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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Netzwerkwerkmonitor und ein
Verfahren.
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Netzwerkwerküberwachungssysteme
analysieren Rahmen oder Pakete von Daten, wenn diese ein Netzwerkwerk
durchqueren. Das Medium, auf dem die Daten getragen werden, besteht
typischerweise aus einer Glasfaser oder einem Kupferkabel. Der Netzwerkwerkmonitor
erfordert Zugriff auf dieses Medium, um Sicht über die Daten zu erlangen,
die es durchqueren. Dies erfordert, dass der Netzwerkwerkmonitor
entweder mit der Netzwerkwerkverbindung zwischengeschaltet oder
auf dem Span-Port-Ausgang eines Netzwerkwerkschalters oder Routers
angeordnet ist. Diese Verbindungsverfahren werden in 1(a) bis 1(c) schematisch
gezeigt. Insbesondere zeigt 1(a) zwei
Netzwerkvorrichtungen 1, 2, die über
eine Verbindung 3 verbunden sind. In 1(b) wird
eine Zwischenschaltungsverbindung eines Netzwerkmonitors 4 zwischen
den zwei Netzwerkvorrichtungen 1, 2 gezeigt. In 1(c) wird die Verbindung des Netzwerkmonitors 4 mit
dem Span-Port-Ausgang 5 eines Netzwerkschalters oder Routers 6 gezeigt.
Das Verfahren zum Gewinnen des Zugriffs auf Daten auf der Netzwerkverbindung
wird gewöhnlich
als „Anzapfen" bezeichnet.
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Zwischenschaltungsanzapfen
kann unter Verwendung von passiven oder aktiven Anzapfungsverfahren
erreicht werden. Beide dieser Verfahren erfordern, dass die Einfügung in
das Netzwerk unauffällig
ist, damit die Übertragung
von Daten zwischen den Vorrichtungen auf dem Netzwerk nicht beeinträchtigt wird.
Eine aktive Anzapfung treibt die Daten des Netzwerkes, die es durchqueren,
wieder an, typischerweise unter Verwendung einer Retimerschaltung,
die das Signal regeneriert, wobei Signalamplitude- und Frequenz
wiederhergestellt werden, wodurch die Signalintegrität derart
wiederhergestellt wird, dass das fortlaufende Signal, das an das
Netzwerk zurückgegeben
wird, nicht degradiert wird. So kann es sein, dass eine aktive Anzapfung
ein Puffern und Retiming der Daten vornehmen muss, um Daten zwischen
den zwei Netzwerkabschnitten weiterzugeben. Eine passive Anzapfung
sorgt nicht für
eine Regenerierung des Signals.
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Das
aktive Anzapfen von optischen Gigabit-Ethernet-Netzwerken wurde unter Verwendung von
seriellen Loopback- oder
Port-Bypass-Merkmalen von Serialisierer/Deserialisierervorrichtungen (SERDES)
im Front-Endteil des Netzwerkmonitors erreicht. Dieser Typ von Ausführung wird
schematisch in 2 gezeigt. Die Glasfasern 10 von
den zwei Seiten der Netzwerkverbindung sind in Gigabit-Schnittstellenumsetzer
(GBICs) 11 des Netzwerkmonitors 3 gesteckt, die
den optischen Datenstrom in serielle elektrische Hochgeschwindigkeitssignale umwandeln.
Diese Signale werden an die SERDES-Vorrichtungen 12 weitergegeben,
die die seriellen Daten zurück
in den entgegengesetzten Kanal des Netzwerkmonitors 3 schleifen,
der die Daten zurück
auf die Netzwerkverbindung treibt, während eine Kopie der Daten
in paralleler Form den programmierbaren FPGA-Vorrichtungen 13 bereitstellt
wird, die die Daten verarbeiten.
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Obgleich
aktives Anzapfen auf optische Netzwerkstrukturen auf Arten wie diejenige,
die in 2 gezeigt wird, angewandt wurde, tendiert die Verwendung
von seriellem Hochgeschwindigkeits-Loopback oder Port-Bypass dazu,
den Netzwerkmonitor 3 auf das Aufweisen eines festen Betriebs
in entweder einem Zwischenschaltungs-Betriebsmodus oder Endstations-Betriebsmodus
zu beschränken.
