DE69821231T2

DE69821231T2 - Verbindungsvorrichtung mit signalbus

Info

Publication number: DE69821231T2
Application number: DE69821231T
Authority: DE
Inventors: Oskar Mattis VAN DEVENTER
Original assignee: Koninklijke KPN NV
Current assignee: Koninklijke KPN NV
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2018-05-23
Also published as: JP2002511212A; EP0986921A1; JP3986094B2; US6021234A; DE69821231D1; AU8107898A; WO1998056191A1; EP0986921B1; ATE258359T1; NL1006239C2

Description

A. Technischer Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet der Erfindung
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.
2. Stand der Technik
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.
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.
B. Zusammenfassung der Erfindung
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.
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.
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.
Weiterhin liefert die Erfindung ein Schaltkreismodul für das Ausbilden eines Bus-Teils in einer Verbindungsvorrichtung gemäss der Erfindung und ist in Anspruch 15 charakterisiert.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in weiteren Unteransprüchen zusammengefasst.
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.
C. Druckschriften

[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.

Die Druckschriften werden als in die vorliegende Anmeldung aufgenommen angesehen.
D. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nun im grösseren Detail unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, die die folgenden Figuren aufweist:
1 eine schematische Sicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Verbindungsvorrichtung gemäss der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung der Komponenten (a) bis (h) inklusive von acht Typen von Schaltkreismodulen für eine Verbindungsvorrichtung nach 1,
3 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Verbindungsvorrichtung gemäss der Erfindung zur Anwendung in einem lokalen Knoten eines SuperPON ohne Schaltkreismodule,
4 eine schematische Ansicht von Komponenten (a) bis (e) inklusive von fünf Schaltkreismodulen für ein Ausführungsbeispiel, wie es in der 3 dargestellt ist,
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
6 eine schematische Ansicht der Komponenten (a) bis (d) inklusive von vier weiteren Schaltkreismodulen für die Verbindungsvorrichtung gemäss der Erfindung.
E. Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen
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.
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.
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.

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.
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.
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.
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.
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.
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'.
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.
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.
Für ein SuperPON, bei dem die optischen Teile bi-direktional eingesetzt werden, werden die entsprechenden bi-direktionalen Versionen der Schaltkreismodule eingesetzt.
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.
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.

