專利名稱：包括電子和光學(xué)信號之間轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將光纖中的信號耦合到電導(dǎo)體上，且更具體地涉及一種用于將光纖連接到中央電連接單元上的系統(tǒng)和設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)今以太網(wǎng)類型通訊網(wǎng)絡(luò)既像從前一樣擴展到辦公室，且由于私人用戶希望有權(quán)使用寬帶通訊這一事實，其在很大程度上擴展到私人住宅。對于稠密坐落的私人住宅如在公寓大樓中的公寓，采用這樣的方案，此方案原則上是用于辦公室的標(biāo)準(zhǔn)類型的基于以太網(wǎng)的局部網(wǎng)絡(luò)。然而，由于在同一大樓中的公寓彼此之間較辦公室內(nèi)的房間相隔較大的距離，所以用于這種公寓的局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同于安裝在辦公室的局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此外，通常電功率分配，尤其是有關(guān)公共電接地的分配也不是按照同樣的精心方式來進行。對于采用電雙絞線導(dǎo)體的以太網(wǎng)類型網(wǎng)絡(luò)，在連接節(jié)點如交換機與連接到其上的計算機之間的最大距離為100米。這種有限的最大距離通常導(dǎo)致在公寓大樓中僅有幾個公寓可以被連接到相同的交換機，由于交換機的成本以及必須提供一間可以上鎖且可能具有空調(diào)的專用房間這一事實，這導(dǎo)致每個被連接公寓的高安裝費用?；蛟S，可能使用電屏蔽線纜以避免未允許的干擾，但是由于電接地令人不滿意的分配，所以這種可能性經(jīng)常非常有限。此外，電線纜總是針對一特定的傳輸率(比特率)而安裝，因此能夠傳遞具有相當(dāng)高速率信息能力的可能性受到限制。
通過在局部網(wǎng)絡(luò)中借助于光纖來連接用戶，則避免了上述提到的困難及不足。通過使用光纖，從而避免了所有的電磁干擾，容易獲得長距離的通訊，且通過更換直接被連接到光纖上的部件，信息傳輸可以經(jīng)常被相當(dāng)容易地升級到更高速率。然而，當(dāng)采用傳統(tǒng)部件時，用于在光及電信號之間轉(zhuǎn)換的成本是高昂的。
當(dāng)今所提供的用于將光纖作為網(wǎng)絡(luò)中部分傳輸鏈路而引入的系統(tǒng)除了包括光纖本身以外，還包括用于在電和光信號之間進行轉(zhuǎn)換的主要相對大的單獨模塊，每一個模塊被連接到單獨光纖或單獨光纖對上。所述模塊被聚集在一個架子里的交換機上，且靠一個短的未屏蔽或已屏蔽的電多導(dǎo)體線纜，被連接到所述交換機上，所述交換機通常被放置在最接近所述架子的模塊附近。于是每個模塊在其“前側(cè)面”既具有一個電連接器也具有一個光連接器。此外，每個這樣的模塊具有一個完整的電以太網(wǎng)接口，且因此還可能與長度可達直至100米的電連接線纜共同使用。所述模塊還進一步被提供有電子電路，通過照明適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)射二極管，所述電子電路可以驗證電連接和光連接兩者的完整性。除了通過與在IP(the“Internet Protocol”因特網(wǎng)協(xié)議)中包括PING命令的協(xié)議類型有關(guān)的方法來驗證與一些IP地址的連接以外，極少存在以其它方式直接驗證總鏈路的可能性。
具有用于直接連接到光纖上的光端口的交換機也被使用，但是最經(jīng)常的是它們并不比具有電輸出端子的公共電網(wǎng)絡(luò)交換機與單獨的轉(zhuǎn)換器模塊的組合成本更低。