Dies ist auf das Erfordernis des Verbindens und Trennens der Überkreuzungspfade
zwischen den zwei Seiten des Monitors 3, des Bereitstellens
von entweder einem Datenpfad durch den Monitor 3 für den Zwischenschaltungs-Betriebsmodus oder
des Beendens des Datenpfads im Monitor 3 für den Endstations-Betriebsmodus zurückzuführen. Die Einschränkung ist
auf den Mangel an kostengünstigen
Mitteln zum zuverlässigen
Schalten von elektrischen Hochgeschwindigkeitssignalen auf der gedruckten
Leiterplatte des Monitors 3 bei Beibehaltung einer guten
Signalintegrität
zurückzuführen. Ferner unterstützt in der
Praxis jede Ausführung
von diesem Typ von aktiver Anzapfungsarchitektur gewöhnlich nur
eine Netzwerkgeschwindigkeit und begrenzt somit die Anwendungsmöglichkeiten
des Produkts. Dies ist typischerweise auf die Geschwindigkeitseinschränkungen
auf den seriellen Loopback-Merkmalen der SERDES-Vorrichtungen 12 zurückzuführen.
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Ein
passives Anzapfen auf 10 und 100 Base-T-Ethernet-Netzwerken, die auf verdrillten Category
5 Kupferkabelpaaren arbeiten, wurde erreicht. Bei 1000 Base-T war
die Kupferausführung
von Gigabit-Ethernet indes aufgrund der Signalgebungstechniken,
die auf der Netzwerkverbindung verwendet werden, nicht möglich. Diese
ermöglichen
simultane Vollduplex-Datenübertragungen
auf jedem verdrillten Paar, im Gegensatz zu 10 und 100 Base-T, die
für Sende-
und Empfangssignale separate Paare verwenden. Es ist auch wahrscheinlich,
dass in der kommenden physischen 10 Gigabit-Netzwerkschicht, die
als 10 GBase-T bezeichnet werden wird, komplexe Signalgebungstechniken
zur Anwendung kommen werden. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich,
dass eine aktive Anzapfung das einzige machbare Verfahren zum Zugreifen
auf Netzwerke werden wird, die komplexe Signalgebungstechniken verwenden.
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Die
US-Patentschrift 6047321 von Nortel Networks, Raab et al. beschreibt
ein Netzwerküberwachungssystem,
das im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeitet, das eine Bypassrelaisanzapfung
aufweist, die zwischen „Bypasszustand" und „aktivem
Zustand" geschaltet
werden kann.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Netzwerkmonitor
geschaffen, der Daten von einer Netzwerkverbindung zwischen zwei
Netzwerkvorrichtungen anzapft, wobei der Netzwerkmonitor Folgendes
umfasst: erste und zweite Schnittstellen, die das zwischengeschaltete
Verbinden des Netzwerkmonitors in einer Netzwerkverbindung zwischen
zwei Netzwerkvorrichtungen und das Empfangen serieller Daten davon
und das Übertragen
serieller Daten dorthin ermöglichen, wobei
jede Schnittstelle für
seriell-parallele
Umwandlung von Daten sorgt, derart, dass serielle Daten, die von
der Netzwerkverbindung an der Schnittstelle empfangen werden, als
parallele Daten ausgegeben werden, und jede Schnittstelle für parallel-serielle Umwandlung
von Daten sorgt, derart, dass parallele Daten, die an der Schnittstelle
empfangen werden, als serielle Daten zur Übermittlung an die Netzwerkverbindung
ausgegeben werden; und erste und zweite programmierbare Logikschaltungen,
wobei die erste programmierbare Logikschaltung angeordnet ist, um
parallele Daten, die durch die erste Schnittstelle ausgegeben werden,
zu empfangen und die Daten zu Netzwerkanalysezwecken zu verarbeiten, wobei
die zweite programmierbare Logikschaltung angeordnet ist, um parallele
Daten, die durch die zweite Schnittstelle ausgegeben werden, zu
empfangen, und die Daten zu Netzwerkanalysezwecken zu verarbeiten,
wobei jede programmierbare Logikschaltung gesteuert werden kann,
um selektiv eine Kopie der empfangenen parallelen Daten an die andere
programmierbare Logikschaltung weiterzugeben, damit der Netzwerkmonitor
im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeiten kann, und um keine Kopie
