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Die Erfindung bezieht sich auf eine Koppelvorrichtung zum Verbinden von jeweils einem von zwei Servern mit einem Datenübertragungsnetzwerk und auf ein entsprechendes Datenübertragungsnetzwerk, das eine solche Koppelvorrichtung aufweist, an die zwei Server angeschlossen sind.
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In vielen Anwendungen, in denen von Datenübertragungsnetzwerken Gebrauch gemacht wird, besteht der Wunsch oder sogar die Notwendigkeit, eine möglichst hohe Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Zu diesem Zweck werden regelmäßig Teile der Netzwerke, d.h. zumindest die wesentlichen Netzwerkkomponenten, oder wird sogar das gesamte Netzwerk redundant ausgestaltet. Wenn ein Datenübertragungsnetzwerk beispielsweise einen Server aufweist, der Daten an andere Netzwerkteilnehmer liefert, können ein oder mehrere weitere identische oder im Wesentlichen identische Server vorgesehen sein, die bei einem Ausfall des ersteren Servers dessen Aufgaben übernehmen können.
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Ein Beispiel für Datenübertragungsnetze, in denen Server Verwendung finden und bei denen eine hohe Ausfallsicherheit unbedingt erforderlich ist, sind Automatisierungs- oder Kommunikationssysteme von Fahrzeugen, wie z.B. Flugzeugen. Diese Datenübertragungsnetzwerke sind häufig als Ethernet-Netzwerke ausgestaltet, die unter anderem eine sternförmige Konfiguration haben können.
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Ein Beispiel für ein auf Ethernet basierendes Datenübertragungsnetz in Flugzeugen ist das Kabinenmanagementsystem von Flugzeugen der Typen Airbus A380 und A350. In diesen kommt der Ethernet-Standard 10baseT mit einer Datenrate von 10 Mbps zum Einsatz, und es sind zwei oder drei redundante Server vorgesehen, von denen einer bzw. zwei als Ausfallsicherung für den im Normalbetrieb arbeitenden Server dienen. Aufgrund der relativ geringen Datenrate ist es möglich, die Server mit Hilfe einer passiven Koppelvorrichtung in Form eines einfachen T-Verbindungsstücks in das Netzwerk einzubinden.
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Soll jedoch eine höhere Datenrate verwendet werden, wie zum Beispiel eine Datenrate von 100 Mbps gemäß dem Ethernet-Standard 100baseT, ist die Einbindung mittels T-Verbindungsstücken nicht mehr zweckmäßig. Stattdessen wird in aller Regel eine aktive Koppelvorrichtung, wie etwa ein Netzwerk-Switch, verwendet, um die Server funktional mit dem Datenübertragungsnetzwerk zu koppeln bzw. in dieses einzubinden. Aufgrund ihrer aktiven Ausgestaltung sind solche Koppelvorrichtungen gegenüber einfachen und passiven T-Verbindungsstücken allerdings sehr viel fehleranfälliger, so dass durch ihren Einsatz die Ausfallsicherheit des Netzwerks insgesamt deutlich herabgesetzt wird. Ähnliche Erwägungen gelten allgemein auch für anders aufgebaute Ethernet-Datenübertragungsnetzwerke und für Datenübertragungsnetzwerke, die nicht nach dem Ethernet-Standard arbeiten.
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Aufgrund dieses Umstands werden Datenübertragungsnetzwerke, wie beispielsweise Datenübertragungsnetzwerke, die in Flugzeugen z.B. als Teil des Kabinenmanagementsystems verwendet werden, häufig insgesamt redundant ausgestaltet. Mit anderen Worten werden mehrere separate physikalische Netzwerke vorgesehen, und die Datenübertragung erfolgt parallel in allen Netzwerken. Allgemein und insbesondere in Flugzeugen ist es wünschenswert, den Hardwareaufwand und die Komplexität des Systems so gering wie möglich zu halten und dennoch eine hohe Ausfallsicherheit zu gewährleisten.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Koppelvorrichtung und ein Datenübertragungsnetzwerk so auszugestalten, dass mehrere redundante Server in ein Datenübertragungsnetzwerk hoher Datenrate eingebunden werden können und gleichzeitig eine hohe Ausfallsicherheit bei relativ geringem Hardwareaufwand gewährleistet wird und dass die genannten Nachteile beseitigt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Patentansprüche 1 und 5. Vorteilhafte Ausführungsformen der Koppelvorrichtung und des Datenübertragungsnetzwerks sind Gegenstand der jeweiligen zugehörigen Unteransprüche.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist zunächst eine Koppelvorrichtung vorgesehen, die zur Verbindung von jeweils einem von zwei oder auch mehr Servern mit einem Datenübertragungsnetzwerk ausgestaltet ist, das beispielsweise ein Ethernet-Netzwerk und insbesondere ein sternförmig aufgebautes Ethernet-Netzwerk sein kann. Die Koppelvorrichtung weist einen ersten Anschluss zum Anschluss eines ersten Servers, einen zweiten Anschluss zum Anschluss eines zweiten Servers und einen dritten Anschluss zum Anschluss an ein Datenübertragungsnetzwerk auf. Die genannten Anschlüsse weisen dabei bevorzugt jeweils mindestens eine separate Anschlussbuchse oder einen separaten Anschlussstecker auf, an die ein geeignetes Kabel zur Verbindung mit den Servern bzw. dem Datenübertragungsnetzwerk angeschlossen werden kann. Wenn die Koppelvorrichtung zur Verwendung mit einem Ethernet-Datenübertragungsnetzwerk vorgesehen ist, können die Anschlüsse beispielsweise jeweils eine Ethernet-Buchse oder einen Ethernet-Stecker aufweisen. Wie weiter unten noch ausführlich erläutert wird, kann der Anschluss an das Datenübertragungsnetzwerk entweder direkt oder aber auch über eine oder mehrere Netzwerkkomponenten erfolgen, die beispielsweise in Reihe mit dem dritten Anschluss der Koppelvorrichtung verbunden sind. Solche Netzwerkkomponenten können auch den Datenkommunikationsweg für den ersten und den zweiten Server zu dahinter angeordneten anderen Netzwerkteilnehmern sperren, so dass der Anschluss an das Datenübertragungsnetzwerk mit Hilfe des dritten Anschlusses lediglich bedeutet, dass die beiden Server die Möglichkeit haben durch die Koppelvorrichtung mit anderen Netzwerkteilnehmern zu kommunizieren.
