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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Neustart von Endgeräten eines
lokalen Netzwerks und auf die Vorrichtungen zur Umsetzung dieses
Verfahrens in die Praxis (Netzwerkverteiler und Endgeräte). Im
Speziellen bezieht sie sich auf lokale Netzwerke, die der Fernversorgung
von Endgeräten dienen,
wie beispielsweise die lokalen Netzwerke vom Typ Ethernet, die dazu
ausgelegt sind, Endgeräte
zu versorgen.
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An
ein solches Netzwerk können
zahlreiche Endgeräte
verschiedenen Typs angeschlossen werden (z.B. Telefongeräte mit Internetprotokoll),
bei denen bisweilen ein Neustart durchzuführen ist, damit sie nach einer
Neukonfiguration wieder problemlos funktionieren. Dies kann beispielsweise
der Fall sein, wenn ein Netzadministrator per Datenfernübertragung
eine Software geladen hat. Häufig
besteht die einzige Möglichkeit,
ein Endgerät
neu zu starten, darin, es manuell aus- und einzuschalten. Prozessoren und
logische Schaltungen enthalten eine Vorrichtung, die einen automatischen
Neustart auslöst, wenn
die Versorgungsspannung von Null auf ihren entsprechenden Nennwert
steigt.
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Es
kann auch erforderlich werden, dass im Rahmen von Wartungsarbeiten
einige oder alle Endgeräte
abgeschaltet werden müssen.
Im Regelfall muss dann eine Person zu jedem Endgerät gehen, um
es vor Ort abzuschalten, oder die Nutzer werden gebeten, ihre jeweiligen
Geräte
anzuschalten. Wenn mehrere Endgeräte abzuschalten sind, ist diese
Vorgehensweise sehr zeitintensiv. Von Vorteil wäre es, wenn auch die Netzwerkverteiler
neu gestartet werden können.
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Eine
Vorrichtung zum Neustart von Endgeräten eines lokalen Netzwerks
ist bereits bekannt, wie z.B. aus der Beschreibung im Patent US5835719,
sie umfasst Elemente zur Übertragung
von Datenpaketen innerhalb dieses Netzwerks, die eine Unterbrechung
der lokalen Stromversorgung für
jedes Endgerät
und gegebenenfalls für
die Netzwerkverteiler steuern. Diese Vorrichtung hat den Nachteil,
dass sie außer
Betrieb gesetzt wird, wenn die Software einen Absturz des betreffenden
Endgeräts
verursacht (z.B. durch eine unbeabsichtigt auftretende Schleifenbildung).
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und
Vorrichtungen mit einfacherer Struktur bereitzustellen, die von
einem zentralen Punkt ausgehend dem Neustart mehrerer Endgeräte und Netzwerkteiler
dienen, ohne den genannten Nachteil aufzuweisen.
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Ein
erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Verfahrens zum Neustart von Endgeräten eines lokalen Netzwerkes, anhand
dessen die jeweiligen Endgeräte über zumindest
eine Vorrichtung zur Fernversorgung bedient werden können, dadurch
gekennzeichnet, dass es die Steuerung eines Neustarts der Endgeräte umfasst
und dass eine Unterbrechung der Fernversorgung der Endgeräte, die
von einer Versorgungsvorrichtung bedient werden, als entsprechendes
Steuersignal eingesetzt wird.
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Das
vorhergehend beschriebene Verfahren nutzt also nicht die Datenübertragung
im Netzwerk, sondern die Übertragung
von Signalen, die vollkommen unabhängig von der Datenübertragung über die Fernversorgungselemente
erfolgt, mit dem Resultat, dass ein Neustart ausgeführt werden
kann, selbst wenn die Software einen Absturz des Prozessors im Endgerät verursacht
hat.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Konstruktion eines Netzwerkverteilers
für ein
lokales Netz, der die Endgeräte
in diesem Netz neu starten kann und der eine Vorrichtung zur Fernversorgung der
nachgeschalteten Netzwerkverteiler und/oder Endgeräte umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass er Steuerelemente enthält, die
eine Unterbrechung der Fernversorgung der nachgeschalteten Endgeräte und/oder Netzwerkverteiler
auslösen
können.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht in einem Endgerät, das in
ein lokales Netzwerk integriert werden und ein anderes Endgerät versorgen
kann, falls die lokale Stromversorgung ausfällt. Dieses Endgerät umfasst
folgende Bestandteile: eine Vorrichtung mit lokalen Versorgungselementen
und mit Schaltelementen, die dem Anschluss an das lokale Netzwerk
dienen; dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem Sensoren zur Erfassung
einer Versorgungsunterbrechung dieses Endgeräts innerhalb des Netzwerkes
enthält,
sowie Elemente zu dessen Neustart, sobald die Sensoren melden, dass
dieses Endgerät
nicht mehr über
das Netzwerk versorgt wird.
