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A. Technischer Hintergrund
der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das technische Gebiet von Netzwerkstrukturen
für die
Signalübertragung wie
beispielsweise Netzwerkstrukturen, die auf passiven optischen Netzwerken
(PONs) basieren, bei denen Netzwerkelemente zum Aufsetzung und Beibehalten
von Verbindungen zwischen Signalübertragungsleitungen
umfasst sind. Insbesondere betrifft sie eine Verbindungsvorrichtung
zum Verbinden von mindestens einem Signaleingangsanschluss mit einer
Anzahl von Signalausgangsanschlüssen über einen
Signal-Bus.
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2. Stand der Technik
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Derzeit
werden Netzwerkarchitekturen entwickelt, die SuperPONs genannt werden,
wie beispielsweise die, die in der Druckschrift [1] beschrieben
werden. Ein SuperPON ist ein APON (das heisst ein ATM über passive
optische Netzwerke) mit optischen Verstärkern, um eine hohe Aufteilrate
und eine breite Bereichswirkung zu erhalten. Ein APON ist ein passives
optisches Netzwerk, bei dem der Signaltransport auf der Basis von
ATM (= Asynchronous Transfer Mode) stattfindet, wie dies beispielsweise
in der Druckschrift [2] beschrieben ist. Eine wesentliche „Komponente" in einem SuperPON
ist ein lokaler Knoten, der eine kombinierte Verstärkungs- und Aufteilungsfunktion
hat. In solch einen lokalen Knoten werden Kommunikationssignale,
die aus einem Hauptknoten stammen und eine Schaltfunktion aufweisen
und über
einen „Zuführer" zugeführt werden, verstärkt, falls
dies notwendig ist, und über
eine Anzahl von passiven optischen Netzwerken verteilt, die eine
grosse Anzahl von Verbindungsoptionen für Netzwerk-User aufweisen.
Die Kommunikationssignale können
als optische Signale über
einen optischen Zuführer
zugeführt
werden. Die Kommunikationssignale können auch als elektrische Signale
zugeführt
werden, die beispielsweise ein SDH (= Synchronous Digital Hierarchy) Übertragungssystem
als Zuführer
aufweisen, wobei der lokale Knoten auch eine OLT-Funktion (OLT =
Optical Line Termination) aufweist. Netzwerke von solch einer Grösse erfordern
jedoch einen hohen Grad an Flexibilität in Bezug auf die Erweiterbarkeit
an Verbindungsanzahl und/oder in der Kapazität pro Verbindung. Die besagte
Flexibilität
ist insbesondere wichtig zur Einführung von Breitband-Dienstleistungen über optische
Verbindungen mit Heimverbindungen in dem Fall einer ansteigenden
Zahl von Benutzern und einer Nachfrage nach mehr Kapazität je Benutzer.
Zusätzlich sollten
Unterbrechungszeiten im Falle des Einfügens von Erweiterungen vermieden
oder zumindest soweit wie möglich
begrenzt werden. Solche Flexibilität kann erreicht werden, falls
in solch einem lokalen Knoten eine Verbindungsvorrichtung mit einer
bereits installierten Verbindungskapazität eingesetzt wird, die zur
Zukunft hin ausgerichtet ist, und die zu jedem Moment für die tatsächliche
Installation vorbereitet ist, von deren Kapazität aber nur ein begrenzter Anteil
ursprünglich
benutzt worden ist. Eines der Erfordernisse hier ist, dass die Verbindungsvorrichtung die
Aufteilung des ursprünglichen
Netzwerks, d. h. eines SuperPON, in einer relativ einfachen An und Weise
gestattet. Dies bedeutet, dass das Netzwerk in zwei (oder mehr)
getrennte Teile aufgeteilt werden kann, die selber ein Netzwerk
des selben Typs bilden, in diesem Falle ein SuperPON mit seiner
eigenen Verbindung zum Zuführer.
