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HINTERGRUND
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Kabel für eine Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation zwischen Netzwerkknoten, wie in einem Computernetzwerk.
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Hintergrund der relevanten Technik
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Datenzentrumsumgebungen umfassen HPC, SAP HANA und Hypermaßstabsrechenkonfigurationen, die aus Hunderten bis Tausenden von Kupfer- und Faserkabeln bestehen. Irgendeines dieser Kabel kann aufgrund einer Fehlhandhabung, einer Materialverschlechterung und Oxidation defekt werden. Darüber hinaus können mangelhafte Lötverfahren Probleme verursachen, wenn die Lötverbindung im Laufe der Zeit korrodiert. Diese Kabel können teuer sein und müssen dem Hersteller oftmals wegen einer defekten Isolation zurückgegeben werden. Das Entfernen eines defekten Kabels und die Reinstallation eines Ersatzkabels können jedoch eine erhebliche Zeitdauer erfordern, insbesondere, wenn man es mit langen Kabelstrecken zu tun hat.
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In einem Datenzentrum, das eine große Anzahl von Kabeln aufweist, verlaufen die Kabel oft in Deckenkanälen oder im Unterboden in großen Kabelbündeln. Einige spezifische Kabel können unter anderen Kabeln vergraben sein und können mit jenen Kabeln verdrillt sein, was es sehr schwierig macht, ein spezielles Kabel zu ersetzen und ein Ersatzkabel zu installieren. Wenn die Kabel durch oder um ein Hindernis und begrenzte Räume herum verlaufen, wird dies die Zeitdauer, die zum Handhaben der Kabel aufgewendet wird, erhöhen und das Potential für Beschädigung anderer Kabel oder Kabelverbindungen innerhalb des Datenzentrums erhöhen. Darüber hinaus kann die Zeitdauer, in der ein Kabel nicht in Betrieb ist, eine Auszeit für eine oder mehrere Komponenten oder den Service des Datenzentrums darstellen.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die ein Kabel umfasst, das ein erstes Ende, ein zweites Ende, eine erste Vielzahl von Signalleitungen, eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, eine erste Reservesignalleitung und eine zweite Reservesignalleitung umfasst, wobei sich jede der Signalleitungen von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen ersten Verbinder, der eine Vielzahl von Datensendeleitungen und eine Vielzahl von Datenempfangsleitungen aufweist, wobei jede der Datensendeleitungen logisch mit einer der Datenempfangsleitungen assoziiert ist, und wobei der erste Verbinder für eine Kommunikation an einen Eingabe-Ausgabe-Bus eines ersten Netzwerkknotens angepasst ist. Noch weiterhin, umfasst die Vorrichtung eine erste Vielzahl von Schaltern, wobei jeder Schalter eine erste Verbindung aufweist, die permanent mit einer der Datensendeleitungen gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung, die selektiv entweder mit einer der ersten Vielzahl von Signalleitungen oder mit der ersten Reservesignalleitung gekoppelt ist, und eine zweite Vielzahl von Schaltern, wobei jeder eine erste Verbindung aufweist, die permanent mit einer der Datenempfangsleitungen gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung, die selektiv entweder mit einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen oder der zweiten Reservesignalleitung gekoppelt ist. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen ersten Signaldetektor, der mit jeder der Datenempfangsleitungen gekoppelt ist, wobei der erste Signaldetektor eine Ausgabe aufweist, die eine der Datenempfangsleitungen identifiziert, die kein Signal von wenigstens einer vorbestimmten Mindestqualität empfängt, und wobei die Ausgabe des ersten Signaldetektors mit der ersten und zweiten Vielzahl der Schalter gekoppelt ist, um zu veranlassen, dass ein erster der zweiten Vielzahl der Schalter selektiv die identifizierte Datenempfangsleitung mit der erste Reservesignalleitung koppelt, und um zu veranlassen, dass ein erster der ersten Vielzahl von Schaltern selektiv eine der Datensendeleitungen, die logisch mit der identifizierten Datenempfangsleitung assoziiert ist, mit der zweiten Reservesignalleitung koppelt.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren bereit, umfassend ein Verbinden eines ersten Endes eines Kabels mit einem ersten Netzwerkknoten und ein zweites Ende des Kabels mit einem zweiten Netzwerkknoten, wobei das Kabel eine erste Vielzahl von Signalleitungen, eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, eine erste Reservesignalleitung und eine zweite Reservesignalleitung umfasst, und wobei jede der ersten Vielzahl der Signalleitungen logisch mit einer der zweiten Vielzahl der Signalleitungen assoziiert ist. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Senden von Signalen über die erste Vielzahl von Signalleitungen von dem ersten Netzwerkknoten zu dem zweiten Netzwerkknoten, ein Senden von Signalen über die zweite Vielzahl von Signalleitungen von dem zweiten Netzwerkknoten zu dem ersten Netzwerkknoten und ein Überwachen der Qualität der Signale, die von dem ersten Netzknoten auf jeder der ersten Vielzahl der Signalleitungen auf dem zweiten Ende des Kabels empfangen wird. Noch weiterhin, umfasst das Verfahren ein Identifizieren einer ersten der ersten Vielzahl der Signalleitungen, die kein Signal bereitstellt, das wenigstens eine vorbestimmte Mindestqualität aufweist, ein automatisches Ausschalten der identifizierten ersten Signalleitung zugunsten der ersten Reservesignalleitung und ein automatisches Ausschalten einer der zweiten Vielzahl der Signalleitungen, die logisch mit der ersten Signalleitung assoziiert ist, zugunsten der zweiten Reservesignalleitung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Diagramm eins Kabels, das sich zwischen zwei Netzwerkknoten erstreckt.