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Die
nachfolgende Beschreibung und die dazugehörigen Abbildungen dienen dem
besseren Verständnis
der Erfindung und der Darstellung weiterer Eigenschaften:
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In 1 ist
der Schaltplan eines lokalen Netzwerkes dargestellt, das gemäß der vorliegenden Erfindung
auf Fernversorgung ausgelegt ist und Netzwerkverteiler sowie Endgeräte enthält.
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In 2 ist
der Schaltplan einer Ausführungsvariante
des Endgeräts
gemäß vorliegender
Erfindung dargestellt.
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In 3 ist
der Schaltplan einer Veränderung
dieser Ausführungsvariante
des Endgeräts
gemäß vorliegender
Erfindung dargestellt.
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Das
in 1 dargestellte Netzwerk ist ein Ethernet, das
folgende Komponenten umfasst:
- – Einen
Haupt-Netzwerkverteiler RPCH, die so genannte Versorgungssteuerung,
die an die Ethernet-Schaltung (ohne Abbildung) angeschlossen ist
und den Neustart des gesamten Netzwerks oder Teilen davon ermöglicht;
- – Drei
Netzwerkverteiler, die so genannten Verteilerkästen WCH1, WCH2, WCH3, die
beispielsweise jeweils eine Etage eines dreistöckigen Gebäudes bedienen und jeweils an
einen von drei Ports des Haupt-Netzwerkverteilers RPCH angeschlossen
sind;
- – Arbeitsgruppenverteiler
WGH1 etc., die jeweils an die Ports der drei Verteilerkästen WCH1, WCH2,
WCH3 angeschlossen sind.
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Zum
Beispiel werden n Arbeitsgruppenverteiler WGH1, ..., WGHn jeweils
an n Ports des Verteilerkastens WCH1 angeschlossen. Jeder Arbeitsgruppenverteiler
WGH1, ..., WGHn ist mit mehreren Ports ausgerüstet. Jeder Port ist jeweils
an ein einziges Endgerät
angeschlossen. Beispielsweise werden drei Leitungen L1, L2, L3 jeweils
an einen Port des Arbeitsgruppenverteilers WGH1 angeschlossen. Manche
Endgeräte,
wie beispielsweise T1, werden ausschließlich über die Fernversorgung bedient,
andere, wie beispielsweise T2, werden über den lokalen Stromanschluss
versorgt und sind an keiner Stelle in die Fernversorgung eingebunden,
und wieder andere, wie beispielsweise T3, werden über den
lokalen Stromanschluss versorgt und sind mit einem Ausfallschutz
ausgerüstet,
damit ihre wesentlichen Funktionen über die Netzwerkversorgung
aufrechterhalten werden können.
Die letztgenannten Endgeräte
umfassen gemäß vorliegender
Erfindung eine Versorgungsvorrichtung, wie z.B. S3 im Endgerät T3, die
einen Neustart per Fernsteuerung ermöglicht.
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Die
Netzwerkverteiler und Endgeräte,
die über
eine lokale Stromquelle versorgt werden können, sind in 1 mit
der Skizze eines Stromsteckers gekennzeichnet.
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Jedes
Endgerät
ist über
eine Steckverbindung RJ 45 an eine Leitung mit jeweils acht Leitern angeschlossen.
