DE102018213441A1

DE102018213441A1 - Adaptiver ethernet-netzwerk-repeater mit auto-link-speed negotiation

Info

Publication number: DE102018213441A1
Application number: DE102018213441.3A
Authority: DE
Inventors: David C. Smart; Kerry S. Martin
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2019-04-04
Also published as: US20190104085A1; US10547566B2

Abstract

Es wird ein adaptiver Netzwerk-Repeater für die elektronische Verbindung erster und zweiter Subnetze offenbart. Der adaptive Netzwerk-Repeater schließt eine erste, mit dem ersten Subnetz gekoppelte Netzwerk-Schnittstelle, eine zweite, mit dem zweiten Subnetz gekoppelte Netzwerk-Schnittstelle und einen Controller ein, der den Verbindungsstatus der Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater überwacht. Vom ersten Subnetz an der ersten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten werden durch die zweite Netzwerk-Schnittstelle an das zweite Subnetz weiter übertragen, und vom zweiten Subnetz an der zweiten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten werden durch die erste Netzwerk-Schnittstelle an das erste Subnetz weiter übertragen. Wenn der Controller ermittelt, dass das erste und zweite Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit inkompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeiten kommunizieren wollen, ermittelt der Controller eine kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit und veranlasst das erste und zweite Subnetz zur Kommunikation über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Ethernet-Kommunikationen, und insbesondere auf einen adaptiven Ethernet-Repeater oder Extender, der automatisch die Verbindungsgeschwindigkeit zur Maximierung der Bandbreite negoziiert.
Hintergrund
Ethernet-Repeater, auch Ethernet-Extender genannt, sind gewöhnlich aus einem Paar von PHYs (Ethernet Physical Interface Chips) aufgebaut, die Back-to-Back verdrahtet sind. Teil der typischen „festverdrahteten“ Konfiguration ist die Verbindungsgeschwindigkeit. In der einfachsten Form ist dies ein Paar von PHY-Chips, die direkt Back-to-Back verdrahtet sind. Sie können einzelne Chips oder ein „Dual-PHY“ auf einem einzelnen Chip sein. Der gewöhnliche Zweck eines Repeaters ist das Überwinden einer Verschlechterung des Signals aufgrund der Kabellänge, indem er den Datenstrom wiederherstellt und am nächsten Link-Segment nachbildet (d. h. wiederholt). Aufgrund des vorgesehenen Zwecks eines Repeaters handelt es sich um ein Gerät mit 2 Ports.
Ethernet-Schalter sind Netzwerkgeräte, die in der Regel drei oder mehr Ports haben, die jeweils Daten empfangen (Input) oder senden (Output) können. Der Schalter verarbeitet Daten und leitet sie von einem Input-Port an den oder die entsprechenden Output-Port(s) weiter. Ein „unmanaged“ Schalter kann eine interne Logik haben, die die Vermittlung und Pufferung der Daten steuert, um an einem Port empfangene Signale an den bzw. die entsprechenden Port(s) zu leiten, abhängig von der eindeutigen MAC-Adresse (Media Access Control) des Endpunkt-PHY. Ein „managed“ Schalter bewirkt mehr, wie der Name schon andeutet. Beispielsweise kann ein „managed“ Schalter zur Unterstützung erweiterter Protokolle vorgesehen sein, wie beispielsweise Audio Video Bridging (AVB) und Time Sensitive Networking (TSN), die eine komplexere „Struktur“ des Chips selbst erfordern, um mit diesen Protokollen umzugehen, und können einen fortschrittlichen Mikrocontroller zum Konfigurieren/Managen des Schalteraufbaus und damit des Datenstroms erfordern. Der Mikrocontroller kann sich vollständig außerhalb des Schalter-Chips befinden, oder er kann auf dem Schalter-Chip integriert sein, oder der Schalter kann einen Mikroprozessor zum Verwalten komplexerer elektronischer „Strukturen“ verwenden, die Ethernet-Pakete an mehr als einem Port annehmen können, bestimmen, zu welchem Port oder welchen Ports dieser Verkehr zu leiten ist, und ihn dann zu den entsprechenden Ports befördern. Zwischen den Schalter-Struktur-Chip und den Modulanschluss ist ein PHY eingebunden, einer für jeden Port. Schalter können auch einen integrierten PHY aufweisen. Diese Schalterkapazitäten erhöhen die Komplexität des Gerätes, was fortschrittlichere Mikroprozessoren/Mikrocontroller erfordert.
Es wäre wünschenswert, nicht die Komplexität eines fortschrittlichen Software-Managements der Schnittstelle zu benötigen, selbst für hochentwickelte Netzwerkprotokolle, und die Kosten/Komplexität eines Ethernet-Schalters oder hochentwickelten Mikrocontrollers zu vermeiden, indem einfach ausreichend Intelligenz in einem einfachen Repeater bereitgestellt wird, so dass er die Verbindungsgeschwindigkeit mit Hilfe eines einfacheren und preisgünstigeren Mikrocontrollers automatisch verhandeln kann. Eine ausreichend einfache Implementierung kann als „nachweisbar korrekt“ betrachtet werden und die Komplexität eines fortschrittlicheren Mikrocontrollers und einer komplexen Software vermeiden. Dies kann auch die Gefahr von Softwarefehlern senken und die Komplexität verhindern, eine Umprogrammierung oder einen Austausch des Mikrocontrollers am Einsatzort durchführen zu müssen.
Zusammenfassung
Ein adaptiver Netzwerk-Repeater wird für die elektronische Verbindung eines ersten Subnetzes mit einem zweiten Subnetz offenbart. Der adaptive Netzwerk-Repeater umfasst eine erste Netzwerk-Schnittstelle, eine zweite Netzwerk-Schnittstelle und einen Controller. Die erste Netzwerk-Schnittstelle ist mit dem ersten Subnetz gekoppelt. Die zweite Netzwerk-Schnittstelle ist mit dem zweiten Subnetz gekoppelt. Der Controller überwacht den Verbindungsstatus der Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater. Vom ersten Subnetz an der ersten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten werden durch die zweite Netzwerk-Schnittstelle an das zweite Subnetz weiter übertragen, und vom zweiten Subnetz an der zweiten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten werden durch die erste Netzwerk-Schnittstelle an das erste Subnetz weiter übertragen. Wenn der Controller ermittelt, dass das erste und zweite Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit inkompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeiten kommunizieren wollen, ermittelt der Controller eine kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit und veranlasst das erste und zweite Subnetz zur Kommunikation über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit einer kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit.
