DE10354712A1 - Bit fault-free replacement circuit for ethernet and fibre channel does not use any extra frame overhead etc. to known gigabit ethernet, or fibre channel - Google Patents

Bit fault-free replacement circuit for ethernet and fibre channel does not use any extra frame overhead etc. to known gigabit ethernet, or fibre channel Download PDF

Info

Publication number
DE10354712A1
DE10354712A1 DE10354712A DE10354712A DE10354712A1 DE 10354712 A1 DE10354712 A1 DE 10354712A1 DE 10354712 A DE10354712 A DE 10354712A DE 10354712 A DE10354712 A DE 10354712A DE 10354712 A1 DE10354712 A1 DE 10354712A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ethernet
fibre channel
frame
error
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10354712A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10354712B4 (en
Inventor
Gerhard Risse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2003109089 external-priority patent/DE10309089A1/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10354712A priority Critical patent/DE10354712B4/en
Publication of DE10354712A1 publication Critical patent/DE10354712A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10354712B4 publication Critical patent/DE10354712B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0061Error detection codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/40169Flexible bus arrangements
    • H04L12/40176Flexible bus arrangements involving redundancy
    • H04L12/40182Flexible bus arrangements involving redundancy by using a plurality of communication lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • H04L12/437Ring fault isolation or reconfiguration
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/40Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass for recovering from a failure of a protocol instance or entity, e.g. service redundancy protocols, protocol state redundancy or protocol service redirection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0095Ring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

Bit fault-free replacement circuit for ethernet and fibre channel recognises transmission errors in real time and screens them out. Replacement circuit can be applied both to point-to-point connections and in optical rings.Travelling time differences, appearing in rings are compensated. No further transmission frame, overhead etc., in addition to gigabit ethernet, or fibre channel frame, is necessary. Transmitter and receiver processes are specified.

Description

Ersatzschaltung erfolgt heute in (Wide Area Networks, WAN) im wesentlichen auf SDH/Sonet Ebene. SDH/Sonet bietet die Möglichkeit des Hitless Protection Switching in Ringen.equivalent circuit takes place today in (Wide Area Networks, WAN) essentially on SDH / Sonet Level. SDH / Sonet offers the possibility Hitless Protection Switching in rings.

Hitless Protection Switching bedeutet, daß der Ring bei Ausfall eines Segmentes oder Netzelements innerhalb von 50 ms wieder geschlossen wird und die Übertragung danach störungsfrei weiterläuft.hitless Protection switching means that the ring will fail if one fails Segmentes or network element closed again within 50 ms will and the transfer then trouble-free continues.

Beim SDH BLSR werden SDH Signale permanent in beide Richtungen überfragen. So wird z. B. im SDH BLSR in Bild 1 das SDH Signal von Station 1 direkt (im Uhrzeigersinn) an Station 2 übertragen. Darüber hinaus wird es aber auch über Station 4 und Station 3 an Station 2 (gegen den Uhrzeigersinn) übertragen. Der Empfänger (Station 2) verwendet das Signal mit der besseren Qualität. Fällt so z. B. die direkte Übertragung von Station 1 an Station 2 aus, verwendet der Empfänger das Signal, daß gegen den Uhrzeigersinn läuft. Da der Empfänger direkt enscheiden kann, welches der beiden Signale er verwendet, ist diese Ersatzschalttechnik unterbrechungsfrei. Unterbrechungsfrei bedeutet hier, daß der Umschaltvorgang auf den Ersatzkanal innerhalb von 50 ms nach Auftreten des Fehlers abgeschlossen sein muss. Abhängig von dem Umschaltkriterium kann jedoch wesentlich schneller umgeschaltet werden. Bei einfachen Bitfehlern, die durch B1 und B2 Bytes im Regenerator- (RSOH) bzw. Multiplex Section Overhead (MSOH) überwacht werden, kann ein Fehler schon im nächsten Übertragungsrahmen (frame) detektiert werden. Vom Auftreten des Fehlers bis zum Entdecken vergeht so maximal eine Rahmenperiode von 125 μs. Bei Verlust des Übertragungsrahmens, der durch Loss of frame (LOF) oder Out of frame (OOF) detektiert wird, vergehen mindestens 4 Übertragungsrahmen (500 μs). Während dieser Zeit werden alle empfangene Fehler weitergegeben.At the SDH BLSR will permanently transmit SDH signals in both directions. So z. Eg in SDH BLSR in picture 1 the SDH signal of station 1 transferred directly (clockwise) to station 2. Furthermore but it is also over Transfer station 4 and station 3 to station 2 (counterclockwise). The recipient (Station 2) uses the signal with the better quality. Falls so z. B. the direct transfer of Station 1 at station 2 off, the receiver uses the signal that against clockwise. Because the receiver can directly decide which of the two signals he uses this replacement switching technology is interruption free. Uninterrupted here means that the Switching to the spare channel within 50 ms of occurrence the error must be completed. Depending on the switchover criterion however, it can be switched much faster. In simple Bit errors caused by B1 and B2 bytes in the Regenerator (RSOH) and Multiplex Section Overhead (MSOH) can be monitored, an error already in the next transmission frame (frame) are detected. From the occurrence of the error to discovery so passes a maximum of a frame period of 125 μs. In case of loss of the transmission frame, detected by loss of frame (LOF) or out of frame (OOF) at least 4 transmission frames (500 μs) pass. During this Time all received errors are passed on.