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Die Koppelvorrichtung weist ferner eine Schaltervorrichtung auf, die einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand hat und einnehmen kann. In dem ersten Schaltzustand ist der dritte Anschluss mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden und von dem zweiten Anschluss elektrisch getrennt, so dass ein an den ersten Anschluss angeschlossener erster Server über ein an den dritten Anschluss angeschlossenes Datenübertragungsnetzwerk kommunizieren kann und ein an den zweiten Anschluss angeschlossener zweiter Server nicht über das Datenübertragungsnetzwerk kommunizieren kann. In dem zweiten Schaltzustand ist der dritte Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden und von dem ersten Anschluss elektrisch getrennt ist, so dass ein an den zweiten Anschluss angeschlossener zweiter Server über ein an den dritten Anschluss angeschlossenes Datenübertragungsnetzwerk kommunizieren kann und ein an den ersten Anschluss angeschlossener erster Server nicht über das Datenübertragungsnetzwerk kommunizieren kann. Mit anderen Worten kann durch einen Wechsel zwischen den beiden Schaltzuständen wahlweise genau einer von zwei an dem ersten und zweiten Anschluss angeschlossenen Servern auf des Datenübertragungsnetzwerk aufgeschaltet werden. Mit anderen Worten können in der beschriebenen Weise mit Hilfe der Koppelvorrichtung die beiden Server an das Datenübertragungsnetzwerk angeschlossen bzw. in dieses eingebunden werden, wobei aber je nach Schaltzustand nur einer der beiden Server kommunikationsmäßig mit dem Datenübertragungsnetzwerk verbunden ist bzw. verbunden sein kann.
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Schließlich weist die Koppelvorrichtung eine Energieversorgungseinrichtung auf, die mit der Schaltervorrichtung elektrisch verbunden und zur Versorgung der Schaltervorrichtung mit Energie ausgestaltet ist. Diese Energieversorgungseinrichtung ist entweder mit einem an den ersten Anschluss angeschlossenen ersten Server oder einem an den zweiten Anschluss angeschlossenen zweiten Server verbunden oder kann mit dem betreffenden Server verbunden werden. Sie ist angepasst, um dann von dem betreffenden Server – zumindest solange er aktiv und betriebsbereit ist – Energie zu beziehen und ein Energiesignal an die Schaltervorrichtung zu liefern. Diese empfängt das Energiesignal bevorzugt an einem Steuereingang der Schaltervorrichtung. Wie weiter unten noch ausführlich erläutert wird, kann die Energieversorgungseinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie das Energiesignal in einer für die Schaltervorrichtung geeigneten Form aus der von dem jeweiligen Server bezogenen Energie erzeugt oder dass sie die von dem jeweiligen Server bezogene Energie unverändert oder im Wesentlichen unverändert als Energiesignal an die Schaltervorrichtung weiterleitet. Im letzteren Fall kann es erforderlich sein, dass der jeweilige Server so angepasst ist, dass er bereits das für die Schaltervorrichtung geeignete Energiesignal an die Koppelvorrichtung liefert. Dann wird die Energieversorgungseinrichtung im Wesentlichen durch eine interne Leitung der Koppelvorrichtung gebildet, mit der das Energiesignal der Schaltervorrichtung zugeleitet wird.
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Die Schaltervorrichtung ist angepasst, um einen von dem ersten und dem zweiten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energievorsorgungseinrichtung mit dem Energiesignal versorgt wird, und den anderen von dem ersten und dem zweiten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energieversorgungseinrichtung nicht mit dem Energiesignal versorgt wird. Mit anderen Worten ist die Schaltervorrichtung so ausgestaltet, dass sie ohne Energieversorgung bzw. ohne geeignete Energieversorgung von selbst und automatisch einen definierten Schaltzustand einnimmt.
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Das Energiesignal ist somit ein Signal, das der Schaltervorrichtung zugeführt wird und dafür sorgt, dass diese einen definierten ihrer beiden Schaltzustände einnimmt. Wenn dieses Energiesignal nicht zugeführt wird, was einschließt, dass ein anderes, nicht zum genannten Zweck geeignetes Signal zugeführt wird, nimmt die Schaltervorrichtung dagegen ihren anderen Schaltzustand ein. Das Energiesignal kann dabei ein vorbestimmtes Signal sein oder ein Signal mit Parametern, die innerhalb vorbestimmter Grenzen liegen. Das Energiesignal ist somit bevorzugt insbesondere ein Signal, das der Schaltervorrichtung eine vorbestimmte Energie oder eine vorbestimmte Mindestenergie zuführt, die zur Umschaltung in den definierten Schaltzustand ausreicht. Liegt die Mindestenergie nicht mehr an oder fällt die zugeführte Energie unter eine vorbestimmte Grenze, kann dieser Schaltzustand nicht mehr aufrecht erhalten werden, und die Schaltervorrichtung wechselt in den anderen Schaltzustand. Das Energiesignal kann bevorzugt einfach eine – beispielsweise konstante – Spannung sein, die einen vorbestimmten oder mindestens einen vorbestimmten Spannungswert hat. Jede Spannung unterhalb des vorbestimmten Spannungswertes oder – zur Berücksichtigung von Toleranzen – insbesondere eine Spannung unterhalb einer vorbestimmten Grenze und die Spannung Null entspricht dann nicht dem Energiesignal. In ähnlicher Weise kann das Energiesignal auch einfach ein- beispielsweise konstanter – Strom sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Energiesignal alternativ oder zusätzlich durch eine bestimmte zeitliche Signalform definiert wird und dass ein Signal mit einer abweichenden Signalform dementsprechenden nicht das Energiesignal darstellt.
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Das Energiesignal kann vor diesem Hintergrund auch als Ansteuersignal oder Schaltsignal für die Schaltervorrichtung bezeichnet werden, wobei dieses Ansteuer- oder Schaltsignal angepasst und geeignet ist, um die Schaltervorrichtung in den betreffenden von dem ersten und dem zweiten Schaltzustand zu schalten und in diesem zu halten.
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Es ist daher in vorteilhafter Weise möglich, zwei Server mit dem ersten und dem zweiten Anschluss der Koppelvorrichtung in der Weise zu verbinden und zu betreiben, dass in einer normalen Betriebsart nur einer der beiden Server aktiv ist bzw. arbeitet und mit Hilfe der Schaltervorrichtung kommunikationsmäßig mit dem Datenübertragungsnetzwerk verbunden ist und – beispielsweise bei einem Ausfall dieses Servers – automatisch ein Wechsel auf den anderen Server stattfindet. Die Ausfallsicherheit bleibt hoch, weil der defekte Server nicht mehr an dem Umschalten der Schaltervorrichtung mitwirken muss. Aus diesem Grund ist es besonders bevorzugt, wenn der zweite Schaltzustand derjenige ist, der von der Schaltervorrichtung ohne das Energiesignal eingenommen wird. Da jeweils nur einer der Server von der Koppelvorrichtung mit dem Netzwerk verbunden wird, kann gleichzeitig eine hohe Datenrate verwirklicht werden, und da die Koppelvorrichtung keine eigene, unabhängige Energieversorgung hat bzw. haben muss, werden durch ihre Verwendung keine wesentlichen zusätzlichen Fehlerquellen eingeführt. Auf diese Weise ergeben sich auch die – z.B. insbesondere für Flugzeuge bedeutsamen – Vorteile einer Einsparung in Bezug auf Gewicht, Kosten und Raumbedarf.