Um Flexibilität
bei der Verbindung zu schaffen, sind Vorrichtungen bekannt, die
in einer Rackstruktur aufgebaut sind, wie einer Rückwandplatinen-Struktur,
die mit einem Signal-Bus und einer Anzahl von Modulpositionen versehen
ist. Bei den besagten Modulpositionen können Schaltkreismodule in Gestalt
von Einsteck-Platinen eingesteckt
werden, die elektrische und/oder optische Schaltkreise aufweisen,
die für
verschiede Signalverarbeitungsfunktionen und Eingabe/Ausgabefunktionen
ausgelegt sind, womit im Ergebnis gegenseitige Verbindungen zwischen
den Schaltkreismodulen über
den Signal-Bus erreicht
werden. Prinzipiell sind die Schaltkreismodule in einfacher Weise austauschbar.
Solch eine Verbindungsvorrichtung mit einem optischen Signal-Bus
ist beispielsweise in der Druckschrift [3] offenbart. Der besagte
optische Signal-Bus besteht aus einer Anzahl von parallelen Fasern
in einer Ebene, auf der verbundene Schaltkreismodule zur gemeinsamen
Verbindung über
spezifische Verbindungsblöcke
verbunden sind. Eine Verbindungsvorrichtung mit solch einem Signal-Bus gestattet
jedoch nicht die gewünschte
Aufteilung in einer einfachen An und Weise.
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Die
Druckschrift [6] beschreibt Verbindungsvorrichtungen mit einer Rack-Struktur
mit einem Matrix von Modulpositionen zum Einstecken von logischen
Kartenmodulen, die jeweils mit einem Halbleiter-Laser und einer
Pin-Diode als Übertrager
und Empfänger
versehen sind, um einen optischen seriellen Daten-Bus für die Signalkommunikation
zwischen den Karten zu bilden. Die Signalübertragung von jeder Karte
geschieht durch den freien Raum und nur mit benachbarten Karten,
um die Übertragungsdistanz
zu minimieren. Der Daten-Bus, der so erreicht worden ist, liefert
in der Tat ein Zusammenlegen von elektro-optischen und opto-elektrischen
Wandlern. Solch eine Zusammenlegung vermeidet den Einsatz von einer
grossen Zahl von kritischen mechanischen Kontakten aber führt eine
entsprechende Anzahl von kritischen aktiven op to-elektronischen
Komponenten ein, und dies zudem auf Kosten eines Datendurchsatzes über den
Bus im Falle der Kommunikation zwischen nicht benachbarten Karten.
Darüber
hinaus erfüllt
ein solcher serieller Bus nicht die oben erwähnte Anforderung der Aufteilung.
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B. Zusammenfassung der
Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, mit der die gewünschte Aufteilung in einer
relativ einfachen Weise durchgeführt
werden kann. In diesem Zusammenhang basiert die Erfindung auf der kombinierten
Einsicht, dass der Signal-Bus nicht vollständig in der Rack-Struktur angeordnet
sein muss, und dass die Schaltkreismodule austauschbare Teile des
Signal-Busses sein können.
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, wird eine Verbindungsvorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 eingangs genannten An, die in
der Druckschrift [6] offenbart ist, gemäss der Erfindung mit den Merkmalen
wie in Anspruch 1 gekennzeichnet. Somit können Bussegmente realisiert
werden, die die elementarsten Bus-Funktionen aufweisen.
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Um
fähig zu
sein, ein Schaltkreismodul in einer Modulposition einzustecken,
sind die Schaltkreismodule und die Modulpositionen jeweils mit einer
Anzahl von Verbindern und entsprechenden Zwischenverbindern ausgestattet.
Im Falle einer geeigneten Verbindung zwischen den Zwischenverbindern über die
Rack-Struktur und zwischen den Verbindern im Schaltkreismodul hat
sich die Anzahl vier als optimal ergeben. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist damit eine Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2 charakterisiert.
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Weiterhin
liefert die Erfindung ein Schaltkreismodul für das Ausbilden eines Bus-Teils
in einer Verbindungsvorrichtung gemäss der Erfindung und ist in
Anspruch 15 charakterisiert.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele sind
in weiteren Unteransprüchen
zusammengefasst.
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Die
Druckschrift [4] beschreibt eine Rückwandplatinen-Struktur, auf
der Schaltkreismodule mit verschiedenen Funktionen eingesteckt werden
können.
In diesem Zusammenhang liefern die Rückwandplatinen die gemeinsamen
Zwischenverbindungen zwischen den verschiedenen Schaltkreismodulen.
