專利名稱：電纜診斷系統(tǒng)以及以太網(wǎng)端口配置的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)布線的系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及布線基礎(chǔ)設(shè)施的診斷。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)電纜使用的增加。最初，可使用具有"電話
等級(telephone gmde)"線纜的第3類電纜來支持10BASE-T以太網(wǎng)。這些價(jià) 廉的雙絞線電纜支持高達(dá)100米的距離。
隨著網(wǎng)絡(luò)速度的增加，第3類電纜已不能支持更高的傳輸速度。于是，便 使用第5類電纜以支持如100BASE-T的快速以太網(wǎng)。今天，隨著網(wǎng)絡(luò)電纜革 新的下一步，出現(xiàn)了用于支持吉比特以太網(wǎng)和更高速度的第6類電纜。
在傳輸速度的整個革新過程中，也促使了網(wǎng)絡(luò)電纜基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。而網(wǎng) 絡(luò)電纜基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展常常促使新的網(wǎng)絡(luò)電纜加入到現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施中。因 此，在這樣的情況下出現(xiàn)的電纜基礎(chǔ)設(shè)施類似于不同類型電纜的拼湊。只有新 的布置可能具有采用單個類型的電纜的布線基礎(chǔ)設(shè)施。
在電纜布線的發(fā)展過程中，其導(dǎo)致的最典型的結(jié)果就是其網(wǎng)絡(luò)布線基礎(chǔ)設(shè) 施包括多代的網(wǎng)絡(luò)電纜類型。舉例來說， 一個辦公室，可能有遍布整個辦公室 的混用的第3類、第5類和第6類網(wǎng)絡(luò)電纜。這是由于移除舊的網(wǎng)絡(luò)電纜需要一 定費(fèi)用，并且這些舊的網(wǎng)絡(luò)電纜依然可用于特定的應(yīng)用子集。最終，網(wǎng)絡(luò)電纜 的混用帶來重要的挑戰(zhàn)，即在特定的應(yīng)用中確保使用正確的電纜類型。一般地， 電纜類型的確定需要手動執(zhí)行電纜測試。這個過程需要消耗時間和大量金錢。 需要一種可實(shí)現(xiàn)自動檢測網(wǎng)絡(luò)電纜類型的機(jī)制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于使用PHY診斷布線基礎(chǔ)設(shè)施的系統(tǒng)和/或方法，結(jié) 合至少一幅附圖進(jìn)行了充分的展現(xiàn)和描述，并在權(quán)利要求中得到了更完整的 闡述。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種電纜診斷系統(tǒng)包括
位于PHY中的電纜檢測組件，用于測量與所述PHY相連的以太網(wǎng)電纜 的電學(xué)特性；
控制器，用于基于所述測量的電學(xué)特性確定所述以太網(wǎng)電纜的類型，所 述控制器可用于生成所述確定的以太網(wǎng)電纜類型的報(bào)告。
優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的插入損耗。 優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的串話。 優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的長度。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種以太網(wǎng)端口配置系統(tǒng)，包括
位于PHY中的電纜檢測組件，用于測量與所述PHY相連的以太網(wǎng)電纜 的電學(xué)特性；
控制器，用于基于所述測量的電學(xué)特性確定所述以太網(wǎng)電纜的類型，所 述控制器可基于所述確定的以太網(wǎng)電纜類型配置以太網(wǎng)端口的運(yùn)行。 優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的插入損耗。 優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的串話。 優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的長度。 優(yōu)選地，所述控制器確定以太網(wǎng)端口是否可用。 優(yōu)選地，所述控制器改變以太網(wǎng)端口的參數(shù)。 優(yōu)選地，所述控制器改變以太網(wǎng)端口的電路。 優(yōu)選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的長度。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種以太網(wǎng)端口的配置方法，包括 一旦初始化以太網(wǎng)端口，就基于測量的電學(xué)特性確定與所述以太網(wǎng)端口 連接的電纜的類型；以及