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Es ist auch möglich, dass die Koppelvorrichtung in einen Server integriert ist, der dann der erste oder zweite Server ist. Der andere Server wird dann an die in den anderen Server integrierte Koppelvorrichtung angeschlossen. Es ist in diesem Fall ferner bevorzugt, wenn in beide Server eine erfindungsgemäße Koppelvorrichtung integriert ist, damit die Server hardwaremäßig identisch aufgebaut sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Energieversorgungseinrichtung eine Energiesignalerzeugungsschaltung auf.
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Diese ist in der Weise mit dem ersten Anschluss verbunden, dass sie im Betrieb einen Teil der Signalenergie der Datensignale empfängt, die von einem an den ersten Anschluss angeschlossenen ersten Server gesendet werden. Zu diesem Zweck kann sie beispielsweise in einer Leitung vorgesehen sein, die von der Leitung abzweigt, die zwischen dem ersten Anschluss und einem Schaltkontakt der Schaltervorrichtung verläuft und zur Leitung von Datensignalen zwischen dem Server und dem Datenübertragungsnetzwerk dient. Die Energiesignalerzeugungsschaltung ist angepasst, um das Energiesignal, das der Schaltervorrichtung zugeführt wird, aus dem empfangenen Teil der Signalenergie zu erzeugen.
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Bei dieser Ausführungsform hat das Fehlen eines Datensignals an dem ersten Anschluss zur Folge, dass die Energiesignalerzeugungsschaltung kein Energiesignal erzeugt, so dass das Energiesignal nicht an die Schaltervorrichtung geliefert wird und diese in ihren dem Fehlen des Energiesignals entsprechenden Schaltzustand übergeht bzw. in diesem verbleibt. Es ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn der zweite Schaltzustand derjenige ist, der von der Schaltervorrichtung bei Fehlen des Energiesignals eingenommen wird. Wie später noch erläutert wird, muss der erste Server somit in seinem aktiven und betriebsbereiten Zustand stets zumindest Leerdaten senden, um einen Wechsel zum zweiten Server zu verhindern.
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In einer alternativen, verwandten bevorzugten Ausführungsform ist die Energiesignalerzeugungsschaltung nicht mit dem ersten Anschluss, sondern mit dem zweiten Anschluss verbunden und zwar in der Weise, dass sie im Betrieb die Datensignale empfängt, die von einem an den zweiten Anschluss angeschlossenen zweiten Server gesendet werden. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform der vorhergehenden Ausführungsform.
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Bei dieser Ausführungsform hat demnach das Fehlen eines Datensignals an dem zweiten Anschluss zur Folge, dass die Energiesignalerzeugungsschaltung kein Energiesignal erzeugt, so dass das Energiesignal nicht an die Schaltervorrichtung geliefert wird und diese in ihren dem Fehlen eines Energiesignals entsprechenden Schaltzustand übergeht bzw. in diesem verbleibt. Es ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn der zweite Schaltzustand derjenige ist, der von der Schaltervorrichtung bei Vorliegen des Energiesignals eingenommen wird. Im übrigen gilt analoges wie bei der vorhergehenden Ausführungsform.
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In einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform weist die Energieversorgungseinrichtung einen Energieversorgungsanschluss zum Anschluss an ein Energieversorgungskabel auf, das von entweder einem an den ersten Anschluss angeschlossenen ersten Server oder einem an den zweiten Anschluss angeschlossenen zweiten Server ausgeht. Der Energieversorgungsanschluss ist dabei bevorzugt als gegenüber dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss separater Anschluss ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass er mit dem ersten Anschluss bzw. dem zweiten Anschluss in einem einzigen Anschluss kombiniert ist. In letzterem Fall wird das Energieversorgungskabel durch das Kabel gebildet, mit dem der erste bzw. der zweite Server an dem ersten bzw. dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, wobei die Energie ggf. auch unmittelbar über die Netzwerkleitung übertragen werden kann (im Fall eines Ethernet-Netzwerks z.B. mittels Power over Ethernet), so dass der Energieversorgungsanschluss dann mit dem ersten bzw. zweiten Anschluss identisch ist. Ansonsten ist das Energieversorgungskabel ein separates Kabel, das auf der anderen Seite mit einem entsprechenden Ausgang des jeweiligen Servers verbunden ist, an dem Energie für die Energieversorgungseinrichtung der Koppelvorrichtung bereitgestellt wird.
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In dieser Ausführungsform weist die Energieversorgungseinrichtung ferner eine Energieversorgungsleitung auf, die im Inneren der Koppelvorrichtung vorgesehen ist und den Energieversorgungsanschluss und die Schaltervorrichtung miteinander verbindet. Es ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn die Energieversorgungseinrichtung angepasst ist, um mit einem Server zusammen zu wirken, der an seinem mit dem Energieversorgungskabel zu verbindenden Ausgang bereits das für die Schaltervorrichtung der Koppelvorrichtung geeignete Energiesignal liefert. Dieses Energiesignal wird dann lediglich unverändert über die Energieversorgungsleitung zu der Schaltervorrichtung weitergeleitet. Die Energieversorgungseinrichtung kann daher besonders einfach aufgebaut sein und beispielsweise im Wesentlichen lediglich den Energieversorgungsanschluss und die Energieversorgungsleitung umfassen. Es ist aber auch möglich, dass die Energieversorgungseinrichtung angepasst ist, um mit einem Server zusammenzuwirken, der an seinem mit dem Energieversorgungskabel zu verbindenden Ausgang noch kein Energiesignal bereitstellt, das zur Ansteuerung der Schaltervorrichtung geeignet ist. Die Energieversorgungseinrichtung weist dann noch eine Schaltung auf, die aus dem von dem jeweiligen Server an dem Energieversorgungsanschluss bereitgestellten Ausgang das geeignete Energiesignal erzeugt. Eine solche Schaltung kann in der Energieversorgungsleitung oder zwischen zwei Abschnitten der Energieversorgungsleitung vorgesehen sein.
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In jedem Fall weist die Schaltervorrichtung ein oder mehrere Schalterbauteile auf. Einige oder alle von diesen sind bevorzugt – je nachdem, ob der erste oder der zweite Schaltzustand derjenige ist, der bei Fehlen des Energiesignals eingenommen wird – als selbstsperrende oder selbstleitende Bauteile ausgestaltet. Als selbstsperrende Bauteile können beispielsweise FETs vom Anreicherungstyp, MEMS-Schalter, Relais oder REED-Relais Verwendung finden, und als selbstleitende Bauteile können beispielsweise FETs vom Verarmungstyp, Relais oder REED-Relais Verwendung finden. Um zusätzliche Fehlerquellen zu minimieren, ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Schalterbauteile als rein elektronische und nicht als elektromechanische Schalter ausgebildet sind.