Das SDH/Sonet Protokoll wurde zur Übertragung von Sprache entwickelt. Nicht komprimierte Sprache wird mit 64 kbit/s pro Kanal übertragen. 30 Sprachkanäle werden in der PDH Technik mit Signalsierung in E1 Signalen mit 2,048 Mbit/s (32·64 kbit/s) übertragen. Die Grundrate für SDH (STM-1) beträgt 155 Mbit/s und kann 63 E1 Kanäle übertragen. Höhere Übertragungsraten haben die 4-fache Übertragungsgeschwindigkeit der vorherigen Übertragungsrate.The SDH / Sonet protocol was for transmission developed by language. Uncompressed speech comes at 64 kbps transmitted per channel. 30 voice channels are used in the PDH technique with signaling in E1 signals at 2.048 Mbps (32x64 kbit / s). The base rate for SDH (STM-1) is 155 Mbps and can transmit 63 E1 channels. Higher transfer rates have 4 times the transmission speed of the previous transmission rate.

Figure 00010001
Tabelle 1: SDH Signale
Figure 00010001
Table 1: SDH signals

Mittlerweile ist die Übertragung von Daten wichtiger geworden, als die Übertragung von Sprache. Im Bereich der Lokalen Netzwerke (Local Area Network, LAN) hat sich Ethernet durchgesetzt. Im Bereich der Speicher Netzwerke (Storage Area Network, SAN) ist Fibre Channel weit verbreitet. Wenn nun verschiedene LAN oder SAN miteinander verbunden werden müssen, so müssen die Daten über das WAN übertragen werden. Die folgende Tabelle zeigt verbreitete LAN und SAN Standards.meanwhile is the transmission of data has become more important than the transmission of language. In the area Local Area Network (LAN) has become Ethernet enforced. In the field of storage networks (Storage Area Network, SAN), Fiber Channel is widely used. If now different LAN or SAN need to be interconnected, so the data on the WAN transferred become. The following table shows common LAN and SAN standards.

Figure 00010002
Tabelle 2: LAN/SAN Standards
Figure 00010002
Table 2: LAN / SAN standards

Die Übertragungsrate ist 25% höher als die Kapazität, wegen der 8B/10B Kodierung. Diese Kodierung wandelt 8 bit Daten in einen 10 bit Kode, der übertragen wird. Beim Vergleich der Übertragungsraten der LAN/SAN Protokolle mit den verfügbaren Bandbreiten der WAN Protokolle fällt auf, daß die verfügbare Bandbreite mit Ausnahme von 2 Gigabit Fibre Channel nur sehr ineffizient genutzt wird.The transmission rate is 25% higher as the capacity because of the 8B / 10B coding. This encoding converts 8 bit data in a 10 bit code, which is transmitted becomes. When comparing the transfer rates the LAN / SAN protocols with the available bandwidths of the WAN Logs falls on that the available Bandwidth except 2 Gigabit Fiber Channel just very inefficient is being used.

