KR102131194B1 - 이더넷 장애감지장치 - Google Patents

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Abstract

이더넷 장애감지장치가 개시된다. 이더넷 통신을 기반으로 한 복수개의 단말기 사이에 구비되는 이더넷 장애감지장치에 있어서, 상기 복수개의 단말기와 각각 연결되어 데이터를 송수신하는 복수개의 포트부; 상기 복수개의 포트부로부터 송신되는 데이터를 각각 저장하며 서로 데이터를 공유하는 복수개의 저장부; 및 상기 복수개의 포트부로부터 송신되는 신호를 기반으로 오류를 판단하는 제어부를 포함한다.
이로 인하여, 사용자는 쉽게 단말기의 오류를 확인할 수 있으며, 오류가 발생한 단말기를 쉽게 판단할 수 있어, 고장난 단말기에 대응하는 후속조치를 빠르게 수행할 수 있다.

Description

이더넷 장애감지장치{APPARATUS FOR DETECTING FAULT OF ETHERNET}
본 발명은 이더넷 장애감지장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이더넷 통신을 기반으로 한 복수개의 단말기에서 오류가 발생했을 때, 오류가 발생한 단말기를 식별할 수 있는 이더넷 장애감지장치에 관한 것이다.
이더넷은 근거리통신망의 대표적인 통신 프로토콜로, 미국에서 개발한 LAN 타입의 통신 네트워크를 의미한다. 이더넷 통신 네트워크가 안정하게 이루어지기 위해서는 이더넷 통신 네트워크에서 연결된 단말기에서 장애가 발생했을 때 장애를 신속하고 정확하게 감지해야 한다.
기존의 오실로스코프를 이용한 단말기 오류 감지방법은 파형을 읽을 수 있는 능력이 요구되며, 이더넷에 관한 전문적인 지식이 없는 일반인들이 오실로스코프를 구비하고 오실로스코프를 통해 파형을 얻어 오류를 판단하기에는 다소 어려움이 있다.
또한, 오실로스코프를 이용한 오류 판단 방법은 이더넷 통신으로 연결된 단말기에서 오류가 발생했을 때 오류가 발생한 단말기를 판단할 수 없기 때문에, 이더넷 통신을 기반으로 연결된 복수개의 단말기 중 정상적으로 작동중인 제품을 확인할 수 없다는 불편함이 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 이더넷 통신을 기반으로 연결된 복수개의 단말기 중에서 오류가 발생한 단말기를 판단하고 사용자에게 오류 메세지를 전달하는 이더넷 장애감지장치가 제공된다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이더넷 통신을 기반으로 한 복수개의 단말기 사이에 구비되는 이더넷 장애감지장치에 있어서, 상기 복수개의 단말기와 각각 연결되어 데이터를 송수신하는 복수개의 포트부; 상기 복수개의 포트부로부터 송신되는 데이터를 각각 저장하며 서로 데이터를 공유하는 복수개의 저장부; 상기 복수개의 포트부로부터 송신되는 신호를 기반으로 오류를 판단하는 제어부를 포함하는 이더넷 장애감지장치가 제공된다. 이로 인하여, 사용자는 오류가 발생한 단말기를 쉽게 확인할 수 있어 사용자의 오류 판단을 정확하게 할 수 있다.
상기 복수개의 포트는 RJ45커넥터와 연결될 수 있다.
상기 제어부는 오류가 발생한 것으로 판단되면 오류가 발생한 단말기와 연결된 포트를 절체할 수 있다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이더넷 장애감지장치는; 상기 복수개의 포트부과 연결된 복수개의 단말기의 연결 상태에 기초로 하여 on/off 되는 복수개의 LED부; 및 상기 제어부를 통해 상기 복수개의 단말기 중 적어도 하나로부터 오류가 발생한 것으로 판단되면 오류 발생 메시지를 나타내는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 장애감지장치가 제공된다.
본 발명에 따르면 사용자는 전문적인 지식 없이도 이더넷 통신으로 연결된 복수의 단말기 중에서 발생한 오류를 판단할 수 있다.
또한, 복수의 단말기 중에서 오류가 발생한 단말기를 판단하여 사용자에게 제공하므로 사용자가 오류가 발생한 단말기에 대해 효율적으로 대응할 수 있고, 정상적으로 작동중인 단말기는 안정적으로 데이터 통신이 가능하도록 한다.
도 1은 두개의 RJ45를 통해 이더넷 통신망으로 연결된 두개의 단말기를 도시한다.
도 2는 오실로스코프를 이용하여 오류 발생을 감지하는 방법을 설명하기 위한 파형을 도시한다.
도 3는 오실로스코프를 이용하여 실제 오류 발생 시 측정된 파형을 도시한다.
도 4는 Auto MDX로 연결되어 통신하는 단말기로부터 측정된 파형의 확대도이다.