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Die beschriebene erfindungsgemäße Koppelvorrichtung kann in vorteilhafter Weise als Teil eines Datenübertragungsnetzwerks verwendet werden, das beispielsweise ein Ethernet-Netzwerk und insbesondere ein sternförmiges Ethernet-Netzwerk sein kann. Ein solches Ethernetz-Netzwerk kann nach dem Ethernet-Standard 100baseT oder einem Standard mit einer höheren Datenrate ausgebildet sein. Allgemein kann das Datenübertragungsnetzwerk in einem Fahrzeug oder Luftfahrzeug Anwendung finden und z.B. ein Teil eines Automatisierungs- oder Kommunikationssystems sein. In Flugzeugen kann es beispielsweise ein Teil des Kabinenmanagementsystems sein.
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Das Datenübertragungsnetzwerk weist ferner einen ersten Server und einen zweiten Server auf, von denen jeder jeweils einen aktiven Zustand, in dem er Daten übertragen kann, und einen passiven Zustand einnehmen kann, in dem er keine Daten übertragen kann. Im einfachsten Fall ist der passive Zustand der ausgeschaltete Zustand des jeweiligen Servers. Der jeweilige Server kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass er in seinem eingeschalteten Zustand wahlweise einen aktiven und einen passiven Zustand einnehmen kann. Der passive Zustand kann dann beispielsweise ein Standby- oder Energiesparzustand sein, in dem der Server ggf. noch zumindest in einem gewissen Umfang Daten empfangen und auswerten kann, insbesondere Daten, die über die weiter unten beschriebene Datenverbindung zwischen den beiden Server ausgetauscht werden.
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Die Koppelvorrichtung ist in der oben erläuterten Weise mit Hilfe ihres dritten Anschlusses direkt oder über eine oder mehrere weitere Komponenten mit dem Datenübertragungsnetzwerk verbunden, und der erste Server ist an den ersten Anschluss der Koppelvorrichtung und der zweite Server an den zweiten Anschluss der Koppelvorrichtung angeschlossen. Wie oben erwähnt wurde, kann ist es dabei auch möglich, dass die Koppelvorrichtung in den ersten Server oder den zweiten Server integriert ist. Der Anschluss des betreffenden Servers an die Koppelvorrichtung erfolgt dann intern in dem Server und kann insbesondere permanent sein.
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Zwischen dem ersten Server und dem zweiten Server besteht eine Datenverbindung, die separat von dem eigentlichen Datenübertragungsnetzwerk vorgesehen ist und kabelgebunden oder funkbasiert sein kann. Sie kann durch separate Anschlüsse an den beiden Servern realisiert sein, die mit Hilfe einer Datenleitung oder auch mehrerer Datenleitungen verbunden sind. Es ist aber beispielsweise auch möglich, dass die Datenverbindung auf Seiten des ersten Servers von seinem mit dem ersten Anschluss der Koppelvorrichtung verbundenen Datenausgang abzweigt. Die Datenverbindung ist so ausgestaltet, dass der zweite Server feststellen kann, wenn der erste Server sich in seinem passiven Zustand befindet oder ausfällt. Mit anderen Worten ist der erste Server so angepasst, dass er auf der Datenverbindung Informationen bereitstellt, auf deren Grundlage der zweite Server ermitteln kann, ob sich der erste Server betriebsbereit in seinem aktiven Zustand befindet oder ob er sich in seinem passiven Zustand befindet oder ausgefallen ist, und der zweite Server ist angepasst, um die bereitgestellten Informationen entsprechend auszuwerten. Diese Auswertung kann kontinuierlich oder intervallweise stattfinden.
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Der erste Server, der zweite Server und die Schaltervorrichtung sind so angepasst und verbunden, dass die Schaltervorrichtung den ersten Schaltzustand einnimmt, wenn der erste Server in seinem aktiven Zustand und betriebsbereit ist. Dies ist die normale Betriebsart, in der der erste Server arbeitet und der zweite Server lediglich als Ausfallsicherung fungiert und bevorzugt in seinem passiven Zustand ist. In diesem passiven Zustand wertet der zweite Server im Betrieb aber immer noch die über die Datenverbindung zwischen den beiden Servern bereitgestellten Informationen aus. Dies und die separate Datenverbindung insgesamt sind erforderlich, weil der zweite Server bei einem Ausfall des ersten Servers aktiv tätig werden und z.B. in den aktiven Zustand übergehen muss.
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Die Schaltervorrichtung und der zweite Server sind so angepasst, dass dann, wenn der bislang in seinem aktiven Zustand normal arbeitende erste Server in seinen passiven Zustand übergeht oder ausfällt, die Schaltervorrichtung den zweiten Schaltzustand einnimmt und der zweite Server seinen aktiven Zustand einnimmt. Dies erfolgt automatisch auf Basis dessen, was der zweite Server auf Grundlage der auf der Datenverbindung zwischen den beiden Servern bereitgestellten Informationen feststellt. Insbesondere bei Ausfall des ersten Servers ist es dabei auch möglich, dass auf der Datenverbindung im Unterschied zu Zeiten eines aktiven und betriebsbereiten ersten Servers keine Informationen mehr bereitstehen und dass das Fehlen solcher Informationen von dem zweiten Server als Anzeichen dafür interpretiert wird, dass der erste Server ausgefallen oder aber in seinen passiven Zustand übergegangen ist. Der Übergang in den passiven Zustand und auch der Ausfall können aber ggf. auch durch bestimmte Informationen angezeigt werden.
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Ein derartiges Datenübertragungsnetzwerk weist die oben angegebenen Vorteile auf, die durch die Verwendung der Koppelvorrichtung bereitgestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Datenübertragungsnetzwerks ist die Koppelvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ausgestaltet, in der die Energieversorgungseinrichtung eine Energiesignalerzeugungsschaltung zur Erzeugung des Energiesignals aus einem Teil der Signalenergie der an dem ersten Anschluss vom ersten Server empfangenen Datensignale aufweist. Die Schaltervorrichtung der Koppelvorrichtung ist dann angepasst, um den ersten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energievorsorgungseinrichtung mit dem Energiesignal versorgt wird, und den zweiten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energieversorgungseinrichtung nicht mit dem Energiesignal versorgt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Schaltervorrichtung den zweiten Schaltzustand einnimmt und in diesem verbleibt, wenn der erste Server in seinen passiven Zustand übergeht oder ausfällt, da er dann kein Datensignale aussendet und die Energiesignalerzeugungsschaltung somit kein Energiesignal erzeugt und an die Schaltervorrichtung liefert. Damit dies nicht bereits im aktiven und betriebsbereiten Zustand des ersten Servers geschieht, muss dieser außerdem so angepasst sein, dass er nach seinem Einschalten, solange er in seinem aktiven Zustand ist, unabhängig davon ein Datensignal sendet, ob ein weiterer Netzwerkteilnehmer in dem Netzwerk detektiert wird oder Daten anfordert.