Es gibt in SDH/Sonet einen Mechanismus, Virtual Concatenation, der verschiedene C-4 (C-3) Container bündelt. Ein C-4 Container kann 149,76 Mbit/s transportieren. Virtual Concatenation bietet die so die Möglichkeit, z. B. Gigabit Ethernet ohne 8B/10B Kodierung, den sogenannten MAC Frame (MAC, Media Access Controller) in 7 virtuell gebündelten C-4 Containern, einem C-4-7vc mit einer Kapazität von 1048,32 Mbit/s zu transportieren. Virtual Concatenation ist technisch recht aufwendig und bringt nur dann einen Nutzen, wenn die restliche Kapazität des WAN Signals (z. B. eines STM-16) auch tatsächlich genutzt wird.It There is a mechanism in SDH / Sonet, Virtual Concatenation, the various C-4 (C-3) containers bundles. A C-4 container can Transport 149.76 Mbit / s. Virtual Concatenation offers the like the possibility, z. B. Gigabit Ethernet without 8B / 10B encoding, the so-called MAC Frame (MAC, Media Access Controller) in 7 virtual bundled C-4 containers to transport a C-4-7vc with a capacity of 1048.32 Mbit / s. Virtual Concatenation is technically quite complicated and only brings then benefit if the remaining capacity of the WAN signal (eg a STM-16) actually is being used.

BLSR mit Ethernet und Fibre ChannelBLSR with Ethernet and Fiber Channel

Ein BLSR läßt sich auch direkt mit Ethernet oder Fibre Channel realisieren. Grundlage ist die bitfehlerfreien Ersatzschaltung wie sie in „Übertragungsfehlerreduktion durch bitfehlerfreie Ersatzschaltung" (Aktenzeichen: 103 09 089.4-31 beim deutschen Patent- und Markenamt) beschrieben ist.One BLSR lets itself also directly with Ethernet or Fiber Channel realize. basis is the bit-error-free equivalent circuit as described in "Transmission Error Reduction by bit error-free equivalent circuit "(file number: 103 09 089.4-31 at German Patent and Trademark Office) is described.

Die wesentlichen Vorteile sind:

  • 1. Bessere Signalqualität durch Reduzierung der Übertragungsfehler
  • 2. Höherwertiger Service durch bitfehlerfreie Ersatzschaltung (interessant z. B. für TV Live Übertragungen)
  • 3. Niedrigere Kosten durch einfachere Systeme
  • 4. Höhere Reichweite in optischen Ringen durch niedrigere Übertragungsrate und Ersatzschaltgewinn (so lassen sich die Kosten weiter reduzieren, wenn auf Verstärker bzw. Regeneratoren verzichtet werden kann)
The main advantages are:
  • 1. Better signal quality by reducing transmission errors
  • 2. High-quality service due to bit-error-free replacement circuit (interesting eg for TV live transmissions)
  • 3. Lower costs through simpler systems
  • 4. Higher range in optical rings due to lower transmission rate and replacement switching gain (thus the costs can be further reduced if amplifiers or regenerators can be dispensed with)

Ein BLSR mit Ethernet/Fibre Channel überträgt das gleiche optische Signal in beide Richtungen. Werden nun im Empfänger Fehler in einem der beiden empfangenen Signale festgestellt, so wird das andere Signal genutzt. Sowohl Ethernet als auch Fibre Channel bieten zur Fehlererkennung sowohl 8B/10B Kodes als auch zyklische Redundanz Prüfung (CRC, cyclic redundancy check) über die Übertragungsrahmen. Damit bitfehlerfrei hin und hergeschaltet werden kann müssen die beiden Signale synchron zueinander sein. Dies wird durch zwischenspeichern des Signals mit der kürzeren Laufzeit erreicht. Um das Signal mit der kürzeren Laufzeit zu finden, müssen die Overheads der Fibre Channel bzw. der Ethernet Rahmen ausgewertet werden.One BLSR with Ethernet / Fiber Channel transmits the same optical signal in both directions. Will now be in the receiver error detected in one of the two received signals, it will other signal used. Both Ethernet and Fiber Channel offer for error detection both 8B / 10B codes and cyclic redundancy exam (CRC, cyclic redundancy check) via the transmission frame. So that bit error free can be switched back and forth the be both signals in sync with each other. This will be buffered by the signal with the shorter one Runtime reached. To find the signal with the shorter duration, have to evaluated the overheads of the Fiber Channel or the Ethernet frames become.

Synchronisationsynchronization

Fibre Channel bietet Informationen im Overhead, welche die Verwechslung der Rahmen sehr unwahrscheinlich machen.Fiber Channel provides information in the overhead, which is the confusion make the frame very unlikely.

