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Die
vorliegende Erfindung betrifft das dynamische Hinzufügen eines
Festplattenarrayträgers
zu einem bereits in Betrieb befindlichen Festplattenlaufwerk-Array
und die Kommunikation mit dem neuen Festplattenarrayträger über einen
Kommunikationspfad, bevor die Festplattenlaufwerke auf einem Hochgeschwindigkeitspfad
mit dem Festplattenlaufwerk-Controller
verbunden werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Festplattenarrays
(Disk Arrays), d. h. Gruppen kleiner unabhängiger, zum Speichern großer Datenmengen
verwendeter Plattenlaufwerkmodule, umfassende Subsysteme wurden
entwickelt und es hat sich gezeigt, dass sie gegenüber einem
einzigen großen
Plattenlaufwerk viele Vorteile aufweisen. Beispielsweise nehmen
die einzelnen Module eines Festplattenarrays meist sehr wenig Platz
ein und verbrauchen im typischen Fall weniger Energie und kosten
weniger als ein einzelnes großes
Festplattenlaufwerk, bieten aber, wenn sie in einem Verbund zusammengelegt
sind, die gleiche Datenspeicherkapazität wie ein einzelnes großes Festplattenlaufwerk.
Außerdem
rufen die kleinen Festplatten eines Arrays Daten schneller ab als
ein einzelnes großes
Festplattenlaufwerk, weil der Steller bei einem kleinen Festplattenlaufwerk
eine kleinere Entferung zurückzulegen
hat und auf den einzelnen Festplatten jeweils weniger Daten zu durchsuchen
sind. Der größte Vorteil
für kleine
Festplattenlaufwerke ist aber die Verstärkung, die sie der Ein-/Ausgabeleistung
verleihen, wenn sie als ein Festplattenarray-Subsystem konfiguriert
sind.
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Ein
Festplattenarray ist im typischen Fall in einem Träger, der
ein Gehäuse
sein kann, zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Festplattenlaufwerken untergebracht.
Wenn zusätzlicher
Speicherplatz benötigt
wird, ist es wünschenswert,
einen zusätzlichen Festplattenarrayträger zu dem
bestehenden System hinzufügen
zu können.
Ferner ist es erwünscht,
dass man den neuen Festplattenarrayträger zu dem bestehenden System
hinzufügen
kann, ohne das bestehende System abschalten zu müssen. Mit anderen Worten heißt das,
dass erwünscht
ist, ein dynamisch aufrüstbares
Festplattenarraysystem bereitzustellen.
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Für ein System
mit einem Festplatten-Controller, der über eine Schleife mit einer
Mehrzahl von Festplatten kommuniziert, ist es nicht erwünscht, dass
dieser Bus einfach durch Hinzufügen
von mehr Festplattenlaufwerken erweitert wird. Es kann eine Fehlfunktion
in einem der neuen Festplattenlaufwerke geben. Ferner kann es ein
Problem mit der neuen Verbindung zur bestehenden Schleife geben.
Der Funktionszustand der neuen Ausrüstung kann zwar vom Festplatten-Controller
geprüft
werden, nachdem sie an die Schleife angeschlossen worden ist, wenn es
aber eine Fehlfunktion gibt, wird die gesamte Schleife (und alle
Festplatten) beeinträchtigt
und kann funktionsunfähig
oder unzugänglich
werden. Es ist daher erwünscht,
dass die Intaktheit der neuen Festplattenlaufwerke und des Busses
bestimmt werden kann, bevor die Herstellung der Schnittstelle mit dem
bestehenden System erlaubt wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung wird von den angehängten
unabhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Diplexen
wird verwendet, um den Pfad für den
seriellen Kommunikationsbus zum Umgebungsmonitor und die Signale
für die
Festplattenlaufwerkschleife über
die gleichen Drähte
eines einzelnen Kabels, das die Festplattenarrayträger miteinander
verbindet, bereitzustellen. Vorzugsweise werden Niederfrequenzsignale
für die
Kommunikation mit dem Umgebungsmonitor verwendet und Hochfrequenzsignale
werden für die
Kommunikation der Festplattenlaufwerkschleife, einschließlich Ein-/Ausgabeoperationen,
verwendet. Die Niederfrequenzsignale können ähnlich denen des seriellen
Datenprotokolls RS-232 sein und die Hochfrequenzsignale können das
Fibre Channel Arbitrated Loop-Signalprotokoll anwenden. Die Fibre-Channel-(Faserkanal)-8B/10B-Signalcodierung
garantiert vorteilhaft häufige Übergänge auf dem
Fibre-Channel-Signal
(Faserkanalsignal), sodass das Signal immer von den Niederfrequenzsignalen
unterschieden werden kann. Die Fibre-Channel-Codierung hält den Frequenzgehalt
des Fibre-Channel-Signals
auf 100 MHz und darüber
isoliert, indem es einen Übergang
wenigstens alle 5 Bit garantiert. WO 95 27353 legt ein Verfahren
für die Hochfrequenzkommunikation
offen, das eine gegentaktgekoppelte verdrillte Zweidrahtleitung
(Twisted Pair) verwendet.
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Ein
Diplexer ist zum Kombinieren der Hochfrequenzdatensignale vom Festplattenlaufwerk-Controller
und der Niederfrequenzdatensignale vom seriellen Kommunikationsbus
des Umgebungsmonitors, die vom Träger auszusenden sind, mit dem
seriellen Kommunikationsbus des Umgebungsmonitors und den separaten
Ausgängen
des seriellen Festplattenlaufwerkbusses des Nebenschlusses verbunden. Der
Diplexer hat auch eine Konfiguration zum Trennen der Hochfrequenzdatensignale
des seriellen Festplattenlaufwerk-Busses von den SC8-Niederfrequenzdatensignalen
des Umgebungsmonitors, die vom neuen Festplattenarrayträger eingehen.
Durch Bereitstellen eines einzelnen Verbinders und Diplex- und Nebenschlusssteuerung
für die
Nieder- und die Hochfrequenzkommunikationssignale kann die Intaktheit
des neuen Trägers über den
Niederfrequenz-Umgebungsmonitorkommunikationsweg
bestimmt werden, ohne dass der Hochfrequenzpfad elektrisch angeschlossen
wird und ohne eine mögliche
Störung
des Betriebs in dem bestehenden Festplattenarraysystem. Erst nachdem
die Unversehrtheit der Verbindung und die Operabilität des neuen Festplattenarraygehäuses bestimmt
worden ist, wird der Nebenschluss des/der bestehenden Trägers) in den
Zustand umgeschaltet, der die Verbindung oder den Hochfrequenzdatenpfad
mit den Festplattenlaufwerken des neuen Festplattenarrayträgers erlaubt.