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In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Datenübertragungsnetzwerks ist die Koppelvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ausgestaltet, in der die Energieversorgungseinrichtung eine Energiesignalerzeugungsschaltung zur Erzeugung des Energiesignals aus einem Teil der Signalenergie der an dem zweiten Anschluss vom zweiten Server empfangenen Datensignale aufweist. Die Schaltervorrichtung der Koppelvorrichtung ist dann angepasst, um den zweiten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energievorsorgungseinrichtung mit dem Energiesignal versorgt wird, und den ersten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energieversorgungseinrichtung nicht mit dem Energiesignal versorgt wird. Wenn der erste Server in seinen passiven Zustand übergeht oder ausfällt, muss der zweite Server daher nicht nur eingeschaltet sein und seinen aktiven Zustand einnehmen, sondern auch so angepasst sein, dass er, solange er in seinem aktiven Zustand ist, unabhängig davon ein Datensignal sendet, ob ein weiterer Netzwerkteilnehmer in dem Netzwerk detektiert wird oder Daten anfordert.
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In einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform des Datenübertragungsnetzwerks ist die Koppelvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ausgestaltet, in der die Energieversorgungseinrichtung einen Energieversorgungsanschluss zum Anschluss an ein Energieversorgungskabel und eine den Energieversorgungsanschluss und die Schaltervorrichtung miteinander verbindende Energieversorgungsleitung aufweist.
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In dieser Ausführungsform des Datenübertragungsnetzwerks ist die Schaltervorrichtung der Koppelvorrichtung bevorzugt angepasst, um den ersten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energievorsorgungseinrichtung mit dem Energiesignal versorgt wird, und den zweiten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energieversorgungseinrichtung nicht mit dem Energiesignal versorgt wird. Ferner ist ein Energieversorgungsausgang des ersten Servers mit Hilfe eines Kabels mit dem Energieversorgungsanschluss der Koppelvorrichtung verbunden, und der erste Server ist so angepasst, dass er an seinem Energieversorgungsausgang Energie bereitstellt, wenn er in seinem aktiven Zustand ist, und keine Energie bereitstellt, wenn er in seinem passiven Zustand ist. Zwar besteht dadurch nicht mehr die Notwendigkeit, dass der erste Server nach seinem Einschalten, solange er in seinem aktiven Zustand ist, unabhängig davon ein Datensignal sendet, ob ein weiterer Netzwerkteilnehmer in dem Netzwerk detektiert wird oder Daten anfordert. Allerdings muss der erste Server so ausgestaltet sein, dass die Energie am Energieversorgungsausgang abgeschaltet wird, wenn der erste Server in seinen passiven Zustand wechselt. Die notwendigen Maßnahmen, wie eine geeignete Konstruktion und Arbeitsweise der Energieversorgung des ersten Servers, können die Ausfallsicherheit in gewissem Maße beeinträchtigen.
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Ähnlich wie in der zuvor diskutierten alternativen Ausführungsform des Datenübertragungsnetzwerks, bei der eine mit dem ersten Anschluss verbundene Energiesignalerzeugungsschaltung vorgesehen ist, wird sichergestellt, dass die Schaltervorrichtung den zweiten Schaltzustand einnimmt und in diesem verbleibt, wenn der erste Server in seinen passiven Zustand übergeht oder ausfällt, da er dann an seinem Energieversorgungsausgang keine Energie bereitstellt. Dies hat genau wie bei der zuvor diskutierten alternativen Ausführungsform des Datenübertragungsnetzwerks den Vorteil, dass die Umschaltung in den zweiten Schaltzustand zur Verbindung des zweiten Servers mit dem Datenübertragungsnetzwerk vollautomatisch ohne weiteres Zutun des zweiten Servers erfolgt. Dieser muss lediglich noch in seinen aktiven Zustand übergehen, um die Aufgaben des Servers zu übernehmen.
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Es ist aber auch möglich, dass die Schaltervorrichtung der Koppelvorrichtung angepasst ist, um den zweiten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energievorsorgungseinrichtung mit dem Energiesignal versorgt wird, und den ersten Schaltzustand einzunehmen, wenn sie von der Energieversorgungseinrichtung nicht mit dem Energiesignal versorgt wird. Ferner ist ein Energieversorgungsausgang des zweiten Servers mit Hilfe eines Kabels mit dem Energieversorgungsanschluss der Koppelvorrichtung verbunden, und der zweite Server ist so angepasst, dass er an seinem Energieversorgungsausgang Energie bereitstellt, wenn er in seinem aktiven Zustand ist, und keine Energie bereitstellt, wenn er in seinem passiven Zustand ist. Im Unterschied zu den zuvor diskutierten beiden Fällen nimmt die Schaltervorrichtung nicht automatisch den zweiten Schaltzustand ein, wenn der erste Server in seinen passiven Zustand übergeht oder ausfällt. Vielmehr muss der zweite Server die Schaltervorrichtung aktiv umschalten, indem er an seinem Energieversorgungsausgang in geeigneter Weise Energie bereitstellt. Ferner muss hier der zweite Server so ausgestaltet sein, dass die Energie am Energieversorgungsausgang abgeschaltet wird, wenn der zweite Server in seinen passiven Zustand wechselt.
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In einer Ausführungsform sind in dem Datenübertragungsnetzwerk mehrere Koppelvorrichtungen der oben beschriebenen Ausgestaltung vorgesehen. Mit anderen Worten ist die bisher in Zusammenhang mit dem Datenübertragungsnetzwerk erwähnte Koppelvorrichtung eine erste Koppelvorrichtung, und darüber hinaus sind noch eine oder mehrere weitere Koppelvorrichtungen identischen Aufbaus vorhanden und mit dem Datenübertragungsnetzwerk verbunden. Außerdem weist das Datenübertragungsnetzwerk neben dem ersten und dem zweiten Server noch einen oder mehrere weitere Server auf, wobei für jeden dieser weiteren Server eine weitere Koppelvorrichtung existiert. Der weitere oder die weiteren Server sind zusätzlich zu dem zweiten Server als weitere redundante Server vorgesehen, so dass auch nach einem Ausfall des zweiten Servers der Betrieb des Datenübertragungsnetzwerkes gewährleistet ist, indem ein dritter oder gegebenenfalls der Reihe nach noch weitere Server die Arbeit des ersten Servers und des zweiten Servers übernehmen können.
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In dieser Ausführungsform ist jede weitere Koppelvorrichtung mit ihrem zweiten Anschluss an den dritten Anschluss der ersten oder einer anderen weiteren Koppelvorrichtung angeschlossen, mit ihrem ersten Anschluss an einen der weiteren Server angeschlossen und mit Hilfe ihres dritten Anschlusses – wie die erste Koppelvorrichtung – direkt oder über eine oder mehrere weitere Komponenten und insbesondere über eine oder mehrere der weiteren Koppelvorrichtungen mit dem Datenübertragungsnetzwerk verbunden.