Figure 00020001
Tabelle 3: Fibre Channel Overhead
Figure 00020001
Table 3: Fiber Channel overhead

Es reicht jedoch nicht aus, nur die Sequenz Identifizierung (SEQ_ID) und den Sequenzzähler (SEQ_CNT) zu betrachten, um die ankommenden Rahmen im Empfänger zu synchronisieren. Da abhängig von der Klasse die Rahmen in beliebiger Reihenfolge von einer Fibre Channel Fabric gesendet werden können, ist nicht gewährleistet, dass der Sequenzzähler der empfangenen Rahmen in fortlaufender Reihenfolge steigt.It is not enough, only the sequence identification (SEQ_ID) and the sequence counter (SEQ_CNT) to consider to synchronize the incoming frames in the receiver. There depending on the class frames in any order from a fiber Channel fabric can be sent is not guaranteed that the sequence counter the received frame increases in consecutive order.

Der Synchronisationsmechanismus arbeitet wie folgt:
Ein Empfänger speichert die empfangenen 10 bit Kodes eines Kanals (Kanal A) und sucht nach dem 10 bit kodierten Rahmenanfang (SOF, Start of Frame). Wird ein Start of Frame (SOF), gefunden, werden die folgenden 20 Bytes bis einschließlich SEQ_CNT dekodiert und in den Komparator geladen. Nun wird der zweite Kanal (Kanal B) nach einem Overhead untersucht.
The synchronization mechanism works as follows:
A receiver stores the received 10 bit codes of a channel (channel A) and searches for the 10 bit coded start of frame (SOF, Start of Frame). If a Start of Frame (SOF) is found, the following 20 bytes up to and including SEQ_CNT are decoded and loaded into the comparator. Now, the second channel (channel B) is examined for an overhead.

Wird nun der gleiche Overhead gefunden der im Komparator steht, sind die beiden Kanäle vorsynchronisiert und der erste Kanal (Kanal A) wird nun aus den Speicher ausgelesen. In den Vorsysnchronisierungszuständen wird Kanal A aus dem Speicher gelesen und die ausgelesenen Overheads mit den im Kanal B empfangenen Overheads verglichen. Stimmt der Overhead n mal hintereinander überein, sind die Kanäle synchronisiert. Wird der gleiche Overhead nicht gefunden bevor der Speicher überläuft, liegt es nahe, daß der gespeicherte Kanal die größere Laufzeit hat.If now the same overhead is found in the comparator, the two channels are pre-synchronized and the first channel (channel A) is now read from the memory. In the presynchronization states, channel A is read from memory and the read-out overheads are compared with the overheads received in channel B. If the overhead matches n consecutive times, the channels are synchronized. If the same overhead is not found before the memory overflows, it is obvious that the stored cherte channel has the greater duration.

Nun wird der andere Kanal (Kanal B) gespeichert und der Overhead in den Komparator geladen und mit den Overheads von Kanal A verglichen. Stimmen die Overheads überein, so sind die Kanäle vorsynchronisiert. In den Vorsysnchronisierungszuständen wird Kanal B aus dem Speicher gelesen und die ausgelesenen Overheads mit den im Kanal A empfangenen Overheads verglichen. Stimmt der Overhead n mal überein, sind die Kanäle synchronisiert.Now the other channel (channel B) is stored and the overhead in loaded the comparator and compared with the overheads of channel A. If the overheads match, so are the channels pre-synchronized. In the presysynchronization states Channel B is read from memory and the read out overheads compared with the received in the channel A overheads. Is that true? Overhead n times, are the channels synchronized.

Stimmen die fehlerfrei empfangenen 10 bit Kodes m mal hintereinander nicht überein, so geht die Synchronisationsmaschine wieder in den Zustand nicht synchron.vote the error-free received 10 bit codes m times in a row do not match, so the synchronization machine does not go back to the state synchronous.

Bei Ethernet Rahmen ist der Overhead geringer. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit des Verwechselns der Rahmen. Verwechseln der Rahmen bedeutet, daß der Empfänger fehlerhaft synchronisiert.at Ethernet frame, the overhead is lower. This increases the probability confusing the frame. Confusing the frame means that the receiver is faulty synchronized.