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Bei
besonderer Bezugnahme auf das Multiplexen der zwei Signale ist zu
beachten, dass eine gemeinsame Fibre-Channel(FC)-Datenkommunikationsverbindung
verwendet werden kann. Das erste zu diplexierende Signal ist ein
asynchrones oder synchrones serielles Niederfrequenzsignal des RS-232 Typs
und das zweite Signal ist das standardmäßige Hochfrequenz-Fibre-Channel-Signal. Die
Begriffe „Niederfrequenz" und „Hochfrequenz" werden hierin als
relativ zueinander verwendet. Wie hierin verwendet, ist ein Niederfrequenzsignal
ein Signal, das durch Filtern von dem Hochfrequenzsignal getrennt werden
kann, und umgekehrt. Das Niederfrequenzsignal, das in bevorzugten
Ausgestaltungen zum Kommunizieren zwischen Umgebungsmonitor-UARTS verwendet
wird, ist im Vergleich zum Fibre-Channel-Signal äußerst langsam. Dieses Signal,
das vorzugsweise mit 9600 Baud übertragen
wird, hat eine maximale Grundfrequenz von 4,8 kHz und eine minimale
Gleichstromfrequenz. Die Rechteckwelligkeit dieses Signals hat normalerweise
Oberwellen höherer
Größenordnung,
die sich bis auf sehr hohe Frequenzen erstrecken. Folglich können diese
Oberwellen durch Tiefpassfiltern begrenzt werden, ohne den Informationsgehalt
des Signals zu beeinträchtigen, mit
dem vorgesehenen Ergebnis der Isolierung des Signals vom RS-232-Typ auf ein Niederfrequenzband
von DC bis etwa 100 kHz. Das Hochfrequenz-FC-Signal ist durch die
oben erwähnte 8B/10B-Codierung auf 100
MHz und darüber
hinaus begrenzt.
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In
einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden das Hochfrequenz-Fibre-Channel- und
das Niederfrequenz-RS-232-Signal
zu einem zusammengesetzten Signal frequenzmultiplexiert, das über ein
einzelnes Kabel gesendet wird. Das Kabel ist vorzugsweise eine Twinax-Fibre
Channel Arbitrated Loop-Standardkonfiguration mit zwei Leiterpaaren
(einem Paar für
jede Richtung), die in einer gemeinsamen Abschirmung enthalten sind.
Die Isolierung zwischen den zwei Leiterpaaren wird dadurch aufrecht
erhalten, dass die zwei Paare im Kabel orthogonal zueinander gelegt
sind. Jedes Paar enthält ein
FC-Signal in Gegentaktmodus und ein RS-232-Signal in Gleichtaktmodus.
In jedem Leiterpaar leitet ein Draht eine Summe des Hochfrequenz-FC-Signals
und des Niederfrequenz-RS-232-Signals
und der andere Draht leitet die Differenz, die erhalten wird, wenn
das Hochfrequenz-FC-Signal vom Niederfrequenz-RS-232-Signal subtrahiert
wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche
Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen besser verständlich.
Dabei zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm eines Verbunds dynamisch aufrüstbarer Festplattenarrayträger der vorliegenden
Erfindung,
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2 ein
Flussdiagramm eines Aufrüstalgorithmus
zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung,
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3 ein
Blockdiagramm eines Systems miteinander verbundener Festplattenarrayträger,
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4 ein
Blockdiagramm eines Umgebungsmonitors zur Verwendung in dem Festplattenarrayträger von 1,
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5 eine
grafische Darstellung, die den Diplexfilter-Frequenzgang zeigt,
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6 eine
Figur, die die zusammengesetzten Fibre-Channel- und RS-232-Signale zeigt,
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7 einen
Schaltplan für
den Gegentaktkopplungsschaltkreis,
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8 einen
Schaltplan, der den Gleichtaktkopplungsschaltkreis zeigt,
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9 ein
Funktionsdiagramm, das eine Ausgestaltung der Erfindung zeigt, die
Twinax- oder Twisted-Pair-Kabel und Gleichtaktkopplung verwendet,
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10 zeigt
eine Implementierung des Schaltplans von 9, die mit
Transformatoren implementiert ist,
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11 ein
Schaltschema der Niederfrequenzsignal-Ein- und -Ausgabeteile eines Diplexers zur
Verwendung im Festplattenarrayträger
von 1,
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12 ein
Schaltschema des Hochfrequenzsignal-Eingabeteils eines Diplexers zur Verwendung
im Festplattenarrayträger
von 1,
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13 ein
Schaltschema des Hochfrequenzsignal-Ausgabeteils, eines Nebenschlusses und
eines Erweiterungsverbinders zur Verwendung im Festplattenarrayträger von 1.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen
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Im
Folgenden wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei in 1 ein
Festplattenarrayträger 10 in
Blockdiagrammform gezeigt wird. Der Festplattenarrayträger stellt
eine Reihe von Öffnungen
bereit, in die Festplattenlaufwerke 12 eingesetzt werden
können.
Der Träger 10 von 1 kann
abbildungsgemäß eine festgelegte
Zahl von Festplattenlaufwerken 12, beispielsweise zehn,
aufnehmen. Der mechanische Träger
kann ein offenes oder geschlossenes Behältnis oder Gehäuse sein.
In dem Träger befinden
sich konventionelle Zusatzgeräte 14,
wie Kühlgebläse, Stromversorgungen
und eine Anzeigekarte. Die Anzeigekarte steuert eine Anzeige außen am Gehäuse, die
zum Darstellen gewisser Statusbedingungen verwendet werden kann.
Statusbedingungen werden vom Umgebungsmonitor bestimmt.
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Die
Festplattenlaufwerke sind untereinander durch einen seriellen Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationspfad
verbunden. Gemäß der derzeit bevorzugten
Ausgestaltung ist der Kommunikationspfad eine Schleife mit einem
ersten seriellen Bus 22, der Daten in eine Richtung leitet,
und einem zweiten seriellen Bus 24, der Daten in eine zweite,
entgegengesetzte Richtung leitet. Die bevorzugte Datenschleife ist
eine Fibre-Channel-Schleife
(Faserkanal-Schleife) des FC-Arbitrated Loop-Verbindungsstandards. Eine Reihe von
Port-Umgehungsschaltkreisen 26 sind
längs der
Schleife eingesetzt, um die Verbindung mit den Festplattenlaufwerken 12 herzustellen.
Jeder Port-Umgehungsschaltkreis 26 wird von einem Umgebungsmonitor 30 gesteuert.