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Die erste Koppelvorrichtung und die weiteren Koppelvorrichtungen sind somit in der Weise in Reihe geschaltet, das die erste Koppelvorrichtung in Bezug auf das Datenübertragungsnetzwerk am weitesten außen angeordnet ist. Demnach gibt es neben der ersten Koppelvorrichtung mindestens noch eine zweite Koppelvorrichtung und allgemein n – 1 weitere Koppelvorrichtungen, wobei n eine positive ganze Zahl größer 1 ist. Wenn man die Koppelvorrichtungen beginnend mit der ersten Koppelvorrichtungen durchnummeriert, sind sie in der Reihenfolge 1, 2, ..., n angeordnet. Außerdem gibt es neben dem ersten und zweiten Server noch n – 1 weitere Server, d.h. insgesamt n + 1 Server, wobei der (i + 1). Server mit dem ersten Anschluss der i. Koppelvorrichtung verbunden ist (i ist eine positive ganze Zahl aus dem Intervall 1 bis n).
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Zwischen dem ersten und dem dritten und, für alle i von 3 bis n, zwischen dem i. und dem (i + 1). Server besteht jeweils eine Datenverbindung, die so ausgestaltet ist, dass der erste Server bzw. der i. Server feststellen kann, wenn der dritte Server bzw. der (i + 1). Server sich in seinem passiven Zustand befindet oder ausfällt bzw. ausgeschaltet wird. Die Datenverbindungen entsprechen daher der zuvor diskutierten Datenverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Server. Dementsprechend sind der erste Server, der zweite Server, die weiteren Server und die Schaltervorrichtungen der ersten und der weiteren Koppelvorrichtungen so angepasst und verbunden, dass für alle i von 2 bis n die Schaltervorrichtung der i. Koppelvorrichtung den ersten Schaltzustand einnimmt, wenn der mit dieser Koppelvorrichtung verbundene (i + 1). Server in seinem aktiven Zustand und betriebsbereit ist, und dass, wenn der mit der i. Koppelvorrichtung verbundene (i + 1). Server in seinen passiven Zustand übergeht oder ausfällt, die Schaltervorrichtung den zweiten Schaltzustand einnimmt und der mit der (i – 1). Koppelvorrichtung verbundene erste Server bzw. i. Server seinen aktiven Zustand einnimmt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen
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1a schematisch einen Teil eines erfindungsgemäßen Datenübertragungsnetzwerks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, in dem zwei redundante Server an eine erfindungsgemäße Koppelvorrichtung angeschlossen sind, wobei die Server und die Koppelvorrichtung im Normalbetrieb arbeiten,
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1b schematisch den in 1a dargestellten Teil des Datenübertragungsnetzwerks zeigt, wobei die Server und die Koppelvorrichtung nach Ausfall von einem der beiden Server im Notfallbetrieb arbeiten,
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2 schematisch einen Teil eines erfindungsgemäßen Datenübertragungsnetzwerks gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt, in dem zwei redundante Server an eine erfindungsgemäße Koppelvorrichtung angeschlossen sind, wobei die Server und die Koppelvorrichtung im Normalbetrieb arbeiten, und
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3 schematisch einen Teil eines erfindungsgemäßen Datenübertragungsnetzwerks gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt, in dem zwei redundante Server an eine erfindungsgemäße Koppelvorrichtung angeschlossen sind, wobei die Server und die Koppelvorrichtung im Normalbetrieb arbeiten.
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Das in den 1a und 1b in einem Ausschnitt gezeigte Datenübertragungsnetzwerk 1 ist als ein sternförmiges Ethernet-Netzwerk ausgestaltet, an einem Zweig 2 von dem eine Koppelvorrichtung 3 mit Hilfe einer üblichen Ethernet-Steckverbindung 4 angeschlossen ist. Es ist aber auch möglich, eine andere Art und/oder Topologie für das Datenübertragungsnetzwerk 1 zu wählen. Die Koppelvorrichtung 3 weist neben dem Anschluss 4 noch zwei weitere Anschlüsse 5a, 5b auf, die ebenfalls als Ethernet-Anschlüsse ausgebildet sind und an die ein erster Server 6a bzw. ein zweiter Server 6b angeschlossen sind.
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Die beiden Server 6a, 6b sind als redundante Server für das Datenübertragungsnetzwerk 1 vorgesehen. Normalerweise arbeitet nur der erste Server 6a, und der zweite Server 6b ist dazu vorgesehen, in Notfällen, insbesondere nach einem Ausfall des ersten Servers 6a dessen Aufgaben zu übernehmen. Die Koppelvorrichtung 3 dient nicht nur dem bloßen Anschluss der beiden Server 6a, 6b an das Netzwerk 1, sondern auch dazu, zu jedem Zeitpunkt gezielt immer nur einen der beiden Server 6a, 6b so mit dem Netzwerk 1 zu verbinden, dass er über dieses kommunizieren kann. Dabei ist die Koppelvorrichtung 3 in besonderer Weise so konstruiert, dass die Umschaltung von dem ersten Server 6a auf den zweiten Server 6b nach einem Ausfall des ersten Servers 6a ohne jede Mitwirkung des ersten Servers 6a stattfinden kann.
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Zu diesem Zweck weist die Koppelvorrichtung 3 eine Schaltervorrichtung 7 in Form eines Wechselschalters bzw. Umschalters auf. Die Schaltervorrichtung 7 ist über drei Leitungen 7a, 7b, 7c mit dem Anschluss 4 bzw. den Anschlüssen 5a, 5b und somit mit dem Netzwerkzweig 2 bzw. den beiden Servern 6a, 6b verbunden. Außerdem ist die Schaltervorrichtung 7 mit einer Schaltung 8 der Koppelvorrichtung 3 verbunden. Diese Schaltung 8 ist auf der anderen Seite mit der Leitung 7b zwischen dem Anschluss 5a und der Schaltervorrichtung 7 verbunden, so dass sie im Betrieb einen Teil der von dem ersten Server 6a gesendeten Datensignalenergie empfängt. Die Schaltung 8 ist so ausgebildet, dass sie im Betrieb aus der empfangenen Datensignalenergie eine vorbestimmte Spannung oder mindestens die vorbestimmte Spannung erzeugt, die dann an einem Steuereingang 9 der Schaltervorrichtung 7 anliegt, und dass sie im Betrieb keine Spannung bzw. eine Spannung von Null oder eine unter einer vorbestimmten Grenze liegende Spannung ausgibt, wenn sie keine Datensignale von dem ersten Server 6a empfängt, wobei die vorbestimmte Grenze niedriger als die vorbestimmte Spannung liegt.