Jedes Schaltkreismodul ist mit einem getrennten Anschluss versehen,
der eine Eingabe/Ausgabefunktion aufweist, die über die Rückwandplatinen in einem Verbindungsmodul
für externe
Verbindungen eingesteckt werden kann. Weiterhin beschreibt die Druckschrift
[5] eine Rack-Struktur mit einer Rückwandplatine und einer Anzahl
von Modulpositionen, an denen Schaltkreismodule eingesteckt werden können, wobei
die Rückwandplatine
mit elektrisch leitenden gedruckten Leitungen für gegenseitige Verbindungen
zwischen den Schaltkreismodulen. Ein Schaltkreismodul und eine Schaltkreisposition
werden mit spezifischen optischen Verbinder-Zwischenverbinderpaaren
ausgestattet, wobei die Zwischenverbinder von zwei aufeinander folgenden
Modulpositionen in optischer Weise über die Rack-Struktur verbunden
sind. In den Druckschriften [4] und [5] ist jedoch kein Signal-Bus
für die
Verbindung zwischen den Schaltkreismodulen über die Rückwandplatine umfasst, oder
dass die Schaltkreismodule eine Signal-Bus-Funktion aufweisen.
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C. Druckschriften
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- [1] M. O. van Deventer, et al., « Architectures
for 100 km 2048 split bidirectional Super-PONs from ACTS-PLANET », SPIE
Band 2919, invited paper 2919–25,
Seiten 242–251,
1996;
- [2] G. van der Plas, "APON:
An ATM-based FITL system",
EFOC & N '93, Optical Access
Networks, Paper 46, Seiten 91–95,
1993;
- [3] WO 95/20772;
- [4] GB-A-2299459;
- [5] EP-A-0347037;
- [6] EP-A-0348329.
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Die
Druckschriften werden als in die vorliegende Anmeldung aufgenommen
angesehen.
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D. Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die
Erfindung wird nun im grösseren
Detail unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, die die
folgenden Figuren aufweist:
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1 eine schematische Sicht
eines ersten Ausführungsbeispiels
einer Verbindungsvorrichtung gemäss
der Erfindung,
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2 eine schematische Darstellung
der Komponenten (a) bis (h) inklusive von acht Typen von Schaltkreismodulen
für eine
Verbindungsvorrichtung nach 1,
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3 eine schematische Ansicht
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Verbindungsvorrichtung gemäss
der Erfindung zur Anwendung in einem lokalen Knoten eines SuperPON
ohne Schaltkreismodule,
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4 eine schematische Ansicht
von Komponenten (a) bis (e) inklusive von fünf Schaltkreismodulen für ein Ausführungsbeispiel,
wie es in der 3 dargestellt
ist,
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5.1, 5.2 und 5.3 eine
schematische Ansicht der Verbindungsvorrichtung für das beispielhafte
Ausführungsbeispiel
der 3 mit Schaltkreismodulen
für eine
erste, zweite und dritte Stufe der Verbindung, und
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6 eine schematische Ansicht
der Komponenten (a) bis (d) inklusive von vier weiteren Schaltkreismodulen
für die
Verbindungsvorrichtung gemäss
der Erfindung.
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E. Beschreibung von beispielhaften
Ausführungsbeispielen
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Die 1 zeigt in schematischer
Weise ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Verbindungsvorrichtung gemäss
der Erfindung. Es umfasst eine Rack-Struktur 10, die in
eine Eingangs-Platine 10.1, eine
Rückwandplatine 10.2 und
eine Ausgangs-Platine 10.3 unterteilt ist. Die Eingangs-Platine
ist mit N Eingangsanschlüssen 11.1 bis 11.N inklusive
versehen, wobei jeder geeignet ist, eine ankommende Signaltransportleitung 12 zu
verbinden, und die Ausgangs-Platine ist mit derselben Anzahl von
Ausgangsanschlüssen 13.1 bis 13.N versehen,
wobei jeder geeignet ist, ausgehende Signaltransportleitungen 14 zu
verbinden. Die Rückwandplatine
ist mit einer Zeile von N Modulpositionen 15.1 bis 15.N inklusive
versehen. Jede Modulposition 15.j (j = 1, 2, ...., N) ist
ausgestaltet, um ein Schaltkreismodul 16 einzustecken.