Die Steuerleitung zwischen dem Umgebungsmonitor 30 und
dem Port-Umgehungsschaltkreis 26 besteht zwar,
wird in 1 aber nicht dargestellt. Wenn
der Port-Umgehungsschaltkreis in seinem umgangenen Zustand ist,
ist das ihm zugeordnete Festplattenlaufwerk aus der Schleife heraus
in Nebenschluss gelegt. Der Umgebungsmonitor 30 schaltet
den Port-Umgehungsschaltkreis 26 in
einen nichtumgangenen Zustand, sodass Signale auf dem seriellen Bus
zu und von dem zugeordneten Festplattenlaufwerk geleitet werden.
Zum Bereitstellen eines Hochverfügbarkeitsystems
kann der Festplattenarrayträger
der zurzeit bevorzugten Ausgestaltung zwei redundant wirkende Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationsschleifen
und Umgebungsmonitore aufweisen. Jede Schleife ist letztendlich
mit einem Festplatten-Controller 16 verbunden.
Die zwei Festplattensteuerungsprozessoren 16, einer für jede Schleife,
dienen ferner zum Bereitstellen der Hochverfügbarkeit des Datenspeichersystems.
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Es
ist erwünscht,
dass die Festplattenarrayträger
dynamisches Aufrüsten
zulassen. Diesbezüglich
ist an der Fibre-Channel-Schleife entlang ein Nebenschluss 40 bereitgestellt.
In der derzeit bevorzugten Ausgestaltung kann der Nebenschluss 40 ein Port-Umgehungsschaltkreis
sein. Der erste, Daten in einer ersten Richtung liefernde serielle
Bus 22 ist mit dem Nebenschluss verbunden und der zweite,
Daten in der entgegengesetzten Richtung liefernde serielle Bus 24 ist
ebenfalls mit dem Nebenschluss verbunden. Wenn der Nebenschluss
in seinem normalen umgangenen Zustand ist, endet die Fibre-Channel-Schleife
am Nebenschluss und Daten werden direkt vom ersten seriellen Bus 22 durch
den Nebenschluss zum zweiten seriellen Bus 24 geleitet.
Wenn der Nebenschluss in einen nichtumgangenen Zustand geschaltet
ist, kann der erste Bus 22 zu einem Erweiterungsanschluss 52 leiten
und der zweite Bus ist mit einem ankommenden Signal vom Erweiterungsanschluss
verbunden. Die Fibre-Channel-Schleife wird dadurch in den nächsten Träger ausgedehnt.
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Der
Nebenschluss wird von dem Umgebungsmonitor 30 gesteuert.
Der Umgebungsmonitor 30 ist mit einem seriellen Kommunikationspfad 30 versehen,
der zu einem benachbarten Festplattenarrayträger führen kann. Der Umgebungsmonitor
liefert Zustandssignale und andere Umgebungsinformationen. Der Monitor
kann jede beliebige Einheit sein, die die Zustandssignale auf den
seriellen Kommunikationspfad 42 sequentialisiert. Die Umgebungsmonitore der
derzeit bevorzugten Ausgestaltung sind mit zwei universalen asynchronen
Sender/Empfänger-Bausteinen
(UART) 44 für
die Kommunikation mit einem Träger
versehen, die mit beiden Enden des den Monitor enthaltenden Trägers verbunden
sind. Der Kommunikationspfad 42 kann zwar zum Anschließen an einen
angrenzenden, von der Fibre-Channel-Schleife separaten Festplattenarrayträger bereitgestellt
sein, gemäß der derzeit
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Kommunikationspfad 42 aber
als ein Pfad für
Niederfrequenzsignale vorgesehen, die mit den hochfrequenten Fibre-Channel-Signalen
zur Übertragung über ein
einzelnes Kabel 18 diplexiert werden. Vorzugsweise wird
ein Twinax-Kabel 18 verwendet. Dies ist ein Standardkabel
für Fibre
Channel. Die vorliegende Erfindung fügt vorteilhaft ein Niederfrequenzsignal
zu den normalerweise von dem Kabel getragenen Hochfrequenz-Fibre-Channel-Signalen hinzu.
Ein Twinax-Kabel 18 hat vier Drahtleiter, die jeweils in
zwei Paare aufgeteilt sind. Jedes Paar überträgt Signale in einer einzigen
Richtung, sodass ein Paar für
die abgehenden Signale und das andere Drähtepaar im Twinax-Kabel 18 für die Rücksignale verwendet
wird.
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Ein
Diplexer 50 ist vorzugsweise zum Senden und Empfangen der
Niederfrequenzsignale vom Umgebungsmonitor 30 und auch
zum Senden und Empfangen der Hochfrequenzsignale vom Nebenschluss 40 angeschlossen.
Das andere Ende des Diplexers ist mit einem Kabelverbinder 52 verbunden. Ungeachtet
des Zustands des Nebenschlusses ist die Kommunikation zwischen den
Festplattenarrayträger-Umgebungsmonitoren über das
einzelne Twinax-Kabel 18 möglich. Der Festplattenarrayträger hat einen
Diplexer an beiden Enden der seriellen Hochfrequenzlaufwerk-Busse, ausgenommen
den ersten Träger 110,
der den Festplatten-Controller 16 enthält, bei
dem nur ein Diplexer benötigt
wird. Die Kommunikation kann so mit dem vorhergehenden und dem anschließenden Festplattenarrayträger aufrecht
erhalten werden. Der Umgebungsmonitor kommuniziert mit Niederfrequenzsignalen,
die durch Filtern im Diplexer von den Hochfrequenz-Fibre-Channel-Signalen
getrennt werden können.
Die Signale von den diplexierten Kabeln können geteilt werden, wobei eine
Kopie der Signale hochpassgefiltert wird, während die andere Kopie der
Signale tiefpassgefiltert wird, um jedes der zwei separaten Signale
herauszufiltern. Ein bevorzugtes Diplexverfahren wird hierin aber
im Folgenden noch beschrieben.
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Ein
Datenspeichersystem wird durch Bereitstellen von einem oder mehreren
Festplattensteuerprozessoren 16 konfiguriert, die jeweils
mit einer der Fibre-Channel-Schleifen
in Kommunikation stehen und mit den Umgebungsmonitoren in Niederfrequenzkommunikation
sind. Festplattenarrayträger sind
in einer kontinuierlichen Kette mit den Prozessoren verbunden. Die
Anordnung des Hochfrequenzkommunikationspfads mit zwei seriellen
Bussen durch jeden Festplattenarrayträger, die die Kommunikation
in jeder Richtung bereitstellen, erlaubt eine Hochfrequenzschleife.
