專利名稱：電纜診斷系統以及以太網端口配置的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及網絡布線的系統和方法，更具體地說，涉及布線基礎設施的診斷。
背景技術：
計算機網絡的發展促進了網絡電纜使用的增加。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。這些價 廉的雙絞線電纜支持高達100米的距離。
隨著網絡速度的增加，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。今天，隨著網絡電纜革 新的下一步，出現了用于支持吉比特以太網和更高速度的第6類電纜。
在傳輸速度的整個革新過程中，也促使了網絡電纜基礎設施的發展。而網 絡電纜基礎設施的發展常常促使新的網絡電纜加入到現有的基礎設施中。因 此，在這樣的情況下出現的電纜基礎設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設施。
在電纜布線的發展過程中，其導致的最典型的結果就是其網絡布線基礎設 施包括多代的網絡電纜類型。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類網絡電纜。這是由于移除舊的網絡電纜需要一 定費用，并且這些舊的網絡電纜依然可用于特定的應用子集。最終，網絡電纜 的混用帶來重要的挑戰，即在特定的應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。 需要一種可實現自動檢測網絡電纜類型的機制。
發明內容
本發明提供了一種用于使用PHY診斷布線基礎設施的系統和/或方法，結 合至少一幅附圖進行了充分的展現和描述，并在權利要求中得到了更完整的 闡述。
根據本發明的一個方面， 一種電纜診斷系統包括
位于PHY中的電纜檢測組件，用于測量與所述PHY相連的以太網電纜 的電學特性；
控制器，用于基于所述測量的電學特性確定所述以太網電纜的類型，所 述控制器可用于生成所述確定的以太網電纜類型的報告。
優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的插入損耗。 優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的串話。 優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的長度。 根據本發明的一個方面， 一種以太網端口配置系統，包括
位于PHY中的電纜檢測組件，用于測量與所述PHY相連的以太網電纜 的電學特性；
控制器，用于基于所述測量的電學特性確定所述以太網電纜的類型，所 述控制器可基于所述確定的以太網電纜類型配置以太網端口的運行。 優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的插入損耗。 優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的串話。 優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的長度。 優選地，所述控制器確定以太網端口是否可用。 優選地，所述控制器改變以太網端口的參數。 優選地，所述控制器改變以太網端口的電路。 優選地，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的長度。 根據本發明的一個方面， 一種以太網端口的配置方法，包括 一旦初始化以太網端口，就基于測量的電學特性確定與所述以太網端口 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端口。 優選地，所述確定包括測量所述以太網電纜的插入損耗。
優選地，所述確定包括測量所述以太網電纜的串話。
優選地，所述配置包括激活所述以太網端口。
優選地，所述配置包括無效所述以太網端口。
優選地，所述配置包括調整所述以太網端口的參數。
優選地，所述配置包括調整所述以太網端口的電路。
優選地，所述方法進一步包括生成所述確定的電纜類型的報告。
為了說明上述的方法和本發明獲得的其它優點和特征，參照附圖中示出的 具體實施例，對在前簡要說明的本發明作進一步詳細的描述。應了解，這些附 圖僅僅是本發明的典型實施例，并不能看作是對其范圍的限制，通過使用以下 的附圖，將對本發明作更加具體和詳細的描述和說明
圖1是使用電纜特征信息確定電纜類型的系統實施例的示意圖2是測量過程的流程圖3示出了可在變壓器的線路側或收發器一側縮短的電纜對； 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。
具體實施例方式
以下詳細討論了本發明的各種實施例。需要了解的是，具體實施方式
的討 論僅僅出于描述的目的。本領域技術人員知悉，在不脫離本發明的精神和范圍 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快速以太網應用。 分析與電纜類型相關的電纜基礎設施是確保電纜基礎設施被恰當使用的關鍵。 因此，在自動模式下系統地分析電纜基礎設施是本發明的一個特征。
根據本發明，使用由PHY (物理層)進行的線路特性(lime characteristics)測量來分析電纜基礎設施(infrastructure)。圖1示出了在網絡電纜中測量線路 特性的系統的實施例。如圖所示，測量系統100包括PHYs 130-1至lj 130-N, 每個PHY均可連接到以太網開關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。