為了改變在網(wǎng)絡(luò)中的連接，常見的是在連接板上存在通過連接器到外圍單元/網(wǎng)絡(luò)端子的固定連接，所述連接板被短的連接線纜耦合到所述交換機上。采用光纖線纜而不采用電線路的對應(yīng)連接方法可能具有顯著的缺點，因為光纖線纜較電線纜更容易從機械上受到損壞，以及因為不需要短的電連接線纜，而需要在其每個末端具有安裝到其上的光連接器的可分離光纖線纜，或在采用用于在電和光信號之間進行轉(zhuǎn)換的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器情況下，除了需要電連接線纜以外，還需要所述可拆卸的光纖線纜。然而，光連接器是昂貴的且需要相當(dāng)昂貴的安裝操作，由此在網(wǎng)絡(luò)中的這種切換特點導(dǎo)致總計太高的成本。
在日本專利申請10079745中公開了光學(xué)線纜而不是電線纜被用于局部網(wǎng)絡(luò)中。所述線纜在每個末端具有連接器，所述連接器包括密封其內(nèi)用于在電和光信號之間轉(zhuǎn)換的電路。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供用于在中央單元和用戶之間傳遞信號、具有相對低的安裝成本的系統(tǒng)和設(shè)備。
由此，用于在電和光信號之間進行轉(zhuǎn)換、且被設(shè)置在可能被賦予小尺寸的封裝內(nèi)的簡化轉(zhuǎn)換器被用于中央單元如交換機或集線器間的連接，以便于對于在所述中央單元和用戶之間的長距離傳輸采用光纖，而僅在中央單元以及可能還在用戶處采用短的電連接線纜。轉(zhuǎn)換器被設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)類型電連接器，如RJ45連接器的擴展外殼內(nèi)。所述外殼具有這樣的外部尺寸，其可以僅比這樣的連接器稍大一些，且有利地至少寬度及/或厚度僅無關(guān)僅要地偏離對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)連接器尺寸。然而，長度可以較大。轉(zhuǎn)換器不具有協(xié)議處理電路且不具有用于完整性檢驗的光發(fā)射二極管或其它裝置，且不包括用于分析信號內(nèi)容或用于對此加以修正的任何電路，但是完全透明地操作，以便于傳輸鏈路對中央單元看起來像一個完全的電鏈路。
用于在雙鉸線纜與光纖之間轉(zhuǎn)換信號的市場上買得到的媒體轉(zhuǎn)換器包括用于至少在高于信號純物理傳輸?shù)囊粋€水平上進行處理的電路。因此，在即將在光纖中被傳輸?shù)男盘栔?，添加額外的信號以用于檢驗光鏈路的完整性。在接收側(cè)，這個信息被恢復(fù)且從所接收的信號中被去除，且考慮到可能的沖突，其它信息也被抽取。被抽取的信息用于給各種光發(fā)射二極管供給能量，且因此操作者可以確定轉(zhuǎn)換器和光鏈路以及電鏈路的操作。這些不同的功能在需要相當(dāng)大功率且以熱量耗散能量的電路中被執(zhí)行。所建議的轉(zhuǎn)換器具有為目前所使用媒體轉(zhuǎn)換器所需功率的十分之一至二十分之一的所需功率。
因此總體上，在例如公寓大樓的網(wǎng)絡(luò)中，利用在用戶和中央設(shè)置單元如交換機或集線器之間的光纖，提供信息的部分光傳輸。連接器外殼或轉(zhuǎn)換器外殼或轉(zhuǎn)換器模塊在一端具有電連接器，且在其相對端具有一些連接端子，如到光纖的光連接器。用于在電及光信號之間轉(zhuǎn)換的電子轉(zhuǎn)換器被連接在電連接器和光端子之間，且被加以設(shè)計，以便于關(guān)于發(fā)信號及從中央單元或交換機來看，光傳輸均作為一個電信號傳輸線路來操作。所述電連接器可以靠一個可拆卸的電連接線纜或甚至直接地或靠一個簡單的連接器轉(zhuǎn)換器被耦合到交換機的電連接器上?；谶B接器外殼具有基本上與其電連接器的寬度和厚度相對應(yīng)的寬度和厚度這一事實，這種連接被允許?？傮w上，還允許連接器外殼的稠密設(shè)置，這樣它們可以被放置在主要由連接器寬度及厚度所確定的彼此相對小或最小的距離處。正如眾所周知的那樣，交換機或集線器的固定電連接器經(jīng)常被放置在主要由連接器寬度及厚度所確定的這樣彼此相對小或最小的距離處?？梢蕴峁┻B接架內(nèi)的連接器插座，來支持在擴展到用戶的光纖末端處的光連接器?？梢赃@樣設(shè)計所述連接器插座，以便于在沒有連接器外殼被連接的情況下，被保持的(retained)光接觸可用于到可能的其它部件的光連接，或通過光可分離連接線纜到交換機的光輸入端子的光連接。轉(zhuǎn)換器的電源可以由連接器外殼的外部電接觸表面來提供，通過單獨的線纜或通過電連接器未使用的插腳，所述連接器外殼與在連接器架內(nèi)的連接器簧片相配合。