der empfangenen parallelen Daten an die andere programmierbare Logikschaltung
weiterzugeben, damit der Netzwerkmonitor im Endstations-Betriebsmodus
arbeiten kann, wobei die zweite programmierbare Logikschaltung angeordnet
ist, um die Kopie von den parallelen Daten, die von der ersten programmierbaren
Logikschaltung empfangen wurde, an die zweite Schnittstelle zur
parallel-seriellen Umwandlung und zur Übertragung der seriellen Daten
zurück
an die Netzwerkverbindung weiterzugeben, wenn der Netzwerkmonitor
im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeitet, wobei die erste programmierbare
Logikschaltung angeordnet ist, um die Kopie der parallelen Daten,
die von der zweiten programmierbaren Logikschaltung empfangen wurde, an
die erste Schnittstelle zur parallel-seriellen Umwandlung und zur Übertragung
der seriellen Daten zurück
an die Netzwerkverbindung weiterzugeben, wenn der Netzwerkmonitor
im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeitet.
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Die
Verwendung von programmierbaren Logikschaltungen zum Durchführen der
Datenverbindung zwischen zwei Kanälen stellt eine flexible Steuerung
des Routings der Daten bereit, da ihre Programmierbarkeit den Wechsel
ihrer Funktion während
des normalen Betriebs ermöglicht.
Dies ist insbesondere nützlich,
da sie es dem Netzwerkmonitor ermöglicht, dynamisch zwischen
dem Betrieb als eine Zwischenschaltungs- oder Endstations-Überwachungsvorrichtung umzuschalten.
In der bevorzugten Ausführungsform
werden Standard-Schnittstellen, wie beispielsweise ICs physischer
Schichten (PHY) verwendet, die ein kostengünstiges Verfahren des Bereitstellens
einer Schnittstelle bereitstellen, um es dem Netzwerkmonitor zu
ermöglichen,
eine Schnittstelle mit einer Netzwerkverbindung zu bilden, die bei mehreren
unterschiedlichen Geschwindigkeiten mit unterschiedlichen Signalgebungstechnologien
arbeitet. Die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
aktives Anzapfen von Daten von irgendeinem seriellen DatenNetzwerkprotokoll
und insbesondere einem Ethernet-Netzwerk,
das bei 10, 100 und 1000 Base-T mit Datenraten von 10, 100 beziehungsweise
1000 Megabits pro Sekunde arbeitet. Die bevorzugte Ausführungsform
kann auch auf 10 GBase-T angewandt werden, das bei 10 Gbps arbeitet,
das noch vollständig
spezifiziert und ausgeführt
werden muss.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Monitor einen ersten Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler
zwischen der ersten Schnittstelle und der ersten programmierbaren
Logikschaltung, wobei der erste Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler
zum Verringern der Frequenz und zum Vergrößern der Breite der parallelen
Daten, die von der ersten Schnittstelle empfangen werden, um einen
vorbestimmten Betrag, bevor die Daten an die erste programmierbare
Logikschaltung weitergegeben werden, konstruiert und angeordnet
ist; und, einen zweiten Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler
zwischen der zweiten programmierbaren Logikschaltung und der zweiten
Schnittstelle, wobei der zweite Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler
zum Erhöhen der
Frequenz und zum Verkleinern der Breite der parallelen Daten, die
von der zweiten programmierbaren Logikschaltung empfangen werden,
um den vorbestimmten Betrag, bevor die Daten durch die zweite Schnittstelle
an eine Netzwerkverbindung übertragen werden,
konstruiert und angeordnet ist, wenn der Netzwerkmonitor im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus
arbeitet. Das Regeln der Datenfrequenz und Breite erleichtert die
Verwendung von kostengünstigen
programmierbaren Logikschaltungen. Die Kosten einer programmierbaren
Logikschaltung sind typischerweise proportional zu ihrer Geschwindigkeitsfähigkeit
und aus diesem Grund sind programmierbare Logikschaltungen, die
bei niedrigeren Frequenzen arbeiten, billiger.