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2 ist ein Diagramm von einem Ende des Kabels und des zweiten Netzwerkknotens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Kabel Kupferdrahtsignalleitungen einschließt und Aspekte der Erfindung in einer Netzwerkschnittstellenkarte enthalten sind.
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3 ist ein Diagramm von einem Ende des Kabels und des zweiten Netzwerkknotens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Kabel optische Fasersignalleitungen einschließt und Aspekte der Erfindung in einem Kabelverbinder enthalten sind.
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4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die ein Kabel umfasst, welches ein erstes Ende, ein zweites Ende, eine erste Vielzahl von Signalleitungen, eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, eine erste Reservesignalleitung und eine zweite Reservesignalleitung aufweist, wobei jede der Signalleitungen sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen ersten Verbinder, der eine Vielzahl von Datensendeleitungen und eine Vielzahl von Datenempfangsleitungen aufweist, wobei jede der Datensendeleitungen logisch mit einer der Datenempfangsleitungen assoziiert ist, und wobei der erste Verbinder für eine Kommunikation an einen Eingabe-Ausgabe-Bus eines ersten Netzwerkknotens angepasst ist. Noch weiterhin, umfasst die Vorrichtung eine erste Vielzahl von Schaltern, wobei jeder eine erste Verbindung aufweist, die permanent mit einer der Datensendeleitungen gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung, die selektiv entweder mit einer der ersten Vielzahl von Signalleitungen oder mit der ersten Reservesignalleitung gekoppelt ist, und eine zweite Vielzahl von Schaltern, wobei jeder eine erste Verbindung aufweist, die permanent mit einer der Datenempfangsleitungen gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung, die selektiv entweder mit einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen oder der zweiten Reservesignalleitung gekoppelt ist. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen ersten Signaldetektor, der mit jeder der Datenempfangsleitungen gekoppelt ist, wobei der erste Signaldetektor eine Ausgabe aufweist, die eine der Datenempfangsleitungen identifiziert, die kein Signal von wenigstens einer vorbestimmten Mindestqualität empfängt, und wobei die Ausgabe des ersten Signaldetektors mit der ersten und zweiten Vielzahl der Schalter gekoppelt ist, um zu veranlassen, dass ein erster der zweiten Vielzahl der Schalter selektiv die identifizierte Datenempfangsleitung mit der erste Reservesignalleitung koppelt, und um zu veranlassen, dass ein erster der ersten Vielzahl von Schaltern selektiv eine der Datensendeleitungen, die logisch mit der identifizierten Datenempfangsleitung assoziiert ist, mit der zweiten Reservesignalleitung koppelt.
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Das Kabel, wie ein Ethernet-Kabel oder ein Infinites-Band-Kabel, ist für eine digitale Kommunikation zwischen ersten und zweiten Netzwerkknoten geeignet, die unabhängig von einem Computernetzwerkknoten und einem Netzwerkschalter ausgewählt werden. Das Kabel kann, ohne darauf begrenzt zu sein, ein 10GBase T mit Cat6 Kabeln und OM3 Faser bzw. Fiber sein, wobei beide für 10 Gb E, Cat5 und Cat 6 Kabel verwendet werden, die in 1Gb E Applikationen verwendet werden. Zusätzlich kann das Kabel entweder ein passives Kupferkabel oder ein aktives optisches Kabel sein. Der Verbinder kann ein Kabelverbinder zum Sichern eines Ports eines Netzwerkknotens sein oder der Verbinder kann eine Netzwerkadapterkarte für ein Sichern in einem Karten-Slot eines Netzwerkknotens sein. Optional kann das Kabel weiterhin ein nichtflüchtiges Speichergerät für ein Speichern vitaler Produktdaten umfassen.
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Ausführungsformen der Vorrichtung können einen Sender, der mit dem ersten Teilsatz der Signalleitungen zum Senden von Signalen über das Kabel gekoppelt ist, und einen Empfänger einschließen, der mit dem zweiten Teilsatz der Signalleitungen zum Empfangen von Signalen über das Kabel gekoppelt ist. Der Sender und der Empfänger können auf beiden Seiten der Vielzahl der Schalter, die durch einen Knotenpunktschalter bereitgestellt werden, vorhanden sein. Eine Ausführungsform eines Kabels mit Signalleitungen, die aus Kupferdraht hergestellt sind, weist zum Beispiel einen Sender und einen Empfänger auf, die zwischen einem Eingabe-Ausgabe-Bus eines Netzwerkknotens und der Vielzahl der Schalter angeordnet sind. Optional sind der Sender, der Empfänger, die Schalter und der Signaldetektor in einer Netzwerkschnittstellenkarte enthalten. In einem alternativen Beispiel weist eine andere Ausführungsform eines Kabels mit optischen Fasersignalleitungen einen Sender und einen Empfänger auf, die zwischen dem Kabelbestand und einer Vielzahl von Schaltern angeordnet sind. Optional sind der Sender, der Empfänger, die Schalter und der Signaldetektor in einem Kabelverbinder eingeschlossen, der an einem Ende des Kabels gesichert ist. In allen Ausführungsformen sind die Komponenten auf jedem Ende des Kabels vorzugsweise die gleichen, wobei vorgesehen ist, dass der Sender an einem ersten Ende des Kabels über eine erste Vielzahl von Signalleitungen mit dem Empfänger auf dem zweiten Ende des Kabels kommuniziert und der Sender auf dem zweiten Ende des Kabels über eine zweite Vielzahl von Signalleitungen mit dem Empfänger auf dem ersten Ende des Kabels kommuniziert.