當(dāng)把由不同光功率水平所表示的數(shù)字值流形狀的光信號轉(zhuǎn)換成由不同電水平所表示的數(shù)字值流形狀的電信號時，可以使用至少一個比較器或鑒別器來感測出不同的光功率水平，并且從所述比較器或鑒別器的輸出端子向電線路提供具有其水平對應(yīng)于所述光功率水平的電信號，以便于每個電信號水平對應(yīng)于單一的光信號水平。當(dāng)把電信號轉(zhuǎn)換成光信號時，一適當(dāng)偏置的光發(fā)射二極管可以由所述電信號直接加以調(diào)制。因此，總體上，在轉(zhuǎn)換器中，在由不同電水平所表示的數(shù)字值流形狀的電信號與由不同光功率水平所表示的數(shù)字值流形狀的轉(zhuǎn)換光信號之間存在基本上直接的轉(zhuǎn)換，以便于一電水平直接對應(yīng)于一光功率水平。在此所述電水平可以具有不同的符號，而光功率水平總為正。
附圖的簡要說明現(xiàn)在參考所附附圖，本發(fā)明將通過非限制實施例的方法被加以說明，其中-

圖1為其中在例如一公寓大樓內(nèi)的不同位置可以連接到具有中央設(shè)置的交換機的通訊網(wǎng)絡(luò)上的方式的示意圖，-圖2為被設(shè)置在連接架內(nèi)的擴展連接器外殼的示意性透視圖，-圖3a為從安裝在架內(nèi)的圖2中連接器外殼上面看的視圖，-圖3b為從具有附著在其上的連接器插座的連接器外殼下面看的視圖，-圖4為用于直接連接到設(shè)備如交換機、集線器或網(wǎng)絡(luò)板的擴展連接器外殼的透視圖，-圖5為保留在被透明繪出的前盤(front plate)中的連接器插座的示意性透視圖，所述插座用于圖2、3a及3b所示的連接器外殼，-圖6是在一設(shè)備內(nèi)電連接的電路圖，所述設(shè)備使用用于提供電源電壓的未被利用的連接器插腳，-圖7是用于將在雙絞線纜上傳輸?shù)碾娦盘栟D(zhuǎn)換成光信號的電路的電路圖，-圖8a是用于將在光纖上傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成用于在雙絞線纜中發(fā)送的電信號的電路的電路圖，-8b是與圖8a電路圖相似的電路圖，包括一個用于將信號耦合到所述雙絞線纜上的變壓器，-圖9是用于將在光纖上傳輸?shù)娜?水平信號轉(zhuǎn)換成用于在雙絞線纜中發(fā)送的電信號的電路的電路圖，-圖10a是用在雙絞線纜中高速傳輸下的三-水平信號示圖，-圖10b是與圖10a的示圖相似的三-水平信號示圖，所述三-水平信號通過在雙絞線纜中傳輸已經(jīng)發(fā)生變形，以及-圖11是用于將在光纖中傳輸?shù)娜?水平信號轉(zhuǎn)換成用于在雙絞線纜中發(fā)送的電信號的另一電路的電路圖。
優(yōu)選實施例的說明在圖1中，要被用在例如公寓大樓內(nèi)的局部網(wǎng)絡(luò)被示意性地示出。所述網(wǎng)絡(luò)使用光纖1，用于在中央交換機3(“地下室交換機”，經(jīng)常被放置在大樓的地下室內(nèi))以及被示意性地表示為6的公寓之間傳輸距離的主要部分。所述交換機3是被制成用于根據(jù)如以太網(wǎng)10Mb或以太網(wǎng)100Mb一些標(biāo)準(zhǔn)的信號傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)電類型，在此處所優(yōu)選的實施例中，用于在雙絞線纜中即根據(jù)以太網(wǎng)10BaseT或100BaseT傳輸信號。所述交換機可以通過高速轉(zhuǎn)換器5被連接到外部的光高速網(wǎng)絡(luò)4上。在中央交換機3附近放置一個架或接線器7，在此被示例為接線器盒。