Zu diesem Zweck ist ein Schaltkreismodul 16 mit vier Verbindern 17.1 bis 17.4 inklusive
versehen und eine Modulposition 15.j ist mit vier entsprechenden
Zwischenverbindern 18.1 bis 18.4 inklusive versehen.
Von jeder Modulposition 15.j (j = 1, ..., N) ist der erste
Zwischenverbinder 18.1 über
eine permanente Verbindung 19.j in der Rack-Struktur 10 mit
einem entsprechenden Eingangsanschluss 11.j verbunden und
der vierte Zwischenverbinder 18.4 ist über eine permanente Verbindung 20.j in
der Rack-Struktur 10 mit einem entsprechenden Ausgangsanschluss 13.j verbunden.
Der zweite Zwischenverbinder 18.2 von jeder Modulposition 15.j (für j = 2,
..., N) ist über
eine permanente Verbindung 21.j – 1 in der Rückwandplatine 10.2 mit
dem dritten Verbinder 18.3 der vorangegan genen Modulposition 15.(j – 1) in
der Zeile der Modulpositionen verbunden.
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Mit
der Verbindungsvorrichtung werden semipermanente Signalverbindungen
zwischen einer einlaufenden Übertragungsleitung,
die mit einem Eingangsanschluss verbunden ist, und einer Anzahl
von ausgehenden Übertragungsleitungen
aufgesetzt, die mit getrennten Ausgangsanschlüssen über einen Signal-Bus verbunden
sind. In diesem Zusammenhang wird der Signalbus aus permanenten
Bus-Teilen ausgebildet, die aus permanenten Verbindungen 21.j – 1 zwischen
zwei aufeinander folgenden Schaltkreispositionen 15.j und 15.j – 1 und
semipermanenten Bus-Teilen auf eingesteckten Schaltkreismodulen
zusammengesetzt. Zu diesem Zweck umfasst die Verbindungsvorrichtung
einen Satz von Schaltkreismodulen 16, die in eine Anzahl
von Typen gemäss
der spezifischen Funktion unterteilt sind, die der Art des Schaltkreismoduls
entspricht, das als semipermanenter Bus-Teil agiert. Jedes Schaltkreismodul
ist mit einem Schaltkreis 22 versehen, der abgesehen von einer
signalleitenden Funktion auch eine signalwandelnde oder signalverarbeitende
Funktion aufweisen kann (siehe unten). Die 2 zeigt in Teilen (a) bis (h) inklusive
verschiedene Arten von Schaltkreismodulen. Ein erster Typus in Teil
(a) hat eine Bus-Eingangsfunktion und zu diesem Zweck ist er versehen mit
einem Verbindungs-Signalleiter 23 zwischen
dem ersten Verbinder 17.1 und dem dritten Verbinder 17.3.
Ein zweiter Typ in Teil (b) hat eine Bus-Verbindungsfunktion und
ist zu diesem Zweck mit einem Verbindungssignalleiter 24 zwischen
dem zweiten Verbinder 17.2 und dem dritten Verbinder 17.3 versehen.
Ein dritter Typ in Teil (c) hat eine Bus-Ausgangsfunktion und zu
diesem Zweck ist er versehen mit einem Verbindungs-Signalleiter 25 zwischen
dem zweiten Verbinder 17.2 und dem vierten Verbinder 17.4.
Ein vierter Typ in Teil (d) hat eine Bus-Eingangs/Ausgangsfunktion
und ist zu diesem Zweck mit einem Signalleiter 26 versehen,
der den ersten Verbinder 17.1 mit dem vierten Verbinder 17.4 verbindet.
Die besagten vier Typen stellen die vier Basisfunktionen zur Zusammenstellung
eines Signal-Busses dar. Die folgenden Typen stellen kombinierte Funktionen
von diesen dar. Ein fünfter
Typ in Teil (e) hat eine kombinierte Bus-Eingangs- und Bus-Ausgangs-Funktion
und ist zu diesem Zweck mit einem Signalverteiler 27 versehen,
der den ersten Verbinder 17.1 über einen Eingangsleiter 27.1 mit
dem dritten Verbinder 17.3 über einen ersten Ausgangsleiter 27.2 und
mit dem vierten Verbinder 17.4 über einen zweiten Ausgangsleiter 27.3 verbindet.