Der adaptive Netzwerk-Repeater kann auch einen mit der ersten Netzwerk-Schnittstelle gekoppelten physischen Ethernet-Schnittstellen-Controller (PHY) umfassen, und einen zweiten, mit einer zweiten Netzwerk-Schnittstelle gekoppelten PHY. Der zweite PHY ist mit dem ersten PHY kreuzgekoppelt, so dass vom ersten PHY empfangene Daten durch den zweiten PHY übertragen werden, und vom zweiten PHY empfangene Daten vom ersten PHY übertragen werden. Der erste PHY kann einen Empfangsdaten-Output-Port (RXD), einen ersten Übertragungsdaten-Input-Port (TXD) und einen ersten Input/Output-Datenmanagement-Port (MDIO) haben. Der zweite PHY kann einen zweiten RXD-Port, einen zweiten TXD-Port und einen zweiten MDIO-Port haben. Der erste RXD-Port kann mit dem zweiten TXD-Port verbunden sein, der erste TXD-Port kann mit dem zweiten RXD-Port verbunden sein, und der erste MDIO-Port kann mit dem zweiten MDIO-Port verbunden sein. Der Controller kann den Verbindungsstatus der Kommunikation über den adaptiven Netzwerk-Repeater durch Überwachung der ersten und zweiten MDIO-Ports überwachen. Der adaptive Netzwerk-Repeater kann auch einen Spannungsregler einschließen, der Strom über einen Strom-Port aufnimmt und Strom an den ersten und zweiten PHY und an den Controller liefert.
Jeder der ersten und beiden PHYs kann automatisch verhandeln, mit einer langsameren und einer höheren Geschwindigkeit zu kommunizieren, wobei die schnelle Geschwindigkeit schneller als die langsame Geschwindigkeit ist. Wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, lässt der Controller die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit zu. Wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, lässt der Controller die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der schnelleren Geschwindigkeit zu. Wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, zwingt der Controller den ersten PHY, mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, was zur Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit führt und den ersten PHY zum erneuten Verhandeln mit dem ersten Subnetz veranlasst, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren. Wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, zwingt der Controller den zweiten PHY, mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, was zur Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit führt und den zweiten PHY zum erneuten Verhandeln mit dem zweiten Subnetz veranlasst, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren. Die langsamere Geschwindigkeit kann 100 Megabit/Sekunde (Mb/s) betragen, die schnellere Geschwindigkeit kann 1000 Mb/s betragen.
Es wird ein Netzwerk offenbart, das in der Lage ist, mit unterschiedlichen Kommunikationsgeschwindigkeiten zu kommunizieren. Das Netzwerk umfasst einen Netzwerk-Repeater, ein erstes Subnetz und ein zweites Subnetz. Der adaptive Netzwerk-Repeater hat eine erste Netzwerk-Schnittstelle und eine zweite Netzwerk-Schnittstelle. Das erste Subnetz ist mit der ersten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters gekoppelt, und das zweite Subnetz ist mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters gekoppelt. Vom ersten Subnetz an der ersten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten werden durch die zweite Netzwerk-Schnittstelle an das zweite Subnetz weiter übertragen, und vom zweiten Subnetz an der zweiten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten werden durch die erste Netzwerk-Schnittstelle an das erste Subnetz weiter übertragen. Wenn der adaptive Netzwerk-Repeater ermittelt, dass das erste und zweite Subnetz mit inkompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeiten über den adaptiven Netzwerk-Repeater kommunizieren wollen, ermittelt der adaptive Netzwerk-Repeater eine kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit und kommuniziert mit dem ersten und zweiten Subnetz mit der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit.
Der adaptive Netzwerk-Repeater des Netzwerks kann einen mit der ersten Netzwerk-Schnittstelle gekoppelten ersten PHY, einen mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle gekoppelten zweiten PHY und einen Controller einschließen, der den Verbindungsstatus der Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY überwacht. Der zweite PHY kann mit dem ersten PHY kreuzgekoppelt sein, so dass vom ersten PHY empfangene Daten durch den zweiten PHY übertragen werden, und vom zweiten PHY empfangene Daten vom ersten PHY übertragen werden. Der Controller kann die Kommunikationsgeschwindigkeit über den Netzwerk-Repeater durch die Regelung der Kommunikationsgeschwindigkeit an jedem der ersten und zweiten PHYs regeln. Jeder der ersten und zweiten PHYs kann automatisch verhandeln, um mit einer langsameren Geschwindigkeit und einer schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren.
Das erste Subnetz kann einen ersten Schalter und eine erste Vielzahl elektronischer Geräte einschließen, wobei jeder der ersten Schalter und der ersten Vielzahl elektronischer Geräte in der Lage ist, mit mindestens einer der langsameren und schnelleren Geschwindigkeiten zu kommunizieren. Der erste Schalter kann elektronisch mit der ersten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters verbunden sein, und die erste Vielzahl elektronischer Geräte kann über den ersten Schalter elektronisch mit dem adaptiven Netzwerk-Repeater verbunden sein. Wenn eine der ersten Vielzahl elektronischer Geräte des ersten Subnetzes über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit dem zweiten Subnetz kommuniziert, ermittelt der Controller des adaptiven Netzwerk-Repeaters die Kommunikationsgeschwindigkeit.
Das zweite Subnetz kann einen zweiten Schalter und eine zweite Vielzahl elektronischer Geräte einschließen, wobei jeder der zweiten Schalter und der zweiten Vielzahl elektronischer Geräte in der Lage ist, mit mindestens einer der langsameren und schnelleren Geschwindigkeiten zu kommunizieren. Der zweite Schalter kann elektronisch mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters verbunden sein, und die zweite Vielzahl elektronischer Geräte kann über den zweiten Schalter elektronisch mit dem adaptiven Netzwerk-Repeater verbunden sein. Wenn eine der zweiten Vielzahl elektronischer Geräte des zweiten Subnetzes über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit dem ersten Subnetz kommuniziert, ermittelt der Controller des adaptiven Netzwerk-Repeaters die Kommunikationsgeschwindigkeit.
Die Netzwerkkommunikation kann ein Entfernungslimit haben, über das hinaus die Kommunikation unzuverlässig ist. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter kann größer als das Entfernungslimit sein, und der Abstand zwischen dem ersten Schalter und dem adaptiven Netzwerk-Repeater und der Abstand zwischen dem zweiten Schalter und dem adaptiven Netzwerk-Repeater ist geringer als das Entfernungslimit.
