DE69114792T2

DE69114792T2 - Verfahren und Gerät zur Auswertung der Knoten in einem Rechnernetzwerk.

Info

Publication number: DE69114792T2
Application number: DE69114792T
Authority: DE
Inventors: Peter J Walsh
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: DE69114792D1; US5365509A; EP0474379A1; EP0474379B1; JPH04246950A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Computersysteme und insbesondere auf Computernetzwerke. Noch spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Position und des Betriebs von Knoten in einem Computernetzwerk.

Hintergrund der Erfindung

Computernetzwerke, die lokale Netzwerke (LANs; LANs = Local Area Networks) genannt werden, werden bei einer beliebigen Umgebung, bei der mehr als ein Computer verwendet ist, immer populärer. In dem Protokoll IEEE 802.3 (Ethernet) kann jedes Segment des LAN in Abhängigkeit vom Verbindungskabeltyp, der verwendet ist, bis zu 185 oder 500 Meter lang sein. In Abhängigkeit des Kabeltyps, der verwendet ist, können 30 oder 100 Knoten an ein Segment angebracht werden. Wegen dieser Länge und der Anzahl der Knoten umfaßt ein einzelnes Segment oft ein gesamtes Büro und manchmal ein gesamtes Gebäude, wobei das Kabel durch Kabelkanäle zwischen Wänden und zwischen Stockwerken verläuft.
Das Protokoll IEEE 802.3 ist ein Trägererfassungs-Mehrfachzugriffs/Kollisionserfassungs-Typ eines Protokolls (CSMA/CD; CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect), der es ermöglicht, daß alle Knoten dasselbe Kabel zeitlich gestaffelt (timesharing) verwenden. Wenn ein erster Knoten Informationen an einen weiteren Knoten senden will, hört der erste Knoten auf einen Träger (was bedeutet, daß ein beliebiger weiterer Knoten gerade sendet), und wenn kein Träger erfaßt wird, beginnt der erste Knoten zu übertragen. Wenn zwei Knoten eine Übertragung zum gleichen Zeitpunkt beginnen, tritt eine Kollision auf und beide Knoten erfassen die Kollision und beenden das Senden. Jeder Knoten wird dasselbe später erneut versuchen. Somit verwenden alle Knoten dasselbe Kabel, ohne sich gegenseitig zu stören.
Wenn ein Knoten fehlerhaft ist, kann er mit dem Senden beginnen, ohne zuerst auf einen Träger zu hören, wodurch häufig eine Kollision bewirkt wird. Ein fehlerhafter Knoten kann fälschlicherweise einen Träger erfassen, oder den Träger später erfassen, als er sollte, wodurch eine späte Kollision bewirkt wird. Wenn ein Knoten falsch eingestellt ist, kann die Erfassung eines Trägers fehlschlagen, der nahe bei dem unteren oder oberen Grenzwert des erlaubten Stroms übertragen wird.
Jeder Informationsrahmen, der auf dem Kabel gesendet wird, besitzt eine begrenzte Länge, wobei ein fehlerhafter Knoten einen Rahmen senden kann, der zu lang ist. Wenn ein Rahmen zu lang ist, kann ein beliebiger weiterer Knoten in dem Netzwerk den Knoten blockieren, der den langen Rahmen sendet. Wenn ein Knoten falsch eingestellt ist, kann er ein frühes Blockierungssignal senden, wodurch eine Blockierung eines gültigen Rahmens bewirkt wird.
Viele weitere Probleme können in einem Segment auftreten und treten oft auf. Wenn ein Problem auftritt, muß ein System- Verwalter wissen, welcher Knoten das Problem verursacht. Da alle Knoten dasselbe Kabel verwenden und da sich dieses Kabel bis zu 500 Meter durch Wände, Kabelkanäle und Gebäudestockwerke erstrecken kann, stellt es für den Verwalter eine schwierige Aufgabe dar, den fehlerhaften Knoten aufzufinden.
In der Technik besteht ein Bedarf nach einem System, um Knoten in einem Netzwerksegment zu lokalisieren. Es besteht ein weiterer Bedarf nach einem derartigen System, das Knoten erfaßt, die späte Kollisionen verursachen. Es besteht noch ein weiterer Bedarf nach einem derartigen System, das Knoten erfaßt, die ein frühes Blockieren verursachen. Es besteht noch ein weiterer Bedarf nach einem System, das Knoten erfaßt, die bei der Erfassung von Trägerpegeln fehlschlagen, die in der Nähe der erlaubten Grenzwerte liegen. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Bedürfnisse.
Die US-A-4 799 211 offenbart eine Fernsegmentüberwachungseinheit, die mit einem Segmentkabel eines lokalen Netzwerksystems gekoppelt ist. Die Fernsegmentüberwachungseinheit bestimmt für jede Transaktion in dem Kabelsegment einen Wert, der sich auf die Transaktions-Signalstärke bezieht, und sie bestimmt die Identität des Netzwerkknotens, von dem die Transaktion stammt. Durch das Schaffen eines Berichts der Transaktions-Signalstärke, die zu jedem Netzwerkknoten gehört, als Funktion der Zeit, können Komponenten, die außerhalb annehmbarer Grenzen arbeiten, Komponenten, die fehlerhaftes Verhalten zeigen, und Komponenten mit schlechter werdendem Verhalten identifiziert werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, Signale in einem Segment eines lokalen Computernetzwerks IEEE 802.3 zu überwachen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, die Signalstärke des Signals, das durch jeden mit dem Netzwerksegment verbundenen Knoten übertragen wird, zu messen.
Ein weiterer Aspekt besteht darin, die Position jedes Knotens, der in einem Segment des Netzwerks positioniert ist, basierend auf der Signalstärke des durch jeden Knoten übertragenen Signals zu berechnen.
Ein weiterer Aspekt besteht darin, die Position eines Knotens durch Messen der Signalstärke von einem derartigen Knoten an zwei Punkten des Netzwerksegments zu berechnen, wobei ein Verhältnis der Signalstärke an dem zweiten Punkt zu der Summe der Signalstärken an beiden Punkten berechnet wird, was den Abstand von dem Knoten zu dem ersten Meßpunkt ergibt.
Ein weiterer Aspekt besteht darin, einem Benutzer oder Netzwerkverwalter eines derartigen Netzwerks die Position jedes beliebigen Knotens anzuzeigen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, Knoten zu erfassen, die späte Kollisionen in dem Netzwerk verursachen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, Knoten zu erfassen, die nicht in der Lage sind, ein Trägersignal zu erkennen, das in der Nähe der Grenzen des erlaubten Trägerübertragungspegels liegt.
Noch ein weiterer Aspekt besteht darin, Knoten zu erfassen, die ein Blockierungssignal vor dem Ende eines gültigen Rahmens senden.
Die Erfindung ist durch die Ansprüche 1 und 8 definiert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das System eine Überwachungsvorrichtung an jedem Ende des LAN-Kabels auf, wobei eine der Überwachungsvorrichtungen typischerweise in einem Computerknoten positioniert ist, der an dem Kabel angebracht ist. Wenn ein Informationsrahmen auf dem Kabel gesendet wird, zeichnet jede Überwachungsvorrichtung die relative Signalstärke des Rahmens und die Quelladresse, die in dem Rahmen enthalten ist, auf. Das Verhältnis jeder Signalstärke zur gesamten wird dann berechnet, wobei dieses Verhältnis verwendet wird, um die Position des Knotens, der den Rahmen in das Netzwerk gesendet hat, zu bestimmen.
Jede LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung weist ein Filter auf, das das ankommende Signal filtert, und sendet das gefilterte Signal zu einer Abtast- und Halte-Schaltung, welche das Signal wiederum zu einem Analog/Digital-Wandler sendet. Parallel zu diesen Elementen extrahiert eine Phasenregelschleife die Daten und einen Takt aus dem Signal, während eine Quelladress-Herausziehschaltung die Quelladresse aus dem Informationsrahmen entfernt. Sobald die Quelladresse entfernt ist und der Signalstärkepegel in einen digitalen Wert umgewandelt ist, werden die Quelladresse und der Signalpegel in -einem FIFO-Puffer (FIFO = First In/First Out = zuerst hinein/zuerst heraus) gespeichert.