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Vorzugsweise
wird der erste Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler durch einen
Multiplexer bereitgestellt und der zweite Paralleldatenfrequenz- und
Breitenregler wird durch einen Demultiplexer bereitgestellt.
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Der
Netzwerkmonitor umfasst vorzugsweise einen dritten Paralleldatenfrequenz-
und Breitenregler zwischen der zweiten Schnittstelle und der zweiten
programmierbaren Logikschaltung, wobei der dritte Paralleldatenfrequenz-
und Breitenregler zum Verringern der Frequenz und zum Vergrößern der Breite
von parallelen Daten, die von der zweiten Schnittstelle empfangen
werden, um einen vorbestimmten Betrag, bevor die Daten an die zweite
programmierbare Logikschaltung weitergegeben werden, konstruiert
und angeordnet ist; einen vierten Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler
zwischen der ersten programmierbaren Logikschaltung und der ersten
Schnittstelle, wobei der vierte Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler
zum Erhöhen
der Frequenz und zum Verkleinern der Breite von parallelen Daten,
die von der ersten programmierbaren Logikschaltung empfangen werden,
um den vorbestimmten Betrag, bevor die Daten durch die erste Schnittstelle
an die Netzwerkverbindung übertragen
werden, konstruiert und angeordnet ist, wenn der Monitor in einem
Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeitet. Der dritte Paralleldatenfrequenz-
und Breitenregler wird vorzugsweise durch einen Multiplexer bereitgestellt
und der vierte Paralleldatenfrequenz- und Breitenregler wird vorzugsweise
durch einen Demultiplexer bereitgestellt.
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Der
Netzwerkmonitor umfasst vorzugsweise einen Taktsignalgeber zum Bereitstellen
eines Taktsignals, derart, dass Daten durch den Netzwerkmonitor
getaktet werden können.
Der Taktsignalgeber ist vorzugsweise konstruiert und angeordnet,
um das Taktsignal durch Rückgewinnen
eines Taktsignals von Daten, die an den ersten beziehungsweise zweiten
Schnittstellen empfangen werden, zu erhalten. Die Verwendung des
rückgewonnenen
Datentakts zum Takten der Daten vom Eingang eines Kanals durch den
Ausgang des entgegengesetzten Kanals durch den Netzwerkmonitor stellt
sicher, dass Daten und Takt über
den Netzwerkmonitor hinweg synchronisiert bleiben. Dies minimiert
den Bitversatz zwischen dem Takt und den Daten. Es beseitigt auch
die Anforderung des speicherbasierten Pufferns zwischen Kanälen, und
verringert aus diesem Grund die Anzahl von Bauteilen oder logischen
Anforderungen innerhalb der programmierbaren Logikschaltungen.
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Vorzugsweise
ist jede programmierbare Logikschaltung ein feldprogrammierbares
Gate-Array.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Überwachen
von Daten auf einer Netzwerkverbindung bereitgestellt, wobei das
Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Daten in serieller Form
von einer Netzwerkverbindung; Umwandeln der Daten in serieller Form
in Daten in paralleler Form; Weitergeben der parallelen Daten an
eine erste programmierbare Logikschaltung zum Verarbeiten zu Netzwerkanalysezwecken;
Steuern der ersten programmierbaren Logikschaltung derart, dass
das Verfahren selektiv im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus oder im Endstations-Betriebsmodus
erfolgt, wobei im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus die erste programmierbare
Logikschaltung eine Kopie der empfangenen parallelen Daten bereitstellt,
wobei die Kopie der empfangenen parallelen Daten in Daten in serieller
Form umgewandelt wird, wobei die seriellen Daten zurück an die
Netzwerkverbindung übertragen
werden, und wobei im Endstations-Betriebsmodus die erste programmierbare
Logikschaltung keine Kopie der empfangenen parallelen Daten zum
Umwandeln in serielle Form und zum Übertragen zurück an die
Netzwerkverbindung bereitstellt.