Claims

Verbindungsvorrichtung zur Verbindung von mindestens einem Eingangsanschluss mit einer Anzahl von Ausgangsanschlüssen durch einen Signal-Bus, mit mindestens einem Eingangsanschluss (11.j, j = 1, ..., N; 41.1–4) zum Verbinden einer einlaufenden Signal-Transportleitungen (12; 42), mit einer Anzahl von Ausgangsanschlüssen (13.j, j = 1, ..., N; 43.1–4) zum Verbinden der Ausgangssignal-Transportleitungen (14; 44.1–4), mit einem Satz von funktionalen Schaltkreismodulen (16; 46.1–5), und mit einer Rack-Struktur (10; 40), die mit einer Zeile von N (N = 2, 3, 4, ...) Modulpositionen (15.j, j = 1, ...N; 45.1–4) versehen ist, wobei jeder für das Einsetzen in einem Schaltkreismodul aus einem Satz von funktionalen Schaltkreismodulen ausgestaltet ist, wobei die funktionalen Schaltkreismodule in aufeinander folgenden Modulpositionen eingesetzt werden, die Bus-Teile des Signal-Busses bilden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse mit einer Modulposition über eine Verbindung (19.j, 20.j; 49, 50) verbunden ist, die auf der Rack-Struktur angeordnet ist, wobei nachfolgende Modulpositionen in der Zeile der Modulpositionen durch Zwischenverbindungen (21.j – 1; 51) verbunden sind, die auf der Rack-Struktur angeordnet sind, und dass die Signal-Busteile ein oder mehrere getrennte Bus-Segmente der Länge L ≥ 1 umfassen, wobei ein Bus-Segment der Länge L = 1 ein einzelnes Schaltkreismodul umfasst, welches in einer Modulposition eingesteckt ist, und ein Bus-Segment der Länge L > 1 eine Vielzahl von Schaltkreismodulen (16; 46.1–5), die in aufeinander folgenden Modulpositionen (15.j–1, 15.j; 45.1, 45.2) eingesetzt werden, und mindestens ein Bus-Teil umfasst, durch das eine Zwischenverbindung (21.j–1; 51) gebildet wird, welche auf der Rack-Struktur der nachfolgenden Modulpositionen angeordnet ist, dass der Satz von Schaltkreismodulen (16; 46.1–5) Schaltkreismodule umfasst, die mit Signalschaltkreisen versehen sind, die eine Bus-Eingangs-Funktion (a, d, e, g, h der 2; a, d der 4) oder eine Bus-Verbindungsfunktion (b, f, h der 2; b, c, e der 4) oder eine Bus-Ausgangsfunktion (c, d, e, g, h der 2; b, e der 4) aufweisen.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung eine Zeile von N Eingangsanschlüssen und eine Zeile von N Ausgangsanschlüssen umfasst, wobei jedes Schaltkreismodul aus dem Satz von Schaltkreismodulen (16) mit einem Satz von vier Verbindern (17.1,–,4) versehen ist und jede Modulposition (15.j) versehen ist mit einem Satz von vier entsprechenden Zwischenverbindern (18.1,–,4), mit einem ersten Verbinder, der einem ersten Zwischenverbinder entspricht, und mit einem zweiten Verbinder, der einem zweiten Zwischenverbinder entspricht, etc., von der j-ten Modulposition (15.j, j = 1, 2, ..., N), – wobei der erste Zwischenverbinder (18.1) eine Verbindung (19.j) über die Rack-Struktur mit dem j-ten Eingangsanschluss (11.j) hat, – wobei der zweite Zwischenverbinder (18.2) eine Zwischenverbindung (21.j – 1) über die Rack-Struktur mit dem dritten Zwischenverbinder (18.3) einer (j-1-ten) Modulposition (15.j – 1) aus der Zeile der N Modulpositionen (wobei j ≠ 1) hat, und – wobei der vierte Zwischenverbinder (18.4) eine Verbindung (20.j) über die Rack-Struktur mit dem j-ten Ausgangsanschluss (13.j) hat, und dass ein Schaltkreismodul (16) mit einer Bus-Eingangsfunktion (a, e, g, h der 2) mit einem Signalschaltkreis (22) versehen ist, in dem der erste Verbinder (17.1) mit dem dritten Verbinder (17.3) verbunden ist, dass ein Schaltkreismodul mit einer Bus-Verbindungsfunktion (b, f, h der 2) mit einem Signalschaltkreis (22) versehen ist, in dem der zweite Verbinder (17.2) mit dem dritten Verbinder (17.3) verbunden ist, und dass ein Schaltkreismodul mit einer Bus-Ausgangsfunktion (c, d, e, f, g, h der 2) mit einem Signalschaltkreis (22) versehen ist, in dem mindestens ein Verbinder der ersten und zweiten Verbinder (17.1, 17.2) mit dem vierten Verbinder (17.4) verbunden ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zwischen dem mindestens einen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschlüssen bi-direktionale Signalverbindungen sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsanschlüsse optische Signal-Eingangsanschlüsse sind, dass die Ausgangsanschlüsse optische Signal-Ausgangsanschlüsse sind, und dass die Schaltkreismodule optische Verbinder umfassen.