Die Daten von jedem FIFO in jeder LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung werden durch eine Software gesammelt, die die zwei Werte des Signalstärkepegels unter Verwendung der in dem FIFO aufgezeichneten Quelladresse korreliert. Sobald der Signalstärkepegel an den zwei Enden des Kabels bestimmt ist, kann die Position des Knotens bestimmt werden.
Eine LAN-Kollisions-Fangschaltung überträgt periodisch ein Pseudorahmensignal und überwacht beliebige Kollisions- oder Blockierungs-Signale, die während des Pseudorahmens auftreten. Wenn eine Kollision oder Blockierung erfaßt wird, wird die Signalstärke und die Zeit der Kollision oder Blockierung in einem FIFO aufgezeichnet. Eine Software in dem System liest diesen FIFO und bestimmt basierend auf der Zeit und einem Informationsbit, ob die Kollision eine gültige frühe Kollision, eine ungültige späte Kollision oder eine Blockierung war. Wenn eine späte Kollision oder Blockierung erfaßt worden ist, bestimmt die Software den fehlerhaften Knoten durch einen Vergleich der Signalstärken des Kollisions- oder Blockierungssignals mit den durch die LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung gemessenen Stärken und zeigt die Adresse und Position des fehlerhaften Knotens, der die Kollision oder ungültige Blockierung verursacht hat, an.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die obigen und weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich, indem die folgende ausführlichere Beschreibung der Erfindung, die in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen durchgeführt wird, gelesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Computersystems, das die vorliegende Erfindung enthält;
Fig. 2 ein Diagramm eines Computernetzwerks, das die Erfindung enthält;
Fig. 3 ein Diagramm eines bekannten Informationsrahmens für ein Computernetzwerk IEEE 802.3;
Fig. 4 ein Blockdiagramm der Schaltung der LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Blockdiagramm der Quelladress-Herausziehschaltung aus Fig. 4;
Fig. 6 ein Zustandsdiagramm der Steuerschaltung aus Fig. 4;
Fig. 7 ein Flußdiagramm der obersten Ebene der Software der LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung der Erfindung;
Fig. 8 ein Flußdiagramm der Speichertabellenfunktion der Software der LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung der Erfindung;
Fig. 9 ein Diagramm der Signalpegel für den Träger des Pseudorahmens, der durch die LAN-Kollisions-Fangschaltung der Erfindung übertragen wird;
Fig. 10A und 10B ein Blockdiagramm der LAN-Kollisions-Fangschaltung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Zustandsdiagramm der Steuerung der LAN-Kollisions-Fangschaltung; und
Fig. 12 ein Flußdiagramm der Software, die späte Kollisionen bestimmt.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Im Folgenden wird die Art und Weise der Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, die gegenwärtig für die beste gehalten wird. Diese Beschreibung soll nicht in einem begrenzenden Sinn betrachtet werden, sondern sie wird lediglich zum Zweck der Beschreibung der allgemeinen Grundsätze der Erfindung durchgeführt. Der Bereich der Erfindung soll bezugnehmend auf die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
Allgemein weist die Erfindung ein System auf, das die Signalstärke jeder Übertragung auf einem LAN-Kabel überwacht. Das System weist eine Pegelüberwachungsvorrichtung an jedem Ende des LAN-Kabels auf, wobei eine der Überwachungsvorrichtungen typischerweise in einem Computerknoten, der an dem Kabel angebracht ist, positioniert ist. Wenn ein Informationsrahmen auf dem Kabel gesendet wird, zeichnet jede Überwachungsvorrichtung die relative Signalstärke des Rahmens und die Quelladresse, die in dem Rahmen enthalten ist, auf.
Das System weist ferner eine LAN-Kollisions-Fangschaltung auf, die periodisch ein Pseudorahmensignal überträgt und jedes beliebige Kollisions- oder Blockierungssignal überwacht, das während des Pseudorahmens auftritt. Wenn eine Kollision oder Blockierung erfaßt wird, wird ein Bit, das eine Kollision oder Blockierung plus der Signalstärke und dem Zeitpunkt der Kollision oder Blockierung bezüglich des Anfangs des Pseudorahmens anzeigt, in einem FIFO aufgezeichnet. Eine Software in dem System liest diesen FIFO und bestimmt basierend auf der Zeit, ob eine späte Kollision oder eine Blockierung erfaßt wurde. Wenn eine späte Kollision oder Blockierung erfaßt wurde, bestimmt die Software den fehlerhaften Knoten, indem die Signalstärken des Kollisions- oder Blockierungs-Signals mit den Stärken, die durch die LAN-Pegelüberwachungsvorrichtungen gemessen wurden, verglichen werden, und zeigt die Adresse und Position des fehlerhaften Knotens, der die Kollision oder ungültige Blockierung verursacht hat, an.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Computersystems, das die vorliegende Erfindung enthält. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält ein Computersystem 100 ein Verarbeitungselement 102. Das Verarbeitungselement 102 steht mit anderen Komponenten des Computersystems 100 über einen Systembus 104 in Verbindung. Eine Tastatur 106 wird Verwendet, um Textinformationen von einem Benutzer des Systems, typischerweise dem Netzwerkverwalter, anzunehmen. Eine Anzeige 108 wird verwendet, um Informationen an den Netzwerkverwalter auszugeben, wobei sie die Fähigkeit zur Ausgabe graphischer Informationen aufweisen kann. Ein Hauptspeicher 110 enthält die Daten-Korrelations-Software 120, die mit dem Rest des Systems durch das Betriebssystem 122 Schnittstellen bildet. Die Daten-Korrelations-Software 120, das Betriebssystem 122 und die Informationstabellen, die das Netzwerk betreffen, sind auf einer Platte 114 gespeichert. Ein Drucker 116 wird verwendet, um eine Druckkopie der Ergebnisse der Daten-Korrelations-Software zu erzeugen.
Eine Netzwerk-Pegelüberwachungsvorrichtung 112 sammelt und analysiert jeden Informationsrahmen, der über das Netzwerk 118 gesendet wird, und ist folglich mit einem Ende des Netzwerks 118 verbunden. Eine ähnliche Netzwerk-Überwachungsvorrichtung ist mit dem anderen Ende des Netzwerks 118 verbunden und sendet über eine serielle Schnittstelle 124 und ein serielles Kabel 126 ihre Daten zu dem Computersystem 100 zurück. Eine LAN-Kollisions-Fangvorrichtung 130 erzeugt ein Pseudorahmensignal maximaler Länge, das auf dein Netzwerk 118 übertragen wird. Daraufhin überwacht die LAN-Kollisions-Fangvorrichtung 130 das Netzwerk 118, um zu bestimmen, ob beliebige weitere Knoten in dem Netzwerk fehlerhaft oder falsch eingestellt sind.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm eines Computernetzwerks, das die vorliegende Erfindung enthält. In Fig. 2 ist das Computersystem 100 gezeigt, in dem die LAN-Pegel-Überwachungsvorrichtung 112 und die LAN-Kollisionsüberwachungsvorrichtung 130 enthalten sind. Das lokale Netzwerk 118 erstreckt sich von dem Computer 100 und verbindet mehrere LAN-Knoten 202. Das LAN 118 weist eine zweite LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung 204 an seinem anderen Ende auf. Die LAN-Pegelüberwachungsvorrichtung 204 erfaßt Informationen und sendet diese Informationen über eine serielle Schnittstelle 126 zu dem Computersystem 100 zurück.