Das zweite Subnetz kann ein zweites elektronisches Gerät sein, das mit mindestens einer der langsameren und schnelleren Geschwindigkeiten kommunizieren kann, wobei das zweite elektronische Gerät elektronisch mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters verbunden ist. Wenn das zweite elektronische Gerät über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit dem ersten Subnetz kommuniziert, ermittelt der Controller des adaptiven Netzwerk-Repeaters die Kommunikationsgeschwindigkeit. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten elektronischen Gerät kann größer als das Entfernungslimit sein, und der Abstand zwischen dem ersten Schalter und dem adaptiven Netzwerk-Repeater und der Abstand zwischen dem zweiten elektronischen Gerät und dem adaptiven Netzwerk-Repeater ist geringer als das Entfernungslimit.
Es wird ein Netzwerkkommunikationsverfahren für die Kommunikation zwischen einem ersten Subnetz und einem zweiten Subnetz bei unterschiedlichen Kommunikationsgeschwindigkeiten offenbart. Das Netzwerkkommunikationsverfahren umfasst die elektronische Verbindung des ersten Subnetzes mit einer ersten Netzwerk-Schnittstelle eines adaptiven Netzwerk-Repeaters; die elektronische Verbindung eines zweiten Subnetzes mit einer zweiten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters; die weitere Übertragung von Daten, die vom ersten Subnetz an der ersten Netzwerk-Schnittstelle empfangen wurden, über die zweite Netzwerk-Schnittstelle an das zweite Subnetz; die weitere Übertragung von Daten, die vom zweiten Subnetz an der zweiten Netzwerk-Schnittstelle empfangen wurden, über die erste Netzwerk-Schnittstelle an das erste Subnetz; und wenn der adaptive Netzwerk-Repeater ermittelt, dass das erste und zweite Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit inkompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeiten kommunizieren wollen, das Ermitteln einer kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit und das erneute Verhandeln der Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit einer kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit.
Das Netzwerkkommunikationsverfahren kann auch das automatische Verhandeln zwischen dem adaptiven Netzwerk-Repeater und dem ersten Subnetz umfassen zur Kommunikation mit einer ersten Kommunikationsgeschwindigkeit; das automatische Verhandeln zwischen dem adaptiven Netzwerk-Repeater und dem zweiten Subnetz zur Kommunikation mit einer zweiten Kommunikationsgeschwindigkeit, wobei die zweite Kommunikationsgeschwindigkeit der ersten Kommunikationsgeschwindigkeit oder einer anderen entsprechen kann. Wenn es sich bei den ersten und zweiten Kommunikationsgeschwindigkeiten um dieselbe Kommunikationsgeschwindigkeit handelt, wird die Kommunikation über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit derselben Kommunikationsgeschwindigkeit ermöglicht. Wenn es sich bei den ersten und zweiten Kommunikationsgeschwindigkeiten um unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeit handelt: Ermittlung der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit, wenn die erste Kommunikationsgeschwindigkeit nicht die kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit ist, wird ein neues Verhandeln zwischen dem adaptiven Netzwerk-Repeater und dem ersten Subnetz zum Kommunizieren mit der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit erzwungen; und wenn die zweite Kommunikationsgeschwindigkeit nicht die kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit ist, wird ein neues Verhandeln zwischen dem adaptiven Netzwerk-Repeater und dem zweiten Subnetz zum Kommunizieren mit der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit erzwungen.
Wenn eines der ersten und zweiten Subnetze mit einer langsameren Kommunikationsgeschwindigkeit und einer schnelleren Kommunikationsgeschwindigkeit kommunizieren kann, und das andere der ersten und zweiten Subnetze nur mit der langsameren Kommunikationsgeschwindigkeit kommunizieren kann, wobei die schnellere Kommunikationsgeschwindigkeit schneller ist als die langsamere Kommunikationsgeschwindigkeit; Ermitteln der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit umfasst die Wahl der langsameren Kommunikationsgeschwindigkeit. Die Netzwerkkommunikation kann ein Entfernungslimit haben, über das hinaus die Kommunikation unzuverlässig ist, und wenn der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Subnetz größer ist als das Entfernungslimit, kann das Verfahren die elektrische Verbindung des adaptiven Netzwerk-Repeaters zwischen dem ersten und zweiten Subnetz einschließen, so dass der Abstand zwischen dem ersten Subnetz und dem adaptiven Netzwerk-Repeater geringer ist als das Entfernungslimit und der Abstand zwischen dem zweiten Subnetz und dem adaptiven Netzwerk-Repeater geringer ist als das Entfernungslimit.
Figurenliste
Die oben genannten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und die Art ihrer Inanspruchnahme werden deutlicher und die Offenbarung selbst wird durch den Bezug auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung verständlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen angesehen werden, wobei:

1 eine beispielhafte Umgebung eines adaptiven Netzwerk-Repeaters veranschaulicht;
2 ein Blockdiagramm ist, das eine beispielhafte Ausführungsform eines adaptiven Netzwerk-Repeaters veranschaulicht;
3A eine beispielhafte Referenz der Netzwerk-Topologie veranschaulicht;
3B eine beispielhafte, durch einen adaptiven Netzwerk-Repeater erweiterte 100 Megabit/Sekunde (Mb/s) Netzwerk-Topologie veranschaulicht;
3C eine beispielhafte, durch einen adaptiven Netzwerk-Repeater erweiterte 1000 Mb/s Netzwerk-Topologie veranschaulicht; und
3D eine beispielhafte Netzwerk-Topologie mit einem durch einen adaptiven Netzwerk-Repeater an ein 100 Mb/s Netzwerkgerät gekoppelten 1000 Mb/s Netzwerkgerät veranschaulicht.

Gleiche Referenzsymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen zeigen gleiche Elemente an.
Ausführliche Beschreibung
Die Ausführungsformen der im Folgenden beschriebenen vorliegenden Offenbarung sind nicht als erschöpfend oder als Einschränkung der Offenbarung auf die präzisen Formen der folgenden, detaillierten Beschreibung gedacht. Die Ausführungen sind vielmehr so gewählt und beschrieben, dass andere Fachleute die Prinzipien und Praktiken der vorliegenden Offenbarung schätzen und verstehen.