Figure 00030001
Tabelle 4: Ethernet Rahmen
Figure 00030001
Table 4: Ethernet frame

Um die Wahrscheinlichkeit einer Fehlsynchronisation zu verringern, ist es nötig mehr als nur einen Overhead zu vergleichen. Ein Synchronisationsmechanismus, der durch mehrere Zustände läuft, bis er synchronisiert bzw. desynchronisiert bietet sich an:
Weil bei Ethernet oft große Dateien in einer Serie von Ethernet Rahmen mit gleicher Absender- und Zieladresse und maximaler Rahmengröße übertragen werden, ist der Overhead für die Serie der Ethernet Rahmen gleich. Um den Synchronisationsmechanismus unabhängig von den höheren Protokollschichten zu halten, bietet es sich an, die Anzahl zur Synchronisation verglichenen Bytes zu erhöhen (z. B. 20 Bytes wie bei Fibre Channel) und den Synchronisationsmechanismus auf Übergänge des Overhead zu triggern. Der Synchronisationsmechanismus ist ansonsten gleich dem Synchronisationsmechanismus bei Fibre Channel.
To reduce the likelihood of a mis-synchronization, it is necessary to compare more than just an overhead. A synchronization mechanism that runs through several states until it is synchronized or desynchronized offers:
Because Ethernet often transfers large files in a series of Ethernet frames with the same sender and destination address and maximum frame size, the overhead for the series of Ethernet frames is the same. In order to keep the synchronization mechanism independent of the higher protocol layers, it makes sense to increase the number of bytes compared for synchronization (eg 20 bytes as in Fiber Channel) and to trigger the synchronization mechanism on overhead transitions. The synchronization mechanism is otherwise the same as the synchronization mechanism in Fiber Channel.

Ersatzschaltung auf RahmenebeneSubstitute circuit at frame level

Sind beide Kanäle synchronisiert, kann bitfehlerfrei zwischen ihnen hin- und her geschaltet werden. Um Übertragungsfehler sicher detektieren zu können, muß der CRC-32 der Ethernet/Fibre Channel Rahmen ausgewertet werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein CRC-32 Übertragungsfehler in einem Rahmen nicht erkennt ist 1 zu 232, oder anders ausgedrückt 1 zu 4 294 967 296. So werden bei Fibre Channel Rahmen alle 1 bit Fehler, 2 bit Fehler und alle Fehler mit ungerader Anzahl von Bitfehlern erkannt.If both channels are synchronized, bit error-free switching between them can be performed. In order to reliably detect transmission errors, the CRC-32 of the Ethernet / Fiber Channel frames must be evaluated. The probability that a CRC-32 will not detect transmission errors in a frame is 1 to 2 32 , or 1 to 4 294 967 296 in other words. Thus Fiber Channel frames will be all 1 bit errors, 2 bit errors and all odd number errors detected by bit errors.

Werden nun die Rahmen von beiden Kanälen mit Hilfe des CRC-32 ausgewertet und im Fall dass ein Kanal einen CRC-32 Fehler aufweist, der andere Kanal, der keinen CRC-32 Fehler aufweist weitergeleitet, so reduzieren sich die weitergeleiteten Übertragungsfehler beträchtlich. Erkennbare Fehler werden nur weitergeleitet, wenn sie in beiden Kopien des gleichen Rahmens auftreten. Zur Auswertung des CRC-32 muß der gesamte Rahmen zwischengespeichert werden.Become now the frames of both channels evaluated with the help of the CRC-32 and in case that a channel one CRC-32 has errors, the other channel, which has no CRC-32 error has forwarded, so reduce the forwarded transmission errors considerably. Recognizable errors are only forwarded if they are in both Copies of the same frame occur. For evaluation of the CRC-32 must the entire frame to be cached.

Ausgehend von bekannten Bitfehlerraten BERin (BER, bit error rate) in beiden voneinander unabhängigen Kanälen ergibt sich eine Bitfehlerrate der weitergeleiteten Bitfehler, die abhängig von der Länge des Rahmens ist. BERoutCRC = BERinKanalA·BERinKanalB·Rahmenlänge (in Bit) Dabei ist BERin·Rahmenlänge (in Bit) die Wahrscheinlichkeit, dass ein Übertragungsfehler in einem Rahmen auftritt, was dazu führt, dass Fehler in dem anderen Kanal nicht korrigiert werden kann.Starting from known bit error rates BER in (BER, bit error rate) in both independent channels results in a bit error rate of the forwarded bit error, which is dependent on the length of the frame. BER outCRC = BER inCanalA · BER inKanalB · Frame length (in bits) where BER in · frame length (in bits) is the probability that a transmission error occurs in one frame, which means that errors in the other channel can not be corrected.