Es ist wichtig, daß die beiden LAN-Pegelüberwachungsvorrichtungen an jedem Ende des LAN-Kabels 118 positioniert sind. Wenn sich die LAN-Überwachungsvorrichtungen an anderen Plätzen befinden, werden sie lediglich Knoten genau lokalisieren, die zwischen den beiden LAN-Überwachungsvorrichtungen positioniert sind, während sie ungenaue Positionen für Knoten liefern, die sich außerhalb der zwei LAN-Überwachungsvorrichtungen befinden.
Das LAN 118 weist ein Koaxialkabel auf, das an jedem Ende durch Widerstände 260 abgeschlossen ist, wobei jeder Widerstand einen Wert von 50 Ohm plus oder minus 1% aufweist. Die Medienzugriffseinheit (MAU; MAU = Media Access Unit) jedes Knotens 202 ist mit einem Widerstand 208 abgeschlossen, der einen Wert von mindestens 7,5 Kiloohm besitzt. Wegen der hohen Werte der Widerstände 208 spielen dieselben bei der Berechnung der minimalen und der maximalen Widerstände, die in dem lokalen Netzwerk 118 gesehen werden, keine Rolle. Der minimale Widerstand, der durch eine MAU zwischen dem Mittelleiter und der Abschirmung eines LAN-Segments 118 gesehen wird, beträgt 24,775 Ohm. Dieser Wert wird aus der Tatsache berechnet, daß ein Meter LAN-Kabel (bei einem Minimum von 2 Knoten) einen Widerstand von 50 Milliohm aufweist, wobei der minimale Abschlußwiderstand für die Widerstände 206 49,5 Ohm beträgt. Der maximale von einer MAU gesehene Widerstand beträgt 27,75 Ohm, wobei das Segment 185 Meter lang ist und dadurch einen Widerstand von 10 Ohm besitzt, wobei die Abschlußwiderstände 206 ihren maximalen Wert von 50,5 Ohm aufweisen.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm eines Informationsrahmens nach dem Stand der Technik für das Computernetzwerk IEEE 802.3. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, beginnt ein Informationsrahmen 302 mit einer Präambel 304. Die Präambel 304 weist sieben Bytes des Bitmusters 10101010 auf. Der Präambel 304 folgt ein Start-Trennzeichen, das ein Byte ist, das das Binärmuster 10101011 enthält. Dem Start-Trennzeichen 306 folgt die Bestimmungsadresse 308, die sechs Bytes lang ist. Der Bestimmungsadresse folgt die Quelladresse 310, die ebenfalls sechs Bytes lang ist. Als nächstes folgt der Datenabschnitt 312 des Rahmens der in der Länge zwischen 48 Bytes und 1502 Bytes variieren kann. Die letzten Informationen in dem Rahmen sind die Rahmenüberprüfungssequenz (FCS; FCS = Frame Check Sequence), die aus vier Bytes von Fehlerkorrekturcode-Redundanzdaten besteht.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm der LAN-Überwachungsschaltung 112 aus Fig. 1. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, enthält die LAN- Überwachungsschaltung 112 einen Kollisionsdetektor 402 (CD; CD = Collision Detector), der das Netzwerk 118 empfängt. Der Kollisionsdetektor 402 überwacht das Netzwerk 118 und sendet immer dann ein Signal CD 422 zu der Steuerung 410, wenn eine Kollision auftritt. Die maximale Übertragungsrate des Netzwerks 118 beträgt 10 Megabit pro Sekunde, wobei die Präambelfrequenz jedoch wegen des Datenmusters, das in der Präambel 304 (Fig. 3) enthalten ist, fünf MHz beträgt. Die 5-MHz-Filter- und Verstärkerschaltung 404 empfängt das Signal von dem Netzwerk 118, entfernt innerhalb der 5-MHz-Präambel alle Harmonischen und eine DC-Vorspannung (DC = Direct Current = Gleichstrom) und sendet dasselbe zu dem Pegeldetektor 405, der einen Pegel zu der Abtast- und Halte-Schaltung 408 sendet. Die Abtast- und Halte-Schaltung 408 empfängt das Signal von dem Filter 404 und hält den Signalpegel bis der Analog/Digital-Wandler 414 das analoge Signal verarbeiten kann. Das Filter 404 erfaßt ferner, wenn Informationen auf dem Netzwerk 118 gesendet werden, und gibt ein Träger-Erfassungssignal (Signal CSN; CSN = Carrier Sense) 424 aus, welches zu der Steuerung 410 und zu der Quelladress-Herausziehschaltung 412 läuft.
Mit dem Netzwerk 118 ist ferner die Taktextraktions-Phasenregelschleifenschaltung 406 verbunden. Die Schaltung 406 extrahiert die seriellen Daten 428 aus den Informationen auf dem Netzwerk 118 und extrahiert ferner einen Bittakt 426, der zum Synchronisieren der seriellen Daten 428 verwendet wird. Die seriellen Daten 428 laufen zu der Quelladress- Herausziehschaltung 412, die die Daten 428 überwacht und die Quelladresse aus diesen Daten extrahiert. Die Quelladress- Herausziehschaltung 412 sendet ein Quelladress-Takt-Signal (QA_TAKT) 430, das ein abgeleitetes Signal ist, das jedes Byte der Quelladresse taktet. Die Quelladress-Herausziehschaltung 412 sendet ferner ein Signal ENDE 432, nachdem alle Bytes der Quelladresse durch den Quelladress-Takt 430 getaktet wurden.
Eine Steuerschaltung 410 liefert alle notwendigen Signale, um die anderen Schaltungen zu steuern und erfaßt Daten in den FIFO 416. Die Steuerung 410 sendet ein Signal ÖFFNEN 436 zu der Abtast- und Halte-Schaltung 408, nachdem ein Träger erfaßt ist. Das Signal ÖFFNEN 436 teilt der Abtast- und Halte-Schaltung 408 mit, die Abtastperiode zu beginnen. Nach 32 Taktbits sendet die Steuerung 410 ein Signal HALTEN 438, um der Abtast- und Halte-Schaltung 408 mitzuteilen, den Analogpegel zu halten. Die Steuerung 410 sendet ein Signal D_OE 434 zu der Quelladress-Herausziehschaltung 412, um zu bewirken, daß die Quelladress-Herausziehschaltung 412 parallele Daten 444 in den FIFO 416 steuert. Die Steurung 410 sendet ein Signal A/D CONV 442 zu der A/D-Wandlerschaltung 414, um derselben mitzuteilen, das Analogsignal in einen Digitalwert zu wandeln. Wenn die Steuerung 410 bereit ist, den umgewandelten Pegelwert in den FIFO zu speichern, sendet dieselbe das Signal A/D_OE 440 zu der A/D-Wandlerschaltung 414. Nach dem Durchlaufen der geeigneten Daten zu dem FIFO 416 sendet die Steuerung 410 ein Signal SCHREIBEN 450 zu dem FIFO 416.
Nach dem Speichern der Daten in dem FIFO 416 kann das Computersystem diese Daten über den parallelen Bus 448 und die Schnittstellenschaltung 418 empfangen.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm der Quelladress-Herausziehschaltung 412 von Fig. 4. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, empfängt eine Seriell/Parallel-Wandlerschaltung 502 die Signale DATEN 428 und BITTAKT 426 von der Taktextraktions-Phasenregelschleifenschaltung 406 (Fig. 4). Nach dem Umwandeln der Daten in eine parallele Form sendet der Seriell-Parallel- Wandler 502 diese Daten über einen 8-Bit-Bus 512 zu einem D-Flop-Latch 504, der die Daten zwischenspeichert, bevor sie über einen anderen 8-Bit-Bus 444 zu dem 8-Bit-FIFO 416 (Fig. 4) gesendet werden. Das Signal D_OE 434 von der Steuerung 410 (Fig. 4) steuert die Daten von dem D-Flop-Zwischenspeicher 504 auf den Bus 444.
Die Daten 428 und der Bittakt 426 werden ferner mit einem Start-Trennzeichen Detektor 506 verbunden. Wenn der Start- Trennzeichen-Detektor 506 das Trägererfassungssignal (Signal CSN) 424 empfängt, beginnt er, die Daten 428 zu untersuchen, bis er das Start-Trennzeichen-Bytemuster 306 (Fig. 3) erkennt. Wenn das Start-Trennzeichenmuster erfaßt ist, sendet der Start-Trennzeichen Detektor 506 das Signal SD REC 514 zu einer Byteteilerschaltung 508. Nach dem Empfang des Signals SD REC 514 teilt die Byteteilerschaltung 508 den Bittakt 426 durch acht, um ein Signal BYTETAKT 516 zu erzeugen, welches zu einer Quelladress-Zählerschaltung 510 gesendet wird. Das Bytetakt-Signal 516 synchronisiert die Bytes in dem Informationsrahmen, da es durch das Signal SD REC 514 und das Trägererfassungssignal (Signal CSN) 424 gesteuert wurde. Die Quelladress-Zählerschaltung 510 ignoriert die ersten sechs Bytetakt-Signale 516, da sie Bytes für die Bestimmungsadresse takten, und durchläuft die nächsten sechs Bytetakt-Signale 516, damit diese zu dem Quelladresstakt (QA_TAKT) 430 werden. Der Quelladresstakt 430 wird zu dem D-Flop-Latch 504 gekoppelt, um die acht parallelen Bits im Signal 512 zwischenzuspeichern. Das Signal QA_TAKT 430 wird ferner zu der Steuerung 410 gesendet, welche das Signal verwendet, um das Signal D_OE 434 zu aktivieren und um die parallelen Bits in den FIFO 416 (Fig. 4) zu speichern. Nachdem das Signal QA_TAKT sechsmal eine Aktivierung bewirkt hat, d.h. eine Aktivierung für jedes Quelladressbyte, wird das Signal ENDE 432 aktiviert und an die Steuerung 410 gesendet. Auf die oben beschriebene Art und Weise wird die Schaltung aus Fig. 5 die sechs Quelladressbytes aus dem ankommenden Informationsrahmen wählen, dieselben in parallele Daten wandeln und jedes der sechs Bytes über den parallelen 8-Bit-Bus 444 senden.