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von Schaltkreismodulen Schaltkreismodule umfasst, die mit einem optischen Verstärker (54, 56) versehen sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von Schaltkreismodulen Schaltkreismodule umfasst, die mit einem optischen Signalteiler (62) mit M = 2, 3, ... Ausgängen versehen sind, und dass der vierte Verbinder (64) der betreffenden Schaltkreismodule, der entsprechende vierte Zwischenverbinder der Modulpositionen, in die die betreffenden Schaltkreismodule eingesteckt werden können, und die zugehörigen Ausgangsanschlüsse M-fach ausgelegt sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der M Ausgangsanschlüsse des optischen Signalteilers (62) ein optischer Verstärker (63) umfasst ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsanschlüsse elektrische Signal-Eingangsanschlüsse (41.1,–,4) sind, dass die Ausgangsanschlüsse elektrische Signal-Ausgangsanschlüsse (43.1,–,4) sind, und dass der Satz von Schaltkreismodulen Schaltkreismodule umfasst, die mit einem elektro-optischen Transducer (52, 52') versehen sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkreismodule, die mit einem elektro-optischen Transducer versehen sind und eine Bus-Ausgangsfunktion aufweisen, mit einem optischen Verstärker (54, 54') versehen sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkreismodule, die mit einem elektro-optischen Transducer versehen sind und eine Bus-Ausgangsfunktion aufweisen, weiterhin mit einem optischen Signalteiler (62) mit M = 2, 3, ... Ausgängen versehen sind, und dass der vierte Verbinder (64) der betreffenden Schaltkreismodule, der entsprechende vierte Zwischenverbinder der Modulpositionen, in die die betreffenden Schaltkreismodule eingesteckt werden können, und die zugehörigen Ausgangsanschlüsse M-fach ausgelegt sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsanschlüsse ausgelegt sind, um Signaltransportleitungen (42) eines Zuführers für einen SuperPON zu verbinden, und dass die Ausgangsanschlüsse ausgelegt sind, um offene Zuführer (44.1,–,4) von passiven optischen Netzwerken (PN1,–,PN4) zu verbinden.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsanschlüsse elektrische Signal-Eingangsanschlüsse sind, dass der Signalbus ein elektrischer Bus ist, und dass die Schaltkreismodule (c, d von 6), die eine Bus-Ausgangsfunktion aufweisen, mit einem elektro-optischen Transducer versehen sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsanschlüsse elektrische Signal-Eingangsanschlüsse sind, dass der Signalbus ein optischer Bus ist, und dass die Schaltkreismodule (a, d von 6), die eine Bus-Eingangsfunktion aufweisen, mit einem elektro-optischen Transducer versehen sind.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von Schaltkreismodulen Schaltkreismodule umfasst, die mit Signalschaltkreisen versehen sind, die eine Kombination von mindestens zwei der besagten Busfunktionen umfassen.
Funktionsschaltkreismodul zum Ausbilden eines Busteils in einer Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsschaltkreismodul versehen ist: mit einem ersten Verbinder (17.1), mit einem zweiten Verbinder (17.2), mit einem dritten Verbinder (17.3) und mit einem vierten Verbinder (17.4) zum Einsetzen in eine entsprechende Modulposition der Verbindungsvorrichtung, und mit einem Signalschaltkreis (22), der als Funktion einer Busfunktion, die von dem Busteil zu erfüllen ist, gegenseitige Signalverbindungen zwischen mindestens zwei des Satzes der vier Verbinder liefert, wobei der Signalschaltkreis für eine Bus-Eingangsfunktion (a, e, g, h der 2) einen Schaltkreis umfasst, in dem der erste Verbinder (17.1) mit dem dritten Verbinder (17.3) verbunden ist, dass ein Signalschaltkreis für eine Bus-Verbindungsfunktion (b, f, h der 2) einen Schaltkreis umfasst, in dem der zweite Verbinder (17.2) mit dem dritten Verbinder (17.3) verbunden ist, und das ein Signalschaltkreismodul für eine Bus-Ausgangsfunktion (c, d, e, f, g h der 2) mit einem Schaltkreis versehen ist, in dem mindestens ein Verbinder der ersten und zweiten Verbinder (17.1, 17.2) mit dem vierten Verbinder (17.4) verbunden ist.
Schaltkreismodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbinder eines Satzes von vier Verbindern optische Verbinder sind.
Schaltkreismodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschalt kreis einen optischen Verstärker umfasst.
Schaltkreismodul nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschaltkreis ein bi-direktionaler optischer Verstärker ist.
Schaltkreismodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von vier Verbindern mindestens einen elektrischen Verbinder und einen optischen Verbinder umfasst.
Schaltkreismodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschaltkreis einen elektro-optischen Transducer umfasst.
Schaltkreismodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschaltkreis einen elektro-optischen Transducer und einen optischen Verstärker umfasst.
Schaltkreismodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschaltkreis einen bi-direktionalen elektro-optischen Transducer und einen bi-direktionalen optischen Verstärker umfasst.
Schaltkreismodul nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschaltkreis einen optischen Signalteiler mit M = 2, 3, ... Ausgängen umfasst, der mit dem mindestens einen optischen Verbinder verbunden ist, der M-fach ausgelegt ist.