Der Nebenschluss in jedem Festplattenarrayträger ist in der nichtumgangenen Position,
außer
dem letzten aktiven Festplattenarrayträger in der Kette, der im normalen
Umgehungszustand bleibt und die Schleife schließt. Die Festplattensteuerprozessoren 16 können zusammen
mit einem Festplattenarray in einem ersten Träger 110 bereitgestellt
sein. Dieser erste Träger 110 in
der Kette braucht nur einen einzigen Diplexer, weil es keine Verbindung
zu einem vorhergehenden Träger
gibt.
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Im
Folgenden wird nun das dynamische Aufrüsten eines Datenspeichersystems
der Erfindung beschrieben. Eine bestehende Kette von Festplattenspeicherträgern ist
bereitgestellt. Das System kann einen einzelnen Träger haben,
der ein Festplattenarray mit dem Festplattencontroller einschließt. Alternativ
kann das System zusätzliche
Festplattenarrayträger
haben, die in einer Kette mit dem Controllerträger verbunden sind. Das System
wird durch Verbinden eines zusätzlichen
Festplattenarrayträgers
mit dem letzten Festplattenarrayträger in der bestehenden Kette
aufgerüstet.
Ein Kommunikationskabel 18 wird vom neuen Festplattenarrayträger zum
Erweiterungsverbinder 52 am Träger des letzten Festplattenarrayträgers in
der bestehenden Kette angeschlossen. Dieser letzte Festplattenarrayträger in der Kette
hat einen Nebenschluss 40, der im normal umgangenen Zustand
ist, der seinen ersten seriellen Bus 22 mit dem zweiten
seriellen Bus 24 verbindet und die Fibre-Channel-Schleife schließt. Wenn
das Kabel 18 in den Verbinder gesteckt wird, bleibt der Nebenschluss
im umgangenen Zustand. Der neue Festplattenarrayträger steht
jetzt über
die Niederfrequenzsignale, die über
den seriellen Niederfrequenzkommunikationspfad geleitet werden,
mit dem Umgebungsmonitor 30 in Verbindung. Nach dem Herstellen
der Verbindung kann der Umgebungsmonitor 30 im bestehenden
System mit dem Umgebungsmonitor 30 im neuen Festplattenarrayträger kommunizieren.
Wenn bestimmt wird, dass der neue Festplattenarrayträger richtig
angeschlossen ist und ordnungsgemäß funktioniert, wird der Nebenschluss 40 in
den nichtumgangenen Zustand geschaltet, was die Hochfrequenzkommunikationsschleife
auf den neuen Träger
ausdehnt.
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Im
Folgenden wird nun ein Flussdiagramm der Kommunikation beschrieben,
die längs
dem seriellen Niederfrequenzumgebungsmonitor-Kommunikationspfad
durchgeführt
wird, wobei jetzt auf 2 Bezug genommen wird. Gemäß der derzeit
bevorzugten Ausgestaltung beinhalten die vom seriellen Protokoll
entlang dem Kommunikationspfad unterstützten Befehle einen Abfrage-,
Lese- und Schreibbefehl. Diese Befehle werden vom Festplattencontroller 16 ausgegeben.
Dieser Abfragebefehl liefert die Adresse jedes Trägers und
eine Anzeige dessen, ob sich der Zustand dieses Gehäuses seit
Ausgabe der letzten Abfrage geändert
hat. Die Adresse eines Trägers
ist dem Umgebungsmonitor 30 bekannt. Zurzeit wird bevorzugt,
dass die Adresse mit manuellen Schaltern an der Außenseite
des Trägers
gesetzt wird. Auf diese Weise kann dem Träger eine charakteristische
Adresse gegeben werden, die sich von der jedes der anderen Träger, die
bereits an das bestehende System angeschlossen worden sind, unterscheidet.
Der Benutzer addressiert die Träger
vorzugsweise in numerischer Reihenfolge, z. B. 1, 2, 3, 4 ... Ein
Lesebefehl wird an eine spezifische Trägeradresse gerichtet und liefert
einen ausführlichen
Umgebungsstatus über
den Träger,
einschließlich
seines Stromversorgungs-, Kühlungs-
und Festplattenlaufwerkstatus. Ein Lesebefehl wird vom Festplattencontroller
zum Steuern des Betriebs des Trägers
verwendet. Dieser Befehl erlaubt dem Festplattencontroller das Ein-
oder Ausschalten jedes beliebigen Port-Umgehungsschalters und des
Nebenschlusses 40 jedes beliebigen Trägers.
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Bei
noch im Umgehungszustand befindlichen Nebenschluss des vorletzten
Trägers
kann der Festplattencontroller den neu hinzugefügten letzten Träger über den
diplexierten seriellen Kommunikationspfad 42 ohne Unterbrechung
der laufenden Aktivitäten
in der Fibre-Channel-Schleife überwachen und
steuern. Dadurch kann der Festplattencontroller die Konfiguration
und den Umgebungsstatus des neuen Trägers überprüfen, bevor die neuen Laufwerke
auf die Fibre-Channel-Schleife
eingeschaltet werden. Wie in 2 dargelegt
wird, führt
der Festplattencontroller über
den seriellen Niederfrequenzkommunikationspfad 42 eine
periodische Abfragung 60 aller Umgebungsmonitore im System
aus. Der Abfragebefehl geht vom Festplattencontroller aus und wird von
allen Umgebungsmonitoren empfangen, die mit dem seriellen Niederfrequenzkommunikationspfad verbunden
sind. Jeder Umgebungsmonitor 30 auf dem Pfad sendet seine
Adresse und eine Anzeige dessen zurück, ob es seit der letzten
Abfrage eine Zustandsänderung
gegeben hat. Wenn während
dieses periodischen Abfragungsprozesses ein neuer Träger festgestellt
wird, wird ein Algorithmus für
dynamisches Aufrüsten
eingeleitet. Eine Verzögerung 64 wird
aufgezwungen, damit sich die Konfiguration des Systems beim Hochfahren
des neuen Trägers einpendeln
kann.
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Nach
Abschluss der Verzögerung
liest der Festplattencontroller den Status 68 von jedem
Umgebungsmonitor 30 längs
dem seriellen Niederfrequenzkommunikationspfad 42. Der
Lesebefehl erbringt von jedem Umgebungsmonitor Informationen über die
Verkabelung und Adresse des Trägers 70. Diese
werden dazu verwendet zu überprüfen, dass die
Verkabelung richtig konfiguriert ist. Die Adresse wird geprüft, um sicherzustellen,
dass sie im Bereich der rechtmäßig zuweisbaren
Adressen liegt. Der Lesevorgang liefert auch Informationen darüber, ob
der aktuelle Träger
betriebsfähig
ist 72, d. h. mit Strom versorgt wird und richtig funktioniert.