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Die Schaltervorrichtung 7 ist so konstruiert und die vorbestimmte Spannung so gewählt, dass sich die Schaltervorrichtung 7 in ihrem in 1a gezeigten ersten Schaltzustand befindet, in dem der erste Server 6a mit dem Netzwerkzweig 2 verbunden ist, solange die vorbestimmte Spannung an dem Steuereingang 9 anliegt. Außerdem ist die Schaltervorrichtung 7 so konstruiert und ggf. die vorbestimmte Grenze so gewählt, dass die Schaltervorrichtung 7 automatisch in ihren in 1b gezeigten zweiten Schaltzustand übergeht, in dem der zweite Server 6b mit dem Netzwerkzweig 2 verbunden ist, wenn keine Spannung mehr bzw. eine unterhalb der vorbestimmten Grenze liegende Spannung an dem Steuereingang 9 der Schaltervorrichtung 7 anliegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schaltervorrichtung 7 automatisch in ihren zweiten Schaltzustand wechselt, wenn der erste Server 6a etwa aufgrund eines Ausfalls oder einer Abschaltung keine Datensignale 10 mehr sendet. Die schematisch dargestellte Schaltervorrichtung 7 kann zu diesem Zweck in der einfachsten Form einen im Ruhezustand offenen bzw. selbstsperrenden Schalter, der für den ersten Schaltzustand verantwortlich ist, und einen im Ruhezustand geschlossenen bzw. selbstleitenden Schalter aufweisen, der für den zweiten Schaltzustand verantwortlich ist. Diese beiden Schalter erhalten jeweils das am Steuereingang 9 anliegende und von der Schaltung 8 ausgegebene Steuersignal und sind so ausgestaltet, dass sie bei Anliegen der vorbestimmten Spannung schließen bzw. öffnen.
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Im einfachsten und bevorzugten Fall liefert die Schaltung 8 bei fehlendem Datensignal 10 keine Spannung, so dass sie die Schaltervorrichtung 7 nur dann mit Energie versorgt, wenn ein Datensignal 10 vorliegt. Unabhängig davon kann prinzipiell statt einer Spannung auch eine andere Art von Energieversorgung der Schaltervorrichtung 7 durch die Schaltung 8 auf Basis der empfangenen Datensignalenergie vorgesehen sein, wie zum Beispiel ein Steuerstrom. Das von der Schaltung 8 an dem Steuereingang 9 bereitgestellte Signal kann daher allgemein als Energiesignal bezeichnet werden.
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Im Normalbetrieb, in dem der erste Server 6a eingeschaltet und betriebsbereit ist, sendet der erste Server 6a kontinuierlich Datensignale 10, und zwar auch dann, wenn keine Daten von einem anderen Netzwerkteilnehmer angefordert werden oder wenn momentan überhaupt kein weiterer Netzwerkteilnehmer im Netzwerk 1 vorhanden ist. Aufgrund dessen wird die Schaltervorrichtung 7 durch die Schaltung 8 mit Energie versorgt, indem bevorzugt die vorbestimmte Spannung an dem Steuereingang 9 anliegt. Dies bewirkt, dass sich die Schaltervorrichtung 7 in ihrem in 1a gezeigten ersten Schaltzustand befindet, so dass der erste Server 6a kommunikationsmäßig mit dem Netzwerkzweig 2 verbunden ist und in dem Netzwerk 1 kommunizieren kann und dass der zweite Server 6b kommunikationsmäßig von dem Netzwerkzweig 2 getrennt ist und nicht in dem Netzwerk 1 kommunizieren kann.
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Der erste Server 6a und der zweite Server 6b haben jeweils eine aktive Betriebsart, in der sie zur Datenkommunikation über das Netzwerk 1 bereit sind, und eine passive Betriebsart, in der sie nicht zur Datenkommunikation über das Netzwerk 1 bereit sind. Im Normalbetrieb arbeitet der erste Server 6a daher in seiner aktiven Betriebsart, während der zweite Server 6b bevorzugt, u.a. aus Energiespargründen, in seiner passiven Betriebsart arbeitet.
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Wenn der erste Server 6a nun aufgrund eines Defekts ausfällt oder aber ausgeschaltet wird oder ggf. auch wenn er in seine passive Betriebsart übergeht, sendet er keine Datensignale 10 mehr aus, und die Schaltung 8 erzeugt bevorzugt keine Spannung mehr oder jedenfalls nur noch eine Spannung unterhalb der vorbestimmten Grenze. Mit anderen Worten wird die Schaltervorrichtung 7 durch die Schaltung 8 nicht mehr bzw. nicht mehr ausreichend mit Energie versorgt, um die Schaltervorrichtung 7 in ihrem ersten Schaltzustand zu halten. Diese geht daher selbsttätig und ohne Zutun der beiden Server 6a, 6b in ihren zweiten Schaltzustand über, der in 1b dargestellt ist und in dem nun statt des ersten Servers 6a der zweite Server 6b kommunikationsmäßig mit dem Netzwerkzweig 2 verbunden ist und in dem Netzwerk 1 kommunizieren kann.
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Wenn der zweite Server 6b dauerhaft auch im Normalbetrieb in seiner aktiven Betriebsart arbeitet und Daten sendet, sind keine weiteren Schritte erforderlich, damit der zweite Server 6b die Funktion des ersten Servers 6a übernimmt und ein Netzwerkausfall verhindert wird.
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Wie oben erläutert worden ist, ist es jedoch bevorzugt, wenn sich der zweite Server 6b im Normalbetrieb in seiner passiven Betriebsart befindet. Um die Funktion des ersten Servers 6a übernehmen zu können, muss er daher nach der Umschaltung der Schaltervorrichtung 7 in ihren zweiten Schaltzustand noch in seine aktive Betriebsart umgeschaltet werden. Daher muss der zweite Server 6b dann feststellen können, ob der erste Server 6a ausgefallen oder ausgeschaltet worden ist bzw. ob eine Umschaltung der Schaltervorrichtung 7 in ihren zweiten Schaltzustand stattgefunden hat.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine direkte Datenverbindung 11 zwischen den beiden Servern 6a, 6b vorgesehen, die separat von dem Rest des Datenübertragungsnetzwerks 1 ausgebildet ist. Sie kann kabellos oder kabelgebunden sein und wird mit Hilfe geeigneter separater Schnittstellen 11a, 11b der beiden Server 6a, 6b realisiert. Der erste Server 6a ist so ausgestaltet, dass er im eingeschalteten und betriebsbereiten Zustand ständig eine entsprechende Information über die Datenverbindung 11 bereitstellt, und der zweite Server 6b ist so ausgestaltet, dass er auch in seiner passiven Betriebsart diese Information auswertet und auf ihrer Basis feststellt, ob der erste Server 6a noch eingeschaltet und betriebsbereit ist. Wenn der erste Server 6a ausfällt oder ausgeschaltet wird, steht diese Information nicht mehr zur Verfügung, und der zweite Server 6b ist so ausgestaltet, dass er dann automatisch in seine aktive Betriebsart wechselt und mit der Datenkommunikation beginnt, indem er nun seinerseits Daten 10 sendet (siehe 1b).