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Das
Verfahren umfasst vorzugsweise nach dem Umwandeln der Daten in serieller
Form in Daten in paralleler Form das Verringern der Frequenz und das
Vergrößern der
Breite der parallelen Daten um einen vorbestimmten Betrag, bevor
die parallelen Daten an die erste programmierbare Logikschaltung weitergegeben
werden; und, wenn im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus gearbeitet wird, das Erhöhen der
Frequenz und das Verkleinern der Breite der Kopie der parallelen
Daten um den vorbestimmten Betrag, bevor die Kopie der parallelen
Daten zur Übertragung
zurück
auf der Netzwerkverbindung in Daten in serieller Form umgewandelt
wird.
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Das
Verfahren umfasst vorzugsweise das Rückgewinnen eines Taktsignals
von den Daten, die in serieller Form von der Netzwerkverbindung
empfangen werden, und das Verwenden des rückgewonnenen Taktsignals, wenn
im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus
gearbeitet wird, um die Daten über
den Schritt des Umwandelns der Daten in serieller Form in die Daten
in paralleler Form hinweg zum Schritt des Übertragens serieller Daten,
die auf der Netzwerkverbindung zurück sind, zu takten.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung als Beispiel mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1(a) bis 1(c) schematisch
zwei Netzwerkvorrichtungen, die durch eine Netzwerkverbindung verbunden
sind, eine Zwischenschaltungsverbindung eines Netzwerkmonitors zwischen
den zwei Netzwerkvorrichtungen, beziehungsweise die Verbindung des
Netzwerkmonitors mit dem Span-Port-Ausgang eines Netzwerkschalters oder Routers,
alles wie im Stand der Technik bekannt;
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2 schematisch
ein Blockschaltbild eines Netzwerkmonitors des Standes der Technik;
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3(a) bis 3(c) schematisch
zwei Netzwerkvorrichtungen, die durch eine Verbindung verbunden
sind, eine Zwischenschaltungsverbindung eines Beispiels eines Netzwerkmonitors
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zwischen den zwei Netzwerkvorrichtungen,
beziehungsweise den Betrieb des Netzwerkmonitors im Endstations-Betriebsmodus;
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4 schematisch
ein Blockschaltbild eines Netzwerkmonitors gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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5 schematisch
ein Beispiel des Taktens von Daten durch einen Netzwerkmonitor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Nun
mit Bezug auf 3 werden in 3(a) zwei Netzwerkvorrichtungen 1, 2 gezeigt,
die durch eine Verbindung 3 verbunden sind. In 3(b) wird eine Zwischenschaltungsverbindung eines
Beispiels eines Netzwerkmonitors 20 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zwischen zwei Netzwerkvorrichtungen 1,
2 gezeigt. Nachdem er eingefügt
wurde, ist der Netzwerkmonitor 20 in der Lage, die Zwischenschaltungsverbindung
zu trennen, um den Betrieb im Endstations-Betriebsmodus zu ermöglichen,
wie in 3(c) gezeigt.
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Nun
mit Bezug auf 4 verwendet der Netzwerkmonitor 30 zwei
identische Schaltungen, die als Channel 1 und Channel 2 bezeichnet
werden, um Daten von dem Netzwerk abzuzapfen. Der Netzwerkmonitor 20 verwendet
Paare von vier unterschiedlichen Funktionsblöcken zum Ausführen von jeder
dieser Schaltungen, wie in 4 gezeigt.
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Diese
Blöcke
sind eine physische Schicht IC 30, ein Multiplexer 40,
ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) 50 und ein Demultiplexer 60.