Fig. 6 zeigt ein Zustandsdiagramm der Steuerschaltung 410 aus Fig. 4. Dieses Zustandsdiagramm wird in Verbindung mit dem Blockdiagramm aus Fig. 4 beschrieben. Wie in den Fig. 6 und 4 gezeigt ist, beginnt die Steuerung in einem Zustand Null 602. Wenn das Trägererfassungssignal (Signal CSN) 424 empfangen wird, springt die Steuerung auf einen Zustand Eins 604 und sendet das Signal ÖFFNEN 436 an die Abtast- und Halte-Schaltung 408. Dies bewirkt, daß die Abtast- und Halte- Schaltung 408 damit beginnt, die Ausgabe des 5-MHz-Filters und -Verstärkers 404 abzutasten. Nach 32 Bittakten springt die Steuerung auf einen Zustand Zwei 606, beendet das Signal ÖFFNEN 436 und aktiviert das Signal HALTEN 438 zu der Abtast- und Halte-Schaltung 408, was bewirkt, daß dieselbe den Wert hält, der für den Analogpegel des Netzwerksignals akkumuliert ist. Nach dem Senden des Signals HALTEN springt die Steuerung auf einen Zustand Drei 608, legt das Signal HALTEN ab und liefert das Signal A/D_C0N 442, um zu bewirken, daß die A/D-Wandlerschaltung 414 die Ausgabe der Abtast- und Halte-Schaltung 408 in einen digitalen Wert umwandelt.
Wenn eine Kollision erfaßt ist, oder der Träger abfällt, springt die Steuerung zurück auf den Zustand Null, da der Rahmen unvollständig ist und keine Informationen von demselben akkumuliert werden können. Andernfalls springt die Steuerung auf einen Zustand Vier 610, um den Prozeß des Speicherns der Quelladresse in den FIFO 416 zu beginnen. Der Zustand Vier 610 wartet auf das Signal QA_TAKT und springt dann auf einen Zustand Fünf 612, der das Signal D_OE 434 und das Signal SCHREIBEN 450 liefert, um die Quelladresse in den FIFO 416 zu schreiben. Nachdem alle sechs Bytes in den FIFO 416 geschrieben sind, springt die Steuerung auf einen Zustand Sechs 614. Der Zustand Sechs 614 sendet das Signal A/D_OE 440 zu dem A/D-Wandler 414, um zu bewirken, daß derselbe das in eine parallele Form umgewandelte Ausgangssignal zu dem FIFO 416 steuert. Die Steuerung springt dann auf einen Zustand Sieben 616, welche das Signal A/D_OE 440 aufrecht erhält, und aktiviert ferner das Signal SCHREIBEN 450, um den digitalen Wert in den FIFO 416 zu schreiben. Die Steuerung springt dann zurück auf den Zustand Null 602, um auf den nächsten Informationsrahmen zu warten.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm der obersten Ebene der Software der Erfindung, die ein Teil der Datenkorrelations-Software 120 (Fig. 1) ist. Der Zweck der in den Fig. 7 und 8 beschriebenen Software besteht darin, die in den FIFOs in den zwei LAN-Überwachungsvorrichtungen des Systems gesammelten Daten zu korrelieren. Die Software sammelt die digitalen Werte für die Übertragungspegel, die an jeder LAN-Überwachungsvorrichtung für jeden Informationsrahmen gemessen wurden und berechnet unter Verwendung dieser Pegel die Position des Knotens, der den Informationsrahmen gesendet hat.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, bestimmt ein Block 702 nach einem Eintritt, ob irgendwelche FIFO-Daten in den FIFOs einer beliebigen LAN-Überwachungsvorrichtung verfügbar sind. Wenn Daten verfügbar sind, wird vom Block 702 auf einen Block 704 übergegangen, der die Funktion von Fig. 8 aufruft, um die Daten in eine Tabelle zu speichern. Nach dem Speichern der FIFO-Daten in der Tabelle, oder wenn keine FIFO-Daten verfügbar waren, springt die Steuerung auf einen Block 706, der bestimmt, ob eine Benutzerabfrage eingegeben worden ist. Wenn eine Benutzerabfrage eingegeben worden ist, wird von dem Block 706 auf einen Block 708 übergegangen, welcher die LAN-Adresse von dem Benutzer erhält. Ein Block 710 erhält daraufhin die Position dieses Knotens aus der Tabelle und ein Block 712 zeigt dem Benutzer die Position an, bevor auf den Block 702 zurückgekehrt wird.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm der Speichertabellenfunktion der Software. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, bestimmt nach dem Eintritt ein Block 802, ob in dem FIFO der ersten LAN-Überwachungsvorrichtung Daten verfügbar sind. Wenn in dem FIFO der ersten LAN-Überwachungsvorrichtung Daten verfügbar sind, wird von dem Block 802 auf einen Block 804 übergegangen, der die Quelladresse und den Signalpegel von dem ersten FIFO liest und bestimmt, ob der gelesenen Signalpegel gleich dem Pegel ist, der bereits in der Tabelle für diese Quelladresse gespeichert ist. Wenn der Wert derselbe ist wie der bereits in der Tabelle gespeicherte, wird kein neuer Tabelleneintrag durchgeführt und von dem Block 806 auf einen Block 810 übergegangen. Der Tabelleneintrag enthält die Knotenadresse und die Signalpegel von beiden FIFOS. Wenn sich der von dem FIFO erhaltene Pegel von dem in der Tabelle gespeicherten Pegel unterscheidet, wird von dem Block 806 auf einen Block 808 übergegangen, welcher den neuen Pegel in der Tabelle speichert, bevor auf den Block 810 übergegangen wird. Der Block 810 bestimmt, ob der FIFO in der zweiten LAN-Überwachungsvorrichtung Daten aufweist. Wenn dieser FIFO Daten aufweist, wird von dem Block 810 auf einen Block 812 übergegangen, welcher die Quelladresse und Pegelwerte von dem FIFO erhält. Ein Block 814 bestimmt dann, ob der in der Tabelle bereits gespeicherte Pegel derselbe wie der ist, der gerade von dem FIFO gelesen wurde. Wenn die Pegel gleich sind, wird von dem Block 814 auf einen Block 818 übergegangen, da es nicht notwendig ist, die Tabelle zu aktualisieren. Wenn die Pegel unterschiedlich sind, wird von dem Block 814 auf einen Block 816 übergegangen, welcher den neuen Pegelwert von dem FIFO der zweiten LAN-Überwachungsvorrichtung in die Tabelle speichert. Der Block 818 bestimmt dann, ob die Tabelle durch einen der obigen Prozesse aktualisiert wurde. Wenn die Tabelle aktualisiert wurde, muß eine neue Position berechnet werden, weshalb von dem Block 818 auf einen Block 820 übergegangen wird. Der Block 820 berechnet unter Verwendung der folgenden Formel den Abstand von der Mitte des Kabels zu dem Knoten (1 Fuß = 30,48 cm):
Abstand = 10 LOG (Pegel 1/Pegel 2)/Verlust in dB pro Fuß
Wenn der Abstandswert positiv ist, befindet sich der Knoten in einer Richtung von der Mitte aus zu der ersten LAN-Überwachungsvorrichtung, während, wenn der Abstandswert negativ ist, sich der Knoten in einer Richtung von der Mitte aus hin zu der zweiten LAN-Überwachungsvorrichtung befindet. Ein dünnes LAN-Kabel weist einen Verlust von 0,0098 dB pro Fuß auf, wobei ein dickes LAN-Kabel einen Verlust von 0,0033 dB pro Fuß aufweist. Nach dem Berechnen des Abstandes speichert ein Block 822 diesen Wert in die Tabelle, bevor zum Flußdiagramm von Fig. 7 zurückgekehrt wird.
Nachfolgend finden sich Beispiele für das Berechnen dieses Abstands für ein dünnes LAN-Kabel:

Beispiel 1:

Pegel 1 = 0,7980, Pegel 2 = 0,6368
Abstand = ( (10 * LOG (0,7980 / 0,6368)) ) / 0,0098 = 100
Daher ist der Knoten 100 Fuß (30,5 Meter) von der Mitte des Kabels weg positioniert, und zwar auf der Seite des Kabels, die der LAN-Überwachungsvorrichtung 1 am nächsten liegt.

Beispiel 2:

Pegel 1 = 0.35, Pegel 2 = 0.99
Abstand = ( (10 * LOG (0.35 / 0.99)) / 0.0098 = - 461
Daher befindet sich der Knoten 461 Fuß (140,5 m) von der Mitte des Kabels entfernt, und zwar auf der Seite des Kabels, die sich gegenüber der LAN-Überwachungsvorrichtung 1 befindet. Da der Wert des Pegels 2 näherungsweise ferner Eins beträgt, was der erforderliche übertragene Spannungspegel ist, fällt die Position des Knotens in etwa mit der Position der LAN-Überwachungsvorrichtung 2 zusammen, weshalb die Kabellänge etwa 922 Fuß (281 Meter) beträgt.
Es könnten zwischen den Blöcken 804 und 806 ebenso wie zwischen den Blöcken 812 und 814 Schritte eingefügt werden, um die Pegel mit einem Schwellenwert zu vergleichen. Dieser Schwellenwert würde der Minimalpegel sein, mit dem der Knoten senden muß. Wenn der Signalpegel unter dem Minimum liegen würde, würde eine Fehlermeldung angezeigt werden.
Fig. 9 zeigt ein Diagramm der Signalpegel, wie sie in der Spezifikation IEEE 802.3 definiert sind. Wie in Fig. 9 und ebenfalls in Fig. 2 gezeigt ist, sollte die Trägererfassungs-Schwelleneinstellung für jede MAU -0,9158 Volt (Maximum) betragen, was sich aus -37 Milliampere (minimaler Durchschnittsstrom für ein einzelnes MAU) multipliziert mit dem minimalen Widerstand 24,775 Ohm (basierend auf einem LAN mit einer minimalen Länge von 2 Meter und mit Abschlüssen von 49,5 Ohm) ergibt. Die LAN-Kollisionsüberwachungsvorrichtung verwendet, wie weiter unten beschrieben wird, einen herkömmlichen Digital/Analog-Wandler, um verschiedene Pegel eines DC-Stroms für jeden der minimalen und maximalen Werte (-37 Milliampere und -45 Milliampere), ebenso wie Werte zwischen den Minima und Maxima auszugeben, um die MAUs in jedem Knoten in dem Netzwerk zu testen.
Die Fig. 10A und 10B zeigen ein Blockdiagramm der LAN-Kollisions-Fangschaltung 130 aus Fig. 1. Wie in den Fig. 10A und 10B gezeigt ist, empfängt ein 5-MHz-Bandpaßfilter 1002 die Signale aus dem lokalen Netzwerk 118 und sendet eine Ausgabe zu einem Präzisionsgleichrichter 1004. Die Ausgabe des Präzisionsgleichrichters 1004 ist ein Präambel-Spannungspegel-Signal (Signal PRÄAMBELPEGEL) 1038, das zu einem Pegeldetektor 1006 und ferner zu einem ersten Eingang einer Abtast- und Halte-Schaltung mit einer Quellen-Multiplexerschaltung 1018 gekoppelt ist. Die Ausgabe des Pegeldetektors 1006 läuft zu einem Spannungspegelschieber 1008 und wird ein logisches Signal PRÄAMBEL 1044, das in die Steuerung 1020 eingegeben wird.
Mit dem LAN 118 ist ferner ein 10-MHz-Bandpaßfilter 1010 verbunden, welches mit einem zweiten Präzisionsgleichrichter 1012 verbunden ist. Die Ausgabe des Präzisionsgleichrichters 1012 ist das Blockierungs-Spannungspegelsignal (Signal BLOCKIERUNGSPEGEL) 1040, welches zu einem Pegeldetektor 1014 und ferner zu einem zweiten Eingang der Abtast- und Halte- Schaltung mit der Quellen-Multiplexerschaltung 1018 gekoppelt ist. Der Ausgang des Pegeldetektors 114 ist mit einem Spannungspegelschieber 1016 verbunden, dessen Ausgabe das logische Signal BLOCKIERUNG 1042 ist, welches mit der Steuerung 1020 verbunden ist.
Die Steuerung 1020 gibt ein Signal DA_Aus 1052 und ein Signal WERT 1054 zu einem D/A-Wandler 1022 aus. Der Ausgang des D/A-Wandlers 1022 ist mit dem LAN 118 verbunden.
Eine Trägererfassungsschaltung 1030, deren Ausgabe ein Signal RAHMENERFASSUNG 1084 ist, welches mit einem Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber 1032 und einem programmierbaren Rahmenzähler 1034 verbunden ist, ist auch mit dem LAN 118 verbunden. Der Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber 1032 sendet ein Signal I_ENDE 1056 (I_ = Interframe = Zwischenrahmen-) an die Steuerung 1020. Die Steuerung 1020 sendet ein Signal I_START 1058 und ein Signal I_RÜCKSETZEN 1060 zü dem Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber 1032. Der programmierbare Rahmenzähler 1034 sendet ein Signal F_ENDE 1062 (F = Frame = Rahmen-) zu der Steuerung 1020, wobei die Steuerung 1020 ein Signal F_START 1064 und ein Signal F_RÜCKSETZEN 1068 zu dem programmierbaren Rahmenzähler 1034 sendet.
Eine Maximalrahmenlänge-Zeitgebungsschaltung 1036 sendet ein Signal MAXENDE 1070 (MAX = Maximum Frame Length Counter = Maximalrahmenlängen-Zeitgeber) zu der Steuerung 1020. Die Steuerung 1020 sendet ein Signal MAXSTART 1072 und ein Signal MAXLÖSCH 1074 und ein Signal MAXAUS 1076 zu dem Maximalrahmenlängen-Zeitgeber 1036. Der Maximalrahmenlängenzähler 1036 sendet ferner ein paralleles 11-Bit-Ausgangssignal KOLLISIONSZEIT 1082 zu einem FIFO 1026. Die Steuerung gibt das Signal P_ODER_J 1077 als Bit 11 auf einen Bus 1082 zum Speichern in dem FIFO 1026 aus, welches definiert, ob eine Kollision oder eine Blockierung erfaßt wurde.
Die Steuerung 1020 sendet ein Signal HALTEN 1048 und ein Signal S_WÄHLEN 1046 (S_ = Sample = Abtast-) zu der Abtast- und Halte-Schaltung mit einer Quellenmultiplexerschaltung 1018, um einen der Eingänge derselben zu wählen und um eine Ausgabe 1050 derselben zu einer A/D-Wandlerschaltung 1024 zu senden. Der Ausgang 1080 des A/D-Wandlers ist mit dem FIFO 1026 verbunden. Die Ausgabe des FIFO 1026 wird durch eine Schnittstelle 1028 auf den Systembus 104 gesteuert (Fig. 1). Ein Signal RÜCKSETZEN 1078 wird von dem Systembus 104 erhalten.
Der Betrieb der Schaltungen aus den Fig. 10A und 10B wird in Verbindung mit dem Zustandsdiagrainm von Fig. 11 besser erklärt.