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Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise weiterhin einen zweiten Verbinder, der eine Vielzahl von Datensendeleitungen und eine Vielzahl von Datenempfangsleitungen aufweist, wobei jede Datensendeleitung logisch mit einer der Datenempfangsleitungen assoziiert ist, und wobei der zweite Verbinder zur Kommunikation mit einem Eingabe-Ausgabe-Bus eines zweiten Netzwerkknotens angepasst ist. Die Vorrichtung kann weiterhin eine dritte Vielzahl von Schaltern umfassen, wobei jeder eine erste Verbindung, die permanent mit einer der Datensendeleitungen gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung aufweist, die selektiv entweder zu der ersten Vielzahl der Signalleitungen oder der ersten Reservesignalleitung gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Schaltern umfassen, wobei jeder eine Verbindung, die permanent mit einer oder den Datenempfangsleitungen gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung aufweist, die selektiv entweder mit einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen oder der zweiten Reservesignalleitung gekoppelt ist. Noch weiterhin kann die Vorrichtung einen zweiten Signaldetektor umfassen, der mit jeder der Datenempfangsleitungen gekoppelt ist, wobei der zweite Signaldetektor einen Ausgang aufweist, der eine der Datenempfangsleitungen identifiziert, die kein Signal von wenigstens einer vorbestimmten Mindestqualität empfängt, und wobei die Ausgabe des zweiten Signaldetektors mit der dritten und der vierten Vielzahl von Schaltern gekoppelt ist, um zu veranlassen, dass ein erster der vierten Vielzahl von Schaltern selektiv die identifizierte Datenempfangsleitung mit der ersten Reservesignalleitung koppelt, und zu veranlassen, das ein erster der dritten Vielzahl von Schaltern selektiv eine der Datensendeleitungen, die logisch mit der identifizierten Datenempfangsleitung assoziiert ist, mit der zweiten Reservesignalleitung koppelt. Dementsprechend sind die Signalleitungen, die Vielzahl der Schalter, der Signaldetektor und die vernetzten Schaltkreise an jedem Ende des Kabels vorzugsweise die gleichen, anders als bei dem Umstand, dass die Daten in einer Richtung mit einer ersten Vielzahl von Signalleitungen gesendet werden und in der entgegen gesetzten Richtung mit einer zweiten Vielzahl von Signalleitungen gesendet werden.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, umfassend ein Verbinden eines ersten Endes eines Kabels mit einem ersten Netzwerkknoten und ein zweites Ende des Kabels mit einem zweiten Netzwerkknoten, wobei das Kabel eine erste Vielzahl von Signalleitungen, eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, eine erste Reservesignalleitung und eine zweite Reservesignalleitung umfasst, und wobei jede der ersten Vielzahl von Signalleitungen logischerweise mit einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen assoziiert ist. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Senden von Signalen über die erste Vielzahl von Signalleitungen von dem ersten Netzwerkknoten zu dem zweiten Netzwerkknoten, ein Senden von Signalen über die zweite Vielzahl von Signalleitungen von dem zweiten Netzwerkknoten zu dem ersten Netzwerkknoten und ein Überwachen der Qualität eines Signals, das von dem ersten Netzwerkknoten von jeder der ersten Vielzahl von Signalleitungen auf dem zweiten Ende des Kabels empfangen wird. Noch weiterhin, umfasst das Verfahren ein Identifizieren einer ersten der ersten Vielzahl von Signalleitungen, die kein Signal von wenigstens einer vorbestimmten Mindestqualität bereitstellt, ein automatisches Ausschalten der identifizierten ersten Signalleitung zugunsten der ersten Reservesignalleitung und ein automatisches Ausschalten eine der zweiten Vielzahl von Signalleitungen, die logisch mit der identifizierten ersten Signalleitung assoziiert ist, zugunsten der zweiten Reservesignalleitung.
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Optional können die Schritte des automatischen Ausschaltens der identifizierten ersten Signalleitung zugunsten der ersten Reservesignalleitung und das automatische Ausschalten einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen, die logisch mit der identifizierten ersten Signalleitung assoziiert ist, zugunsten der zweiten Reservesignalleitung weiterhin definiert sein, um zusätzliche spezifische Schritte einzuschließen. In einer Ausführungsform umfassen derartige Schritte ein Schalten eines zweiten Endes der identifizierten ersten Signalleitung zugunsten eines zweiten Endes der ersten Reservesignalleitung und ein Schalten eines zweiten Endes der einen der zweiten Vielzahl der Signalleitungen, die logisch mit der identifizierten ersten Signalleitung assoziiert ist, zugunsten eines zweiten Endes der zweiten Reservesignalleitung. Mit Schalten der zweiten Enden der Reservesignalleitungen, können zusätzliche Schritte die ersten Sendungen der Reservesignalleitungen schalten. Dementsprechend können die Schritte weiterhin ein Überwachen der Qualität eines Signals, das von dem zweiten Netzwerkknoten auf jede der zweiten Vielzahl der Signalleitungen auf dem ersten Ende des Kabels empfangen wird, ein Identifizieren einer zweiten der zweiten Vielzahl von Signalleitungen, die kein Signal von wenigstens einer vorbestimmten Mindestqualität bereitstellt, ein Schalten eines ersten Endes der identifizierten zweiten Signalleitung zugunsten eines ersten Endes der zweiten Reservesignalleitung und ein Schalten eines ersten Endes von einer der ersten Vielzahl von Signalleitungen, die logisch mit der identifizierten zweiten Signalleitung assoziiert ist, zugunsten eines ersten Endes der ersten Reservesignalleitung, einschließen.