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Die
physische Schicht (PHY) IC 30 stellt die Schnittstelle
zur physischen Schicht des überwachten
Netzwerkes bereit. Die PHY IC 30 ist vorzugsweise eine
Ethernet PHY IC mit mehreren Geschwindigkeiten, die das Aushandeln
der Geschwindigkeit und Signalgebungsänderungen zwischen den verschiedenen
Geschwindigkeiten, die auf Ethernet verfügbar sind, bereitstellt. Die
PHY IC 30 führt
seriell-parallele Umwandlung der Daten, die von der Netzwerkverbindung
in den Netzwerkmonitor 20 eintreten, durch. Die PHY IC
30 führt
auch parallel-serielle Umwandlung der Daten durch, die vom Netzwerkmonitor 20 zurück auf die
Netzwerkverbindung zu übertragen
sind. Die leitungsseitigen und systemseitigen Schnittstellen der
PHY IC 30 können
einem Industriestandard entsprechen. In der Praxis kann die PHY
IC 30 geändert werden,
um unterschiedliche physische Schichten zu unterstützen. Die
Verwendung von Standard PHY ICs 30 stellt ein kostengünstiges
Verfahren zum Bereitstellen einer Schnittstelle bereit, die eine
Schnittstellenbildung des Netzwerkmonitors 20 mit einer Netzwerkverbindung
ermöglicht,
die bei verschiedenen unterschiedlichen Geschwindigkeiten mit unterschiedlichen
Signalgebungstechnologien arbeitet.
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Der
Multiplexer 40 bildet eine Schnittstelle für die empfangenen
parallelen Daten von der PHY IC 20 zum FPGA 50.
Der Multiplexer 40 wendet einen Umwandlungsfaktor X auf
die empfangenen Daten an. Insbesondere verringert der Multiplexer 40 die Frequenz
der Daten um X mal und vergrößert auch die
Breite der Datenwörter
um X mal. Wenn zum Beispiel Daten in den Multiplexer 40 übertragen
werden, wo X = 2, dann werden 10-Bit-Wörter bei einer Frequenz von
125 MHz als 20-Bit-Wörter bei
einer Frequenz von 62.5 MHz ausgegeben. Der Umwandlungsfaktor wird
derart ausgewählt,
dass die Frequenz der Daten mit den Fähigkeiten des gewählten FPGA 50 übereinstimmt.
Dieses Anpassen der Datenfrequenz und Breite erleichtert die Verwendung von
FPGAs 50 mit geringen Kosten. Die Kosten eines FPGA sind
ungefähr
proportional zu seiner Geschwindigkeitsfähigkeit und so sind FPGAs,
die bei niedrigeren Frequenzen arbeiten, billiger. Dieses Verfahren
des Verringerns der Frequenz um X und des Vergrößerns der Wortbreite um X ergibt
keinen Bandbreitenverlust.
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Das
FPGA 50 verarbeitet die Daten, die durch den Multiplexer 40 an
es weitergegeben werden. Das FPGA 50 nimmt eine Kopie der
Daten, die an es weitergegeben wurden, zu Verarbeitungszwecken.
Das FPGA 50 gibt eine Kopie der Daten an das FPGA 50 auf
dem entgegengesetzten Kanal weiter, wenn der Netzwerkmonitor 20 im
Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeitet. Falls erforderlich, puffert
das FPGA 50 auf dem entgegengesetzten Kanal die empfangenen
Daten, wenn der Monitor 20 im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus
arbeitet. In diesem Betriebsmodus gibt das FPGA 50 auf
dem entgegengesetzten Kanal die empfangenen parallelen Daten an
seinen zugehörigen
Demultiplexer 60 zur Weiterübertragung auf die Netzwerkverbindung
weiter.
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Wenn
der Monitor 20 nicht im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus
arbeitet, wird ein Steuersignal an jeden FPGA 50 gesendet,
um es derart zu rekonfigurieren, dass eine Kopie der Daten, die
an jedem FPGA 50 von einem Kanal empfangen werden, nicht
an das andere FPGA 50 weitergegeben wird. Auf diese Weise
kann der Netzwerkmonitor 20 simultan als eine Endstation
für zwei
Kanäle
dienen.
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Die
Verwendung von FPGAs 50 oder irgendeiner anderen funktionell
gleichwertigen programmierbaren Logikschaltung zum Ausführen der Datenverbindung
zwischen zwei Kanälen
stellt eine flexible Steuerung des Routings der Daten durch den Netzwerkmonitor 20 bereit
und ermöglicht
es dem Netzwerkmonitor 20 so, dynamisch zwischen Zwischenschaltungs-
und Endstations-Betriebsmodus umzuschalten. Dies beruht auf der
Flexibilität,
die durch die Rekonfigurierbarkeit der FPGAs 50 oder anderer
programmierbarer Logikschaltungen bereitgestellt wird, was ein Ändern ihrer
Funktion während des
normalen Betriebs ermöglicht.