Wenn bezüglich einem
der Umgebungsmonitore ein Problem festgestellt wird, wird die Fibre-Channel-Schleife
an dem vorhergehenden Träger
beendet 74, 78, sodass nur betriebsfähige Träger in der
Fibre-Channel-Schleife erlaubt sind. Wenn der Träger richtig angeschlossen und
betriebsfähig ist,
wird die Bearbeitung fortgesetzt 76, bis der neue Träger gefunden
wird 66. Wenn das neue Gehäuse ordnungsgemäß angeschlossen
und betriebsfähig
ist, dann wird es als das letzte Gehäuse im System eingestellt 76.
Der Nebenschluss 40 des vorhergehenden Trägers wird
in einen geschalteten Zustand geschaltet 80, um die Fibre-Channel-Kommunikation
mit den Festplatten des neuen Trägers zuzulassen.
Die Fibre-Channel-Schleife
kann dann angewiesen werden, entweder automatisch, wenn sie so eingestellt
ist, oder auf eine manuelle Anzeige hin einen Findungsprozess durchzuführen, um
den Betrieb in der Fibre-Channel-Schleife zum Aufnehmen der neuen
Festplatten neu zu initialisieren. Dieser Findungsprozess in der
Fibre-Channel-Schleife stört jede
Fibre-Channel-Aktivität
und seine Durchführung
kann mehrere Sekunden lang dauern. Es wird daher bevorzugt, dass
das System dem Systemverwalter die Wahlmöglichkeit gibt, den Findungsprozess
automatisch aufzurufen oder einen manuellen Prozess auszuwählen, der
durch eine Anweisung vom Hostsystem eingeleitet wird. Der Findungsprozess
macht die Festplattenlaufwerke dem Fibre-Channel-Treiber des Festplattencontrollers
bekannt und erlaubt die Kommunikation der Protokolltreiber der oberen
Schicht (SCSI) mit den Festplatten.
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Vorteilhafterweise
beginnt die Kommunikation mit den neuen Festplattenarrayträger längs dem Hochfrequenz-Fibre-Channel erst dann,
wenn der Festplattencontroller die Gelegenheit hatte, durch den
Niederfrequenzkommunikationspfad mit den neuen Festplattenarrayträger zu kommunizieren.
In einem redundanten System wie dem in 3 gezeigten
läuft dieser
Prozess separat und unabhängig durch
jedes der zwei Kabel. Ein neuer Festplattenarrayträger in der
Ausgestaltung des redundanten Systems wird somit durch Anschließen der
zwei Kabel an die bestehende Kette, eines für jede Schleife, hinzugefügt. Die
Verbindung jedes Kabels funktioniert separat, um die Kommunikation über die
jeweilige Fibre-Channel-Schleife zu ermöglichen. 3 illustriert eine Festplattenarrayträgerkette.
Am unteren Ende der Kette enthält
der Träger 110 ein
paar Festplattencontroller sowie ein Festplattenarray. Jeder Festplattencontroller
steht mit einer der Fibre-Channel-Schleifen in Verbindung. Der Träger mit
dem Festplattencontroller wird zum Verbinden mit einem oder mehreren
Host-Bus-Adaptern 112 verwendet. Ein Host-Bus-Adapter verbindet
einen Hostcomputer mit dem von den Festplattenarrays bereitgestellten Speicher.
Jeder der Festplattenarrayträger 10 in
der Kette ist mit einem von zwei Kabeln dargestellt, das jede seiner
redundanten Schleifen mit dem angrenzenden Festplattenarrayträger verbindet.
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Ein
derzeit bevorzugter Umgebungsmonitor 30 zur Verwendung
in der Erfindung wird im Blockdiagramm von 4 ausführlicher
dargestellt. Das Monitorprogramm läuft auf einem Mikrocomputer 90. Der
Mikrocomputer ist mit den zwei UARTs 44 verbunden dargestellt.
Ein UART ist mit dem Eingangsende des Trägers verbunden, der andere
ist mit dem Erweiterungsende verbunden. Der UART empfängt und
sendet Signale auf dem seriellen Niederfrequenzkommunikationspfad 42.
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Der
Umgebungsmonitor 30 hat auch eine Anzahl von Statusports 100 zum Überwachen
verschiedener Bedingungen innerhalb des Gehäuses. Eines der Statussignale
ist die Trägeradresse
(Encl Addr/Trägeradr.).
Erfindungsgemäß wird die
Adresse des Trägers über Schalter
an der Außenseite
des Trägers
manuell gesetzt. Ein Träger
kann daher manuell auf eine andere Adresse als die des bereits vorliegenden
Festplattenarrayträgers
in der bestehenden Trägerkette
festgelegt werden. Andere Statussignale sind Stromversorgungssystemstatus,
Kühlungsstatus
und Treiberstatus. Der Umgebungsmonitor kann auch Port-Umgehungsschaltkreis-Steuer-Latche 102 haben.
Diese steuern die Port-Umgehungsschaltkreise 26 für jedes
der Festplattenlaufwerke, die in das Festplattenarray-Gehäuse eingesetzt
werden können.
Eines der Latche steuert zudem den Nebenschluss.
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In
bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung werden Niederfrequenzsignale
und Hochfrequenzsignale in ein zusammengesetztes Signal zur Übertragung
auf Kabeln zwischen Trägern
frequenzmultiplexiert. Sie können
durch einen Diplexfilter an jedem Ende des Kabels einfach kombiniert
und getrennt werden, daher die Verwendung des Begriffs „Diplexen". 5 zeigt
den Diplexfilter-Frequenzgang. 6 zeigt
ein Signal des RS-232-Typs, ein FC-Signal und die diplexierte zusammengesetzte Form
der beiden. Der Diplexfilter hat drei Ports, den Kabelport, einen
Tiefpassport und einen Hochpassport. Der Filter wird durch Zusammenschalten des
Ausgangs einer Hochpassschaltung und einer Tiefpassschaltung konstruiert.
Die Hochpassschaltung wirkt bei Niederfrequenz vorzugsweise wie
ein offener Schaltkreis; die einfachste Form dieser Hochpassschaltung
ist ein Kondensator. Die Tiefpassschaltung sieht für das Hochfrequenz-Fibre-Channel-Signal vorzugsweise
wie ein offener Stromkreis aus; die einfachste Form der Tiefpassschaltung
ist ein Induktor oder ein Widerstand. Der Widerstand kann verwendet
werden, falls das System den Gleichstromwiderstand tolerieren kann,
alternativ können
Induktoren ohne Effektivitätsverlust
verwendet werden, sie sind aber nicht die idealen Bausteine, da
es mit einem Induktor schwieriger ist als mit Widerständen, eine
breite Bandbreitenisolation zu erzielen.