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Ausführungsformen des Verfahrens können weiterhin ein Bewerten eines Signals umfassen, das von dem ersten Netzwerkknoten auf der ersten Reservesignalleitung an dem zweiten Ende des Kabels empfangen wird, und ein Auswerten eines Signals, das von dem zweiten Netzwerkknoten auf der zweiten Reservesignalleitung an dem ersten Ende des Kabels empfangen wird. Nachdem die Reservesignalleitungen bewertet wurden, ist die volle Funktion des Kabels wiederhergestellt.
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Weitere Ausführungsformen des Verfahrens können weiterhin ein Filtern der Signale umfassen, die von dem ersten Netzwerkknoten auf jede der ersten Vielzahl von Signalleitungen an dem zweiten Ende des Kabels, vor dem Identifizieren der ersten Signalleitung, die kein Signal von einer wenigstens vorbestimmten Mindestqualität bereitstellt, empfangen werden, und ein Filtern der Signale, die von dem zweiten Netzwerkknoten auf jeder der zweiten Vielzahl von Signalleitungen an dem ersten Ende des Kabels, vor dem Identifizieren der zweiten Signalleitung, die kein Signal von einer wenigstens vorbestimmten Mindestqualität bereitstellt, empfangen werden. Auf diese Weise ist es die Qualität des gefilterten oder konditionierten Signals von den Signalleitungen, welche bestimmt, ob auf die Reservesignalleitungen umzuschalten ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen ein Kabel mit Logik auf beiden Enden des Kabels, die in der Lage ist, eine Signalqualität zu interpretieren und Fehler zu erfassen und dann eine korrigierende Aktion zu tätigen durch Ausschalten der defekten Leitung zugunsten einer Reserveleitung und durch Validieren, dass die Aufgabe gelöst ist. Durch das Einschließen von Fehlererfassung und Korrekturfähigkeiten und dem Ermöglichen, ein Kabel von einer defekten Leitung zu einer ungenutzten betrieblichen Reserveleitung innerhalb des Kabels zu schalten, kann die physische Aktivität des Ersetzens des Kabels größtenteils reduziert werden, wenn nicht sogar eliminiert werden. Kontinuierliches Verwenden des existierenden Kabels spart Zeit und eliminiert die Möglichkeit eines Induzierens zusätzlicher Beschädigung anderer Kabel während des Entfernens des defekten Kabels und Installieren eines neuen Kabels. Deshalb stellt das Kabel auch verbesserte Laufzeitfähigkeiten zur Verfügung, ohne die Notwendigkeit für redundante Verbindungen, welche vielfache Schaltanschlüsse verwenden.
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Es sollte erkennbar sein, dass die Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung irgendeine Anzahl von Reservesignalleitungen betreffen. Zum Beispiel können Netzwerke, die eine hohe Servicequalität oder Laufzeitforderungen aufweisen, Kabel verwenden, die mehr als zwei Reservesignalleitungen oder mehr als zwei Reservepaare von Signalleitungen aufweisen.
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1 ist ein Diagramm eines Kabels 10, das sich zwischen zwei Netzwerkknoten erstreckt. Das Kabel weist ein erstes Ende 12A, das mit einem ersten Netzwerkknoten 20A gekoppelt ist, und ein zweites Ende 12B, das mit einem zweiten Netzwerkknoten 20B gekoppelt ist, auf. In der Darstellung der 1 umfasst das erste Ende 12A einen Sender 22A und einen Empfänger 24A, während das zweite Ende 12B einen Sender 22B und einen Empfänger 24B umfasst. Wie später gezeigt wird, können die Sender und Empfänger Teil des Kabels oder Teil einer Netzwerkschnittstellenkarte sein, die in jedem Netzwerkknoten installiert ist. In beiden Fällen wird das Kabel 10 eine Anzahl von Signalleitungen, wie Kupferdrähte oder optische Fasern, umfassen, welche sich von dem ersten Ende 12A zu dem zweiten Ende 12B erstrecken. Dementsprechend umfasst das Kabel 10 eine erste Vielzahl von Signalleitungen, die eine Kommunikation von dem ersten Sender 22A zu dem zweiten Empfänger 24B ermöglichen, und eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, die eine Kommunikation von dem zweiten Sender 22B zu dem ersten Empfänger 24A ermöglichen. Das Kabel 10 wird weiterhin eine erste Reservesignalleitung und eine zweite Reservesignalleitung, wie es in 2 and 3 gezeigt wird, umfassen.
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2 ist ein Diagramm des zweiten Endes des Kabels 10 und des zweiten Netzwerkknotens 20B gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Kabel Kupferdrahtsignalleitungen und Aspekte der Erfindung, die in eine Netzwerkschnittstellenkarte eingebaut sind, umfasst. Es ist verständlich, dass das erste Ende des Kabels mit dem ersten Netzwerkknoten (siehe 1) über eine andere Netzwerkschnittstellenkarte gleichartig wie in 2 verbunden ist. Das Kabel 10 umfasst eine erste Vielzahl von Signalleitungen 16, eine zweite Vielzahl von Signalleitungen 14, eine erste Reservesignalleitung 17 und eine zweite Reservesignalleitung 15.