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In diesem Zusammenhang besteht auch die Möglichkeit, dass der erste Server 6a so ausgestaltet ist, dass er die Information nicht mehr oder aber eine andere Information über die Datenverbindung 11 bereitstellt, wenn er sich in seiner passiven Betriebsart befindet. Auf diese Weise kann ein Wechsel auf den zweiten Server 6b auch dann stattfinden, wenn der erste Server 6a zwar eingeschaltet und betriebsbereit ist, aber aus seiner aktiven Betriebsart in seine passive Betriebsart umgeschaltet wird.
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Außerdem ist es auch möglich, dass der erste Server 6a nicht von selbst die Information über die Datenverbindung 11 bereitstellt, sondern nur nach einer Abfrage durch den zweiten Server 6b. Der zweite Server 6b ist dann so ausgestaltet, dass er in bestimmten festen oder variablen Zeitabständen über die Datenverbindung 11 eine entsprechende Anfrage an den ersten Server 6a sendet, und der erste Server 6a ist so ausgestaltet, dass er – sofern er eingeschaltet und betriebsbereit ist – diese Anfrage beantwortet. Die Antwort wird dann von dem zweiten Server 6b ähnlich wie in dem oben geschilderten Fall ausgewertet und verarbeitet.
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Alternativ ist es auch denkbar, dass der zweite Server 6b, beispielsweise durch Aussenden von geeigneten Messsignalen, in bestimmten festen oder variablen Zeitabständen über die Datenverbindung 11 ohne weiteres Zutun des ersten Servers 6a durch eine Messung ermittelt, ob dieser noch eingeschaltet und betriebsbereit ist. In diesem Fall ist der erste Server 6a oder dessen Schnittstelle 11a so ausgestaltet, dass eine solche Messung möglich ist.
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Schließlich ist es auch möglich, auf die Datenverbindung 11 zu verzichten und den zweiten Server 6b stattdessen so auszugestalten, dass er durch eine geeignete Messung in bestimmten festen oder variablen Zeitabständen feststellt, ob er mit dem Netzwerkzweig 2 verbunden ist oder nicht. Eine solche Messung kann beispielsweise eine Impedanzmessung sein oder eine Prüfung, ob über den zweiten Anschluss 5b Daten empfangen werden.
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Da die Schaltervorrichtung 7 zu ihrer Umschaltung in den zweiten Schaltzustand auf keine Steuersignale des ersten Servers 6a angewiesen ist, wird eine hohe Ausfallsicherheit bereitgestellt, und da der zweite Server 6b im Normalbetrieb von dem Netzwerkzweig 2 getrennt ist, kann dennoch eine hohe Datenrate erzielt werden.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Koppelvorrichtung 3 nicht die Schaltung 8 aufweist und der Steuereingang 9 der Schaltervorrichtung 7 stattdessen mit einem separaten Ausgang 12a des ersten Servers 6a verbunden ist. Der erste Server 6a ist so ausgestaltet, dass er in seinem eingeschalteten und betriebsbereiten Zustand zumindest in seiner aktiven Betriebsart an diesem Ausgang 12a die vorbestimmte Spannung bzw. die Energie bereitstellt, die die Schaltung 8 in dem Ausführungsbeispiel der 1a und 1b bei Empfang von Datensignalen 10 an den Steuereingang 9 liefert, und dass er in seinem ausgeschalteten Zustand oder bei einem Defekt keine Spannung bzw. Energie mehr an dem Ausgang 12a bereitstellt. Außerdem ist der erste Server 6a bevorzugt so ausgestaltet, dass er auch in seiner passiven Betriebsart keine Spannung bzw. Energie mehr an dem Ausgang 12a bereitstellt oder jedenfalls nur noch eine Spannung oder Energie unterhalb der vorbestimmten Grenze.
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Im einfachsten Fall wird die am Ausgang 12a bereitgestellte Spannung von dem Netzteil des ersten Servers 6a abgeleitet, so dass bei Ausfall oder Ausschaltung des ersten Servers 6a keine Spannung mehr am Ausgang 12a ausgegeben wird. Das Netzteil muss dann ggf. noch so modifiziert sein, dass auch bei einem Wechsel in die passive Betriebsart die Spannung für den Ausgang 12a geeignet geändert wird bzw. keine Spannung mehr ausgegeben wird. Dies kann im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel zu einer geringfügigen Herabsetzung der Ausfallsicherheit führen.
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In jedem Fall ist der Ausgang 12a über ein externes Kabel 13a mit einem separaten Eingangsanschluss 14a der Koppelvorrichtung 3 verbunden, der wiederum über eine interne Leitung 15 mit dem Steuereingang 9 der Schaltervorrichtung 7 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen der Anschluss 14a und die Leitung 15 insoweit der Schaltung 8 des ersten Ausführungsbeispiels, als sie genau wie die Schaltung 8 eine Einrichtung der Koppelvorrichtung 7 darstellen, die zur Lieferung eines geeigneten Ansteuersignals an den Steuereingang 9 dienen.
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2 zeigt die zweite Ausführungsform lediglich im Normalbetrieb mit der Schaltervorrichtung 7 in ihrem ersten Schaltzustand. Für den Aufbau, die Funktionsweise und den Betrieb gilt abgesehen von den genannten Unterschieden dasselbe, wie es für die erste Ausführungsform ausführlich erläutert worden ist.
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Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ähnelt dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel und unterscheidet sich von diesem lediglich dadurch, dass nicht der erste Server 6a mit einem Ausgang 12a ausgestattet ist, der über ein Kabel 13a mit einem separaten Anschluss 14 der Koppelvorrichtung verbunden ist, sondern dass der zweite Server 6b mit einem entsprechenden Ausgang 12b ausgestattet ist und an den Anschluss 14 angeschlossen ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel muss die Schaltervorrichtung 7 anders als in den zuvor diskutierten Ausführungsbeispielen so ausgestaltet sein, dass sie sich in ihrem in 3 gezeigten ersten Schaltzustand befindet, solange keine Spannung bzw. eine unterhalb der vorbestimmten Grenze liegende Spannung an dem Steuereingang 9 anliegt, und dass sie in ihren zweiten Schaltzustand übergeht, wenn von dem zweiten Server 6b über seinen Ausgang 12b die vorbestimmte Spannung an den Steuereingang 9 angelegt wird. Diesem Fall muss der zweite Server 6b somit, nachdem er festgestellt hat, dass der erste Server 6a ausgefallen, ausgeschaltet worden oder in seine passive Betriebsart übergegangen ist, aktiv die Schaltervorrichtung 7 umschalten.
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Für den Aufbau, die Funktionsweise und den Betrieb gilt abgesehen von den genannten Unterschieden dasselbe, wie es für die ersten beiden Ausführungsformen ausführlich erläutert worden ist.