Ethernet-Kommunikationsgeräte, wie beispielsweise Router, Schalter, Repeater/Extender fügen weiterhin eine erhöhte Funktionalität hinzu, die auch eine größere Komplexität und größere Kosten mit sich führen, nicht nur im Gerät selbst, sondern auch in der zugehörigen Software. In manchen Anwendungen ist nur eine begrenzte Funktionalität erforderlich, und es ist wünschenswert, ein einfacheres und preisgünstigeres Gerät zu haben, das nicht über die nicht erwünschte Funktionalität verfügt. Zum Beispiel erfordern manche Anwendungen nur einen einfachen Repeater, der die Verbindungsgeschwindigkeit zum Maximieren der Bandbreite automatisch verhandeln kann. Eine hinreichend einfache Implementierung könnte die Komplexität fortschrittlicher Hardware und komplexer Software vermeiden, was nicht nur die Kosten für das Gerät, sondern auch die Gefahr von Software-Defekten reduzieren und die Komplexität der Erfordernis von Umprogrammierungen oder Geräteaustausch am Standort verhindern könnte.
1 illustriert eine beispielhafte Umgebung eines adaptiven Netzwerk-Repeaters mit begrenzter Funktionalität. 1 illustriert ein Fahrzeug 100 mit einem angekuppelten Arbeitsgerät oder Anhänger 110. Das Fahrzeug 100 kann beispielsweise ein landwirtschaftlicher Traktor, ein Baufahrzeug, eine Sattelzugmaschine usw. sein. Das Arbeitsgerät oder der Anhänger 110 kann beispielsweise ein landwirtschaftliches Arbeitsgerät, ein Anhänger, ein Ausleger, eine Baumaschine usw. sein. Das Fahrzeug 100 kann ein oder mehr elektronische Geräte 120-124 haben, die elektronisch an einen ersten Schalter 130 gekoppelt sind. Das Arbeitsgerät 110 kann auch ein oder mehr elektronische Geräte 150-152 haben, die elektronisch an einen zweiten Schalter 132 gekoppelt sind. Die elektronischen Geräte 120-124, 150-152 können zum Beispiel Computer, Anzeigegeräte, Kameras, Sensoren, Aktuatoren usw. sein. Aus allen möglichen Gründen könnten die ersten und zweiten Schalter 130, 132 nicht effektiv miteinander kommunizieren, zum Beispiel aufgrund der Entfernung, Kommunikationsgeschwindigkeit usw. Ein adaptiver Netzwerk-Repeater 140 kann die effektive Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter 130, 132 ermöglichen, was dann eine effektive Kommunikation zwischen den elektronischen Geräten 120-124 des Traktors 100 und den elektronischen Geräten 150-152 des Arbeitsgerätes 110 ermöglicht. Das Beispiel aus 1 zeigt drei elektronische Geräte 120, 122, 124 für den Traktor 100 und zwei elektronische Geräte 150, 152 für das Arbeitsgerät 110, wobei sowohl der Traktor 100 als auch das Arbeitsgerät 110 eine beliebige Anzahl von elektronischen Geräten haben können, die wirksam durch die zugehörigen Schalter 130, 132 gehandhabt werden können.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines adaptiven Netzwerk-Repeaters 200 illustriert, der einen ersten physischen Ethernet-Schnittstellen-Controller (PHY) 210, einen zweiten PHY 220 und einen Controller 230 einschließt. Der erste PHY 210 ist mit einer ersten medienabhängigen Netzwerk-Schnittstelle (MDI) 212 verbunden, bei der es sich um einen elektrischen Anschluss für ein Netzwerkkabel handelt. Der zweite PHY 220 ist mit einem zweiten MDI 222 verbunden, der ebenfalls ein elektrischer Anschluss für ein Netzwerkkabel ist. Sowohl PHY 210 als auch 220 schließen einen Datenmanagement-Input/Output-Port (MDIO), einen Output-Port für empfangene Daten (RXD) und einen Input-Port für übermittelte Daten (TXD) ein. Die RXD/TXD-Schnittstelle ist als medienunabhängige Schnittstelle (Media Independent Interface, MII) bekannt, von der es zahlreiche Varianten gibt. Der adaptive Netzwerk-Repeater 200 ist für keine Variante spezifisch und kann mit der MII-Schnittstelle oder Varianten davon und ähnlichen Schnittstellen verwendet werden. Der Controller 230 ist mit den MDIO-Ports des ersten und zweiten PHY 210, 220 zum Steuern der Datenübertragung verbunden. Der adaptive Netzwerk-Repeater 200 kann außerdem einen Spannungsregler 240 einschließen, der Strom über eine Stromversorgungsbuchse 242 bezieht und der für den ersten PHY 210, den zweiten PHY 220 und den Controller 230 die nötige Spannung liefert. Es sollte Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein, dass die Stromquelle aus der MDI 212 oder MDI 222 stammen kann, unter Verwendung standardisierter Technologie wie Strom über Ethernet (Power over Ethernet, PoE) oder Strom über Datenleitungen (Power over Data Lines, PoDL), so dass eine dedizierte Stromversorgungsbuchse 242 nicht benötigt wird.
Die ersten und zweiten PHYs 210, 220 sind kreuzgekoppelt, so dass vom PHY 210 durch MDI 212 empfangene Daten vom RXD-Port des PHY 210 zum TXD-Port des PHY 220 zum Übertragen von PHY 220 durch MDI 222 gesendet werden; und von PHY 220 durch MDI 222 empfangene Daten vom RXD-Port des PHY 220 zum TXD-Port des PHY 210 zum Übertragen von PHY 210 durch MDI 212 gesendet werden.
Der adaptive Netzwerk-Repeater 200 hat zwei Netzwerk-Schnittstellen 212, 222. Über ein mit einer oder zwei Netzwerk-Schnittstellen verbundenes Netzwerkkabel empfangene Daten werden durch den adaptiven Netzwerk-Repeater 200 verstärkt und über ein mit der anderen der beiden Netzwerk-Schnittstellen verbundenes Netzwerkkabel übertragen. Wo ein herkömmlicher Repeater für eine einzelne Übertragungsgeschwindigkeit konfiguriert ist, und ohne die Fähigkeit der Anpassung, wenn ein mit MDI 212 verbundenes Gerät nicht mit derselben Geschwindigkeit wie ein mit MDI 222 verbundenes Gerät kommuniziert, fügt der adaptive Netzwerk-Repeater 200 eine Mikrocontroller-Einheit (MCU) 230 hinzu, die den Verbindunsstatus der Datenkommunikation von sowohl PHY 210 als auch PHY 220 über eine bidirektionale Schnittstelle am MDIO-Port von PHY 210 und PHY 220 überwachen und steuern kann. Der Mikrocontroller 230 kann ein kleiner, preisgünstiger Mikrocontroller sein, beispielsweise ein 8-bit-Mikrocontroller.