在一個實施例中，CPU IIO與以太網開關120禾卩PHYs 130-1到130-N集 成在單個芯片上。在另一實施例中，以太網開關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100在實現本發明的原理時的運作 進行描述。如圖所示，如2的流程始于步驟202，在此，PHY 130-N中的收發 器測量與PHY 130-N相連的電纜的線路特性。在一個實施例中，可在CPU 110 控制的回波抵消器模塊執行的回波抵消會聚過程中，執行所述測量，以確定插 入損耗、串話和電纜長度。在步驟204中，將收發器獲得的線路特性測量值發 送到CPU 110。
在步驟206中，使用線路測量數據來確定電纜類型(舉例來說，第3、 5、 6、 7類等)。在一個實施例中，除了電纜類型以外還測定電纜的長度。在各種 實施例中，可由CPU IIO或其它負責診斷或報告電纜類型的任何其它系統組 件執行這些確定。在確定電纜類型(以及可能的電纜長度)以后，接著在步驟 208中系統可確定其對系統配置和/或運行的影響。以下將對這種影響系統配置 和/或運行的例子作非常詳細的介紹。
如上所述，可測量以太網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。應注意，以太網電纜的插入損耗、串話和長度測量是 可用于估計電纜類型的特征的一個示例。在不脫離本發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符合其自身定義的插入損耗 標準。在電纜上傳輸的電信號基于電纜的類型出現不同程度的衰減，插入損耗 是頻率和電纜長度的函數，對每種電纜類型都很好定義。為了確定電纜類型， 系統可發送具有預定頻率分量的一個、多個或連續脈沖到電纜中。在接收端， 系統可測量衰減量級(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。
在一個實施例中，可關閉鏈接伙伴(link partner),并將電纜對從變壓器 的線路側或相反(收發器)側斷開。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射端，并且這些脈沖將經歷對應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。
在另一實施例中，可關閉鏈路伙伴，并將電纜對從變壓器的線路側或相反 (收發器)側縮短。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射端，并且這些脈沖將經歷對應于兩倍 的電纜長度的插入損耗。
在另一實施例中，可關閉鏈接伙伴，并將兩電纜對從另一對斷開并縮短， 以構成一個回路(舉例來說，A+縮短到B+且A-縮短到B-)。這可在變壓器的 線路側或相反(收發器)側實現。這種情況下，幾乎所有的附帶脈沖都可回發 到不同對的發射端，并且這些脈沖將經歷對應于兩倍的電纜長度的插入損耗。
在另一實施例中，可暫時性開啟鏈接伙伴以發送預定脈沖。這種情況下， 這些脈沖將經歷對應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符合其自身定義 的串話標準。在電纜上傳輸的電信號根據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，對每種電纜類型都很好定義。為了確定 電纜類型，系統可發送具有預定頻率分量的一個、多個或連續脈沖到電纜中。 在接收端，系統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)和遠端串話(FEXT)。對于 NEXT,噪聲注入來自一個或多個本地發射器，而對于FEXT噪聲注入來自一 個或多個遠端發射器，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。
在一個實施例中，可使用時域反射計(TDR)直接確定電纜長度。在一個 可選實施例中，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 的數據，來直接確定電纜長度。在此，發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算電纜長度，接著將 其除以2以計算往返延時。
系統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，或作為動態設置或運行過程的一部分使用電纜類型。
本發明的原理可應用在布線基礎設施的通用診斷中。例如，通常重要的是， 適合在使用前對配線柜或數據中心中的電纜進行識別。如果需要對幾百個或者 上千個網絡電纜進行識別，手動完成將是一個耗時的工作。如果不以系統的方 式執行和/或記錄的話，手動識別容易出錯。
本發明的診斷工具將運用于布線基礎設施，并以系統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 電纜進行分類。接著可提供電纜類型報告以提醒技術員該布線基礎設施的種 類。接著可毫不費力地"清除"不符合某個規范的電纜。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，本發明的又一特征是，這樣一個診斷工具能作為動態配置或運 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配置或運行過程的 示例。
如圖所示，這個過程始于步驟602，在此以太網收發器測量與端口相連的 電纜的線路特性。在一個實施例中，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范。