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Diplexen
kann für
die Kommunikation zwischen einer Reihe verschiedener Arten von Computerbauteilen
verwendet werden. Die Verbindung zwischen diesen Bauteilen erfolgt
vorzugsweise über
ein Paar Twinax-Kabel, die die zwei Fibre-Channel-Schleifen tragen.
Außerdem
gibt es einen Kommunikationskanal des RS-232-Typs zwischen Umgebungsmonitoren.
In Ausgestaltungen der Erfindung gewährt die Verwendung von Twinax-Kabeln
zwei Wahlmöglichkeiten
zum Aufkoppeln des Niederfrequenzsignals vom RS-232-Typ auf die
Kabel. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Signal als
ein Gegentaktsignal an das Twinax-Kabel angelegt werden, in einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung kann das Signal als ein Gleichtaktsignal
an beide Seiten des Twinax-Kabels angelegt werden.
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7 zeigt
einen Schaltkreis für
das erste Verfahren, Gegentaktkopplung. Das Gegentaktkoppeln des
Niederfrequenzsignal des RS-232-Typs auf das Twinax-Kabel ist eine
mögliche
Methode zum Leiten des Signals von Träger zu Träger. Dies ist das gleiche Kopplungsverfahren
wie das für
die Fibre-Channel-Signale verwendete. Dieses Verfahren hat den höchsten Grad
an Rauschunempfindlichkeit für
die Niederfrequenzsignale. Störquellen
wie Grundrauschen und Niederfrequenz-Magnetfelder können mit
dieser Methode leicht unterdrückt
werden. Andererseits funktioniert dieses Kopplungsverfahren aber
nicht, wenn entzerrte Kabelgarnituren verwendet werden (das heißt aber
nicht, dass Entzerrung nicht möglich
ist). Ein weiterer Nachteil ist, dass jede Restkopplung des RS-232-Niederfrequenzsignals
in das FC-Signal eine Gegentaktstörquelle ist und einen gewissen
Grad an Jitter verursacht.
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Bezüglich Grundrauschen
sind die Twinax-Zwischenverbindungen
von Träger
zu Träger
vorzugsweise im Bereich von 0 bis 10 Metern lang. Diese Verbindungen
sind zwischen Trägern
in einem Einschubgehäuse
(Rack) oder zwischen in enger Nähe
zueinander befindlichen Einschubgehäusen. Zwischen zwei Systemen
in verschiedenen Einschubgehäusen
kann es ein Grundspannungspotential geben. Dieses Grundrauschen
wird auf dem Kabel als ein Gleichtaktsignal überlagert. Der Gegentaktempfänger unterdrückt das
Gleichtaktrauschen und empfängt
das Gegentaktsignal ordnungsgemäß.
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Bezüglich magnetischer
Suszeptibilität
ist das Twinax-Kabel
in einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise abgeschirmt und
in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Abschirmung
an beiden Enden an die Trägererde
gelegt. Diese Konfiguration ist zwar nicht die optimale Konfiguration
für die
magnetische Abschirmung, für
eine gute Hochfrequenzemissionsleistung ist dies aber erforderlich.
Wenn das Kabel in ein Wechselstrom-Magnetfeld gebracht wird, wird
ein Strom zum Fließen durch
die Kabelabschirmung um die Erdschleife induziert. Dieser Strom
koppelt durch die gegenseitige Induktivität zwischen der Abschirmung
und den Signalleitern eine Störspannung
in die internen Signale ein. Diese Störspannung wird in dieser Konfiguration als
eine Gleichtaktstörquelle
eingekoppelt und vom Empfänger
unterdrückt.
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Bezüglich Kopplungsrauschen
hat das Fibre-Channel-Signal in einer Ausgestaltung der Erfindung
eine sehr kleine Amplitude relativ zum RS-232-Niederfrequenzsignal.
Mithilfe eines einfachen R/C-Impulsformungsfilters und einem einfachen
kapazitiven/Widerstands-Diplexfilter wird ein Teil des Rest-RS-232-Signals in
den Fibre-Channel-Empfänger
eingekoppelt, wie in 5 gezeigt wird. Dieses Rauschen
wird dadurch minimiert, dass die Anstiegsgeschwindigkeit des RS-232-Niederfrequenzsignals
für die
erforderliche Übertragungsgeschwindigkeit
so langsam wie möglich
gemacht wird. Das in den FC-Empfänger
eingekoppelte Restrauschen ist in diesem Fall Gegentaktrauschen
und führt zu
etwas additivem Jitter am empfangenen FC-Signal. Dieses Rauschen
ist für Übertragungsgeschwindigkeiten
von 9600 Baud und weniger zu bewältigen, während für höhere Übertragungsgeschwindigkeiten eventuell
besseres Tiefpassfiltern erforderlich ist.
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Bezüglich äußerer Kompatibilität wird in
einer Ausgestaltung der Erfindung die Unterdrückung des Niederfrequenzsignals
im Fibre-Channel-Empfänger
durch den Wechselstromkopplungsschaltkreis am vorderen Empfängerende
bewerkstelligt. Dieser Kopplungsschaltkreis verwendet einen Kondensator von
1000 pF und einen Abschlusswiderstand von 150 Ohm. Wenn ein ein
diplexiertes Signal übertragendes Kabel
an das Gerät
eines anderen Händlers
angeschlossen wird, kann die Restsignalkopplung, die unten näher beschrieben
wird, ziemlich heftig sein. Der kritische Faktor ist der Wert der Kopplungskapazität, da größere Werte
die unerwünschte
Signalkopplung vergrößern. Da
es für
diesen Schaltkreis keine Norm gibt, lässt eine bevorzugte Ausgestaltung
das Blockieren des Diplexsignals beim Anschließen an eine externe Hostvorrichtung
zu, die die vorliegende Erfindung nicht sicher unterstützen kann.
Vorzugsweise wird zum Lösen
derartiger Verbindungsprobleme ein Medienkonverter konzipiert werden.
Es ist aber zu beachten, dass dies nur für JBOD-Konfigurationen („just a
bunch of disks" – einfach
ein Plattenverbund d. h. kein Controller für die Festplatten in der JBOD-Einheit)
mit DB-9-Twinax-Kabeln gilt.
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Bezüglich der
Entzerrerkompatibilität
wird in einer Ausgestaltung der Erfindung das Niederfrequenzsignal
mit 1-kOhm-Widerständen anstelle
Induktoren in das Twinax-Kabel eingekoppelt. Dies schaltet einen
hohen Gleichstromwiderstand mit dem Niederfrequenztreiber des Typs
RS-232 in Reihe. Ein Entzerrer, der für ein langes Twinax-Kabel verwendet würde, hat
eine ziemliche niedrige Impedanz zwischen den Gegentaktsignalen.