基于所述確定的電纜類型配置所述以太網(wǎng)端口。 優(yōu)選地，所述確定包括測量所述以太網(wǎng)電纜的插入損耗。
優(yōu)選地，所述確定包括測量所述以太網(wǎng)電纜的串話。
優(yōu)選地，所述配置包括激活所述以太網(wǎng)端口。
優(yōu)選地，所述配置包括無效所述以太網(wǎng)端口。
優(yōu)選地，所述配置包括調(diào)整所述以太網(wǎng)端口的參數(shù)。
優(yōu)選地，所述配置包括調(diào)整所述以太網(wǎng)端口的電路。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括生成所述確定的電纜類型的報(bào)告。
為了說明上述的方法和本發(fā)明獲得的其它優(yōu)點(diǎn)和特征，參照附圖中示出的 具體實(shí)施例，對在前簡要說明的本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。應(yīng)了解，這些附 圖僅僅是本發(fā)明的典型實(shí)施例，并不能看作是對其范圍的限制，通過使用以下 的附圖，將對本發(fā)明作更加具體和詳細(xì)的描述和說明
圖1是使用電纜特征信息確定電纜類型的系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖2是測量過程的流程圖3示出了可在變壓器的線路側(cè)或收發(fā)器一側(cè)縮短的電纜對； 圖4是第3類和第5類電纜的插入損耗測量的示意圖； 圖5是第3類和第5類電纜的近端串話測試的示意圖6是使用電纜類型信息的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下詳細(xì)討論了本發(fā)明的各種實(shí)施例。需要了解的是，具體實(shí)施方式
的討 論僅僅出于描述的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，可以使用其它的元件和配置。
電纜類型的確定對于針對特定應(yīng)用的電纜的使用具有顯著的影響。例如，
確定一種電纜是屬于第5類電纜，其將可用于100BASE-T快速以太網(wǎng)應(yīng)用。 分析與電纜類型相關(guān)的電纜基礎(chǔ)設(shè)施是確保電纜基礎(chǔ)設(shè)施被恰當(dāng)使用的關(guān)鍵。 因此，在自動模式下系統(tǒng)地分析電纜基礎(chǔ)設(shè)施是本發(fā)明的一個特征。
根據(jù)本發(fā)明，使用由PHY (物理層)進(jìn)行的線路特性(lime characteristics)測量來分析電纜基礎(chǔ)設(shè)施(infrastructure)。圖1示出了在網(wǎng)絡(luò)電纜中測量線路 特性的系統(tǒng)的實(shí)施例。如圖所示，測量系統(tǒng)100包括PHYs 130-1至lj 130-N, 每個PHY均可連接到以太網(wǎng)開關(guān)120。每個PHY也可于CPU100連接，為了 簡明起見，僅僅示出了從CPU 110到PHY 130-N的單個連接。
在一個實(shí)施例中，CPU IIO與以太網(wǎng)開關(guān)120禾卩PHYs 130-1到130-N集 成在單個芯片上。在另一實(shí)施例中，以太網(wǎng)開關(guān)120和PHYs 130-1至U 130-N 集成在與CPU IIO分開的單個芯片上，并可通過一系列接口與CPU 110通信。
可參考圖2示出的流程圖，對測量系統(tǒng)100在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理時的運(yùn)作 進(jìn)行描述。如圖所示，如2的流程始于步驟202，在此，PHY 130-N中的收發(fā) 器測量與PHY 130-N相連的電纜的線路特性。在一個實(shí)施例中，可在CPU 110 控制的回波抵消器模塊執(zhí)行的回波抵消會聚過程中，執(zhí)行所述測量，以確定插 入損耗、串話和電纜長度。在步驟204中，將收發(fā)器獲得的線路特性測量值發(fā) 送到CPU 110。