Für die
Durchführung
der Fernversorgung sind mehrere Verfahren denkbar. Für das Ethernet-Verfahren
ist eine Norm mit der Bezeichnung IEEE 802.3af in Bearbeitung. Eine
Art der Stromübertragung
per Fernversorgung besteht darin, zwei von den acht Adern einer
Leitung dafür
zu nutzen: Vier andere dieser acht Adern sind zwei Aderpaare, die
zur Übertragung
bzw. zum Empfang von Daten genutzt werden. Eine weitere Art besteht
in der so genannten Phantomschaltung, bei der zwei Anschlussklemmen
eines Stromgenerators jeweils mit dem mittleren Punkt einer Transformatorwicklung verbunden
sind, wobei ein Transformator an das Aderpaar für den Dateneingang und ein
anderer Transformator an das Aderpaar für die Datenausgabe in der Vorrichtung
zur Fernversorgung angeschlossen sind. Die Versorgungsspannung für das Endgerät wird von
den Mittenanschlüssen
der Transformatorwicklung erzeugt, wobei der eine Transformator
an das Aderpaar für
den Dateneingang und der andere Transformator an das Aderpaar für die Datenausgabe
angeschlossen ist.
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Die
Fernversorgung wird von einer Vorrichtung zur Fernversorgung S10,
die in dem Netzwerkverteiler WGH1 installiert ist, über die
Leitungen L1, L2, L3 gewährleistet.
Die Vorrichtung S10 verfügt über eine
lokale Stromversorgung LPS 10, die durch einen Anschluss an das
Stromnetz gewährleistet wird,
und über
einen Sensor zur Erfassung der aktivierten Fernversorgung D10, der
an die zwischen dem Netzwerkverteiler WGH1 und dem Netzwerkverteiler
WCH1 verlaufende Leitung angeschlossen ist. Der Sensor D10 ist mit
einem Eingang der lokalen Versorgungssteuerung LPS10 verbunden,
die der Unterbrechungssteuerung der Fernversorgung dient (die von
der nachgeschalteten Vorrichtung zur Fernversorgung S10 gewährleistet
wird), wenn der Netzwerkverteiler WGH1 nicht mehr von dem im Netz
vorgeschalteten Netzwerkverteiler WCH1 versorgt wird.
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Es
besteht außerdem
die Möglichkeit,
in jeden Arbeitsgruppenverteiler WGH1, ..., WGHn manuelle Schaltungen
SW4, SW5, SW6 einzubauen, um damit jeweils die Fernversorgung über die
Leitungen L1, L2, L3, ... zu unterbrechen, die an diesen Verteiler
angeschlossen sind, und auf diese Weise den Neustart eines Teilsystems
des Netzwerks auszulösen,
wobei dieses Teilsystem auch aus einem einzigen Endgerät bestehen
kann.
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Die
drei Verteilerkästen
WCH1, WCH2, WCH3 gewährleisten über ihre
Ports ebenfalls eine Fernversorgung. Diese Fernversorgung könnte auch der
Stromzufuhr für
die Endgeräte
dienen, sofern diese direkt an den entsprechenden Ports angeschlossen
wären,
sie wird jedoch in erster Linie zur Steuerung der Versorgungsvorrichtungen,
wie S10, in den n Arbeitsgruppenverteilern WGH1, ..., WGHn eingesetzt.
Wenn beispielsweise die n Netzwerkverteiler der Arbeitsgruppenverteiler
WGH1, ..., WGHn von der Fernversorgungsvorrichtung S20 des Netzwerkverteilers
WCH1 nicht mehr bedient werden, so unterbrechen die Fernversorgungsvorrichtungen
der Arbeitsgruppenverteiler (vorzugsweise S10) die Versorgung der
Endgeräte
T1, T2, T3 etc.. Das bedeutet, die fernversorgten Endgeräte, wie
z.B. T1, werden dadurch neu gestartet.
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Beispielsweise
wird die Fernversorgung der Netzwerkverteiler WGH1, ..., WGHn von
einer Fernversorgungsvorrichtung S20 ausgelöst, die in dem Netzwerkverteiler
WCH1 installiert ist. Die Vorrichtung S20 verfügt über eine lokale Stromversorgung LPS20,
die durch einen Anschluss an das Stromnetz gewährleistet wird, und über einen
Sensor zur Erfassung der aktivierten Fernversorgung D20, der an
die zwischen dem Netzwerkverteiler WCH1 und dem Netzwerkverteiler
RPCH verlaufende Leitung angeschlossen ist. Der Sensor D20 ist mit
einem Eingang der lokalen Versorgungssteuerung LPS20 verbunden,
die der Unterbrechungssteuerung der Fernversorgung dient (die von
der nachgeschalteten Vorrichtung zur Fernversorgung S20 gewährleistet
wird), wenn der Netzwerkverteiler WCH1 nicht mehr von dem im Netz
vorgeschalteten Netzwerkverteiler RPCH versorgt wird.