Ein sechster Typ in Teil (f) hat eine kombinierte Bus-Verbindung und
Bus-Ausgangsfunktion
und ist zu diesem Zweck mit einem Signalverteiler 28 versehen,
der den zweiten Verbinder 17.2 über einen Eingangsleiter 28.1 mit dem
dritten Verbinder 17.3 über
einen ersten Ausgangsleiter 28.2 und mit dem vierten Verbinder 17.4 über einen
zweiten Ausgangslei ter 28.3 verbindet. Der Teil (g) zeigt
einen siebten Typ, der eine Kombination der Bus-Ausgangsfunktion und der Bus-Eingangs/Ausgangs-Funktion
ist, und ist zu diesem Zweck mit einem Signalkombinierer 29 verbunden, der
den ersten und den zweiten Verbinder über Eingangsleiter 29.1 beziehungsweise 29.2 mit
dem vierten Verbinder über
einen Ausgangsleiter 29.3 verbindet. Der Teil (h) zeigt
einen achten Typ, der eine Kombination von allen vier Basisfunktionen
darstellt, und ist zu diesem Zweck mit einem Signalkombinierer/Verteiler 30 verbunden,
der den ersten und den zweiten Verbinder über die Eingangsleiter 30.1 und 30.2 mit
den dritten beziehungsweise vierten Verbindern über Ausgangsleiter 30.3 beziehungsweise 30.4 verbindet.
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Die
verschiedenen Typen der Schaltkreismodule werden wie folgt eingesetzt,
um einen Signal-Bus zur Verbindungsherstellung zwischen einlaufenden
Signaltransportleitungen 12, die mit einem oder mehreren
Eingangsanschlüssen 11.1–11N verbunden
sind, und Ausgangssignaltransportleitungen 14 herzustellen,
die mit einem oder mehreren Ausgangsanschlüssen 13.1–13.N verbunden
sind:
- (a) Der erste Typ von Schaltkreismodul
ist in Schaltkreisposition 15.j angeordnet (wobei j = 1, ...,
N – 1),
falls ein Eingangsanschluss 11.j mit mindestens einem Ausgangsanschluss 13.k verbunden
werden muss (wobei j < k ≤ N).
- (b) Der zweite Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 2, ..., N – 1),
falls mindestens ein Eingangsanschluss 11.k (wobei 1 ≤ k < j) mit mindestens
einem Ausgangsanschluss 13.m (wobei j < m ≤ N)
verbunden werden muss.
- (c) Der dritte Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 2, ..., N – 1),
falls mindestens ein Eingangsanschluss 11.k (wobei 1 ≤ k < j) mit nur dem
Ausgangsanschluss 13.j verbunden sein darf.
- (d) Der vierte Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 1, ..., N), falls der Eingangsanschluss 11.j nur
mit dem Ausgangsanschluss 13.j verbunden werden muss.
- (e) Der fünfte
Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 1, ..., N – 1),
falls der Eingangsanschluss 11.j mit dem Ausgangsanschluss 13.j und
mindestens mit einem weiteren Ausgangsanschluss 13.k (wobei
j < k ≤ N) verbunden
werden muss.
- (f) Der sechste Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 2, ..., N – 1),
falls mindestens ein Eingangsanschluss 11.k (wobei k < j) mit dem Ausgangsanschluss 13.1j und
mit mindestens einem weiteren Ausgangsanschluss 13.m (wobei
j = < m ≤ N) verbunden
sein muss.
- (g) Der siebte Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 2, ..., N – 1),
falls mindestens ein Eingangsanschluss 11.k (wobei 1 ≤ k < j) und der Eingangsanschluss 11.j mit
dem Ausgangsanschluss 13.j verbunden sein muss.
- (h) Der achte Typ von Schaltkreismodul ist in der Schaltkreisposition 15.j angeordnet
(wobei j = 2, ..., N – 1),
falls mindestens ein Eingangsanschluss 11.k (wobei 1 ≤ k < j) und der Eingangsanschluss 11.j mit
dem Ausgangsanschluss 13.j und mit mindestens einem weiteren
Ausgangsanschluss 13.m (wobei j < m ≤ N)
verbunden werden muss.
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Mit
diesen Typen von Schaltkreismodulen kann ein langer Signal-Bus unter
Einsatz von allen N Schaltkreispositionen zusammengesetzt werden,
d. h. ein Signal-Bus, der aus einem Bus-Segment mit einer Segmentlänge N besteht.