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In der gezeigten Ausführungsform weist die Netzwerkschnittstellenkarte 30 einen Verbinder 32 auf, der eine Vielzahl von Datensendeleitungen 34 und eine Vielzahl von Datenempfangsleitungen 36 aufweist, wobei jede Datensendeleitung 34 logisch mit einer der Datenempfangsleitungen 36 assoziiert ist. Wie gezeigt, gibt es vier Datensendeleitungen 34 und vier Datenempfangsleitungen 36, wobei jeder Satz der Leitungen mit 1–4 nummeriert ist, um eine logische Assoziation zwischen den Leitungen durch gleiche Nummern zu zeigen. Dementsprechend kann eine Datensendeleitung 1 betrachtet werden, als sei sie logisch mit einer Datenempfangsleitung 1 assoziiert, und jede andere Datensendeleitung kann in ähnlicher Weise betrachtet werden, als sei sie logisch mit einer Datenempfangsleitung mit einer gleichen Nummer assoziiert. Die Vielzahl der Datensendeleitungen 34 und die Vielzahl der Datenempfangsleitungen 36 sind zur Kommunikation mit einem Eingangs/Ausgangs-Bus 38 des zweiten Netzwerkknotens 20B angepasst.
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Die Netzwerkschnittstellenkarte 30 umfasst einen Knotenpunkt-Schalter 40, der eine Vielzahl von Schaltern 42 bereitstellt. In der gezeigten Ausführungsform stellt der Knotenpunkt-Schalter 40 eine Gesamtzahl von acht Schaltern 42 bereit, einschließlich zwei Sätzen von vier Schaltern 42. Ein Satz von vier Schaltern weist jeweils eine erste Verbindung 44, die mit einer der Vielzahl der Datensendeleitungen 34 gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung 47 auf, die selektiv entweder mit einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen 14 oder der zweiten Reserveleitung 15 gekoppelt ist. Ein Satz von vier Schaltern weist eine erste Verbindung 44, die mit einer der Vielzahl der Datensendeleitungen 34 gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung 47 auf, die selektiv entweder mit einer der zweiten Vielzahl der Signalleitungen 14 oder der zweiten Reservesignalleitung 15 gekoppelt ist. Ein anderer Satz von vier Schaltern weist jeweils eine erste Verbindung 45, die mit einer der Vielzahl von Datenempfangsleitungen 36 gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung 48 auf, die selektiv entweder mit einer der ersten Vielzahl der Signalleitungen 16 oder der ersten Reservesignalleitung 17 gekoppelt ist.
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Ein Signaldetektor 50, wie ein Signalintegritätsfilter (SIF) und ein Fehlererfassungsmodul (EDM), ist mit jeder der Datenempfangsleitungen 36 gekoppelt und weist eine Ausgabe 52 auf, die eine der Datenempfangsleitungen identifiziert, die kein Signal mit einer vorbestimmten Mindestqualität empfängt. Wie gezeigt, wird die Ausgabe 52 von dem ersten Signaldetektor 50 der Schaltersteuereinheit 54 bereitgestellt, die mit der ersten und der zweiten Vielzahl von Schaltern 42 des Knotenpunkt-Schalters 40 gekoppelt ist. Dementsprechend reagiert die Schaltersteuereinheit 54 auf die Ausgabe 52, um zu veranlassen, dass eine erste der zweiten Vielzahl von Schaltern selektiv die identifizierte Datenempfangsleitung 36 mit der ersten Reservesignalleitung 17 koppelt, und zu veranlassen, dass eine erste der ersten Vielzahl von Schaltern selektiv eine der Datensendeleitungen 34, die logisch mit der identifizierten Datenempfangsleitung 36 assoziiert ist, mit der zweiten Reservesignalleitung 15 koppelt. Zum Beispiel ist die Schaltersteuereinheit 54 mit vier Signalintegritätsleitungen dargestellt, wobei jede Signalintegritätsleitung sich zu einem Paar von logisch assoziierten Schaltern erstreckt, einschließlich eines Schalters, der mit einer Datenempfangsleitung 36 verbunden ist, und einem Schalter, der mit einer Datensendeleitung 34 verbunden ist. Dementsprechend kann die Schaltersteuereinheit 54 irgendein Paar von Schaltern (S1, S2, S3 oder S4) aktivieren, um auf die Reservesignalleitungen 15, 17 umzuschalten.
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Der Detektor 50 kann eine Serie von Filtern einschließen, um die Signalentdeckung durch den Empfänger zu optimieren. Diese Filter können drei bis fünf Zustände der Filterung und der Wellenrformen enthalten. Idealerweise wurde das Signal original als eine differentielle Quadratwelle gesendet. Ein Leiter eines verdrillten Paares enthält ein negativ verlaufendes Teil der Quadratwelle und der andere Leiter enthält das positiv laufende Signal. Das Senden eines differentialen Signals ermöglicht dem Empfänger jegliches Rauschen zu unterdrücken, das durch das Kabel hinzugefügt wird, z.B. elektrostatische Interferenz. Die Zustände des Detektorfilters können operative Verstärker und Bandpassfilter enthalten, die es ermöglichen, nur die gewünschten Frequenzen zu verstärken. Das ideale Signal an dem Ausgang der Filterstufen ist die gleiche Quadratwelle, die von dem gegenüber liegenden Sender gesendet wurde. Nachdem es durch die Detektorfilter optimiert wurde, wird das saubere Signal an den E/A-Bus gesendet. Wenn die Detektorfilter nicht in der Lage sind, erfolgreich ein akzeptierbares Signalqualitätsniveau abzustimmen, treten Fehler auf und eine erneute Sendung ist notwendig, was Verzögerungsausgaben verursacht.