Der erste und zweite PHY 210, 220 ist jeweils zur automatischen Verhandlung fähig. Im Fall des ersten PHY 210 bedeutet automatische Verhandlung, wenn ein am ersten MDI 212 angeschlossenes Netzwerkgerät zu ein oder mehr Kommunikationsgeschwindigkeiten fähig ist, dann können im automatischen Verhandlungsprozess der erste PHY 212 und das angeschlossene Gerät die Kommunikationsgeschwindigkeit erkennen und sich auf diese einigen. Im Normalbetrieb wäre dies die höchste Geschwindigkeit, zu der sowohl der erste PHY 212 als auch das angeschlossene Gerät fähig sind. Der zweite PHY 220 kann auf ähnliche Weise automatisch eine Kommunikationsgeschwindigkeit mit einem an der zweiten MDI 222 angeschlossenen Netzwerkgerät verhandeln.
Durch Überwachung von sowohl PHY 210 als auch PHY 220 kann die MCU 230 erkennen, ob Geräte an MDI 212 und MDI 222 angeschlossen sind und welche Kommunikationsgeschwindigkeit für jedes Gerät verhandelt wurde. Wenn die verhandelten Geschwindigkeiten zum Übertragen der Daten von PHY 210 zu/von PHY 220 inkompatibel sind, kann die MCU 230 den PHY 210 oder 220 identifizieren, der die höhere Kommunikationsgeschwindigkeit verhandelt hat, und eine Geschwindigkeitsänderung zu einer langsameren und kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit erzwingen. Dies erzwingt eine Verhandlung über die betroffene Netzwerk-Schnittstelle hinweg, so dass Daten zwischen den zwei Netzwerk-Schnittstellen 212, 222 und die PHYs 210, 220 mit einer Geschwindigkeit passieren können, die mit beiden mit den Netzwerk-Schnittstellen 212, 222 verbundenen Netzwerkgeräten kompatibel ist.
3 illustriert vier repräsentative Topologien, wobei der adaptive Netzwerk-Repeater 200 in einem typischen, aus Off-Road-Ausrüstung bestehenden System verwendet werden kann.
3A illustriert eine Referenztopologie. Ein beispielhafter PHY, für den das Design die Fahrzeugumgebung unterstützt, wird als 100BASE-T1 bezeichnet. Eine Designeinschränkung dieser Technologie besteht darin, dass ein einfaches, verdrehtes Paar Netzwerkkabelsegmente, das zwei Netzwerkgeräte 310, 312 verbindet, ein Entfernungslimit nicht überschreiten sollte, welches in diesem Fall eine Länge von 15 Metern (15 m) hat. Die Signalqualität kann sich für Kabellängen über das Entfernungslimit hinaus verschlechtern, zu Fehlern in der Kommunikation und potenziell zum kompletten Kommunikationsausfall zwischen den Netzwerkgeräten 310, 312 führen. In einer automobilen Anwendung ist das Entfernungslimit von 15 m in der Regel ausreichend, hingegen kann das physische Design des Systems in anderen Anwendungen, wie bei großer Off-Road-Ausrüstung, die Anordnung von Netzwerkknoten in einem größeren Abstand als dieses Entfernungslimit erfordern.
Das Beispiel des 15-m-Entfernungslimits bezieht sich auf die 100BASE-T1-Technologie, aber jede der verfügbaren Ethernet-Technologien hat ein praktisches Entfernungslimit, das mit dem Repeater ausgebaut werden kann. Beispielsweise hat 1000BASE-T1 (3C/3D) sowohl ein 15-m-Entfernungslimit (für 1000BASE-T1 Typ A) als auch ein 40-m-Entfernungslimit (für 1000BASE-T1 Typ B), und selbst herkömmliches 100BASE-100TX hat ein praktisches Entfernungslimit von rund 100 Metern (je nach Kabelqualität), das auf ähnliche Weise ausgebaut werden kann.
3B illustriert den Ausbau eines 100 Megabit/Sekunde (Mb/s) Netzwerks. In 3B befindet sich ein adaptiver Netzwerk-Repeater 324 zwischen zwei Netzwerkgeräten 320 und 322. Dies erzeugt ein erstes Netzwerksegment 326 zwischen dem Netzwerkgerät 320 und dem adaptiven Netzwerk-Repeater 324, und ein zweites Netzwerksegment 328 zwischen dem Netzwerkgerät 322 und dem Netzwerk-Repeater 324. Solange jedes Netzwerk-Segment 326, 328 das Entfernungslimit nicht überschreitet, können die Daten durch den adaptiven Netzwerk-Repeater 324 von einem Netzwerksegment zum anderen Netzwerksegment verstärkt und die Signalverschlechterung innerhalb der Spezifikation gehalten werden. Zusätzliche adaptive Netzwerk-Repeater 324 können für den weiteren Ausbau des Netzwerks in Reihe angeordnet werden. In diesem Beispiel ist zu beachten, dass sowohl das Netzwerkgerät 320 als auch des Netzwerkgerät 322 zur 100BASE-T1-Kommunikation befähigt sind, so dass ein 100 Mb/s Repeater mit fester Geschwindigkeit hätte verwendet werden können.
3C illustriert den Ausbau eines 1000 Megabit/Sekunde (Mb/s) Netzwerks. Dies ist dem Beispiel in 3B sehr ähnlich, nur dass in diesem Fall beide Netzwerkgeräte 330, 332 zur 1000BASE-T1-Kommunikation fähig sind, die derselben Designeinschränkung unterworfen ist, dass ein einfaches, zwei Netzwerkgeräte verbindendes, Netzwerkkabelsegment nicht eine Länge haben sollte, die das Entfernungslimit übersteigt. In 3C befindet sich der adaptive Netzwerk-Repeater 324 zwischen zwei Netzwerkgeräten 330 und 332. Dies erzeugt ein erstes Netzwerksegment 336 zwischen dem Netzwerkgerät 330 und dem adaptiven Netzwerk-Repeater 324, und ein zweites Netzwerksegment 338 zwischen dem Netzwerkgerät 332 und dem Netzwerk-Repeater 324. Solange jedes Netzwerk-Segment 336, 338 das Entfernungslimit nicht überschreitet, können die Daten durch den adaptiven Netzwerk-Repeater 324 von einem Netzwerksegment zum anderen Netzwerksegment verstärkt und die Signalqualität der Spezifikation eingehalten werden. Zusätzliche adaptive Netzwerk-Repeater 324 können für den weiteren Ausbau des Netzwerks in Reihe angeordnet werden. In diesem Beispiel ist zu beachten, dass sowohl das Netzwerkgerät 330 als auch des Netzwerkgerät 332 zur 1000BASE-T1-Kommunikation befähigt sind, so dass ein 1000 Mb/s Repeater mit fester Geschwindigkeit hätte verwendet werden können.