Bei Ethernet beträgt die maximale Rahmenlänge 1624 Byte, bei Fibre Channel 2212 Byte. Geht man nun von der maximalen Rahmenlänge und gleichen Bitfehlerraten BERin, in beiden Kanälen, so ergeben sich für BERout folgende Werte:

Figure 00030002
Tabelle 5: maximale Bitfehlerraten in Abhängigkeit von den Eingangsfehlerraten BERin For Ethernet, the maximum frame length is 1624 bytes, for Fiber Channel 2212 bytes. If one now assumes the maximum frame length and the same bit error rates BER in both channels, the following values result for BER out :
Figure 00030002
Table 5: maximum bit error rates as a function of the input error rates BER in

Ersatzschaltung auf 8B/10B Kode EbeneReplacement circuit on 8B / 10B Code level

Eine weitere Fehlerreduktion lässt sich erreichen, wenn man Fehler die durch den 8B/10B Kode erkannt werden reduziert. Diese Fehlerreduktion wird dann eingesetzt, wenn beide empfangenen Rahmen CRC Fehler aufweisen.A further error reduction leaves reach if you recognize errors by the 8B / 10B code are reduced. This error reduction is used when both received frames have CRC errors.

Dei Ersatzschaltung auf 8B/10B Ebene erfolgt, wenn in einem Kanal ein fehlerhaft detetiertem Rahmen in einem 8B/10B Kode Wort ein Fehler auftritt, während das entsprechende 8B/10B Kode Wort des anderen Kanals fehlerfrei ist. Die Ersatzschaltung funktioniert nicht, wenn

  • • in beiden Rahmen im gleichen Kodewort ein Fehler auftritt
  • • ein Fehler in einem 8B/10B Kode nicht erkannt wird
The equivalent circuit at 8B / 10B level occurs when a faulty detetified frame in one channel in an 8B / 10B code word fails, while the corresponding 8B / 10B code word of the other channel is error free. The equivalent circuit does not work when
  • • An error occurs in both frames in the same codeword
  • • an error in an 8B / 10B code is not detected

Das einfachste und damit wahrscheinlichste Fehlermuster, dass von dem 8B/10B Kode nicht erkannt wird ist ein komplementärer Fehler, bestehend aus einem 1 Fehler und einem 0 Fehler in den gleichen 10 Bit Kode.The simplest and thus most likely error pattern that of the 8B / 10B code is not detected is a complementary error, consisting of a 1 error and a 0 error in the same 10 bit code.

Die Wahrscheinlichkeit dass ein komplementärer Fehler in einem Rahmen auftritt der durch CRC bereits fehlerhaft detektiert wurde ist ungefähr:
9·BERin·0,5 = 4,5·BERin
1 ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler in einem 8B/10B Kode ist,
9·BERin ist die Wahrscheinlichkeit, dass in den übrigen 9 Bit des 8B/10B Kodes ein Fehler auftritt
0,5 ist die Wahrscheinlichkeit dass dieser Fehler komplementär sind
The probability that a complementary error will occur in a frame that has already been erroneously detected by CRC is approximately:
9 · BER in · 0.5 = 4.5 · BER in
1 is the probability that an error is in an 8B / 10B code,
9 · BER in is the probability that an error will occur in the remaining 9 bits of the 8B / 10B code
0.5 is the probability that this error is complementary

Die Wahrscheinlichkeit, dass in beiden als fehlerhaft detektierten Rahmen der Fehler in dem gleichen 8B/10B Kode auftritt ist ungefähr: 1/Rahmenlänge (in Byte)The Probability that in both detected as faulty frame the error occurring in the same 8B / 10B code is approximately: 1 / frame length (in Byte)

Das bedeutet, dass der Fehler mit der ungefähren Wahrscheinlichkeit:
1 – (4,59·BERin + 1/Rahmenlänge (in Byte))
durch zusätzliche Ersatzschaltung auf 8B/10B Kode Ebene korrigiert werden kann.
This means that the error with the approximate probability:
1 - (4.59 · BER in + 1 / frame length (in bytes))
can be corrected by additional equivalent circuit on 8B / 10B code level.