Es gibt einen Spannungsteilereffekt zwischen der Entzerrerimpedanz und
den Kopplungswiderständen,
der das Niederfrequenzsignal stark dämpft. Wenn eine entzerrte Kabelgarnitur
verwendet wird, ist das problematisch. Eine bevorzugte Lösung für dieses
Problem ist die Verwendung von Entzerrern für das DB-9 Twinax-Kabel und
das Abgreifen des Niederfrequenzsignals vor dem Entzerrer. Dies
würde dem
DB-9/DB-9-Medienkonverter
erlauben, einen Entzerrer zu enthalten, wenn wir über 10 Meter
lange Twinax-Verbindungen unterstützen wollen. Bevorzugte Ausgestaltungen funktionieren
nicht mit Twinax-Kabeln, die einen Entzerrer im Kabelverbindergehäuse haben.
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Bezüglich Nebensprechen
setzt die Erfindung in einer Ausgestaltung der Erfindung Twinax-Kabel
mit vier Leitern ein, die in einer gemeinsamen Abschirmung enthalten
sind (im Folgenden Twinax4 genannt), wobei die Isolierung zwischen
den zwei Leiterpaaren aufrecht erhalten wird, indem die zwei Paare im
Kabel orthogonal zueinander angeordnet sind. Dies gewährleistet
symmetrisches Koppeln von den positiven (+) und negativen (–) Gegentaktsignalen
und das rein differentielle Nebensprechen zwischen Paaren beträgt O. Ein
Paar trägt
die abgehenden Signale und der andere Stift trägt die zurückkehrenden Signale. Für die Gegenkopplung
des Niederfrequenzsignals des Typs RS-232 gibt es keine wesentliche
Nebensprechkopplung von einem Paar zum anderen.
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In 8 wird
ein Schaltkreis für
das zweite Verfahren, Gleichtaktkopplung, gezeigt. Bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung nutzen die Tatsache, dass der Fibre-Channel-Empfänger Gleichtaktstörunterdrückung zum
Verringern von Störkopplung
aus den Niederfrequenzsignalen hat. Da die zwei Signalisierungsansätze auf
dem Kabel orthogonal sind, kann folglich jeder Empfänger das
Signal von dem anderen unterdrücken.
Das Hochfrequenzsignal wird auf dem Twinax-Paar vorzugsweise gegentaktgetrieben
und das Niederfrequenzsignal wird vorzugsweise auf beiden Signalleitern
getrieben, wobei die Kabelabschirmung als Signalrückweg dient.
Die Vorteile dieses Verfahrens sind, dass es potentiell höhere Signalisierungsgeschwindigkeiten
erlaubt, mit entzerrten Kabelgarnituren kompatibel ist und mit Hostschnittstellen
potentiell kompatibler ist. Die Störunterdrückungs- und Nebensprechleistung
ist aber schlechter.
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Hinsichtlich
Problemen bezüglich
Grundrauschen wird in einer Ausgestaltung der Erfindung jegliche
Grundspannungspotentialdifferenz zwischen dem Sender- und dem Empfängerende
der Kabel als Rauschen direkt in das Gleichtakt-Niederfrequenzsignal eingekoppelt. Dies
ist zwar kein neues Problem für
Verbindungen vom RS-232-Typ, es wird aber oft durch Anlegen sehr
großer
Signalhübe
gelöst.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wäre, den Hub auf 5 V Spitze-zu-Spitze oder weniger
zu halten, was gegenüber
diesem Rauschen eventuell nicht so unempfindlich ist wie traditionelle
Verbindungen.
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Bezüglich magnetischer
Suszeptibilität
wird das Twinax-Kabel
in einer Ausgestaltung der Erfindung durch Anlegen des Niederfrequenzsignals
als Gleichtaktsignal im Wesentlichen wie ein Koaxialkabel verwendet.
Diese Kabelkonfigurationsart erlaubt, dass der von einem Wechselstrom-Magnetfeld
erzeugte Abschirmungsstrom eine Rauschspannung in das Niederfrequenzsignal
einprägt.
Diese Spannung beeinträchtigt
den Störabstand
des Signals.
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Bezüglich Kopplungsrauschen
ist in einer Ausgestaltung der Erfindung das Einkoppeln des Niederfrequenzsignals
des RS-232-Typs
in den Fibre-Channel-Empfänger
jetzt weniger problematisch, weil die Restsignalkopplung als eine
Gleichtaktstörquelle
angelegt wird. Der Empfänger
hat eine sehr gute Entstörung
bezüglich
Niederfrequenz-Gleichtaktrauschen,
sodass das Rauschen am Fibre-Channel-Signal kein Jitter erzeugt. Dies lässt es zu,
dass das Niederfrequenzsignalimpulsfiltern entspannt wird und höhere Übertragungsgeschwindigkeiten
möglich sind.
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Der
Fibre-Channel-Empfänger
hat einen begrenzten Gleichtaktunterdrückungsbereich, das Gleichtaktsignal
muss daher vor Erreichen des Empfängers gedämpft werden. Diese Dämpfung wird durch
einen Spannungsteilereffekt zwischen den Fibre-Channel-Kopplungskondensatoren
und der 150-Ohm-Abschlussimpedanz
erreicht. Bei bevorzugten Ausgestaltungen besteht der Abschluss
aus zwei 75-Ohm-Widerständen
gegen VBB oder eine andere Gleichstromquelle, um einen Gleichtaktabschluss
bereitzustellen.
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Bezüglich äußerer Kompatibilität wird in
einer Ausgestaltung der Erfindung die Dämpfung des Gleichtakt-Niederfrequenzsignals
im Fibre-Channel-Empfänger
durch den Wechselstromkopplungsschaltkreis und den Abschluss am
vorderen Empfängerende
bewerkstelligt. Der Wert des Kopplungskondensators ist in dieser
Konfiguration weniger kritisch, da jedes zusätzliche Rauschen unterdrückt wird.
Der kritische Faktor für
Interoperabilität
ist, dass der Abschluss ein Gleichtaktabschluss ist. Da es für diesen Schaltkreis
keine Norm gibt, lässt
eine bevorzugte Ausgestaltung das Blockieren des Diplexsignals beim
Anschließen
an eine externe Hostvorrichtung zu, die die vorliegende Erfindung
nicht sicher unterstützen
kann. Vorzugsweise wird zum Lösen
derartiger Verbindungsprobleme ein Medienkonverter konzipiert werden.