3D illustriert den adaptiven Ausbau eines Netzwerks, das sowohl ein 100 Mb/s Netzwerkgerät als auch ein 1000 Mb/s Netzwerkgerät einschließt. In 3D befindet sich der adaptive Netzwerk-Repeater 324 zwischen einem 1000 Mb/s Netzwerkgerät 340 und einem 100 Mb/s Netzwerkgerät 342. Dies erzeugt ein erstes Netzwerksegment 346 zwischen dem Netzwerkgerät 340 und dem adaptiven Netzwerk-Repeater 324, und ein zweites Netzwerksegment 348 zwischen dem Netzwerkgerät 342 und dem Netzwerk-Repeater 324. Solange jedes Netzwerk-Segment 346, 348 das Entfernungslimit nicht überschreitet, können die Daten durch den adaptiven Netzwerk-Repeater 324 von einem Netzwerksegment zum anderen Netzwerksegment verstärkt und die Signalverschlechterung innerhalb der Spezifikation gehalten werden. Zusätzliche adaptive Netzwerk-Repeater 324 können für den weiteren Ausbau des Netzwerks in Reihe angeordnet werden. In diesem Beispiel ist zu beachten, dass ein fester 1000 Mb/s Repeater nicht verwendet werden konnte, aber ein fester 100 Mb/s Repeater konnte verwendet werden. Allerdings würde ein fester 100 Mb/s Repeater immer das Netzwerkgerät 340 auf die Geschwindigkeit von 100 Mb/s hinunter zwingen, selbst wenn das Netzwerkgerät 342 ein 1000 Mb/s Netzwerkgerät wäre.
Unter Verwendung des in 2 für den adaptiven Netzwerk-Repeater 324 von 3D abgebildeten beispielhaften adaptiven Netzwerk-Repeaters 200 tritt die folgende Ereignisreihe ein, wenn das 1000BASE-T1-Gerät 340 am MDI-Port 212 des PHY 210 und das 100BASE-T1-Gerät 342 am MDI-Port 222 des PHY 220 angeschlossen werden. In diesem Fall verhandelt der PHY 210 automatisch eine Geschwindigkeit von 1000 Mb/s, welche die höchste vom Netzwerkgerät 340 unterstützte Geschwindigkeit ist; und PHY 220 verhandelt automatisch eine Geschwindigkeit von 100 Mb/s, welche die höchste vom Netzwerkgerät 342 unterstützte Geschwindigkeit ist. Allerdings wären in diesem Fall die RXD/TXD-Signale zwischen PHY 210 und PHY 220 inkompatibel und alle durch den Repeater/Extender übertragenen Daten wären ohne den Controller 230 unverständlich. Der Mikrocontroller 230 fragt die beiden PHYs 210, 220 über den MDIO-Bus ab, um den Status der automatischen Verhandlung zu bestimmen. Wenn die beiden PHYs 210, 220 automatisch inkompatible Geschwindigkeiten verhandeln, zwingt der Mikrocontroller 230 einen der beiden PHYs 210, 220 zum erneuten Verhandeln einer kompatiblen Geschwindigkeit. Im in 3D gezeigten Fall würde der Mikrocontroller 230 den PHY 210 zwingen, mit dem Netzwerkgerät 340 eine Kommunikationsgeschwindigkeit von 100 Mb/s neu zu verhandeln. Nach dem erneuten Verhandeln würde der Netzwerk-Repeater 324 die Netzwerkkommunikation zwischen den Netzwerkgeräten 340, 342 mit einer Geschwindigkeit von 100 Mb/s ermöglichen.
Es ist auch möglich, dass sich eine Verbindungsgeschwindigkeit ändert, wenn beispielsweise ein Netzwerkgerät getrennt und ein anderes Netzwerkgerät an einem adaptiven Netzwerk-Repeater 200 angeschlossen wird. Beispielsweise zurückkehrend zum beispielhaften System aus 1, das ein an ein Arbeitsgerät 110 angekuppeltes Fahrzeug 100 einschließt. 1 zeigt mehrere Netzwerkgeräte 120, 122, 124, die elektronisch mit dem ersten Schalter 130 am Fahrzeug 100 gekoppelt sind, und mehrere Netzwerkgeräte 150, 152, die elektronisch mit dem zweiten Schalter 132 am Anhänger 110 gekoppelt sind. Die beiden Schalter 130, 132 sind elektronisch mit dem adaptiven Netzwerk-Repeater 140 gekoppelt, um den Netzwerkgeräten 120-124 des Fahrzeugs 100 die Kommunikation mit den Netzwerkgeräten 150-152 des Arbeitsgerätes 110 zu ermöglichen. Jedes der Geräte 120-124, 150-152 ist für verschiedene Kommunikationsgeschwindigkeiten befähigt, zum Beispiel können manche für 1000BASE-T1 und andere nur für 100BASE-T1 befähigt sein. Weiterhin kann eine Variante des dargestellten Traktors 100 auch für 1000BASE-T1 ausgelegt sein, während eine andere Variante nur für 100BASE-T1 befähigt ist. Wenn das erste Gerät 150 des Anhängers 110 eine Kommunikationsgeschwindigkeit von 100 Mb/s unterstützt und das zweite Gerät 152 des Anhängers 110 eine Kommunikationsgeschwindigkeit von 1000 Mb/s, und beide Geräte 150, 152 mit dem Gerät 122 des Fahrzeugs 100 kommunizieren, das eine Kommunikationsgeschwindigkeit von 1000 Mb/s unterstützt, dann muss der adaptive Netzwerk-Repeater 140 die verhandelten Geschwindigkeiten auf jeder Seite überwachen und die Kommunikationsgeschwindigkeit anpassen, abhängig davon, ob das erste Gerät 150 oder das zweite Gerät 152 des Anhängers 110 gegenwärtig mit dem Gerät 122 des Fahrzeugs 100 kommuniziert. Die adaptive Eigenschaft dieses Repeaters/Extenders 140 muss dynamisch sein, um im gesamten Netzwerk die höchste Bandbreite anzubieten. Der Netzwerk-Repeater 140 muss sich nur an die mit ihm kommunizierenden Geräte anpassen. Zum Beispiel können die an anderen Ports der Schalter 130, 132 angeschlossenen Geräte unabhängig voneinander verhandeln und sollten die Geschwindigkeit der gegenwärtig über die Verbindung zwischen den Schaltern 130, 132 über den adaptiven Netzwerk-Repeater kommunizierenden Geräte nicht beeinflussen.