도 5는 Auto MDIX로 연결되어 통신하는 단말기로부터 측정된 파형의 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 이더넷 장애감지장치를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 이더넷 장애감지장치를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이더넷 통신으로 연결된 단말기에서 발생하는 오류를 감지하는 방법으로, Oscilloscope(이하, '오실로스코프')를 통해 파형을 측정하여 오류 발생을 판단할 수 있다. 오실로스코프란, 진동현상을 눈으로 볼 수 있도록 기록 또는 표시하는 장치로서, 진동을 전압 신호로 변환함으로써 관측이 가능하도록 한다. 오실로스코프를 이용하여 오류를 감지하는 방법을 도 1 내지 5를 참조하여 설명하고자 한다.
도 1은 두개의 RJ45를 통해 이더넷 통신망으로 연결된 두개의 단말기를 도시한다.
도 2는 오실로스코프를 이용하여 오류 발생을 감지하는 방법을 설명하기 위한 파형을 도시한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 정상적으로 연결된 제1단말기(10)와 제2단말기(20) 중에서 제1단말기(10)의 물리층 프로토콜(PHY)을 강제적으로 리셋한 경우 오실로스코프로부터 도 2와 같은 파형이 나타난다.
먼저, 오실로스코프를 이용하여 링크 다운을 감지하기 위해서 오실로스코프의 하나의 프로브를 링크다운을 확인하기 위한 링크다운 LED 앞단에 위치시키고 다른 하나의 프로브는 RXD와 TXD에 위치시킨다. RXD는 데이터 전송을 위한 선, TXD는 수신을 위한 선으로 단말기(10,20)가 연결되어 있다.
구체적으로, 이더넷 통신으로 연결된 복수개의 단말기 중에서 하나 이상의 단말기에서 오류가 발생하거나, 물리층 프로토콜을 리셋한 경우 오실로스코프를 통해 도2와 같은 파형을 얻을 수 있으며, 제1단말기(10)에서 링크 다운이 먼저 발생하고 4㎲ 시간차(A)로 제2단말기(20)에서 링크 다운이 발생한다, 도 2를 참조하면, 제1단말기의 link(10a)의 전압이 상승된 후, 제1단말기의 TXD(10b)신호가 끊어지고, 제2단말기의 TXD(20b) 신호가 끊어지고, 제2단말기의 link(20a)의 전압이 상승한다.
도 3는 오실로스코프를 이용하여 실제 오류 발생 시 측정된 파형을 도시한다.
도 3은 실제 링크 다운이 발생했을 때 나타나는 파형으로 물리층 프로토콜을 리셋한 경우(도2 참조)와 유사하게 일정 간격을 차이로 링크 다운이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 사용자는 링크 다운이 발생하면 오실로스코프를 통해 파형을 분석하여 오류를 감지해야 한다.
도 4는 Auto MDI로 연결되어 통신하는 단말기로부터 측정된 파형의 확대도이다.
도 5는 Auto MDIX로 연결되어 통신하는 단말기로부터 측정된 파형의 확대도이다.
도 4에서 보시된 바와 같이, RTL8201F(회로) Link의 전압이 상승된 후 4㎲ 이후 88E6096(이더넷 스위치) Link의 전압이 상승된다.
도4 내지 5의 경우, Auto MDI와 Auto MDIX가 각각 연결된 상태로, 여기서, Auto MDI와 Auto MDIX는, 케이블을 자동으로 감지하고 네트워크 디바이스들의 통신이 TX선과 RX선이 서로 연결하여 상호간의 통신이 가능하도록 한다. 따라서, 링크 다운이 발생하는 것을 정확하게 감지하기 위해서는 Auto MDIX이 OFF된 상태에서 진행되어야 한다.
결론적으로, 이더넷 통신으로 연결된 단말기의 오류 감지 방법은 파형을 읽을 수 있는 능력이 요구되며, 이더넷에 관한 전문적인 지식이 없는 일반인들이 오실로스코프를 구비하고 오실로스코프를 통해 파형을 얻어 오류를 판단하기에는 다소 어려우며, 정상적으로 작동중인 단말기를 확인할 수 없다는 문제점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 장애감지장치(600)의 구성도를 도시한다.
도 6를 참조하면, 이더넷 장애감지장치(600)는 포트부(601), 저장부(603) 및 제어부(605)를 포함한다. 포트부(601), 저장부(603) 및 제어부(605)는 서로 간에 데이터를 송신할 수 있도록 구성된다.
포트부(601)는 복수개의 단말기(610a, 610b)와 각각 연결되어 신호 및 데이터를 송수신한다. 구체적으로, 포트부(601)는 단말기와 유선통신을 통해 신호 및 데이터를 송수신하며, 적어도 하나 이상의 커넥터 또는 단자를 포함한다.