Als Ausgangsfehlerrate der kombinierten Ersatzschaltung des Systems ergibt sich somit
BERoutSYS = (4,5·BERin + 1/Rahmenlänge (in Byte))·BERoutCRC
As the output error rate of the combined equivalent circuit of the system thus results
BER outSYS = (4.5 * BER in + 1 / frame length (in bytes)) · BER outCRC

Die folgende Tabelle zeigt den Ersatzschaltgewinn (Net Protection Gain, NPG):

Figure 00040001
Tabelle 6: maximale Augangsfehlerraten in Abhängigkeit der Rahmenlänge und Eingangsfehlerraten und sich daraus ergebengender Ersatzschaltgewinn (NPG, Net Protection Gain) The following table shows the Net Protection Gain (NPG):
Figure 00040001
Table 6: maximum initial error rates as a function of the frame length and input error rates and resulting replacement switching gain (NPG, Net Protection Gain)

Claims (1)

Bitfehlerfreie Ersatzschaltung für Ethernet und Fibre Channel dadurch gekennzeichnet, daß: 1. Übertragungsfehler in Echtzeit erkannt werden und durch Umschalten auf den Ersatzschaltkanal ausgeblendet werden. 2. die Ersatzschaltung sowohl in Punkt zu Punkt Verbindungen, als auch in optischen Ringen angewendet werden kann 3. in Ringen auftretende Laufzeitunterschiede kompensiert werden. 4. zusätzlich zum Gigabit Ethemet bzw. Fibre Channel Rahmen kein weiterer Übertragungsrahmen, Overhead etc. notwendig ist.Bit-error-free equivalent circuit for Ethernet and Fiber Channel, characterized in that: 1. transmission errors are detected in real time and hidden by switching to the equivalent switching channel. 2. the equivalent circuit can be used both in point to point connections, as well as in optical rings can be compensated for 3. Runtime differences occurring in rings. 4. In addition to the Gigabit Ethemet or Fiber Channel frame no further transmission frame, overhead, etc. is necessary.
DE10354712A 2003-03-03 2003-11-22 Bit-error-free equivalent circuit for Ethernet and Fiber Channel Expired - Fee Related DE10354712B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10354712A DE10354712B4 (en) 2003-03-03 2003-11-22 Bit-error-free equivalent circuit for Ethernet and Fiber Channel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003109089 DE10309089A1 (en) 2003-03-03 2003-03-03 Transmission error reduction involves detecting non-correctable transmission errors in real time using forward error correction and eliminating them by switching over to a replacement circuit channel
DE10354712A DE10354712B4 (en) 2003-03-03 2003-11-22 Bit-error-free equivalent circuit for Ethernet and Fiber Channel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10354712A1 true DE10354712A1 (en) 2005-06-30
DE10354712B4 DE10354712B4 (en) 2006-06-14

Family

ID=34635097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10354712A Expired - Fee Related DE10354712B4 (en) 2003-03-03 2003-11-22 Bit-error-free equivalent circuit for Ethernet and Fiber Channel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10354712B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010105828A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Hirschmann Automation And Control Gmbh Parallel operation of rstp (rapid spanning tree protocol) and mrp (media redundancy protocol) and segmentation/coupling

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846353A1 (en) * 1998-10-08 2000-04-20 Alcatel Sa Method and switching device for switching between two data streams without loss of data
DE19959375A1 (en) * 1998-12-09 2000-06-21 Nec Corp Quality of service protection system for data transmission monitors prime and reserve channels and switches to the highest quality channel
DE10004432A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-09 Siemens Ag Network and network participants, in particular field device, for such a network
DE10055066A1 (en) * 2000-11-07 2002-06-06 Age Aumann & Goertz Engineerin System for multidirectional exchange of information between subscribers or users such as automation devices on an Ethernet basis
DE10234149A1 (en) * 2001-09-26 2003-04-24 Siemens Ag Receiving data telegrams in communication systems with redundant network paths
DE10161186A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-18 Hocine Bezzaoui Rapid redundancy in Ethernet ring structure involves modifying standard Ethernet link signal so it can adopt at least 3 states, of which least one can be set up for redundancy function