在步驟206中，使用線路測量數(shù)據(jù)來確定電纜類型(舉例來說，第3、 5、 6、 7類等)。在一個實(shí)施例中，除了電纜類型以外還測定電纜的長度。在各種 實(shí)施例中，可由CPU IIO或其它負(fù)責(zé)診斷或報(bào)告電纜類型的任何其它系統(tǒng)組 件執(zhí)行這些確定。在確定電纜類型(以及可能的電纜長度)以后，接著在步驟 208中系統(tǒng)可確定其對系統(tǒng)配置和/或運(yùn)行的影響。以下將對這種影響系統(tǒng)配置 和/或運(yùn)行的例子作非常詳細(xì)的介紹。
如上所述，可測量以太網(wǎng)電纜的一個或多個特性，如插入損耗、串話和長 度等，以確定電纜類型。應(yīng)注意，以太網(wǎng)電纜的插入損耗、串話和長度測量是 可用于估計(jì)電纜類型的特征的一個示例。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，可以使用其它的測量。
一般而言，不同的電纜類型在一定頻率范圍內(nèi)符合其自身定義的插入損耗 標(biāo)準(zhǔn)。在電纜上傳輸?shù)碾娦盘柣陔娎|的類型出現(xiàn)不同程度的衰減，插入損耗 是頻率和電纜長度的函數(shù)，對每種電纜類型都很好定義。為了確定電纜類型， 系統(tǒng)可發(fā)送具有預(yù)定頻率分量的一個、多個或連續(xù)脈沖到電纜中。在接收端， 系統(tǒng)可測量衰減量級(magnitude attenuation)和相位失真，接著將這些信息與電纜長度組合以確定電纜類型。
在一個實(shí)施例中，可關(guān)閉鏈接伙伴(link partner),并將電纜對從變壓器 的線路側(cè)或相反(收發(fā)器)側(cè)斷開。這種情況下，幾乎所有的附帶脈沖都可回 射到具有相同極性的發(fā)射端，并且這些脈沖將經(jīng)歷對應(yīng)于兩倍的電纜長度的插 入損耗。圖4示出了可用于測量100m的第3類電纜和第5類電纜的插入損耗。
在另一實(shí)施例中，可關(guān)閉鏈路伙伴，并將電纜對從變壓器的線路側(cè)或相反 (收發(fā)器)側(cè)縮短。如圖3所示，在此A+短于A-。這種情況下，幾乎所有的 附帶脈沖都可回射到具有相反極性的發(fā)射端，并且這些脈沖將經(jīng)歷對應(yīng)于兩倍 的電纜長度的插入損耗。
在另一實(shí)施例中，可關(guān)閉鏈接伙伴，并將兩電纜對從另一對斷開并縮短， 以構(gòu)成一個回路(舉例來說，A+縮短到B+且A-縮短到B-)。這可在變壓器的 線路側(cè)或相反(收發(fā)器)側(cè)實(shí)現(xiàn)。這種情況下，幾乎所有的附帶脈沖都可回發(fā) 到不同對的發(fā)射端，并且這些脈沖將經(jīng)歷對應(yīng)于兩倍的電纜長度的插入損耗。
在另一實(shí)施例中，可暫時性開啟鏈接伙伴以發(fā)送預(yù)定脈沖。這種情況下， 這些脈沖將經(jīng)歷對應(yīng)于電纜長度的插入損耗。
串話類似于插入損耗，不同的電纜類型在一定頻率范圍內(nèi)符合其自身定義 的串話標(biāo)準(zhǔn)。在電纜上傳輸?shù)碾娦盘柛鶕?jù)電纜的類型注入不同的噪聲到相鄰的 線對。串話是頻率和電纜長度的函數(shù)，對每種電纜類型都很好定義。為了確定 電纜類型，系統(tǒng)可發(fā)送具有預(yù)定頻率分量的一個、多個或連續(xù)脈沖到電纜中。 在接收端，系統(tǒng)可測量衰減量級和相位失真，接著將這些信息與電纜長度組合 以確定電纜類型。
已有兩種類型的串話近端串話(NEXT)和遠(yuǎn)端串話(FEXT)。對于 NEXT,噪聲注入來自一個或多個本地發(fā)射器，而對于FEXT噪聲注入來自一 個或多個遠(yuǎn)端發(fā)射器，無論是NEXT或FEXT或他們的組合都可用于確定電 纜類型。圖5示出了可用于測量第3類電纜和第5類電纜的示例。
在一個實(shí)施例中，可使用時域反射計(jì)(TDR)直接確定電纜長度。在一個 可選實(shí)施例中，可基于使用注入信號的往返路程在插入損耗的測量過程中生成 的數(shù)據(jù)，來直接確定電纜長度。在此，發(fā)送和接收上述脈沖的時間間隔與電纜
長度呈線性比例。通過將傳播速度和時間間隔相乘就可計(jì)算電纜長度，接著將 其除以2以計(jì)算往返延時。
系統(tǒng)可采用多種方式使用基于PHY測量確定的電纜類型。例如可在診斷 性能中使用電纜類型，或作為動態(tài)設(shè)置或運(yùn)行過程的一部分使用電纜類型。
本發(fā)明的原理可應(yīng)用在布線基礎(chǔ)設(shè)施的通用診斷中。例如，通常重要的是， 適合在使用前對配線柜或數(shù)據(jù)中心中的電纜進(jìn)行識別。如果需要對幾百個或者 上千個網(wǎng)絡(luò)電纜進(jìn)行識別，手動完成將是一個耗時的工作。如果不以系統(tǒng)的方 式執(zhí)行和/或記錄的話，手動識別容易出錯。