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Wenn der Detektor nicht in der Lage ist ein logisches “1”- oder ein “0”-Signal auf einer besonderen Signalleitung zu erfassen, entweder, weil es dort kein Signal gibt oder, weil der Filterabschnitt das Signal nicht ausreichend “säubern” kann, dann weist die Signalleitung ein Problem auf. In einer Option bestimmt der Detektor, dass eine Signalleitung ein Problem aufweist, in Reaktion darauf, dass der Detektor nicht in der Lage ist, ein Signal während eines gleitenden Zeitfensters zu erfassen, währenddessen alle drei anderen Detektoren gute Signale erfassen. In Reaktion auf ein Bestimmen, dass eine gegebene Signalleitung ein Problem aufweist, wird die Schaltersteuereinheit von dem verdrillten Paar, welches das Problem aufweist, zu dem verdrillten Reservepaar umschalten. In einer anderen Option kann ein Problem erfasst werden, wenn eine Bit-Fehlerrate einen Sollwert überschreitet.
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Ob oder ob nicht die Reservesignalleitungen verwendet werden, gibt die Netzwerkschnittstellenkarte 30 Signale zu dem E/A-Bus 38 auf den gleichen vier Datenempfangsleitungen 36 ein und gibt Signale von dem E/A-Bus 38 auf die gleichen vier Sendeleitungen 34 aus. Die Schalter sind so angeordnet, um irgendein Paar der Signalleitungen in dem Kabel 10 zugunsten des Reservepaares der Signalleitungen 17, 15 auszuschalten. Dementsprechend, wenn der Signaldetektor 50 bestimmt, dass ein Signal auf einer bestimmten der ersten Vielzahl von Signalleitungen 16 nicht länger ein gutes Signal ist, wird diese bestimmte Signalleitung 16 automatisch zugunsten der ersten Reservesignalleitung 17 ausgeschaltet. Darüber hinaus wird eine besondere zweite Vielzahl von Signalleitungen 14, die logisch mit der besonderen Signalleitung 16 assoziiert ist, die nicht länger ein gutes Signal empfängt, auch automatisch zugunsten der zweiten Reservesignalleitung 15 ausgeschaltet.
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Wenn einer der Signalleitungen 14 (zum Beispiel Signalleitung 3), die ein Signal zu dem ersten Ende des Kabels sendet, auf die zweite Reservesignalleitung 15, geschaltet ist, wird der Empfänger 24A (siehe 1) am ersten Ende nicht länger ein gutes Signal auf dieser Signalleitung 14 empfangen (in diesem Beispiel Signalleitung 3). Wie am zweiten Ende 12B des Kabels 10 gezeigt, umfasst das erste Ende 12A des Kabels die gleichen Komponenten und Schaltkreise, so dass ein Signaldetektor die schlechte Signalleitung identifiziert und einen Schalter steuert, um die schlechte Signalleitung zugunsten der Reservesignalleitung 15 und die logischerweise assoziierte Signalleitung zugunsten der anderen Reservesignalleitung 17 umzuschalten. Dementsprechend kann ein Signaldetektor an jedem Ende des Kabels eine Änderung von einer schlechten Signalleitung des Paares zu dem Reservesignalleitungspaar initiieren, und wird die Schaltung auf dem gegenüberliegenden Ende in der gleichen Weise automatisch auf das Reservesignalleitungspaar umgeschaltet. Die Schaltkreise auf jedem Ende werden dann das Signal durch die Reservesignalleitung des Kabels validieren. Nachdem festgestellt wurde, dass das Signal auf der Reservesignalleitung ein akzeptables Qualitätsniveau hat, wie durch Erfassen einer guten Signalqualität, wie es oben beschrieben ist, oder durch Erreichen einer Bit-Fehlerrate unterhalb eines Schwellwerts, dann gibt das Kabel an, dass es repariert ist.
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Der E/A-Bus 38 steht in Kommunikation mit einem Netzwerkschnittstellenkarten-(NIC)Gerätetreiber, der Teil des Betriebssystems sein kann, das auf dem Netzwerkknoten 20B läuft. In verschiedenen Ausführungsformen kann der NIC-Gerätetreiber 56 eine Baseboard-Management-Steuereinheit (BMC) 58 über den Verlust eines guten Signals auf einer der Signalleitungen benachrichtigen oder ihr entsprechend berichten. Dementsprechend kann die BMC die Benachrichtigung in einem Ereignisprotokoll 59 speichern und/oder die Benachrichtigung an ein Datenzentrum-Managementmodul (nicht gezeigt) weitergeben.
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Noch weiterhin, kann das Kabel einen nichtflüchtigen Speicher umfassen, wie einen elektronisch löschbaren programmierbaren Nur-lese Speicher (EEPROM), auf den als vitales Produktdaten (VPD) 18 Bezug genommen wird. Mit einem Kupferkabel kann die NIC veranlassen, dass eine Indikation einer schlechten Signalleitung in dem VPD gespeichert wird. Darüber hinaus kann der NIC-Gerätetreiber die Kabel-VPD-Daten periodisch herunterziehen, so dass der Schalteranschlussort oder ein Netzwerkadapter-Anschlussort als ein Vorgang der Ersatzerwägung während einer geplanten Wartungsaktivität protokolliert werden kann.
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In einem spezifischen Beispiel werden vier verdrillte Paare verwendet, um ein 10 Gbps Ethernet-Signal zu senden. Jedes Paar überträgt ein Signal von 2,5 Gbps. Der Empfänger nimmt die vier 2,5 Gbps Signale und verknüpft sie, um ein 10 Gbps Signal zu bilden. Die gleiche Technologie wird für Ethernet mit höherer Geschwindigkeit verwendet, z.B. enthält 100 Gbps Ethernet Vier mal 25 Gbps. Das Gleiche gilt für das Infiniband. Das Vierzehn-Datenraten-(FDR, Fourteen Data Rate)Infiniband enthält vier verdrillte Paare, die bei 14 Gbps senden, um ein verknüpftes Signal zu bilden, das bei 56 Gbps läuft. Wenn ein verdrilltes Paar jedoch auseinanderbricht oder beschädigt ist, da der Biegeradius überschritten wurde, wird das gesamte Kabel nutzlos.