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Wenn
der Netzwerkmonitor 20 im Zwischenschaltungs-Betriebsmodus arbeitet,
verbindet der Demultiplexer 60 die parallelen Daten, die
von dem FPGA 50 empfangen werden, mit der PHY IC 30.
Der Demultiplexer 60 erhöht die Frequenz der Daten um X
mal und verkleinert die Breite der Datenwörter um X mal. Wenn zum Beispiel
Daten in den Demultiplexer 60 übertragen werden, wo X = 2,
dann werden 20-Bit-Wörter
bei einer Frequenz von 62.5 MHz an die PHY IC als 10-Bit-Wörter bei
einer Frequenz von 125 MHz ausgegeben. Dieses Verfahren des Erhöhens der
Frequenz um X und des Verkleinerns der Wortbreite um X ergibt keinen
Bandbreitenverlust.
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Der
Umwandlungsfaktor X des Demultiplexers 60 und des Multiplexers 40 sollte
der gleiche sein, um sicherzustellen, dass die weiterübertragene Datenrate
mit der empfangenen Datenrate übereinstimmt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein synchrones Taktsignal verwendet, um die Daten 80 durch
jeden der vorhergehend genannten Funktionsblöcke 30–60 zu
takten. Ein Taktsignal 70 kann durch die PHY IC 30 bereitgestellt
werden, die ein Taktsignal von den Daten 80 rückgewinnt,
die von der Netzwerkverbindung empfangen werden. Dieser rückgewonnene
Datentakt und/oder seine Ableitungen werden verwendet, um die Daten 80 durch
jeden der vier Funktionsblöcke 30–60 zu
takten, bevor die Daten 80 zur Weiterübertragung zurück auf die
Netzwerkverbindung in die PHY IC 30 des entgegengesetzten
Kanals getaktet werden. 5 zeigt den Fluss des Taktsignals 70 von
Channel 1 zu Channel 2 des Netzwerkmonitors 20. Die gleiche
Anordnung wird verwendet, um den Transfer von Daten von Channel
2 zu Channel 1 zu takten. Die Frequenz des Taktsignals 70 kann
um den Umwandlungsfaktor X erhöht
oder verringert werden, wie erforderlich, um Änderungen in der Frequenz der
Daten 80 anzupassen, wenn sie jeden Block 30–60 durchqueren.
Diese Verwendung des empfangenen Datentakts zum Takten der Daten
durch jede Stufe des Netzwerkmonitors 20 beseitigt das
Erfordernis des Retimings der Daten. Dies ist insbesondere wertvoll,
wenn der Netzwerkmonitor 20 mit einem 1000 Base-T-Netzwerk
verbunden ist. Diese Anordnung minimiert den Bitversatz zwischen
dem Takt und den Daten und beseitigt das Erfordernis von speicherbasiertem
Puffern zwischen Kanälen,
und verringert aus diesem Grund die Anzahl von Bauteilen oder logischen
Anforderungen innerhalb der FPGAs 50.
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Der
Fluss des Taktsignals 70 zum entgegengesetzten Kanal erfolgt
nur während
des Zwischenschaltungs-Betriebsmodus. Wenn der Netzwerkmonitor 20 im
Endstations-Betriebsmodus arbeitet, sind die Takte der zwei Kanäle unabhängig voneinander.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wurden mit besonderem Bezug auf die veranschaulichten
Beispiele beschrieben. Man wird indes verstehen, dass Veränderungen
und Abwandlungen an den Beispielen, die beschrieben werden, innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung, die durch die angefügten Ansprüche beschränkt ist, vorgenommen
werden können.
Zum Beispiel könnten
die Multiplexer- und Demultiplexerblöcke 40, 60 mit
programmierbaren Logikschaltungen, wie beispielsweise FPGAs, ersetzt
werden, obgleich FPGAs, die bei den Geschwindigkeiten arbeiten können, die
für diese
Funktionsblöcke
erforderlich sind, relativ teuer sind.