本發(fā)明的診斷工具將運(yùn)用于布線基礎(chǔ)設(shè)施，并以系統(tǒng)的方式確定電纜的類 型。例如，基于對如插入損耗和串話的測量，診斷工具可將與一個底盤相連的 電纜進(jìn)行分類。接著可提供電纜類型報(bào)告以提醒技術(shù)員該布線基礎(chǔ)設(shè)施的種 類。接著可毫不費(fèi)力地"清除"不符合某個規(guī)范的電纜。需要注意的是，這個 診斷工具也可用于識別特定電纜類型的鏈路中的任意部分。
更常用地，本發(fā)明的又一特征是，這樣一個診斷工具能作為動態(tài)配置或運(yùn) 行過程的一部分合并。圖6的流程圖中示出了這樣一個動態(tài)配置或運(yùn)行過程的 示例。
如圖所示，這個過程始于步驟602，在此以太網(wǎng)收發(fā)器測量與端口相連的 電纜的線路特性。在一個實(shí)施例中，這個線路特性可包括插入損耗、串話和長 度。在步驟604中，可基于測量的這些線路特性識別電纜類型。接著，在步驟 606確定識別的電纜類型是否符合基本規(guī)范。
例如，考慮其應(yīng)用，如由IEEE802.3an定義的IOGBASE-T。這個規(guī)范包 括使用第7類以太網(wǎng)布線所需的最低要求。在這個例子中，確定其電纜類型是 第7類或更高類型意味著與端口相連的電纜是包括在規(guī)定的電纜規(guī)范中的。接 著，在步驟612中，這個第7類或更高類的確定使得可在與這個特定端口相連 的電纜上進(jìn)行10GBASE-T通信。
一般而言，在步驟606的確定可看作是門限確定，其規(guī)定了給定的應(yīng)用是 否可以在先前未經(jīng)確認(rèn)的電纜上執(zhí)行。換句話說，不需要在將其連接到端口以 前對電纜類型進(jìn)行識別。而是在電纜連接到端口以后，將線路特性的測量用于
識別電纜的類型。接著，這個確定將用于判斷該端口是否可用。如果電纜符合 其規(guī)范，這個端口將可用。如果電纜不符合其規(guī)范，這個端口將不可用。這種 情況下，也可生成警報(bào)通知與端口相連的電纜不符合給定應(yīng)用的規(guī)范。
在一個實(shí)施例中，電纜類型的識別也可用于端口的配置或運(yùn)行。這種情況
下，確定電纜不符合基本規(guī)范將導(dǎo)致在步驟608的第二次確定，在步驟608
中，將確定一個較低的電纜類型是否可用于所述應(yīng)用。通常，在當(dāng)給定應(yīng)用的 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是基于最差假設(shè)時，這個第二確定是有用的。例如，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是基于
電纜長度的最差估計(jì)的。在此，在較短的距離上，設(shè)計(jì)用于支持100米電纜上 的通信的規(guī)范可在更短距離上以較差質(zhì)量運(yùn)作。
考慮到這種可能性，可對在步驟608的確定進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得現(xiàn)有的電纜基 礎(chǔ)設(shè)施的使用得以最佳化。即使給定電纜并不符合保守規(guī)范的情況下，本發(fā)明 的原理允許執(zhí)行附加的分析以確定在特定的應(yīng)用安置中與端口相連的給定電 纜是否可用，以代替過分依賴僅僅基于電纜類型的電纜性能特性。
應(yīng)了解，在步驟608中執(zhí)行分析的特定組件可依賴于給定的應(yīng)用。在一個 簡單的實(shí)施例中，這個分析可基于附加因素的簡單確定，如采用長度限定一個 較差品質(zhì)的線纜。在此，對于不符合第7類電纜的保守規(guī)范的電纜，在其長度 小于預(yù)定的門限值時(舉例來說，50米)，也可限制性使用。
回到圖6所示的流程圖，如果在步驟608的確定指示電纜不可用于給定的 應(yīng)用，接著將生成警報(bào)。這個警報(bào)一般設(shè)計(jì)為通知給定的端口不符合規(guī)范。在 一個實(shí)施例中，系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為依然試圖使用在那個接口上的電纜，以觀察其是 否支持給定應(yīng)用。
如果在步驟608的確定指示不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電纜依然可用于給定的應(yīng) 用，接著可在步驟610定義所述端口的適合配置。應(yīng)了解，特定端口配置可依 賴與特定的應(yīng)用。在一個例子中，端口配置可簡單地包括記錄在所述端口使用 的電纜類型。在另一個例子中，端口配置還可包括對該端口上的電路或其它參 數(shù)的調(diào)整以適應(yīng)識別出的電纜類型。在識別合適的配置后，在步驟612中，可 繼續(xù)運(yùn)行所述應(yīng)用。
如上所述，使用PHY測量獲得的各種電纜特性可用于在自動模式下系統(tǒng)地確定電纜類型。這個電纜類型信息可用于執(zhí)行電纜基礎(chǔ)設(shè)施的診斷或合并為 動態(tài)配置或運(yùn)行過程的一部分。