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3 ist ein Diagramm von einem Ende des Kabels und des zweiten Netzwerkknotens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Kabel 10 optische Signalfaserleitungen einschließt und Aspekte der Erfindung in einem Kabelverbinder 60 eingebaut sind. Es sollte verständlich sein, dass das erste Ende 12A des Kabels 10 mit dem ersten Netzwerkknoten 20A (siehe 1) über einen anderen Kabelverbinder, gleichartig wie in 3, verbunden wird. Während ähnliche Komponenten in 3 in der gleichen Weise wie in 2 arbeiten, sind der Sender 22B und der Empfänger 24B des zweiten Netzwerkknotens 20B auf den Signalleitungen zwischen dem Kabel 10 und dem Knotenpunkt-Schalter 40 angeordnet, so dass der Knotenpunkt-Schalter 40 die elektronischen Signale handhabt, bevor sie zu einem optischen Signal für das Senden konvertiert werden oder nachdem das optische Signal empfangen wird und zu dem elektrischen Signal konvertiert wird. Darüber hinaus umfasst der Sender 22B einen extra Laserelementsender (wie einen Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL)) für die Reservesignalleitung 15 und der Empfänger 24B umfasst einen extra Fotodetektorempfänger für die Reservesignalleitung 17.
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4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 80 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Schritt 82 verbindet ein erstes Ende eines Kabels mit einem ersten Netzwerkknoten und ein zweites Ende des Kabels mit einem zweiten Netzwerkknoten, wobei das Kabel eine erste Vielzahl von Signalleitungen, eine zweite Vielzahl von Signalleitungen, eine erste Reservesignalleitung und eine zweite Reservesignalleitung aufweist, und wobei jede der ersten Vielzahl von Signalleitungen logisch mit einer der zweiten Vielzahl von Signalleitungen assoziiert ist. Der Schritt 84 sendet über die erste Vielzahl der Signalleitungen Signale von dem ersten Netzwerkknoten zu dem zweiten Netzwerkknoten und sendet Signale über die zweite Vielzahl der Signalleitungen von dem zweiten Netzwerkknoten zu dem ersten Netzwerkknoten. Der Schritt 86 umfasst ein Überwachen der Qualität eines Signals, das von dem ersten Netzwerkknoten auf jeder der ersten Vielzahl von Signalleitungen an dem zweiten Ende des Kabels empfangen wird. Im Schritt 88 identifiziert das Verfahren eine erste der Vielzahl von Signalleitungen, die kein Signal mit wenigstens einer vorbestimmten Mindestqualität bereitstellt. Dann schaltet der Schritt 90 automatisch die identifizierte erste Signalleitung zugunsten der ersten Reservesignalleitung ab und Schritt 92 schaltet automatisch eine der zweiten Vielzahl von Signalleitungen, die logisch mit der identifizierten ersten Signalleitung assoziiert ist, zugunsten der zweiten Reservesignalleitung ab.
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Wie es für den Fachmann der Technik ersichtlich ist, können Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Dementsprechend können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form einer vollständigen Hardwareausführungsform, einer vollständigen Softwareausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardwareaspekte kombiniert einnehmen, auf die alle hierin insgesamt als “Schaltung”, “Modul” oder “System” Bezug genommen wird. Darüber hinaus können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medien enthalten ist, einnehmen, welches darin verkörperten computerlesbare Programmcodes enthält.
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Irgendwelche Kombinationen von einem oder mehreren computerlesbarem(n) Medium(en) können verwendet werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann zum Beispiel sein, ist aber nicht begrenzt auf, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, infrarotes oder Halbleiter-System, -Vorrichtung oder -Gerät oder irgendeine geeignete Kombination von dem Vorhergehenden. Spezifischere Beispiele (einer nicht erschöpfenden Liste) der computerlesbaren Speichermedien würde die Folgenden einschließen: eine elektrische Verbindung, die ein oder mehrere Drähte aufweist, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direkt-Zugriff-Speicher (RAM), einen Nur-lese Speicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-lese Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine optische Faser, einen tragbaren Kompakt-Disk Nur-lese Speicher (CD-ROM), ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät oder irgendeine geeignete Kombination von dem Vorhergehenden. In dem Kontext dieses Dokumentes kann ein computerlesbares Speichermedium irgendein materielles Medium sein, das ein Programm zum Gebrauch durch oder in Verbindung mit einem Instruktion-Ausführungssystem, Vorrichtung oder Gerät sein kann.
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Ein computerlesbares Signalmedium kann ein sich ausbreitendes Datensignal mit darin verkörpertem computerlesbarem Programmcode, zum Beispiel in einem Basisband oder als Teil einer Trägerwelle, sein. Ein derartig sich ausbreitendes Signal kann irgendeine von einer Vielfalt von Formen einnehmen, einschließlich, aber nicht begrenzt auf elektromagnetische, optische oder irgendeine geeignete Kombination davon. Ein computerlesbares Signalmedium kann irgendein computerlesbares Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das kommunizieren, sich ausbreiten oder ein Programm transportieren kann für den Gebrauch durch oder in Verbindung mit einem Instruktion-Ausführungssystem, einer Vorrichtung oder einem Gerät.