Zu diesem Zweck wird in der ersten Schaltkreisposition 11.1 ein
Schaltkreismodul des ersten oder fünften Typs angeordnet; dann
werden in den fölgenden
Schaltkreispositionen 11.j (wobei 1 < j < N
ist) Schaltkreismodule des zweiten, sechsten oder achten Typs angeordnet;
und schliesslich wird in der letzten Schaltkreisposition 11.N ein
Schaltkreismodul des dritten oder siebten Typs angeordnet. Der vierte
Typ von Schaltkreismodul stellt den kürzesten Signal-Bus dar – einen
Signal-Bus mit der Segmentlänge
L = 1. Jedes Bus-Segment
mit einer Segmentlänge
L > 1 kann in zwei Bus-Segmente
mit Segmentlängen
L1 und L2 aufgeteilt
werden, wobei L1 + L2 ≤ L ist, indem
ein Schaltkreismodul in mindestens einer Modulposition entfernt
und/oder ersetzt wird. Natürlich
können
auch zwei Bus-Segmente zusammengesetzt werden, um ein längeres Bus-Segment
durch Addition oder Ersatz von geeigneten Typen von Schaltkreismodulen auszubilden.
Zwei Rack-Strukturen, jede mit einer Zeile von Modulpositionen,
kann auch in einfacher Weise über
eine Verbindung von dritten Zwischenverbindern von der letzten Modulposition
in einer Zeile von einer Rack-Struktur mit dem zweiten Zwischenverbinder
der ersten Modulposition auf der Zeile der anderen Rack-Struktur
verbunden werden.
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Der
Signal-Bus, d. h. seine ihn ausgestaltenden Teile, können aus
einfachen Signalleitern bestehen, die optisch oder elektrisch sind.
Der Signal-Bus kann auch aus einem Bündel von Leitern ausgebildet sein,
die elektrische und/oder optische Leiter umfassen. Zu diesem Zweck
können
die Verbinder und Zwischenverbinder, die eingesetzt werden, und
die Schaltkreismodule in ähnlicher
Weise zusammengesetzt sein.
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Die
Schaltkreismodule sind beispielsweise als Platine oder gedruckter
Schaltkreis mit einer Reihe von Peripherieverbindern für elektrische
und/oder optische Signalverbindungen gemäss dem Stand der Technik ausgestaltet.
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Unten
wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 ein zweites beispielhaftes
Ausführungsbeispiel der
Verbindungseinrichtung zum Einsatz in einem lokalen Knoten eines
SuperPONs beschrieben. Hier verfügt
der Verbindungsapparat über
eine Signalverstärkung
und eine Signalverteilungsfunktion, die in einfacher Weise erweitert
und segmentiert werden kann, je nach Bedarf.
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Die 3 zeigt in schematischer
Weise eine Rack-Struktur 40, die in eine Eingangs-Platine 40.1, eine
Mittel-Platine 40.2 und ein Ausgangs-Platine 40.3 unterteilt
ist. Die Eingangs-Platine 40.1 ist
mit vier Eingangsanschlüssen 41.1 bis 41.4 versehen. An
dem ersten Eingangsanschluss 41.1 ist eine elektrische Übertragungsleitung 42 einer
Zuführung
verbunden. Die Ausgangs-Platine 40.3 ist mit vier Ausgangsanschlüssen 43.1 bis 43.4 versehen,
mit denen (optische) offene Zuführungen 44.1 bis 44.4 inklusive von
passiven optischen Netzwerken PN1 bis PN45 inklusive verbunden sind.
Die mittlere Platine ist mit vier Modulpositionen 45.1 bis 45.4 inklusive
versehen. Zur Klarheit ist jede Modulposition als rechteckige Öffnung 45a in
der Rack-Struktur
dargestellt, in der ein Schaltkreismodul angeordnet sein kann. Jede Modulposition
ist zum Einsetzen eines Schaltkreismodules von einem der Typen an
Schaltkreismodulen 46.1 bis 46.5, wie in der 4 dargestellt, ausgestaltet.
