandlungsnachricht ist, und ein entsprechender SMI- Datenrahmen einschließlich eines Auto-Verhandlungsbefehls wird erzeugt und in einem Schritt S24 gesendet.

In einem Schritt S25 wird erfaßt, ob eine Ethernet-Verbindung bereitgestellt ist oder nicht. Wenn ja, werden geschützte In­ formationsdaten von einem Register der physikalischen Ether­ net-Einrichtung in einem Schritt S26 gelesen, und die lokale Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 wird in einem Schritt S27 ge­ setzt, die Daten-Übertragungsgeschwindigkeit, den Duplex- Modus gemäß den geschützten Duplex-Modusdaten, die in dem Schritt S26 gelesen sind, zu unterstützen. In einem weiteren Schritt S26 wird eine Status-Änderungsnachricht von der MAC- Modus-Einrichtung zu der zentralen Verarbeitungseinheit der entfernten Einrichtung gesendet.

In einem Fall, daß in dem Schritt S18 erfaßt wird, daß keine Nachricht empfangen worden ist, wird in einem Schritt S29 ü­ berprüft, ob eine Statusänderung aufgetreten ist. In einem Fall, daß eine Statusänderung in einem Schritt S29 erfaßt wird, wird eine Statusänderungsnachricht zu dem neuen Status, der in den Registern gespeichert ist, in einem Schritt S30 gesendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Ethernet- Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 8 gezeigt, ein 10BaseS-Datenmodem 10 als eine Datenpum­ pe. Das 10Base5-Datenmodem 10 umfaßt einen Modem-Sender, wie in Fig. 13 gezeigt, und einen Modem-Empfänger, wie in Fig. 14a, 14b gezeigt. Die Datenquelle, die das Modem 10 be­ liefert, führt einer Senderschnittstelle 51 des 10BaseS- Datenmodems ein Übertragungsdatensignal und ein Übertragungs­ freigabesignal zu. Die Übertragungsschnittstelle gibt digita­ le Daten in eine FIFO-Einrichtung 52 ein. Die FIFO fungiert, die Rate einer Datenübertragung zwischen der Datenquelle und dem Datenmodem selbst einzustellen. Die FIFO-Einrichtung 52 kompensiert die Unterschiede in den Datenraten zwischen den beiden Einrichtungen. Der Signalausgang der FIFO-Einrichtung 52 wird einem Sync-Generator 53, einem Header-Generator 54 und einem Randomizer 54 eingegeben. Der Sync-Generator er­ zeugt zwei Sync-Bytes und gibt sie zu einem Rahmen-Formatierer 56 aus. Der Header-Generator 54 erzeugt eine Header- Information, die eine Vielzahl von Bytes umspannt. Die Hea­ der-Information wird dann von einem Randomizer 57 in eine Zu­ fallszahl umgerechnet oder zerhackt und darauf von einem Co­ dierer 58 codiert. Das Ausgangssignal des Codierers 58 wird in den Rahmen-Formatierer 56 eingegeben.

Die Daten von der Rahmen-FIFO-Einrichtung 52 werden weiter in einen Zerhacker oder Randomizer 55 eingegeben, der die Daten zerhackt. Der Ausgang des Randomizers 55 ist mit einem Codie­ rer 59 verbunden, der den Datenstrom codiert. Ein codierter Datenstrom wird zu einer Verschachtelungseinheit 60 ausgege­ ben, die die Daten in Kombination mit einer Reed-Solomon- Codierung verschleift, um ein Rauschen vom Impuls-Typ zu ü­ berwinden, was somit zu einer verbesserten Fehlerrückgewin­ nung führt. Der Ausgang der Verschachtelungseinheit 60 wird in den Rahmen-Formatierer 56 eingegeben.

Der Rahmen-Formatierer 56 tastet einen vollständigen Daten­ rahmen, der ein Sync, die Header-Daten und den Datenstromaus­ gang umfaßt, von der Verschachtelungseinheit 60 ab. Der Rah­ men-Formatierer 56 ist mit einem Symbolcodierer 61 verbunden. Der Symbolcodierer 61 erzeugt ein digitales In-Band-I- und ein Quadratur-Q-Ausgangssignal von der Basis des digitalen Eingangsdatenstroms. Die I- und Q-Kanäle werden in einen In- Phase-Filter 62 und einen Quadraturfilter 63 eingegeben. Der Ausgang des Quadraturfilters 63 wird von dem Ausgang des In- Band-Filters 62 mittels der Subtraktionseinrichtung 64 sub­ trahiert. Das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung wird mittels eines Digital-Analog-Konverters 65 konvertiert, des­ sen Ausgang mit einer Leitungsschnittstelle 66 verbunden ist. Die Leitungsschnittstelle 66 überträgt das Ausgangssignal ü­ ber eine verdrillte Doppeldraht-Telefonleitung 4.