Fig. 11 zeigt ein Zustandsdiagramm des Betriebs der Steuerung 1020 von Fig. 10B. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, beginnt die Steuerung in einem Zustand RÜCKSETZEN 1102 und bleibt dort, bis das Signal RÜCKSETZEN 1078 auf dem Systembus 104 in einen hohen Zustand übergeht. Während sich dieselbe in dem Zustand RÜCKSETZEN befindet, sendet die Steuerung 1020 das Signal F_RÜCKSETZEN 1068 zu dem programmierbaren Rahmenzähler 1034. Ferner sendet die Steuerung 1020, während sie sich im Zustand RÜCKSETZEN befindet, das Signal I_RÜCK- SETZEN 1060 zu dem Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber 1032, wobei derselbe das Signal MAXLÖSCH 1074 zu dem Maximalrahmenlängen-Zeitgeber 1036 sendet.
Nach einem Empfang des Signals RÜCKSETZEN 1078 springt die Steuerung auf den Zustand RAHMENZÄHLEN 1104. Die Steuerung sendet das Signal F_START 1064 zu dem programmierbaren Rahmenzähler 1034, während sie sich in dem Zustand RAHMENZÄHLEN befindet. Der programmierbare Rahmenzähler stellt einen Zähler dar, der initialisiert ist, um sicherzustellen, daß die LAN-Kollisions-Fangschaltung nicht zu viel der verfügbaren Ressourcen in dem lokalen Netzwerk verbraucht. Diesem Zähler wird ein Wert von typischerweise 1.000 gegeben, und derselbe wird diesen Wert um einen Zählwert pro erfaßtem Rahmen in dem lokalen Netzwerk auf Null herunterzählen. Wie in der Fig. 10B gezeigt ist, stellt das Signal RAHMENERFASSUNG 1084 eine Eingabe an den programmierbaren Rahmenzähler dar, wobei dasselbe bewirkt, daß der Zähler einmal pro Rahmen auf dem lokalen Netzwerk 118 herunterzählt. Wenn der programmierbare Rahmenzähler daher auf 1.000 eingestellt ist, wird die LAN- Kollisions-Fangschaltung lediglich nach jeweils 1.000 Rahmen, die von anderen Knoten auf das Netzwerk gesendet wurden, einen Pseudorahmen senden.
Wenn der programmierbare Rahmenzähler 1034 auf Null zählt, sendet er das Signal F_ENDE 1062 zu der Steuerung 1020. Beim Empfang des Signals F_ENDE 1062 springt der Steuerungszustand von dem Zustand RAHMENZÄHLEN 1104 zu dem Zustand IFS ZEITGEBER 1106 (IFS = Interframe Spacing = Zwischenrahmenabstand). In dem Zustand IFS ZEITGEBER 1106 sendet die Steuerung das Signal I_START 1058 zu dem Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber 1032. Der Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber ist entworfen, um zu bewirken, daß die LAN- Kollisions-Fangschaltung für die richtige Zeitdauer zwischen dem letzten Rahmen und dem Beginn des Pseudorahmens derselben wartet. Das heißt, daß die Schnittstellenspezifikation IEEE 802.3 eine minimale Zeitdauer zwischen Rahmen fordert, wobei die LAN-Kollisions-Fangschaltung dieser Spezifikation nachkommen muß. Wenn der Zwischenrahmen-Abstandzeitgeber auf Null heruntergezählt hat, sendet derselbe das Signal I_ENDE 1056 zu der Steuerung 1020. Beim Empfang des Signais I_ENDE springt die Steuerung von dem Zustand IFS ZEITGEBER 1106 zu dem Zustand PFO 1108 (PFO = Pseudo Frame Output = Pseudorahmenausgabe).
In dem Zustand PFO 1108 gibt die LAN-Kollisions-Fangschaltung den Pseudorahmen auf das Netzwerk 118 aus. Während sie sich in dem Zustand PFO 1108 befindet, sendet die Steuerung das Signal DA_AUS 1052 zu der D/A-Wandlerschaltung 1022, und dieselbe sendet ferner das Signal WERT 1058, das dem D/A- Wandler den richtigen Wert für den DC-Strompegel des Pseudorahmens, der auf das Netzwerk 118 ausgegeben wird, liefert. Beim Empfang dieser beiden Signale wandelt die D/A- Wandlerschaltung 1022 den Wert in einen Analogwert um und plaziert denselben auf dem Netzwerk 118. In dem Zustand PFO 1108 sendet die Steuerung 1020 ferner das Signal MAXSTART 1072 zu dem Maximalrahmenlängen-Zeitgeber 1036. Dieses Signal bewirkt, daß der Maximalrahmenlängen-Zeitgeber 1036 mit der Zeitgebung für die maximale Länge für einen Rahmen beginnt. Unter Verwendung dieses Zeitgebers kann die LAN-Kollisions-Fangschaltung 130 die maximal zulässige Rahmenlänge auf das Netzwerk 118 senden.
Die Steuerung wird in dem Zustand PFO 1108 bleiben, bis eines von drei Ereignissen auftritt. Eines dieser Ereignisse könnte der Empfang des Signals MAXENDE 1076 sein, welches anzeigt, daß der Pseudorahmen seine maximale Länge erreicht hat, wobei die Steuerung an diesem Punkt von dem Zustand PFO 1108 zurück zu dem Zustand RAHMENZÄHLEN 1104 springt, welcher anzeigt, daß keiner der Knoten in dem Netzwerk einen Fehler während dieses Pseudorahmens verursacht hat. Wenn von der Steuerung 1020 entweder ein Signal PRÄAMBEL 1044 oder ein Signal BLOCKIERUNG 1042 empfangen wird, wird die Steuerung von dem Zustand PFO 1108 zu dem Zustand WÄHLEN 1110 springen. Dieser Übergang zeigt an, daß entweder eine Präambel von einem Kollisionssignal oder ein Signal BLOCKIERUNG empfangen wurde. In beiden Fällen muß die LAN-Kollisions- Fangschaltung den Knoten identifizieren.
Während sie sich in dem Zustand WAHLEN 1110 befindet, sendet die Steuerung 1020 das Signal S_WÄHLEN 1046 zu der Abtast- und Halteschaltung mit der Quellmultiplexerschaltung 1018. Dieses Signal wählt aus, ob die Abtast- und Halteschaltung mit der Quellmultiplexerschaltung das Signal PRÄAMBEL 1038 oder das Signal BLOCKIERUNG 1040 halten wird.
Die Steuerung springt dann zu dem Zustand ABTASTEN 1112, in dem dieselbe das Signal UMWANDELN 1086 zu der A/D-Wandlerschaltung 1024 und das Signal HALTEN 1048 zu der Abtast- und Halte-Schaltung sendet, während das Signal S_WÄHLEN 1046 beibehalten wird. Die Steuerung springt dann zu dem Zustand PEGELSPEICHERN 1114, in dem dieselbe das Signal F_RÜCKSETZEN 1068 sendet, um den programmierbaren Rahmenzähler zurückzusetzen. Dieselbe sendet das Signal AD_AUSGABE 1084 zu der A/D-Wandlerschaltung 1024, um zu bewirken, daß dieselbe ihre umgewandelte Ausgabe auf einen Bus 1080 zu der FIFO-Schaltung 1026 sendet. Die Steuerung 1020 sendet daraufhin das Signal SCHREIBEN 1088 zu dem FIFO 1026, um zu bewirken, daß derselbe den Wert der A/D-Wandler-Ausgabe 1080 in den FIFO schreibt. Die Steuerung springt dann in den Zustand WARTEN 1116, um dem FIFO 1026 Zeit zu geben, die Daten zu schreiben. Die Steuerung springt dann zu dem Zustand ZEITSPEICHERN 1118 und sendet das Signal MAXAUS 1076 zu dem Maximalrahmenlängen-Zeitgeber 1036, um zu bewirken, daß derselbe den Wert KOLLISIONSZEIT (bezüglich des Beginns des Pseudorahmens) auf den Bus 1082 ausgibt. Die Steuerung sendet ferner das Signal P_ODER_J 1077 auf den Bus 1082. Die Steuerung 1020 sendet ferner das Signal SCHREIBEN 1088, um zu bewirken, daß der FIFO 1026 den Zählwert und das Signal P_ODER_J in den FIFO schreibt. Die Steuerung springt dann in den Zustand RAHMENZÄHLEN 1104 zurück, um auf den nächsten Zeitpunkt zu warten, zu dem dieselbe einen Pseudorahmen in das lokale Netzwerk senden kann.