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10309089A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-23 Risse, Gerhard Transmission error reduction involves detecting non-correctable transmission errors in real time using forward error correction and eliminating them by switching over to a replacement circuit channel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846353A1 (en) * 1998-10-08 2000-04-20 Alcatel Sa Method and switching device for switching between two data streams without loss of data
DE19959375A1 (en) * 1998-12-09 2000-06-21 Nec Corp Quality of service protection system for data transmission monitors prime and reserve channels and switches to the highest quality channel
DE10004432A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-09 Siemens Ag Network and network participants, in particular field device, for such a network
DE10055066A1 (en) * 2000-11-07 2002-06-06 Age Aumann & Goertz Engineerin System for multidirectional exchange of information between subscribers or users such as automation devices on an Ethernet basis
DE10234149A1 (en) * 2001-09-26 2003-04-24 Siemens Ag Receiving data telegrams in communication systems with redundant network paths
DE10161186A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-18 Hocine Bezzaoui Rapid redundancy in Ethernet ring structure involves modifying standard Ethernet link signal so it can adopt at least 3 states, of which least one can be set up for redundancy function

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010105828A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Hirschmann Automation And Control Gmbh Parallel operation of rstp (rapid spanning tree protocol) and mrp (media redundancy protocol) and segmentation/coupling
US8817611B2 (en) 2009-03-18 2014-08-26 Hirschmann Automation And Control Gmbh Parallel operation of RSTP (rapid spanning tree protocol) and MRP (media redundancy protocol) and segmentation/coupling
US9191273B2 (en) 2009-03-18 2015-11-17 Hirschmann Automation And Control Gmbh Parallel operation of RSTP and MRP and segmentation coupling

Also Published As

Publication number Publication date
DE10354712B4 (en) 2006-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69838157T2 (en) Transparent multiplexer / demultiplexer
DE60219437T2 (en) MULTIPLEX RELAY TRANSMISSIONS
DE69834861T2 (en) Transparent transmission in a message transmission system
DE69534623T2 (en) INTEGRATED COMMUNICATION CONNECTIONS FOR A DISTRIBUTED DIGITAL CROSS CONNECTOR WITH MERHFACHEN COUPLING FIELDS
US6826201B2 (en) Multiplexing SONET /SDH data streams using independent encoding schemes
EP0453876B1 (en) Synchronisation method for SDH-systems and method and circuit for the recognition of various data structures
EP1234396B1 (en) Multiplex method for gigabit ethernet signals in the synchronous digital hierarchy
US20050102419A1 (en) Extended link monitoring channel for 10 Gb/s Ethernet
DE112019006998T5 (en) PROCEDURE FOR ADAPTING A CLIENT SIGNAL WITH CONSTANT BITRATE INTO THE PATH LAYER OF A TELECOM SIGNAL
DE602005004288T2 (en) Method of operating a passive optical network, optical line termination and transmission frames
EP0344534A1 (en) Method of monitoring the quality of digital signals in sections of a transmission line
DE69937201T2 (en) COMMUNICATION SYSTEM AND RELATED ALIGNMENT METHODS
US4581737A (en) Bit compression multiplexing
JPH02226926A (en) System for transmitting hdlc frame on multi-channel pcm type ring
DE69727047T2 (en) DEPACKER AND FRAME BALANCER WITH IT
DE60133330T2 (en) 10 Gigabit Ethernet representation for a common LAN / WAN PMD interface
DE10354712B4 (en) Bit-error-free equivalent circuit for Ethernet and Fiber Channel
EP0100820B1 (en) Method for the synchronous transmission of frame-structured data
US7002957B2 (en) Method of transporting frames of information between parts of a network through an intermediate network
DE60308451T2 (en) A method for safely deciding a given state of a communication channel for a transmission system
DE69938398T2 (en) COMMUNICATION SYSTEM AND RELATED METHODS WITH OUT OF BAND CONTROL
DE102019201315A1 (en) Subscriber station for a bus system and method for sending a message with different bit rates in a bus system
DE4012762A1 (en) Synchronisation system for digital hierarchy network - detects frame sync. words and decoded header codewords to switch to sync. state
EP0232886B1 (en) Frame decoding
EP1064746A1 (en) Method for transmitting data, encoder and decoder

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref document number: 10309089

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8162 Independent application
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110601

Effective date: 20110531