본 발명의 추가적인 실시예로, 포트부(601)는 RJ45커넥터와 연결될 수 있다. RJ45커넥터는 전기 장치 및 네트워크를 연결하는 표준 커넥터로서, 근거리 지역 네트워크를 연결할 때 사용된다.
저장부(603)는 복수개로 마련되어 복수개의 포트부로부터 송신되는 데이터를 각각 저장하며 서로 데이터를 공유한다. 저장부(603a, 603b)는 단말기(610a, 610b)에서 발생한 오류가 제어부를 통해 감지되는 순간까지 복수개의 포트부(601a, 601b)로부터 송신되는 데이터를 저장하고, 오류가 발생되었을 때 오류가 발생한 단말기와 연결된 저장부를 제외한 다른 저장부로 자동으로 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 저장부(603)는 복수개가 아닌 하나만 구비되어, 복수개의 포트부(601a,601b)로부터 송신되는 데이터를 하나의 저장부에 저장하고 데이터를 공유할 수 있다.
또한, 저장부(603)는 포트부(601)로부터 송신되는 신호로부터 포트부(601)와 연결된 단말기주소 및 포트식별정보를 포함하는 주소를 저장한다.
제어부(605)는 복수개의 포트부(601)로부터 송신되는 신호를 기반으로 오류를 판단한다. 제어부(605)는 포트부(601) 또는 저장부(603)로부터 직접으로부터 신호를 직접 송수신할 수 있다. 저장부(603)는 포트부(601)로부터 수신된 신호를 제어부(605)로 송신할 수 있다.
제어부(605)는 포트부(601)로부터 수신된 신호를 통해 오류가 발생한 것으로 판단하면 단말기에서 백업 기능을 수행하도록 백업 신호를 이더넷 통신으로 연결된 단말기로 송신하여, 단말기를 보호할 수 있다.
또한, 제어부(605)는 포트부(601)를 통해 연결된 복수개의 단말기에서 적어도 하나 이상의 오류가 발생하면 오류가 발생한 단말기와 연결된 포트를 절체할 수 있다. 예를 들어, 단말기(610a)에서 오류가 발생한 경우, 제어부(605)는 단말기(610a)에서 포트부(601a)로부터 송신되는 신호를 감지하여 오류가 발생하는 것을 감지하고 상기 포트부(601a)로 절체신호를 전송한다. 제어부(605)는 포트부(601a)를 절체하여 오류가 발생한 단말기(610)와 연결된 장치에서 전력이 낭비되거나, 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(605)는 단말기에서 발생하는 오류를 카운트하여 오류 횟수가 지정된 최대값을 초과하면 포트부가 절체하도록 절체 신호를 전달할 수 있다.
또한, 제어부(605)는 오류가 발생하기 직전의 통신내용에 기초하여 오류가 발생한 원인을 파악할 수 있다. 구체적으로, 제어부(605)에서 오류가 발생하기 직전의 단말기 사이의 통신내용을 확인하여 이를 통해 오류가 발생한 원인을 확인한다.
또한, 제어부(605)는 단말기에 오류가 발생했을 때 오류 발생 메시지를 디스플레이부로 전송하여 사용자가 오류 발생을 인지할 수 있도록 하며, 단말기로 NLP(Normal Link Pulses) 신호를 송신하여 Auto Negotiation을 계속해서 수행하도록 한다. 제어부는 오류가 발생한 단말기와 다시 연결될 수도 있으며, 오류 모니터링과 오류 발생을 기록하여 사용자에게 단말기의 신뢰성 정도를 디스플레이부를 통해 제공할 수 있다.
또한, 제어부(605)는 MCU를 포함할 수 있다. 제어부는(605)는 MCU를 통해 링크 상태를 모니터링한다. 구체적으로, MCU는 포트부(601)로부터 링크 상태를 확인하고 레지스터의 변화가 감지되면 이를 기준으로 오류가 발생한 단말기를 판단한다.
제어부(605)는 이러한 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램과, 제어프로그램이 설치되는 비휘발성의 메모리, 설치된 제어프=로그램의 적어도 일부가 로드되는 휘발성의 메모리 및 로드된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 마이크로프로세서 혹은 CPU(central processing unit)를 포함할 수 있다. 제어프로그램은, BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다.
단말기는 이더넷 네트워크 통신 연결이 가능한 장치라면 제한하지 않는다. 예를 들면, 단말기는 데스크탑 컴퓨터, TV, 노트북, 스마트폰, 휴대용 단말 등을 포함할 수 있다. 또한, 단말기와 이더넷 장애감지장치는 필요에 따라 다양한 형태로 구성되어 서로 연동할 수 있다. 또한, 단말기는 이더넷 통신으로 연결된 상태에서 언제든지 오류가 발생할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예로, 포트부는 이더넷 스위치를 포함할 수 있다. 이더넷 스위치는 RTL8367RB-VB-CG을 사용하고, RGMII(Reduced Gigabit Media Independent Interface)를 이용하여 단말기의 물리 계층(PHY) 칩과 연결된다. 제어부는 포트부로부터 송신되는 신호를 기반으로 이더넷 스위치의 고장여부를 판단한다.