1 ist nur ein Beispiel eines Netzwerks mit einem adaptiven Netzwerk-Repeater 140. Der adaptive Netzwerk-Repeater 140 muss nicht zwischen zwei Schaltern angeschlossen sein. Der adaptive Netzwerk-Repeater 140 kann beispielsweise zwischen zwei Schaltern, zwischen einem Schalter und einem Gerät oder zwischen zwei Geräten (d. h. schalterlos) angeschlossen sein. Der Umfang dieses Patents sieht die Abdeckung all dieser und ähnlicher Szenarien vor. Für diese diversen Gerätekombinationen unterstützt der adaptive Netzwerk-Repeater 140 sowohl die physischen Anforderungen des Systems (um zu ermöglichen, dass Geräte in einem über das Entfernungslimit hinausgehenden Abstand angeordnet werden können) wie auch die logischen Anforderungen des Systems unterstützt (um die Anpassung ihrer Kommunikationsgeschwindigkeiten zur Maximierung der Bandbreite zu ermöglichen).
Während die Offenbarung in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung detailliert veranschaulicht und beschrieben ist, sind diese Illustrationen und die Beschreibung als beispielhaft anzusehen und nicht von einschränkendem Charakter, wobei sich versteht, dass illustrative(n) Ausführungsform(en) gezeigt und beschrieben wurde(n) und dass gewünscht wird, alle Änderungen und Modifikationen, die dem Geist der Offenbarung entsprechen, zu schützen. Es wird darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung möglicherweise nicht alle der beschriebenen Eigenschaften aufweisen, aber dennoch von mindestens einigen der Vorteile solcher Eigenschaften profitieren. Fachleute auf diesem Gebiet können durchaus ihre eigenen Implementierungen entwickeln, die eine oder mehrere der Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung einbeziehen und unter den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims

Einen adaptiven Netzwerk-Repeater für die elektronische Verbindung eines ersten Subnetzes mit einem zweiten Subnetz, wobei der adaptive Netzwerk-Repeater umfasst: eine erste, mit dem ersten Subnetz gekoppelte Netzwerk-Schnittstelle; eine zweite, mit dem zweiten Subnetz gekoppelte Netzwerk-Schnittstelle; einen Controller, der den Verbindungsstatus der Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater überwacht; wobei vom ersten Subnetz an der ersten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten durch die zweite Netzwerk-Schnittstelle an das zweite Subnetz weiter übertragen werden, und vom zweiten Subnetz an der zweiten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten durch die erste Netzwerk-Schnittstelle an das erste Subnetz weiter übertragen werden; und wobei der Controller ermittelt, wenn das erste und zweite Subnetz über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit inkompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeiten kommunizieren wollen, der Controller eine kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit ermittelt und das erste und zweite Subnetz zur Kommunikation über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit einer kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit veranlasst.
Adaptiver Netzwerk-Repeater nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten physischen Ethernet-Schnittstellen-Controller (PHY), an die erste Netzwerk-Schnittstelle gekoppelt; einen zweiten PHY, an die zweite Netzwerk-Schnittstelle gekoppelt, der zweite PHY mit dem ersten PHY kreuzgekoppelt, so dass vom ersten PHY empfangene Daten vom zweiten PHY übertragen werden, und vom zweiten PHY empfangene Daten vom ersten PHY übertragen werden.
Adaptiven Netzwerk-Repeater nach Anspruch 2, wobei: der erste PHY einen Empfangsdaten-Output-Port (RXD), einen ersten Übertragungsdaten-Input-Port (TXD) und einen ersten Input/Output-Datenmanagement-Port (MDIO) hat, der zweite PHY einen zweiten RXD-Port, einen zweiten TXD-Port und einen zweiten MDIO-Port hat, und wobei der erste RXD-Port mit dem zweiten TXD-Port verbunden ist, der erste TXD-Port mit dem zweiten RXD-Port verbunden ist, der erste MDIO-Port mit dem zweiten MDIO-Port verbunden ist, und der Controller den Verbindungsstatus der Kommunikation über den adaptiven Netzwerk-Repeater mittels Überwachung des ersten und zweiten MDIO-Ports überwacht.
Adaptiver Netzwerk-Repeater nach Anspruch 2, der ferner einen Spannungsregler einschließt, der Strom über eine Stromversorgungsbuchse aufnimmt und Strom an den ersten und zweiten PHY und an den Controller liefert.
Adaptiver Netzwerk-Repeater nach Anspruch 2, wobei jeder der ersten und zweiten PHYs automatisch verhandeln kann, mit einer langsameren Geschwindigkeit und einer schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, wobei die schnellere Geschwindigkeit schneller als die langsamere Geschwindigkeit ist, und wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, lässt der Controller die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit zu; wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, lässt der Controller die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der schnelleren Geschwindigkeit zu; wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, zwingt der Controller den ersten PHY, mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, was zur Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit führt und den ersten PHY zum erneuten Verhandeln mit dem ersten Subnetz zur Kommunikation mit der langsameren Geschwindigkeit veranlasst; und wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, zwingt der Controller den zweiten PHY, mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, was zur Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit führt und den zweiten PHY zum erneuten Verhandeln mit dem zweiten Subnetz zur Kommunikation mit der langsameren Geschwindigkeit veranlasst.
Adaptiver Netzwerk-Repeater nach Anspruch 5, wobei die langsamere Geschwindigkeit 100 Megabit/Sekunde (Mb/s) und die schnellere Geschwindigkeit 1000 Mb/s beträgt.