根據(jù)對前述的描述的回顧，本發(fā)明的各個方面對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯 而易見。雖然以上公開了本發(fā)明的多個顯著特征，在閱讀了公開的本發(fā)明之后， 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以多種方式實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行將是顯而易見的， 因此，上述描述不應(yīng)看作是對其它實(shí)施例的排除。同樣地，應(yīng)了解，在此使用 的術(shù)語和措辭是以說明為目的的，而不應(yīng)看作是對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種電纜診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括位于物理層中的電纜檢測組件，用于測量與所述物理層相連的以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性；控制器，用于基于所述測量的電學(xué)特性確定所述以太網(wǎng)電纜的類型，所述控制器用于生成所述確定的以太網(wǎng)電纜類型的報(bào)告。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜檢測組 件測量所述以太網(wǎng)電纜的插入損耗。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電纜診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜檢測組 件測量所述以太網(wǎng)電纜的串話。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電纜診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜檢測組 件測量所述以太網(wǎng)電纜的長度。
5、 一種以太網(wǎng)端口配置系統(tǒng)，其特征在于，包括位于物理層中的電纜檢測組件，用于測量與所述物理層相連的以太網(wǎng)電 纜的電學(xué)特性；控制器，用于基于所述測量的電學(xué)特性確定所述以太網(wǎng)電纜的類型，所述 控制器可基于所述確定的以太網(wǎng)電纜類型配置以太網(wǎng)端口的運(yùn)行。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的以太網(wǎng)端口配置系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的插入損耗。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的以太網(wǎng)端口配置系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜 檢測組件測量所述以太網(wǎng)電纜的串話。
8、 一種以太網(wǎng)端口配置方法，其特征在于，包括一旦初始化以太網(wǎng)端口，就基于測量的電學(xué)特性確定與所述以太網(wǎng)端口連接的電纜的類型；以及基于所述確定的電纜類型配置所述以太網(wǎng)端口。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的以太網(wǎng)端口配置方法，其特征在于，所述確定 包括測量所述以太網(wǎng)電纜的插入損耗。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的以太網(wǎng)端口配置方法，其特征在于，所述確 定包括測量所述以太網(wǎng)電纜的串話。
全文摘要
本發(fā)明涉及電纜診斷系統(tǒng)以及以太網(wǎng)端口配置的方法和系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種使用自動的系統(tǒng)化處理發(fā)現(xiàn)電纜類型的系統(tǒng)和方法。PHY可設(shè)計(jì)為測量電纜的電學(xué)特性(舉例來說，插入損耗、串話、長度等)以實(shí)現(xiàn)電纜類型的確定。確定的電纜類型可用于診斷布線基礎(chǔ)設(shè)施或動態(tài)配置或運(yùn)行過程。
文檔編號G01R31/00GK101345553SQ20071016025
公開日2009年1月14日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者明夏因·希赫, 韋爾·威廉·戴博 申請人:美國博通公司