Fig. 14a, 14b zeigen die Modem-Empfängerseite des 10BaseS- Datenmodems 10, das in einer bevorzugten Ausführungsform der Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die verdrillte Doppeldrahtleitung 4 ist mit einem analogen Frontende 67 verbunden, das bereitgestellt ist, um das Datenmodem 10 mit der Telefonleitung 4 zu verbin­ den und um das empfangene Analogsignal zu verstärken. Der Ausgang des analogen Frontendes 67 ist mit einem Analog- Digital-Konverter 68 verbunden. Der Ausgang des Analog- Digital-Konverters 68 wird in eine automatische Verstärkungs­ steuerung 69 eingegeben. Der Ausgang des Digitalkonverters 68 ist weiter mit einem Multiplexer 70, einem Sperrfilter 71 und einem Schmalband-Interferenzdetektor 72 verbunden. Der Aus­ gang des Sperrfilters 32 ist mit dem zweiten Eingang des Mul­ tiplexers 70 verbunden. Der Schmalband-Interferenzdetektor 72 erfaßt das Vorhandensein eines Amateur-Radiosignals, das in dem Frequenzbereich von 1,82 MHz liegt. Wenn ausreichende Signalpegel in dem Amateur-Radioband in dem empfangenen Sig­ nal erfaßt werden, wird der Multiplexer 70 gesetzt, den Aus­ gang des Sperrfilters 71 durchzuschalten. Die Mittenfrequenz und die Bandbreite des Sperrfilters 71 ist gesetzt, das Ama­ teur-Radioband abzudecken. Der Ausgang des Multiplexers 70 wird in ein In-Phase-Filter 73, ein Quadratur-Filter 74 und eine Zeitgebungssteuerschaltung 75 eingegeben. Die In-Phase- und Quadratursignale, die über die In-Phase- und Quadratur­ filter 73, 74 ausgegeben werden, werden in einen adaptiven Equalizer 76 eingegeben. Die In-Phase- und Quadratursignale, die von dem adaptiven Equalizer 76 ausgegeben werden, werden über einen Aufsplitter 77 eingegeben, der ein Rückführsignal erzeugt, um den adaptiven Equalizer 76 und die Zeitgebungs- Steuerschaltung 75 zu steuern. Die Zeitgebungs-Steuerschal­ tung 75 gibt ein Signal zu einer spannungsgesteuerten Quarz­ oszillator/Phasenregelschleife 78 aus. Der Ausgang der Pha­ senregelschleife 78 wird in einen Takterzeugungs-Schaltkreis 79 eingegeben, der Taktsignale erzeugt, die intern von dem Modem 10 verwendet werden. Die I- und Q-Ausgangssignale des Aufsplitters 77 werden in einen Symbol-Decoder 80 eingegeben. Der Symbol-Decoder 80 führt eine beste Bestimmung unter den Konstellationspunkten gemäß der I- und Q-Eingangssignale aus. Die Datenbits, die das erfaßte Symbol darstellen, werden durch den Symbol-Decoder 80 ausgegeben und in einen Rahmen- Deformatierer 81, der in Fig. 14b gezeigt ist, eingegeben. Der Rahmen-Deformatierer 81 ist mit einer Ent- Verschachtelungseinrichtung 82, einem Decoder 83 und einem Sync-Detektor 84 verbunden. Der Sync-Detektor 84 paßt das Sync-Muster an und sucht nach mehrfachen Sync-Auftreten in dem Eingangsdatenstrom. Sobald ein Sync-Signal erfaßt wird, werden die Header-Daten von dem Rahmen durch den Rahmen- Deformatierer 81 gelesen und in den Decoder 83 eingegeben. Der Ausgang des Decoders 83 wird in einen Ent-Randomizer 85 eingegeben. Der Ausgang des Decoders 83 und des Ent- Randomizers 85 wird einem Header-Datenanalysator 86 zuge­ führt. Die Header-Daten werden analysiert, um fehlende Rahmen zu erfassen, Adressierungsfunktionen durchzuführen, etc.

Der Rahmen-Deformatierer 81 gibt weiter einen Datenstrom zu der Ent-Verschachtelungseinrichtung 82 aus, der die empfange­ nen Daten entmischt. Der Ausgang der Ent-Verschachtelungs­ einrichtung 82 wird in einen Decoder 87 eingegeben. Der Aus­ gang des Decoders 87 wird einem Ent-Randomizer 88 zugeführt, der die empfangenen Daten zusammensetzt. Der Ausgang des Ent- Randomizers 88 wird in die Rahmen-FIFO-Einrichtung 89 einge­ geben, die die Unterschiede der Datenraten zwischen dem Modem 10 und der Kommunikationseinrichtung, die mit dem Modem ver­ bunden ist, einstellt. Der Ausgang der Rahmen-FIFO-Einrich­ tung 89 wird einer Empfangs-Schnittstellenschaltung 90 einge­ geben, die das empfangene Datensignal ausgibt. Der Empfangs­ takt, der von der Dateneinrichtung erzeugt wird, die mit dem Modem 10 verbunden ist, wird in die Empfangsschnittstelle eingegeben und fungiert, ein Taktsignal für die Empfangsdaten bereitzustellen.