Zu diesem Zweck ist jedes Schaltkreismodul mit vier Verbindern 47.1 bis 47.4 inklusive
versehen, während
die innere Kante der rechteckigen Öffnung 45a auf jeder
Seite des Rechteckes mit vier entsprechenden Zwischenverbindern 48.1 bis 48.4 inklusive versehen
ist. Das erste Verbinder-Zwischenverbinder-Paar 47.1–48.1 ist
elektrisch, während
die anderen Paare optisch sind. Von einer Modulposition 45.j (wobei
j = 1, ..., 4) hat der erste Zwischenverbinder 48.1 eine
permanente elektrische Verbindung 49 mit dem Eingangsanschluss 41.j und
der vierte Zwischenverbinder 48.4 hat eine permanente optische Verbindung 50 mit
dem Ausgangsanschluss 43.j. Weiterhin hat der dritte Zwischenverbinder 48.3 der Modulposition 45.j (wobei
j = 1, 2 oder 3) eine permanente optische Verbindung 51 mit dem
zweiten Zwischenverbinder 48.2 der nachfolgenden Modulposition 45.j
+ 1.
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In
der 4 werden in Teilen
(a) bis (e) inklusive fünf
verschiedene Schaltkreismodule 46.1 bis 46.5 dargestellt.
Das erste Schaltkreismodul 46.1 ist vom fünften Typ
(siehe Teil (e) der 2)
und hat daher eine kombinierte Bus-Eingangs- und Ausgangsfunktion.
Der Schaltkreis des Schaltkreismoduls 46.1 umfasst eine
optische Leitungsterminierung OLT (Optical Line Termination) 52,
die einen elektro-optischen Transducer umfasst. Ein Eingang 52.1 des OLT
ist mit dem ersten Verbinder 47.1 verbunden und ein Ausgang 52.2 des
OLT ist über
einen optischen Teiler 53 auf der einen Seite mit dem dritten
Verbinder 47.3 und auf der anderen Seite über einen
optischen Verstärker 54 mit
dem vierten Verbinder 47.4 verbunden. Das zweite Schaltkreismodul 46.2 in
Teil (b) der 4 ist vom
sechsten Typ, siehe Teil (f) der 2,
und hat dabei eine kombinierte Bus-Verbindungs- und Bus-Ausgangsfunktion.
Im Schaltkreis des Schaltkreismoduls 46.2 ist der zweite
Verbinder 47.2 direkt über
einen optischen Strahlteiler 55 auf der einen Seite mit
dem dritten Verbinder 47.3 und auf der anderen Seite über einen
optischen Verstärker 56 mit
dem vierten Verbinder 47.4 verbunden. Das dritte Schaltkreismodul 46.3 in
Teil (c) ist vom zweiten Typ (siehe Teil (b) der 2) und hat damit eine Bus-Verbindungs-Funktion. Im Schaltkreis
des Schaltkreismoduls 46.3 ist der zweite Verbinder 47.2 direkt
mit dem dritten Verbinder 47.3 verbunden. Die vierten und
fünften
Schaltkreismodule 46.4 und 46.5, die jeweils in
den Teilen (d) und (e) der 4 dargestellt
sind, sind bi-direktionale Versionen der ersten und zweiten Schaltkreismodule 46.1 bzw. 46.2.
Zu diesem Zweck umfasst das Schaltkreismodul 46.4 einen
bi-direktionalen OLT 52' (mit
BOLT für
B-OLT bezeichnet) und einen bi-direktionalen Verstärker 54', und das Schaltkreismodul 46.5 einen
bi-direktionalen Verstärker 56'.
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Die 5.1, 5.2 und 5.3 zeigen
in aufeinander folgenden Weise drei Stufen der Erweiterung. In der
ersten Stufe, die in der 5.1 dargestellt
ist, bietet eine Übertragungsleitung 42 in
der (nicht dargestellten) Zuführung
eine ausreichende Übertragungskapazität für Verbindungen
von drei passiven optischen Netzwerken PN1, PN2 und PN4, während das
Netzwerk PN3 noch nicht eingesetzt wird. Die Zwischenverbindung
des ersten Eingangsanschlusses 41.1 mit den Ausgangsanschlüssen 43.1, 43.2 und 43.4 wird
mit einem Bus-Segment (der Länge
L = 4) realisiert, wobei alle vier Modulpositionen eingesetzt werden.