Ein Netzwerk, das in der Lage ist, mit unterschiedlichen Kommunikationsgeschwindigkeiten zu kommunizieren, wobei das Netzwerk umfasst: einen adaptiven Netzwerk-Repeater mit einer ersten Netzwerk-Schnittstelle und einer zweiten Netzwerk-Schnittstelle; ein erstes, mit der ersten Netzwerk-Schnittstelle des Netzwerk-Repeaters gekoppeltes Subnetz; ein zweites, mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters gekoppeltes Subnetz; wobei vom ersten Subnetz an der ersten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten durch die zweite Netzwerk-Schnittstelle an das zweite Subnetz weiter übertragen werden, und vom zweiten Subnetz an der zweiten Netzwerk-Schnittstelle empfangene Daten durch die erste Netzwerk-Schnittstelle an das erste Subnetz weiter übertragen werden; und wobei der adaptive Netzwerk-Repeater ermittelt, wenn die ersten und zweiten Subnetze mit inkompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeiten über den adaptiven Netzwerk-Repeater kommunizieren wollen, der adaptive Netzwerk-Repeater eine kompatible Kommunikationsgeschwindigkeit ermittelt und mit den ersten und zweiten Subnetzen mit der kompatiblen Kommunikationsgeschwindigkeit kommuniziert.
Netzwerk nach Anspruch 7, wobei der adaptive Netzwerk-Repeater ferner umfasst: einen ersten physischen Ethernet-Schnittstellen-Controller (PHY), die erste Netzwerk-Schnittstelle mit dem ersten PHY gekoppelt; einen zweiten PHY, die zweite Netzwerk-Schnittstelle mit dem zweiten PHY gekoppelt, der zweite PHY so mit der ersten PHY kreuzgekoppelt, dass vom ersten PHY empfangene Daten durch den zweiten PHY übertragen werden, und vom zweiten PHY empfangene Daten vom ersten PHY übertragen werden; einen Controller, der den Verbindungsstatus zwischen dem ersten und zweiten PHY überwacht und die Kommunikationsgeschwindigkeit über den adaptiven Netzwerk-Repeater durch Steuerung der Kommunikationsgeschwindigkeit jedes der ersten und zweiten PHYs steuern kann.
Netzwerk nach Anspruch 8, wobei: der erste PHY einen Empfangsdaten-Output-Port (RXD), einen ersten Übertragungsdaten-Input-Port (TXD) und einen ersten Input/Output-Datenmanagement-Port (MDIO) hat, der zweite PHY einen zweiten RXD-Port, einen zweiten TXD-Port und einen zweiten MDIO-Port hat, und wobei der erste RXD-Port mit dem zweiten TXD-Port verbunden ist, der erste TXD-Port mit dem zweiten RXD-Port verbunden ist, der erste MDIO-Port mit dem zweiten MDIO-Port verbunden ist, und der Controller den Verbindungsstatus über den adaptiven Netzwerk-Repeater mittels Überwachung des ersten und zweiten MDIO-Ports überwacht.
Netzwerk nach Anspruch 8, wobei jeder der ersten und zweiten PHYs automatisch verhandeln kann, um mit einer langsameren Geschwindigkeit und einer schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, wobei die schnellere Geschwindigkeit schneller als die langsamere Geschwindigkeit ist, und wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, lässt der Controller die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit zu; wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, lässt der Controller die Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der schnelleren Geschwindigkeit zu; wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, zwingt der Controller den ersten PHY, mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, was zur Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit führt und den ersten PHY zum erneuten Verhandeln mit dem ersten Subnetz zur Kommunikation mit der langsameren Geschwindigkeit veranlasst; und wenn der erste PHY mit dem ersten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, und der zweite PHY mit dem zweiten Subnetz automatisch verhandelt, um mit der schnelleren Geschwindigkeit zu kommunizieren, zwingt der Controller den zweiten PHY, mit der langsameren Geschwindigkeit zu kommunizieren, was zur Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten PHY mit der langsameren Geschwindigkeit führt und den zweiten PHY zum erneuten Verhandeln mit dem zweiten Subnetz zur Kommunikation mit der langsameren Geschwindigkeit veranlasst.
Netzwerk nach Anspruch 10, wobei die langsamere Geschwindigkeit 100 Megabit/Sekunde (Mb/s) und die schnellere Geschwindigkeit 1000 Mb/s beträgt.
Netzwerk nach Anspruch 10: wobei das erste Subnetz einen ersten Schalter und eine erste Vielzahl elektronischer Geräte umfasst, jeder der ersten Schalter und der ersten Vielzahl elektronischer Geräte dabei mit mindestens einer der langsameren und schnelleren Geschwindigkeiten kommunizieren kann, der erste Schalter elektronisch mit der ersten Netzwerk-Schnittstelle des Netzwerk-Repeaters verbunden ist und die erste Vielzahl elektronischer Geräte elektronisch über den ersten Schalter mit dem adaptiven Netzwerk-Repeater verbunden ist; wobei eines der ersten Vielzahl elektronischer Geräte des ersten Subnetzes über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit dem zweiten Subnetz kommuniziert, der Controller des adaptiven Netzwerk-Repeaters die Kommunikationsgeschwindigkeit ermittelt.
Netzwerk nach Anspruch 12: wobei das zweite Subnetz einen zweiten Schalter und eine zweite Vielzahl elektronischer Geräte umfasst, jeder der zweiten Schalter und der zweiten Vielzahl elektronischer Geräte dabei mit mindestens einer der langsameren und schnelleren Geschwindigkeiten kommunizieren kann, der zweite Schalter elektronisch mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle des Netzwerk-Repeaters verbunden ist und die zweite Vielzahl elektronischer Geräte elektronisch über den zweiten Schalter mit dem adaptiven Netzwerk-Repeater verbunden ist; wobei wenn eine der zweiten Vielzahl elektronischer Geräte des zweiten Subnetzes über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit dem ersten Subnetz kommuniziert, der Controller des adaptiven Netzwerk-Repeaters die Kommunikationsgeschwindigkeit ermittelt.
Netzwerk nach Anspruch 13, wobei die Netzwerkkommunikation ein Entfernungslimit hat, über das hinaus die Kommunikation unzuverlässig ist, wobei der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Schalter größer ist als das Entfernungslimit und der Abstand zwischen dem ersten Schalter und dem adaptiven Netzwerk-Repeater und der Abstand zwischen dem zweiten Schalter und dem adaptiven Netzwerk-Repeater geringer ist als das Entfernungslimit.
Netzwerk nach Anspruch 12: wobei das zweite Subnetz ein zweites elektronisches Gerät umfasst, das mit mindestens einer der langsameren und schnelleren Geschwindigkeiten kommunizieren kann, wobei das zweite elektronische Gerät elektronisch mit der zweiten Netzwerk-Schnittstelle des adaptiven Netzwerk-Repeaters verbunden ist; wobei wenn das zweite elektronische Gerät über den adaptiven Netzwerk-Repeater mit dem ersten Subnetz kommuniziert, der Controller des adaptiven Netzwerk-Repeaters die Kommunikationsgeschwindigkeit ermittelt.