網絡診斷方法
2023-05-20 08:29:56
專利名稱：網絡診斷方法
技術領域：
本發明是有關於一種網絡診斷方法，特別是有關於一種高速以太(Gigabit Ethernet)網絡診斷方法。
背景技術：
計算機網絡傳輸線可能因為各種原因被破壞，舉例來說，氧化、溼氣、開鑿(excavation)或其他未知的原因，而導致各種問題，例如纜線開路(cable open)、纜線短路(cable short)以及阻抗不匹配(impedance mismatch)問題。只要當纜線每端的接腳間沒有連續性時，表示存在纜線開路的問題。如果兩條或多條導線(conductors)造成電路短路時，則表示發生了纜線短路。或是當兩金屬導線是放置彼此連接時，將產生一傳輸線(纜線)的特性阻抗。一正確地連接線(terminated line)是定義為來源阻抗以及負載阻抗同時等於一傳輸線(纜線)的特性阻抗。對一個理想連接線而言，反射波是為零。因此，目的端(載入)吸收來源波的所有能量。然而，當來源阻抗或負載阻抗不同於傳輸線(纜線)的特性阻抗時，就會發生阻抗不匹配問題。
通常，導線的銜接狀態可利用時域反射儀(Time DomainReflectometry，TDR)得知，以其類似於雷達的原理，能利用傳送一個脈衝信號到導線中，接著再檢查反射脈衝信號來分析一導線(線、纜線、或光纖)。當傳送的脈衝到達纜線的末端，或纜線上有一問題時，部分或全部的脈衝能量將被反射回來源端。通過對所有反射的極性、振幅、頻率或電子信號的檢查，損害或錯誤可被精確地鎖定。因此，時域反射儀技術可以間接地或直接地鎖定及識別纜線的問題，例如纜線開路、纜線短路、或任何阻抗不匹配問題。任何發生錯誤的線將產生一個可被偵測的異常狀態，如此技術人員即可在發生異常的位置上進行實際檢查。
圖1A到圖1D顯示時域反射儀可診斷的各種纜線條件。
圖1A顯示利用時域反射儀在一纜線開路條件下的一來源波以及其對應的反射波示意圖。如圖1A所示，在一個時間周期Tr之後，一具有振幅As的來源波11是被送出，並且一具有一振幅Ar1的反射波12是被接收。因為負載阻抗視為無限大且負載反射來源波的所有能量，反射波12是與來源波11一致。因此，反射波12具有與來源波11相同的振幅以及極性。
圖1B顯示利用時域反射儀在一纜線短路條件下的一來源波以及其對應的反射波示意圖。如圖1B所示，在一個時間周期Tr之後，一具有振幅As的來源波13是被送出，並且一具有一振幅Ar2的反射波14是被接收。反射波14的振幅Ar2的大小是等於來源波13的振幅As的大小，而反射波14以及來源波13的極性則相反。
圖1C顯示利用時域反射儀在一當負載阻抗大於來源阻抗時的一來源波以及其對應的反射波示意圖。如圖1C所示，在一個時間周期Tr之後，一具有振幅As的來源波15是被送出，並且一具有一振幅Ar3的反射波16是被接收。反射波16的振幅Ar3的大小是小於來源波15的振幅As的大小，且反射波16以及來源波15的極性是相同。
圖1D顯示利用時域反射儀且當負載阻抗小於來源阻抗時的一來源波以及其對應的反射波示意圖。如圖1D所示，在一個時間周期Tr之後，一具有振幅As的來源波17是被送出，並且一具有一振幅Ar4的反射波18是被接收。反射波18的振幅Ar4的大小是小於來源波17的振幅As的大小，且反射波18以及來源波17的極性是相反。
發明內容
有鑑於此，通過時域反射儀的原理，本發明提供一種網絡診斷方法，用以診斷由一傳輸線所耦接的一來源端以及一目的端間的網絡。其中，來源端包括一傳送器(transmitter)、一接收器(receiver)、一消除器(canceller)以及一混合電路(hybrid)。此網絡診斷方法包括下列步驟。首先，當混合電路是設為一第一模式時，由傳送器傳送一第一測試信號至接收器。接著，在一第一周期中，由消除器接收到的第一測試信號中取得多個第一係數，其中第一係數的每一個具有一相對應一接收的順序的索引值。其次，將混合電路切換至一第二模式，並傳送一原始信號至目的端以產生一第二測試信號。接著，在一第二周期中，由消除器接收到的第二測試信號中取得多個第二係數，其中第二係數的每一個具有一相對應一接收的順序的索引值。因此， 當第一係數其中之一的一絕對值大致上超過一第一臨界值時，可決定出一第一索引值。