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm des Teils der Korrelationssoftware 120 (Fig. 1), welche die Signalpegel der Kollisionsübertragung mit den von den LAN-Pegelüberwachungsvorrichtungen erfaßten korreliert, um die Adresse des Knotens zu bestimmen, der die Kollision verursacht. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, bestimmt ein Block 1202 nach dem Eintritt, ob beliebige Kollisions- oder Blockierungsdaten in dem FIFO 1026 vorhanden sind. Wenn keine Kollisionsdaten oder keine zusätzlichen Kollisionsdaten in dem FIFO gespeichert sind, wird von dem Block 1202 zur Aufrufeinrichtung zurückgekehrt. Wenn Daten in dem FIFO gespeichert sind, wird von dem Block 1202 zu einem Block 1204 gesprungen, welcher den nächsten Datensatz aus dem FIFO 1026 liest. Ein Block 1206 bestimmt dann, ob die Daten ein Blockierungssignal darstellen. Wenn das zutrifft, wird auf einen Block 1210 übergegangen. Wenn die Daten nicht einer Blockierung entsprechen, wird von dem Block 1206 auf einen Block 1208 übergegangen, welcher basierend auf dem Zeitpunkt der Kollision bestimmt, ob die Kollision eine späte Kollision war. Wenn die Kollision nicht spät war, wird von dem Block 1208 zur der Aufrufeinrichtung zurückgekehrt, wobei anderenfalls von demselben auf einen Block 1210 übergegangen wird, um die Adresse und Position des Knotens zu bestimmen, der die späte Kollision verursacht hat. Der Block 1210 vergleicht dann die LAN-Kollisions-Fangdaten mit den Daten in den Tabellen, die gemäß Fig. 9 gesammelt wurden. Der durch die LAN-Kollisions-Fangschaltung der Fig. 10A und 10B erfaßte Pegel wird mit dem Pegel verglichen, der durch die LAN-Pegelüberwachungsvorrichtungen der Fig. 5 und 6 erfaßt wurde. Die Anpassung wird innerhalb eines Toleranzpegels durchgeführt, da eine leichte Variation in dem Signalpegel keinen unterschiedlichen Knoten anzeigen würde. Wenn eine Anpassung innerhalb der Toleranz auftritt, wird von einem Block 1212 auf einen Block 1216 übergegangen, welcher die Knotenadresse der zwei Knoten, die bei der Kollision betroffen waren, anzeigt. Wenn keine Anpassung existiert, wird von dem Block 1212 auf einen Block 1214 übergegangen, welcher eine Meldung anzeigt, die anzeigt, daß die Knoten noch nicht bekannt sind.
Ob eine Kollision eine gültige frühe Kollison oder eine ungültige späte Kollision darstellt, wird durch das Vergleichen des Zeitpunkts der Kollision mit dem Zeitpunkt des Starts des Pseudorahmens bestimmt. Ein maximal konfiguriertes LAN 802.3 besteht maximal aus 5 Segmenten von jeweils 185 Meter (unter der Verwendung eines dünnen LAN-Kabels), die durch vier Leitungsverstärker verbunden sind. Die Spezifikation ANSI/IEEE 802.3a-1988 definiert, daß ein LAN-Segment von 185 Meter (unter Verwendung eines dünnen LAN-Kabels) eine Laufzeitverzögerung von weniger als 9,5 Bitzeiten aufweisen muß (wobei eine Bitzeit 100 Nanosekunden entspricht), und wobei ein Leitungsverstärker eine Verzögerung von weniger als 7,5 Bitzeiten aufweisen muß, damit die maximale Verzögerung von einem äußerem Ende des maximal konfigurierten LAN-Kabels zum anderen äußeren Ende 77,5 Bitzeiten beträgt. Daher kann eine legale Kollision lediglich während der ersten 7,75 Mikrosekunden eines Rahmens auftreten. Die maximale Rahmenlänge beträgt 1518 Bytes oder 12,144 Bitzeiten, was 1,214 Millisekunden entspricht. Jede Kollision, die während der letzten 1,206 Millisekunden eines Pseudorahmens auftritt, ist eine späte Kollision.
Da das Blockierungssignal, das durch die Vorrichtungen der Fig. 10A und 10B erfaßt wird, ein 10-MHz-Signal ist, wird sich der Pegelwert von den Pegeln, die durch die LAN-Pegelüberwachungsvorrichtungen gesammelt werden, leicht unterscheiden. Dieser Unterschied wird durch die unterschiedliche Kabeldämpfung eines 10-MHz-Signals gegenüber der Dämpfung, die bei dem 5-MHz-Präambelsignal auftritt, verursacht. Daher muß der Block 1210 zuerst die Pegelwerte von dem FIFO 1026 für das Blockierungssignal einstellen, um den unterschiedlichen Verlust zu kompensieren, bevor der Vergleich durchgeführt wird.
Die von der LAN-Kollisions-Fangschaltung empfangenen Informationen, die gültige frühe Kollisionen betreffen, könnten verwendet werden, um die Unteraussteuerungs-Zeitgebung jedes Knotens in einem LAN zu analysieren, um Unnormalitäten genau festzustellen, wie z.B Knoten mit identischer Zeitgebung oder Unteraussteuerungszeitgebungen, die zu kurz sind, usw..
Nach der Beschreibung eines gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist jetzt offensichtlich, daß die Aspekte der Erfindung voll erreicht sind, wobei es für Fachleute offensichtl£ch ist, daß viele Veränderungen in Aufbau und Schaltung und weit abweichende Ausführungsbeispiele und Anwendungen der Erfindung vorstellbar sind, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Offenbarung und die Beschreibung hierin sind darauf ausgerichtet, veranschaulichend zu sein, und nicht darauf, in irgendeinem Sinn die Erfindung zu begrenzen, welche durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Ein System zum Bestimmen eines fehlerhaften Knotens in einem Computernetzwerkkabel mit folgenden Merkmalen:

einer Signalpegel-Bestimmungseinrichtung (112), die mit dem Kabel (118) verbunden ist, wobei die Einrichtung angepaßt ist, um eine Mehrzahl von ersten Signalpegeln mit zugeordneten Adressen von jeweiligen übertragenden Knoten zu bestimmen und zu speichern, und wobei die Einrichtung ferner jeden ersten Signalpegel erzeugt, wenn ein jeweiliges Signal (302) in dem Kabel erfaßt wird;

einer Signalerfassungseinrichtung (130) zum Erfassen eines ungültigen Signals auf dem Kabel (118) und zum Erzeugen eines zweiten Signalpegels, wenn das ungültige Signal erfaßt wird;

einer Recheneinrichtung (102), die mit der Signalpegeleinrichtung (112) und mit der Signalerfassungseinrichtung (130) verbunden ist, um den zweiten Signalpegel mit allen gespeicherten ersten Signalpegeln zu vergleichen, um den fehlerhaften Knoten zu identifizieren.

2. Das System gemäß Anspruch 1, das ferner eine Anzeigeeinrichtung (108) aufweist, um die Position des fehlerhaften Knotens anzuzeigen (108).

3. Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Signalerfassungseinrichtung (130) ferner eine Einrichtung zum Übertragen (1020, 1022, 1030, 1032, 1034, 1036) eines Pseudorahmensignals auf dem Kabel aufweist.

4. Das System gemäß Anspruch 3, bei dem die Signalerfassungeinrichtung (130) ferner eine Einrichtung zum Erfassen einer späten Kollision (1020, 1002, 1004, 1006, 1008) aufweist, die während des Pseudorahmens auftritt.

5. Das System gemäß Anspruch 4, bei dem die Einrichtung zum Erfassen einer späten Kollision folgende Merkmale aufweist:

eine Einrichtung (1002, 1004, 1006, 1008, 1020) zum Erfassen eines Beginns des Signals auf dem Kabel;

eine Einrichtung zur Zeitgebung (1020, 1036) des Auftretens des Beginns des Signals; und

eine Einrichtung zum Vergleichen (102) des Zeitpunkts des Auftretens mit einer vorbestimmten Schwelle und zum Anzeigen einer späten Kollision, wenn der Zeitpunkt des Auftretens später als die vorbestimmte Schwelle ist.

6. Das System gemäß Anspruch 4, bei dem die Signalerfassungseinrichtung (130) ferner eine Einrichtung (1010, 1012, 1014, 1016, 1020) zum Erfassen eines ungültigen Blockierungssignals aufweist, das während des Pseudorahmens auftritt.

7. Das System gemäß Anspruch 6, bei dem die Einrichtung zum Erfassen eines ungültigen Blockierungssignals folgende Merkmale aufweist:

eine Einrichtung (1010, 1012, 1014, 1016, 1020) zum Erfassen eines Blockierungssignals auf dem Kabel;

eine Einrichtung zur Zeitgebung (1020, 1036) des Auftretens des Blockierungssignals;

eine Einrichtung zum Vergleichen (102) der Zeitgebung des Blockierungssignals mit einem Ende des Pseudorahmens und zum Anzeigen einer ungültigen Blockierung, wenn das Blockierungssignal vor einem Ende des Pseudorahmens auftritt.

8. Ein Verfahren zum Bestimmen eines fehlerhaften Knotens auf einem Computernetzwerkkabel mit folgenden Schritten:

(a) Erzeugen eines jeweiligen einer Mehrzahl von ersten Signalpegeln (112), wenn ein jeweiliges Signal (302) in dem Kabel (118) erfaßt wird;

(b) Bestimmen und Speichern der Mehrzahl der ersten Signalpegel mit zugeordneten Adressen der jeweiligen übertragenden Knoten;

(c) Erfassen eines ungültigen Signals auf dem Kabel (118) und Erzeugen eines zweiten Signalpegels, wenn das ungültige Signal erfaßt wird;

(d) Vergleichen des zweiten Signalpegels mit allen gespeicherten ersten Signalpegeln, um den fehlerhaften Knoten zu identifizieren.

9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner folgende Schritte aufweist:

Übertragen (1108) eines Pseudorahmensignals auf dem Kabel,

Erfassen (1208) einer späten Kollision, die während des Pseudorahmens auftritt, und

Erfassen (1206) eines ungültigen Blockierungssignals, das während des Pseudorahmens auftritt.