In den Modulpositionen 45.1 bis 45.4 sind in aufeinander
folgender Weise die Schaltkreismodule 46.1, 46.2, 46.3 und 46.2 eingesteckt.
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In
einer zweiten Stufe ist auch das dritte Netzwerk PN3 angeschlossen.
Zu diesem Zweck wird das Schaltkreismodul 46.3 in der Modulposition 45.3 durch
ein Schaltkreismodul 46.2 ersetzt. Diese zweite Stufe ist
in der 5.2 dargestellt.
Sollte zu irgend einem gegebenen Zeitpunkt die Übertragungskapazität einer
einzelnen Übertragungsleitung 42 in der
Zuführung
nicht länger
ausreichen, wird eine zweite Übertragungsleitung 42 zugeschaltet,
beispielsweise über
den dritten Eingangsanschluss 41.3, und der Signal-Bus,
der in der Verbindungsvorrichtung existiert, wird in zwei Bus-Segmente
der Länge
L = 2 aufgeteilt. Dies wird ausgeführt, indem in der dritten Modulposition 45.3 das
Schaltkreismodul 46.2 durch ein Schaltkreismodul 46.1 ersetzt
wird. Im Ergebnis sind die Ausgangsanschlüsse 43.3 und 43.4 nicht
länger
mit dem ersten Eingangsanschluss 41.1 sondern mit dem dritten
Eingangsanschluss 41.3 verbunden. Die besagte dritte Stufe
ist in der 5.3 dargestellt.
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Für ein SuperPON,
bei dem die optischen Teile bi-direktional eingesetzt werden, werden
die entsprechenden bi-direktionalen Versionen der Schaltkreismodule
eingesetzt.
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Im
Fall von Anwendungen, wie sie in den 3, 4 und 5.1 bis 5.4 dargestellt
werden, wobei immer getrennte Zwischenverbindungen ausgebildet werden
müssen
(d. h. immer ist ein Eingangsanschluss mit einer Zahl von anderen
Ausgangsanschlüssen
verbunden), sind die Typen von Schaltkreismodulen, die in den Teilen
(g) und (h) der 2 dargestellt
sind, nicht notwendig. Falls im Falle von optischen Bus-Segmenten
reflexionsfreie optische Verbinder und Zwischenverbinder eingesetzt
werden, erfordert das Abschliessen eines Bus-Segments keine spezielle
Massnahmen.
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In
der 6 wird in den Teilen
(a) bis (d) zusätzlich
eine gewisse Anzahl von Varianten für Schaltkreismodule dargestellt.
Der Teil (a) zeigt eine erste Variante 61 für das Schaltkreismodul 46.2 der 4, bei dem der einzelne
Verstärker 56 durch
einen optischen (1 : 4)-Strahlteiler 62 oder
insbesondere allgemeiner durch einen (1 : M)-Strahlteiler (M = 2, 3,
...) ersetzt wird, der in jedem Ausgang einen getrennten optischen
Verstärker 63 aufweist.
Das Schaltkreismodul 61 ist nun mit einem vierten Verbinder 64 versehen,
der vierfach ausgebildet ist, oder allgemeiner gesagt M-fach. Für die Anwendung
von solch einem Schaltkreismodul sollte das entsprechende Zwischenverbinder-Modul
in einer Modulposition vierfach vorgesehen sein, oder allgemeiner
gesagt M-fach. Der Teil (b) zeigt eine zweite Variante 66 des
Schaltkreismoduls 46.1 (4,
Teil (a)), welches kein OLT umfasst und welches einen ersten Verbinder 67 auf weist,
der optisch ist. Die zweite Variante kann in einer Zwischenverbindungsvorrichtung
eingesetzt werden, wobei die Übertragungsleitungen der
Zuführung
optische Verbinder sind. Die Teile (c) und (d) zeigen Varianten 70 und 71 für die Modulschaltkreise 46.1 und 46.2,
bei denen die OLT-Funktion nun in dem Bus-Ausgang eingesetzt worden
ist. In den besagten Varianten werden die zweiten und dritten Verbinder 72 und 73 elektrisch
ausgeführt.
Für die
Anwendung der Varianten 70 und 71 sollten die permanenten
Zwischenverbindungen (51 in 3) zwischen
den dritten und zweiten Zwischenverbindern auch elektrisch ausgeführt werden.