본 발명의 추가적인 실시예로, 이더넷 장애감지장치(600)는 통신부를 포함할 수 있다.
통신부는 제어부(605)를 통해 오류가 발생한 것으로 판단하면 제어부에 저장된 사용자의 휴대폰 또는 컴퓨터로 오류 발생과 관련된 정보를 전송할 수 있다. 구체적으로, 통신부는 제어부(605)를 통해 이더넷 통신으로 연결된 단말기에서 오류가 발생하면, 오류가 발생한 단말기, 오류 발생 시각, 오류 발생 원인, 오류 발생에 대한 오류 발생에 따른 조치 정보를 사용자의 휴대폰으로 전송한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 장애감지장치(700)를 도시한다.
도 7를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 장애감지장치(700)는 LED부(707)와 디스플레이부(709)를 포함할 수 있다.
LED부(707)는 복수개의 포트(701)와 각각 연결된 복수개의 단말기(710)의 연결상태에 기초로 하여 ON/OFF 된다. LED부(707)는 제어부를 통해 링크 다운이 발생한 것으로 판단되면 빨간색으로 점등 또는 점멸한다. 예를 들어, 단말기(710a)에 오류가 발생하면 제어부에서 포트(701a)를 통해 감지하고 LED부(707a)에서 빨간색이 점등되도록 제어신호 보내 제어한다. 이에 따라, 사용자는 단말기의 오류 발생 여부를 확인하고, 오류 발생 시 이에 상응하는 대응책을 마련할 수 있다.
또한, LED부(707)는 제어부를 통해 단말기 오류가 발생하면 LED부(707) 제어신호를 수신하여 점멸 색을 초록색에서 빨간색으로 변경할 수 있다.
디스플레이부(709)는 제어부를 통해 오류가 감지되면 사용자에게 오류 발생 메시지를 나타낸다. 디스플레이부는 오류가 발생한 단말기, 오류가 발생한 시간, 해당 단말기의 오류 발생 이력, 특정 기간동안 발생한 오류 횟수 정보를 포함할 수 있다.
이더넷 장애감지장치는 제어부를 통해 포트부의 링크 상태를 모니터링하며 레지스터 값의 변화를 감지하고 이를 통해 오류가 발생한 단말기를 판단하여 사용자에게 제공함으로써, 사용자는 오류가 발생한 단말기만 수리하면 되기 때문에 시간 절약도 가능하고, 전문가가 아니더라도 어렵지 않게 오류 발생 여부를 판단하여 후속조치를 취하기 용이하다.
600, 700 이더넷 장애감지장치
601, 701 포트부
603, 703 저장부
605 제어부
707 LED부
610, 710 단말기

Claims (4)

  1. 이더넷 통신을 기반으로 한 복수개의 단말기 사이에 구비되는 이더넷 장애감지장치에 있어서,
    상기 복수개의 단말기와 각각 연결되어 데이터를 송수신하며, 선택적으로 연결을 차단하도록 구성되는 복수개의 포트부;
    상기 복수개의 포트부로부터 송신되는 데이터를 각각 저장하며 서로 데이터를 공유하는 복수개의 저장부; 및
    상기 복수개의 포트부로부터 송신되는 신호를 기반으로 상기 복수개의 단말기 중 레지스터의 변화를 카운트하여 변화 횟수가 지정된 최댓값을 초과하면 해당 단말기를 오류가 발생한 단말기로 판단하고,
    상기 복수개의 단말기 중 어느 하나의 단말기가 오류가 발생한 것으로 판단되면, 상기 복수개의 포트부 중 상기 오류가 발생한 단말기와 연결된 포트부로 절체신호를 전송하고, 상기 오류가 발생한 단말기를 제외한 단말기들로 백업 신호를 전송하며, 데이터가 수신되면 상기 오류가 발생한 단말기와 연결된 저장부를 제외한 다른 저장부로 저장하도록 구성되는 제어부를 포함하는 이더넷 장애감지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 포트부는 RJ45커넥터와 연결되는 것을 특징으로 하는 이더넷 장애감지장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서
    상기 이더넷 장애감지장치는;
    상기 복수개의 포트부와 연결된 복수개의 단말기의 연결 상태에 기초로 하여 on/off 되는 복수개의 LED부; 및
    상기 제어부를 통해 상기 복수개의 단말기 중 적어도 하나로부터 오류가 발생한 것으로 판단되면 오류 발생 메시지를 나타내는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 장애감지장치.
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