依據由第二係數減掉第一係數所得到的一參考信號，可決定出一第二索引值以及一峰值的一極性。最後，依據第一索引值以及第二索引值，可決定出具有一傳輸線問題的一位置。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該消除器是用以消除回波噪聲(echo noise)。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該混合電路是用以實現雙向全多工傳輸。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該第一模式是為一短路模式(short mode)以及該第二模式是為一正常模式。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該網絡診斷方法更包括在將該混合電路切換至該第二模式之前，將所述第一係數儲存於該消除器。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該網絡診斷方法更包括在得到該第二索引值之前，將所述第二係數儲存於該消除器並凍結住(freezing)該消除器。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該網絡診斷方法更包括選擇第二索引值的次一索引值以決定出該傳輸線問題。
本發明所述的網絡診斷方法，其中該網絡診斷方法更包括由該峰值的一絕對值以及該峰值的該極性，決定出該傳輸線問題。
本發明所述的網絡診斷方法，其中當該峰值的該絕對值超過或等於一第三臨界值且該峰值的該極性是為正時，該傳輸線問題是為一電子開路(open)問題。
本發明所述的網絡診斷方法，其中當該峰值的該絕對值超過或等於一第三臨界值且該峰值的該極性是為負時，該傳輸線問題是為一電子短路問題。
本發明所述的網絡診斷方法，其中當該峰值的該絕對值是小於一第三臨界值時，該傳輸線問題是為該傳輸線的一特性阻抗以及一負載阻抗間的一阻抗不匹配問題。
如上所述，本發明的方法包括下列步驟。首先，當混合電路是設為一第一模式時，在一第一周期中，由一第一測試信號中取得欲儲存的多個第一係數。接著，在混合電路切換至一第二模式之後，在一第二周期中，由一第二測試信號中取得欲儲存的多個第二係數。其次，當第一係數其中之一的一絕對值大致上超過一第一臨界值時，可決定出一第一索引值。依據由第二係數減掉第一係數所得到的一參考信號，可決定出一第二索引值以及一峰值的一極性。最後依據第一索引值以及第二索引值，可決定出具有一纜線問題的一位置。
本發明所提供的網絡診斷方法，可用於診斷計算機網絡特別是高速乙太網絡，並決定出有纜線問題的位置。
圖1A是顯示在一纜線開路條件下的一來源波以及其對應的反射波示意圖。
圖1B是顯示在一纜線短路條件下的一來源波以及其對應的反射波示意圖。
圖1C是顯示當負載阻抗大於來源阻抗時的一來源波以及其對應的反射波示意圖。
圖1D是顯示當負載阻抗小於來源阻抗時的一來源波以及其對應的反射波示意圖。
圖2A是顯示一欲診斷的計算機網絡的示意圖。
圖2B是顯示圖2A的來源端21的詳細內容。
圖3A是顯示一依據本發明實施例的網絡診斷方法流程圖。
圖3B是顯示一依據圖3A中實施例的網絡診斷方法流程圖。
圖4A是顯示自消除器所接收到的一第一測試信號取得一第一係數方法的示意圖。
圖4B是顯示自消除器所接收到的一第二測試信號取得一第二係數方法的示意圖。
圖4C是顯示由第二係數減掉第一係數所得到的參考信號。
具體實施例方式
為使本發明的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下說明提供本發明的較佳實施例。實施例中的特定元件以及製程是用以幫助闡釋本發明的主要精神及目的，當然本發明不限於此，本發明的保護範圍當以本申請的權利要求書所界定的範圍為準。
圖2A顯示一欲診斷的計算機網絡示意圖。此計算機網絡包含由一傳輸線23耦接的一來源端21以及一目的端22。圖2B顯示圖2A的來源端21的詳細內容。來源端21包含一傳送器210、一接收器212、一消除器214以及一混合電路216。傳送器210與接收器212是耦接至可消除回波噪聲的消除器214。混合電路216是耦接至消除器214與傳輸線23，用以實現雙向全多工傳輸。