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In
den Endgeräten
gemäß der vorliegenden Erfindung,
die über
einen lokalen Stromanschluss versorgt werden, jedoch mit einem Ausfallschutz ausgerüstet sind,
wie z.B. T3, erfasst die Versorgungsvorrichtung, wie z.B. S3 in
T3, die Unterbrechung der Fernversorgung und dieses Erfassungsmoment
löst einen
Neustart dieses Endgeräts
aus.
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In
jedem ausschließlich über die
Fernversorgung bedienten Endgerät,
wie z.B. T1, führt
die Unterbrechung der Versorgung zum Neustart des Geräts, sobald
die Fernversorgung wieder einsetzt.
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In
jedem Endgerät,
das unabhängig
von der Fernversorgung über
einen lokalen Stromanschluss versorgt wird, wie z.B. T2, löst die Versorgungsvorrichtung,
wie z.B. S2, keine Versorgungsunterbrechung aus, und daher wird
das Endgerät
nicht neu gestartet. Dies ist beispielsweise bei PCs der Fall.
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Der
Netzwerkverteiler RPCH zur Steuerung der Fernversorgung enthält eine
Fernversorgungsvorrichtung S30, die an ihren Ports ebenfalls eine Möglichkeit
zur Fernversorgung bietet. Diese Fernversorgung könnte auch
der Stromzufuhr für
die Endgeräte
dienen, sofern diese direkt an den entsprechenden Ports angeschlossen
wären,
sie wird jedoch in erster Linie zur Steuerung der Versorgungsvorrichtungen,
wie S20, in den 3 Verteilerkästen
WCH1, WCH2, WCH3 eingesetzt. Der Netzwerkverteiler RPCH enthält drei
Umschalter SW1, SW2, SW3, anhand deren ein Netzwerkadministrator
selektiv über die
drei Ports eine Unterbrechung der Fernversorgung der nachgeschalteten
Endgeräte
und/oder Netzwerkverteiler steuern kann. Für diese Schaltung können sowohl
mechanische, manuell bediente Schalter eingesetzt werden als auch
elektronische Schaltungen, die über
ein elektrisches Neustart-Steuersignal aktiviert werden, das von
einem Elektropult ausgesandt wird.
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Der
Wegfall der Fernversorgung, die von einer Versorgungsvorrichtung
(wie z.B. S20) in den drei Verteilerkästen WCH1, WCH2, WCH3 gewährleistet wird,
verursacht die Sperre der Fernversorgung aus diesen Verteilern und
löst durch
eine Abprallfunktion außerdem
die Unterbrechung der von den Arbeitsgruppenverteilern WGH1, ...,
WGHn ausgehenden Fernversorgung aus. Auf diese Weise ist es möglich, alle Endgeräte auf einer
Etage bzw. alle Endgeräte des
gesamten Netzwerks in einem Vorgang neu zu starten, davon ausgenommen
sind die Endgeräte, die
unabhängig
von der Fernversorgung über
eine lokale Stromquelle versorgt werden, wie z.B. T2.
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In
weiteren Ausführungsvarianten
kann der Haupt-Netzwerkverteiler
RPCH in die Ethernet-Schaltung integriert werden.
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In 2 ist
der Schaltplan einer Ausführungsvariante
des Endgeräts
gemäß vorliegender
Erfindung dargestellt. Dieses Endgerät T3 enthält eine Versorgungsvorrichtung
S3, die mit einem Gleichspannungswandler DC-DC mit zwei Eingangsklemmen
ausgestattet ist. Der Gleichspannungswandler DC-DC wird im Regelfall über einen
Stecker MP aus dem Stromnetz versorgt, dies erfolgt über eine
klassische Gleichrichterschaltung LPS, die eine gefilterte Gleichspannung
V2 bereitstellt. Bei einem Ausfall des Stromnetzes wird er mit einer
Spannung V1 von der Fernversorgung über die Leiter A1, A2 der Leitung
L versorgt. Diese Leitung L umfasst sechs weitere Leiter, die vorwiegend
für den
Versand und den Empfang von Daten genutzt werden.