Die Ethernet-Anpaßvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ist eine Erweiterungseinrichtung zwischen einer zweiten Schicht einer Kommunikation und einer ersten Schicht einer Kommunikation gemäß dem Ethernet-Standard. Die Ethernet- Anpaßvorrichtung 3 verwendet sämtliche Ethernet-Werkzeuge, wie etwa COL, CRS auf der zweiten Schichtseite, um ein Be­ triebsverhalten eines Puffers und eines Datenflusses zu verbessern. Das CRS-Signal und das COL-Signal werden imi­ tiert, um die Standard-Ethernet-Datenpumpe in dem physikali­ schen Modus zu emulieren und um einen Ethernet-Medium- Zugriffscontroller in dem MAC-Modus zu emulieren.

Das Spiegeln der Registerinhalte der SMI-Schnittstelle über eine Verbindung ermöglicht es, die MAC-Schicht und die physi­ kalische Ethernet-Schicht normal ohne einen Hinweis arbeiten zu lassen, daß ein neues Telekommunikationsmedium zwischen dem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller (MAC) auf der einen Seite und der Ethernet-Datenpumpe auf der anderen Seite be­ reitgestellt ist. Unter Verwendung spezieller Nachrichtenpro­ tokolle über das neue Telekommunikationsmedium 4 ist es mög­ lich, eine Information, wie etwa eine Lastbalance, SMI- Aktivitäten, eine Auto-Verhandlung, eine Datenverbindung, ein Geschwindigkeits-Duplex-Modus, etc. zu teilen. Eine Auto- Erkennung der physikalischen Ethernet-Schichteinrichtung er­ möglicht es, ihren eigenen Geschwindigkeitsdetektor zu ver­ wenden. Das neue Telekommunikationsmedium 4 kann gleichzeitig für andere Anwendungen verwendet werden.

Claims (12)

1. Ethernet-Anpaßvorrichtung zur Datenübertragung zwischen einer Standard-Ethernet-Datenpumpe (8) und einem Ethernet- Medium-Zugriffscontroller (7) über ein Telekommunikationsme­ dium (4) mit:

• a) einer Dualmodus-medienunabhängigen Schnittstelle (9), die die Standard-Ethernet-Datenpumpe in einem PHY-Modus emuliert und die den Ethernet-Medium-Zugriffscontroller in einem MAC- Modus emuliert;
• b) einer Datenpumpe (10), die mit dem Telekommunikationsme­ dium (4) verbunden ist;
• c) einem Datenpuffer (11) zum Speichern von zumindest einem Ethernet-Datenpaket, das zwischen der Standard-Ethernet- Datenpumpe (8) und dem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller (7) zu übertragen ist.

2. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsmedium (4) eine Telefonleitung ist.

3. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenpumpe (10) ein 10BaseS-Datenmodem ist.

4. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dualmodus-medienunabhängige Schnittstelle (9) mittels einer Schalteinrichtung in den PHY-Modus oder den MAC-Modus (14) gesetzt wird.

5. Ethernet-Anpaßvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dual-Modus-medienunabhängige Schnittstelle (9) um­ faßt:
eine serielle Verwaltungsschnittstelle (42, 45, 47), die über eine SMI-Datenleitung (43) mit einem Ethernet-Medium- Zugriffscontroller oder einer Standard-Ethernet-Datenpumpe für den Austausch von SMI-Datenrahmen einschließlich SMI- Nachrichten verbindbar ist, und
eine Datenfluß-Schnittstelle (21, 23, 27, 32, 35), die über einen Datenbus mit einem Ethernet-Medium-Zugriffscontroller oder einer Standard-Ethernet-Datenpumpe für den Austausch von Ethernet-Datenpaketen verbindbar ist.

6. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die serielle Verwaltungsschnittstellenschaltung (42, 45, 47) umfaßt:
eine Deframing-Schaltung (42) zum Deframen von SMI- Datenrahmen, die über die SMI-Datenleitung (43) zugeführt werden,
einen Decoder (45) zum Decodieren der SMI-Nachrichten, und
einem Satz von SMI-Registern (47).

7. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die SMI-Register zumindest umfassen:
ein Befehlsregister,
ein Statusregister,
ein Identifikationscode-Register,
ein Verhandlungs-Anzeigeregister, und
ein Autoverhandlungs-Partnerfähigkeitsregister.

8. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die serielle Verwaltungsschnittstelle (9) mit einer zent­ ralen Verarbeitungseinheit (13) verbunden ist.

9. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenfluß-Schnittstellenschaltung (21, 23, 27, 32, 35) über Steuerleitungen (26) mit einer Datenpuffer-Steuer­ schaltung (12) verbunden ist.

10. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsmedium (4) ein drahtloser Telekom­ munikationskanal ist.

11. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsmedium (4) ein optischer Telekommu­ nikationskanal ist.

12. Ethernet-Anpaßvorrichtung nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Registerinhalt jedwedes SMI-Registers gespiegelt ist.