圖3A以及圖3B顯示一依據本發明實施例的網絡診斷方法流程圖，用於一傳輸線(纜線)耦接的一來源端21以及一目的端22間的網絡診斷。圖4A顯示自一消除器214所接收到的一第一測試信號取得一第一係數方法的示意圖。圖4B顯示自一消除器214所接收到的一第二測試信號取得一第二係數方法的示意圖。圖4C顯示由第二係數減掉第一係數所得到的參考信號。
如圖3A所示，首先，於步驟S30，混合電路216是設定在一第一模式。混合電路216協調送出(outbound)信號以及輸入(inbound)信號以實現雙向全多工傳輸。當混合電路216被設為第一模式時，即一短路模式，傳送器210傳送一第一測試信號到接收器212，此時混合電路216不會傳送任何第一測試信號到目的端22。於步驟S31，在一第一周期中，自消除器214所接收到的第一測試信號中取得多個第一係數EC1[in](n＝0，1，2，3…)(參見圖4A)。每一第一係數EC1[in]具有相對應接收的順序的一索引值in。接著，於步驟S32，這些第一係數將被儲存到可消除噪聲的消除器214。其次，於步驟S33，混合電路216被切換到一第二模式，即一正常模式，通過從傳送器210傳送一原始信號到目的端22以產生一第二測試信號。於步驟S34，在一第二周期中，自消除器214所接收到的第二測試信號中取得多個第二係數EC2[in](n＝0，1，2，3…)(參見圖4B)。每一第二係數EC2[in]具有相對應接收的順序的一索引值in。於步驟S35，這些第二係數將被儲存到消除器214，接著消除器214便被凍結住(frozen)。於步驟S36，當第一係數中其中一個的絕對值大致上超過一具有遞增順序的一第一臨界值時，決定出一第一索引值I1，以此類推，定義出第二索引值……至第M索引值IM及第N索引值IN。第一索引值I1表示第一測試信號的傳輸(propagation)的大致起始點。因此，通過將第二係數減掉第一係數，可得到一參考信號(參見圖4C)。請參考圖3B，於步驟S37，決定出一峰值|EC2[iN]-EC1[iN]|、一第二索引值I2(參見圖4C)、以及參考信號的一峰值的極性。當參考信號的參考係數中的其中一個的絕對值大致上超過一具有遞增順序的第二臨界值時，決定出第二索引值I2，並依據參考信號的方向以及一最大值決定出峰值的極性，其中此參考信號是將第二係數減掉第一係數而得。依據此第一索引值以及第二索引值，可得到一傳輸延遲(propagationdelay)。於步驟S38，接著通過傳輸延遲可決定出一個有一纜線問題的位置。於步驟S390，通過峰值的一絕對值及其極性，決定出纜線問題。假設於步驟S390的峰值的絕對值超過或等於一第三臨界值以及於步驟S392的峰值的極性是為正，纜線問題是為一電子開路(步驟S394)。假設於步驟S390的峰值的絕對值超過或等於一第三臨界值以及於步驟S392的峰值的極性是為負，纜線問題是為一電子短路(步驟S395)。當於步驟S390的峰值的絕對值小於一第三臨界值時，纜線問題是為一傳輸線23(纜線)的特性阻抗以及一負載阻抗間的阻抗不匹配問題。
假設於步驟S390的峰值的絕對值是小於一第三臨界值以及於步驟S393的峰值的極性是為正時，此時表示負載阻抗是大於特性阻抗(步驟S396)。假設於步驟S390的峰值的絕對值是小於一第三臨界值以及於步驟S393的峰值的極性是為負時，此時表示負載阻抗是小於特性阻抗(步驟S397)。
如前述，此方法包括下列步驟。首先，當一混合電路是設為一第一模式時，在一第一周期中自一欲儲存的第一測試信號中取得多個第一係數。接著，在混合電路是切換到一第二模式後，在一第二周期中自一欲儲存的第二信號中取得多個第二係數。然後，當第一係數的其中之一的絕對值大致上超過一第一臨界值時，決定出一第一索引值。依據一由第二係數減掉第一係數所得到的參考信號，決定出一第二索引值以及一峰值的極性。最後，再依據此第一索引值以及第二索引值，決定出有一纜線問題的一位置。