例如，考慮其應用，如由IEEE802.3an定義的IOGBASE-T。這個規范包 括使用第7類以太網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定的電纜規范中的。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，其規定了給定的應用是 否可以在先前未經確認的電纜上執行。換句話說，不需要在將其連接到端口以 前對電纜類型進行識別。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 其規范，這個端口將可用。如果電纜不符合其規范，這個端口將不可用。這種 情況下，也可生成警報通知與端口相連的電纜不符合給定應用的規范。
在一個實施例中，電纜類型的識別也可用于端口的配置或運行。這種情況
下，確定電纜不符合基本規范將導致在步驟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用。通常，在當給定應用的 標準規范是基于最差假設時，這個第二確定是有用的。例如，標準規范是基于
電纜長度的最差估計的。在此，在較短的距離上，設計用于支持100米電纜上 的通信的規范可在更短距離上以較差質量運作。
考慮到這種可能性，可對在步驟608的確定進行設計，使得現有的電纜基 礎設施的使用得以最佳化。即使給定電纜并不符合保守規范的情況下，本發明 的原理允許執行附加的分析以確定在特定的應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。
應了解，在步驟608中執行分析的特定組件可依賴于給定的應用。在一個 簡單的實施例中，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 較差品質的線纜。在此，對于不符合第7類電纜的保守規范的電纜，在其長度 小于預定的門限值時(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 應用，接著將生成警報。這個警報一般設計為通知給定的端口不符合規范。在 一個實施例中，系統可設計為依然試圖使用在那個接口上的電纜，以觀察其是 否支持給定應用。
如果在步驟608的確定指示不符合標準規范的電纜依然可用于給定的應 用，接著可在步驟610定義所述端口的適合配置。應了解，特定端口配置可依 賴與特定的應用。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 數的調整以適應識別出的電纜類型。在識別合適的配置后，在步驟612中，可 繼續運行所述應用。
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地確定電纜類型。這個電纜類型信息可用于執行電纜基礎設施的診斷或合并為 動態配置或運行過程的一部分。
根據對前述的描述的回顧，本發明的各個方面對本領域技術人員來說是顯 而易見。雖然以上公開了本發明的多個顯著特征，在閱讀了公開的本發明之后， 對于本領域技術人員來說，本發明可以多種方式實現或執行將是顯而易見的， 因此，上述描述不應看作是對其它實施例的排除。同樣地，應了解，在此使用 的術語和措辭是以說明為目的的，而不應看作是對本發明的限制。
權利要求
1、一種電纜診斷系統，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電纜的電學特性；控制器，用于基于所述測量的電學特性確定所述以太網電纜的類型，所述控制器用于生成所述確定的以太網電纜類型的報告。
2、 根據權利要求1所述的電纜診斷系統，其特征在于，所述電纜檢測組 件測量所述以太網電纜的插入損耗。
3、 根據權利要求l所述的電纜診斷系統，其特征在于，所述電纜檢測組 件測量所述以太網電纜的串話。
4、 根據權利要求l所述的電纜診斷系統，其特征在于，所述電纜檢測組 件測量所述以太網電纜的長度。
5、 一種以太網端口配置系統，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電 纜的電學特性；控制器，用于基于所述測量的電學特性確定所述以太網電纜的類型，所述 控制器可基于所述確定的以太網電纜類型配置以太網端口的運行。
6、 根據權利要求5所述的以太網端口配置系統，其特征在于，所述電纜檢測組件測量所述以太網電纜的插入損耗。
7、 根據權利要求5所述的以太網端口配置系統，其特征在于，所述電纜 檢測組件測量所述以太網電纜的串話。
8、 一種以太網端口配置方法，其特征在于，包括一旦初始化以太網端口，就基于測量的電學特性確定與所述以太網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端口。
9、 根據權利要求8所述的以太網端口配置方法，其特征在于，所述確定 包括測量所述以太網電纜的插入損耗。
10、 根據權利要求8所述的以太網端口配置方法，其特征在于，所述確 定包括測量所述以太網電纜的串話。
全文摘要
本發明涉及電纜診斷系統以及以太網端口配置的方法和系統，更具體地說，涉及一種使用自動的系統化處理發現電纜類型的系統和方法。PHY可設計為測量電纜的電學特性(舉例來說，插入損耗、串話、長度等)以實現電纜類型的確定。確定的電纜類型可用于診斷布線基礎設施或動態配置或運行過程。
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 優先權日2006年12月19日
發明者明夏因·希赫, 韋爾·威廉·戴博 申請人:美國博通公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