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Ein Programmcode, der auf einem computerlesbarem Medium angeordnet ist, kann unter Verwenden irgendeines geeigneten Mediums, einschließlich, aber nicht begrenzt auf drahtlos, mit Drahtleitung verbunden, optische Faserkabel, HF usw. oder irgendeine geeignete Kombination des Vorhergehenden, übertragen werden. Ein Computerprogrammcode zum Ausführen von Vorgängen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in irgendeiner Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sein, einschließlich einer Objekt orientierten Programmiersprache wie Java, Smalltalk, C++ oder dergleichen und konventionellen prozessbezogenen Programmiersprachen, wie der "C" Programmiersprache oder ähnlichen Programmiersprachen. Der Programmcode kann vollständig auf dem Nutzercomputer, teilweise auf dem Nutzercomputer, als alleinstehendes Softwarepaket, teilweise auf dem Nutzercomputer und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf einem entfernten Computer oder Server ausgeführt sein. In dem letzteren Szenario kann der entfernte Computer mit dem Nutzercomputer über irgendeine Art Netzwerk verbunden sein, einschließlich einem lokalen Netzwerk (LAN) oder einem Weitverkehrsnetz (WAN), oder kann die Verbindung durch einen externen Computer (zum Beispiel durch das Internet, das einen Internet-Server-Provider verwendet) getätigt werden.
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Aspekte der vorliegenden Erfindung können mit Bezug auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen der Verfahren, Vorrichtungen (Systeme) und Computerprogrammprodukten gemäß den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sein. Es ist verständlich, dass jeder Block der Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogramminstruktionen ausgeführt werden können. Diese Computerprogramminstruktionen können durch einen Prozessor eines Computers für allgemeine Zwecke, eines Computers für Spezialzwecke und/oder einer anderen Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die Instruktionen, welche über den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbarer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen/Aktionen, die in dem/den Flussdiagramm- und/oder Blockdiagramm-Block oder -Blöcken spezifiziert werden, erzeugen.
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Diese Computerprogramminstruktionen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder andere Geräte anleiten kann, um die Funktionen in einer besonderen Weise auszuführen, so dass das die Instruktionen, die in dem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind, einen Gegenstand der Herstellung erzeugen, einschließlich Instruktionen, welche die Funktion/Aktion ausführt, die in dem/den Flussdiagramm- und/oder Blockdiagramm-Block oder -Blöcken spezifiziert werden.
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Die Computerprogramminstruktionen können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder auf andere Geräte geladen werden, um zu veranlassen, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, der anderen programmierbaren Vorrichtungen oder anderen Geräten ausgeführt werden, um einen Computer ausgeführten Prozess zu erzeugen, so das die Instruktionen, die auf dem Computer oder anderen programmierbaren Vorrichtungen ausgeführt werden, Prozesse zum Ausführen der Funktionen/Aktionen, die in dem/den Flussdiagramm- und/oder Blockdiagramm-Block oder -Blöcken spezifiziert werden, bereitstellen.
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Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren stellen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb von möglichen Ausführungen eines Systems, Verfahrens und Computerprogrammproduktes gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Beziehung kann jeder Block in dem Flussdiagramm oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes darstellen, der ein oder mehrere ausführbare Instruktionen für das Ausführen der spezifizierten logischen Funktion(en) umfasst. Es ist auch anzumerken, dass in einigen alternativen Ausführungen die Funktionen, die in dem Block vermerkt sind, außerhalb der Ordnung, die in den Figuren gezeigt wird, auftreten können. Zum Beispiel können zwei Blöcke, die in einer Reihenfolge dargestellt sind, tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können die Blöcke manchmal in umgekehrter Reihenfolge, abhängig von der betreffenden Funktionalität ausgeführt werden. Es ist auch anzumerken, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellung und Kombinationen der Blöcke in den Blockdiagrammen und/oder der Flussdiagrammdarstellung durch auf Hardware basierende Systeme für spezielle Zwecke ausgeführt werden können, welche die speziellen Funktionen oder Aktionen, oder Kombinationen der Hardware für den speziellen Zweck und Computerinstruktionen, ausführen.
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Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur zum Zweck der Beschreibung besonderer Ausführungsformen und ist nicht beabsichtigt, die Erfindung zu begrenzen. Wie hierin verwendet beabsichtigen die Singularformen “ein”, “eine” und “der, die, das” auch die Pluralformen zu enthalten, außer der Kontext zeigt deutlich etwas Anderes. Es ist ferner verständlich, dass die Ausdrücke “umfasst” und/oder “umfassend,” wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, die Anwesenheit der bestimmten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder Zusätze von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Die Ausdrücke “vorzugsweise”, “bevorzugt”, “vorziehen”, “optional”, “kann” und ähnliche Ausdrücke werden verwendet, um anzuzeigen, dass ein Gegenstand, eine Bedingung oder ein Schritt, auf den Bezug genommen wird, ein optionales (nicht erforderliches) Merkmal der Erfindung ist.
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Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Aktionen und Äquivalente von allen Mitteln oder Schritten plus Funktionselementen in den Ansprüchen unten beabsichtigen irgendwelche Strukturen, Materialien oder Aktionen zum Ausführen der Funktionen in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, wie sie spezifisch beansprucht werden, einzuschließen. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Darstellung und der Beschreibung dargestellt, aber ist nicht dazu beabsichtigt, erschöpfend oder begrenzend für die Erfindung in der offenbarten Form zu sein. Viele Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann der Technik, ohne von dem Rahmen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deutlich. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und die praktische Anwendung am besten zu erklären und um es normalen Fachleuten der Technik zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, wie sie für den besonderen Gebrauch als geeignet betrachtet werden.