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Die
Gleichrichterschaltung LPS besitzt zwei Ausgangsklemmen, eine davon
ist an eine erste Klemme des Gleichspannungswandlers DC-DC angeschlossen,
und die andere ist über
eine Schaltung SW7 und eine Diode D2 an eine zweite Klemme des Gleichspannungswandlers
DC-DC angeschlossen. Der Leiter A1 ist direkt an die erste Klemme
des Gleichspannungswandlers DC-DC angeschlossen, und der Leiter
A2 ist über
eine Schaltung SW7 und eine Diode D2 an eine zweite Klemme des Gleichspannungswandlers
DC-DC angeschlossen. Die Kathoden der beiden Dioden D1 und D2 sind
beide an die zweite Klemme des Gleichspannungswandlers DC-DC angeschlossen.
Ein Sensor zur Erfassung der Fernversorgung RPSD ist über zwei
Klemmen an die Leiter A1 und A2 angeschlossen. Er steuert die Schaltung
SW7: Sie wird geschlossen, wenn die Fernversorgung über das
Netzwerk aktiv ist, und sie wird geöffnet, wenn die Fernversorgung
im Netzwerk unterbrochen ist, d.h. wenn ein Neustart initiiert wird.
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Wenn
die Fernversorgung aktiv und das Stromnetz in Betrieb sind, lässt die
Diode 2 den Strom passieren, während
die Diode D1 schließt,
weil die Spannung der Fernversorgung V1 niedriger ist als die Spannung
V2, die von der Gleichrichterschaltung LPS geliefert wird. Das Endgerät wird also
aus einer lokalen Stromquelle versorgt. Dies ist von Vorteil, wenn
Endgeräte
mit hohem Energieverbrauch verwendet werden, die nicht vollständig über die
Fernversorgung zu bedienen sind, weil aufgrund der Eigenschaften
der Leitung L gewisse Einschränkungen gegeben
sind.
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Bei
einem Ausfall des Stromnetzes (oder einer Störung der Gleichrichterschaltung
LPS) lässt
die Diode D1 den Strom passieren. Auf diese Weise wird das Endgerät T3 über die
Fernversorgung gesichert, d.h. zumindest die Hauptfunktionen des
Geräts
können
aufrechterhalten werden.
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Bei
einer Unterbrechung der Fernversorgung, z.B. durch die Schaltung
SW1 im Netzwerkverteiler RPCH, steuert der Sensor RPSD das Öffnen der
Schaltung SW7 und verhindert auf diese Weise, dass von der Gleichrichterschaltung
LPS Energie an den Gleichspannungswandler DC-DC übertragen wird. Das bedeutet,
das Endgerät
T3 wird neu gestartet, wenn die Fernversorgung wieder einsetzt.
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In 3 ist
der Schaltplan einer Veränderung
dieser Ausführungsvariante
des Endgeräts
gemäß vorliegender
Erfindung dargestellt. Diese Variante umfasst keine Schaltung SW7.
Der Sensor RPSD wird durch einen Sensor RPSD' ersetzt, der kein Steuersignal zum
Betrieb der Schaltung sendet, sondern ein logisches Signal R an
einen Eingang zum Neustart eines Prozessors (ohne Abbildung). Auf
diese Weise kann das Endgerät
neu gestartet werden, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist unabhängig
von der im Netzwerk eingesetzten Art der Datenübertragung und Art der Fernversorgung.
Es bleibt dem Fachmann überlassen, die
oben beschriebene Ausführungsvariante
entsprechend anzupassen, wenn die Fernversorgung über das
Netzwerk auf einem anderen Verfahren beruht, oder wenn jedes Endgerät über eine
eigene Leitung als Verbindung zum Netzwerkverteiler verfügt (z.B. die
Implementierung eines Verfahrens zur automatischen Endgeräteerkennung).