以上所述僅為本發明較佳實施例，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發明的保護範圍當以本申請的權利要求書所界定的範圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下11、13、15、17來源波12、14、16、18反射波Tr時間周期As、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4振幅21來源端22目的端23傳輸線210傳送器212接收器214消除器216混合電路S30-S38、S390、S392-S397步驟EC1[in]、EC2[in]係數in索引值
權利要求
1.一種網絡診斷方法，用以診斷由一傳輸線所耦接的一來源端以及一目的端間的網絡，其中該來源端包括一傳送器、一接收器、一消除器以及一混合電路，其特徵在於，該網絡診斷方法包括下列步驟當該混合電路是設為一第一模式時，由該傳送器傳送一第一測試信號至該接收器；在一第一周期中，由該消除器接收到的該第一測試信號中取得多個第一係數，其中所述第一係數的每一係數具有一相對應一接收順序的索引值；將混合電路切換至一第二模式，並傳送一原始信號至該目的端以產生一第二測試信號；在一第二周期中，由該消除器接收到的該第二測試信號中取得多個第二係數，其中所述第二係數的每一係數具有一相對應一接收順序的索引值；當所述第一係數中的一係數的一絕對值超過一第一臨界值時，決定出一第一索引值；依據由所述第二係數減掉所述第一係數所得到的一參考信號，得到一第二索引值以及一峰值的一極性；以及依據該第一索引值以及該第二索引值，決定出具有一傳輸線問題的一位置。
2.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該消除器是用以消除回波噪聲。
3.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該混合電路是用以實現雙向全多工傳輸。
4.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該第一模式是為一短路模式以及該第二模式是為一正常模式。
5.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該網絡診斷方法更包括在將該混合電路切換至該第二模式之前，將所述第一係數儲存於該消除器。
6.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該網絡診斷方法更包括在得到該第二索引值之前，將所述第二係數儲存於該消除器並凍結住該消除器。
7.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該網絡診斷方法更包括選擇第二索引值的次一索引值以決定出該傳輸線問題。
8.根據權利要求1所述的網絡診斷方法，其中，該網絡診斷方法更包括由該峰值的一絕對值以及該峰值的該極性，決定出該傳輸線問題。
9.根據權利要求8所述的網絡診斷方法，其中，當該峰值的該絕對值超過或等於一第三臨界值且該峰值的該極性是為正時，該傳輸線問題是為一電子開路問題。
10.根據權利要求8所述的網絡診斷方法，其中，當該峰值的該絕對值超過或等於一第三臨界值且該峰值的該極性是為負時，該傳輸線問題是為一電子短路問題。
11.根據權利要求8所述的網絡診斷方法，其中，當該峰值的該絕對值是小於一第三臨界值時，該傳輸線問題是為該傳輸線的一特性阻抗以及一負載阻抗間的一阻抗不匹配問題。
全文摘要
本發明提供一種網絡診斷方法。此方法包括下列步驟。首先，當混合電路是設為一第一模式時，在一第一周期中，由一第一測試信號中取得欲儲存的多個第一係數。接著，在此混合電路切換至一第二模式之後，在一第二周期中，由一第二測試信號中取得欲儲存的多個第二係數。然後，當所述第一係數其中之一的一絕對值大致上超過一第一臨界值時，決定出一第一索引值。其次，依據由所述第二係數減掉所述第一係數所得到的一參考信號，得到一第二索引值以及一峰值的一極性。最後，依據此第一索引值以及此第二索引值，決定出具有一纜線問題的一位置。本發明所提供的網絡診斷方法，可用於診斷計算機網絡特別是高速乙太網絡，並決定出有纜線問題的位置。
文檔編號H04B3/20GK1960298SQ20061016729
公開日2007年5月9日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年8月11日
發明者賴義華, 陳添輝 申請人:威盛電子股份有限公司