Es ist aber zu beachten, dass dies nur für JBOD-Konfigurationen mit
DB-9-Twinax-Kabeln gilt.
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Bezüglich der
Entzerrerkompatibilität
ist in einer Ausgestaltung der Erfindung die Gleichtaktübertragung
des Niederfrequenzsignals vollständig kompatibel
mit entzerrten Kabelgarnituren. Der Entzerrer wirkt als eine niedrige
Impedanz in Reihe mit dem Signalpfad, was einen minimalen Effekt
hat.
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Bezüglich Nebensprechen
hat das Gleichtakt-Niederfrequenzsignal
auf dem Twinax4-Kabel ein Nebensprechenproblem. Das Kabel hat kapazitive Kopplung
zwischen den zwei Signalpaaren, was im anderen Niederfrequenzsignal
im Kabel eine Rauschspannung induziert. Diese Kopplung hängt von
der Anstiegszeit ab und ist gegenüber der Kabellänge empfindlich.
In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung beträgt das Nebensprechen
allgemein nur einige wenige Prozent und veschlechtert den Störabstand
des Signals nicht bedeutend.
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9 ist
ein vereinfachtes Diagramm einer Ausgestaltung des Diplexens der
Erfindung, wobei das erste und das zweite Signal auf einer Kommunikationsverbindung
gesendet werden und wobei die Kommunikationsverbindung vorzugsweise
ein Twinax- oder
Twisted-Pair-Kabel mit einem Senderende und einem Empfängerende
ist. Die Kommunikationsverbindung hat ein Paar Leiter einschließlich einem ersten
leitenden Pfad und einem zweiten leitenden Pfad. Das erste zu sendende
Signal ist als Signal (A) bezeichnet und das zweite Signal ist als
Signal (B) bezeichnet. Signal (A) wird als ein Gegentaktsignal gesendet.
Der erste leitende Pfad enthält
die Addition der Signale (A) + (B). Der zweite leitende Pfad enthält die Subtraktion
von (B) – (A).
Am Empfängerende werden
der erste und der zweite leitende Pfad beide separat an eine Addier-
und eine Subtrahierschaltung gesendet. An der Subtrahierschaltung
wird das Signal des zweiten leitenden Pfads (B) – (A) vom Signal des ersten
leitenden Pfads (B) + (A) subtrahiert, was das (A)-Signal ergibt.
An der Addierschaltung wird das Signal des zweiten leitenden Pfads
(B) – (A) zum
Signal des ersten leitenden Pfads (B) + (A) addiert, was das (B)-Signal
ergibt. Eine nützliche
Folge dieser Ausgestaltung der Erfindung ist, dass Gleichtaktleitungsrauschen
in der Subtrahierschaltung effizient eliminiert wird und Gegentaktleitungsrauschen
in der Addierschaltung ebenfalls eliminiert wird.
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10 ist
eine besondere Implementierung der Ausgestaltung von 9 unter
Verwendung von Transformatoren.
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In
den 11–13,
auf die jetzt Bezug genommen wird, ist die Gleichtaktkopplungsausgestaltung
eines Diplexers 50 ausführlicher
dargestellt. Der Niederfrequenzsignalausgang des RS-232-Typs wird
an einen Wechselrichter mit Hystereseeingang 120 angelegt.
Das Signal wird dann durch einen Tiefpassfilter 122 geleitet.
Das tiefpassgefilterte Signal wird dann in das Twinax-Kabel gleichtakteingekoppelt.
Die Rücksignale
werden an einem Knoten 124 summiert, mit dem beide Rücksignale
verbunden sind. Das summierte Signal wird von den an Erde gelegten
Kondensatoren 126 tiefpassgefiltert. Das summierte und
gefilterte Signal wird an einen Empfänger 128 angelegt,
der in der derzeit bevorzugten Ausgestaltung ein LM 393 Doppelkomparator
ist.
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In 13 wird
der Erweiterungsverbinder 52 gezeigt. Ein DB9-Verbinder
ist der zurzeit bevorzugte Kabelverbinder 52. Am Verbinder
empfangene Signale werden durch einen Entzerrer 130 geleitet.
Die empfangenen Signale werden dann zum Niederfrequenzeingangsteil
von 11 und zum Hochfrequenzeingangsteil von 12 geleitet,
das jetzt beschrieben wird. Das Hochfrequenzeingangsteil leitet die empfangenen
Signale durch einen Hochpassfilter 132. Ein Portumgehungsschaltkreis 134 wirkt
dann als Gegentaktempfänger.
Der Gegentaktempfänger wirkt
als Subtrahierschaltung, die die Differenz zwischen den empfangenen
Signalen betrachtet. Die resultierenden Hochfrequenzsignale werden
durch den Portumgehungsschaltkreis 134 zum Nebenschluss 40 und
zu einem Signaldetektor 142 geleitet. Der Ausgang des Signaldetektors 142 kann
verwendet werden, um den Nebenschluss 40 in seinem Normalzustand
bleiben zu lassen, wenn keine Signale erfasst werden. Wenn ein Signal
erfasst wird, kann der Nebenschluss 40 seinen geschalteten
Zustand einnehmen, falls der Umgebungsmonitor dies genehmigt.
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Die
empfangenen Signale, die durch den Nebenschluss 40 geleitet
werden, werden auf den seriellen Bus 24 weitergeleitet,
der von den FC-SHUNT-Signalen repräsentiert wird. Abgehende Hochfrequenz-Fibre-Channel-Signale
werden vom seriellen Bus 22, der von den FC-LOOP-Signalen
repräsentiert
wird, angelegt. Die abgehenden Signale werden durch den Nebenschluss 40 getrieben.
Je nach dem Zustand des Nebenschlusses 40 werden diese
Signale entweder zum seriellen Bus 24 auf den FC-SHUNT-Leitungen
zurückgeschleift
oder zum Kabelverbinder 52 weitergeleitet. Die zum Kabelverbinder 52 gesendeten
Signale werden vom Nebenschluss 40 differentiell angesteuert.
Ein Signal wird umgekehrt und das andere nicht umgekehrt. Das umgekehrte
und das nichtumgekehrte Signal werden durch einen Hochpassfilter 138 geleitet.
Danach werden die Fibre-Channel-Signale mit den Niederfrequenzsignalen
aus dem Niederfrequenzausgangsteil des Diplexers kombiniert, um
eine Summe aus Hoch- und Niederfrequenzsignalen und eine Differenz
zwischen Nieder- und Hochfrequenzsignalen zu ergeben. Die Summen-
und Differenzsignale können dann
vor Erreichen des Kabelverbinders 52 durch einen Entzerrer 140 geleitet
werden.