在所述架上，也參見圖2，帶保持器的位置被提供，用于容納將光信號轉(zhuǎn)換成電信號及反之亦然的許多光-電轉(zhuǎn)換器10的外殼或模塊9。每個外殼9是一個單獨的單元，且在其前側(cè)具有一個電連接器11如RJ45類型的連接器，在所優(yōu)選實施例中為母連接器。通過對應(yīng)連接器15，在所優(yōu)選情況下為公連接器，電線纜13，即按線線纜，優(yōu)選為雙絞線纜類型被連接到連接器11上，并且例如通過用于連接器外殼9的同一類型連接器，所述按線線纜的另一端被連接到交換機3的電端口。在直接朝向架內(nèi)部或朝向其后側(cè)的連接器外殼后側(cè)上，所述連接器外殼被連接到光纖段19上。所述光纖段19既可以被直接地連接到轉(zhuǎn)換器上，以便于容納轉(zhuǎn)換器10的轉(zhuǎn)換器外殼9為“豬尾”類型，也可以如所優(yōu)選的那樣，在每個連接器外殼的后側(cè)上提供一個光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)連接器21，例如一個安裝在套筒內(nèi)的母連接器類型的MT(“機械傳遞”)連接器如MT-RJ，然后每個光纖段在對應(yīng)端具有對應(yīng)的連接器23，如公型的MT-RJ。所述光纖段19在其另一端，在架7后面的地方，在25，被熔接到光纖段1，所述光纖段1向遠處延伸到位于單獨公寓6內(nèi)的交換機或網(wǎng)絡(luò)板類型的設(shè)備29處。作為另一選擇地，每個光纖段19是光纖段1的一部分，這樣光纖段1全線延伸直到連接器外殼9。在這個另選的情況下，則連接器23被直接安裝到在架7內(nèi)光纖段的末端。
在設(shè)備29處提供有連接外殼27，在所述連接外殼27的末端包含一個光連接器，對應(yīng)的光纖段1被連接到所述光連接器上。端子外殼還包含未示出的用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號以及反之亦然的轉(zhuǎn)換器，并且包含在其另一相對端的電連接器，優(yōu)選為公連接器類型?；蛘咄ㄟ^單獨連接的低電壓變壓器或“等效電池”，或者通過在例如為類型RJ45的電連接器中用于信號傳輸?shù)奈词褂貌迥_，來提供結(jié)合在所述端子外殼27內(nèi)的轉(zhuǎn)換器的電源，請見后面的討論。后一種選擇方案要求電連接器被耦合到的設(shè)備或交換機或類似設(shè)備必須被專門地加以設(shè)計，以便于向這些插腳提供電源。作為另一選擇地，在單獨公寓內(nèi)光纖段9末端處的端子單元27由與用在中央交換機3處架7內(nèi)的轉(zhuǎn)換器外殼相同的轉(zhuǎn)換器外殼9組成，且然后被單獨地放置在一小盒內(nèi)，所述盒包含用于向位于轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)換器供電的裝置。
被中央設(shè)置在架7內(nèi)的轉(zhuǎn)換器外殼或連接器外殼9被設(shè)計成具有基本上與例如上述已經(jīng)討論的為類型RJ45的電連接器11、15的寬度相符的寬度，所述電連接器用于轉(zhuǎn)換器到交換機3的電連接。同樣，轉(zhuǎn)換器外殼的厚度可以有利地基本上與電連接器的厚度相等，雖然在所優(yōu)選實施例中這并不是同等重要的?？傮w上，轉(zhuǎn)換器外殼的寬度及高度尺寸應(yīng)該基本上與電連接器的對應(yīng)尺寸相符，且在任何情況下至少這些尺寸中的一個應(yīng)該與電連接器的對應(yīng)尺寸相符。在此，當(dāng)連接器按照傳統(tǒng)方位被安裝時，連接器的術(shù)語寬度旨在意味著水平尺寸，且連接器的厚度則意味著它們的垂直尺寸。當(dāng)連接器外殼9被連接到利用傳統(tǒng)方位被安裝的電連接器上時，則按照同樣方法連接器外殼9的寬度及厚度分別被認(rèn)為是其水平及垂直尺寸。
見圖2，在每個連接器外殼9內(nèi)提供有電路10，且其執(zhí)行從電到光信號的優(yōu)選直接物理轉(zhuǎn)換及從光到電信號的基本直接轉(zhuǎn)換，尤其是使電水平對應(yīng)于光水平且反之亦然。所述電路被設(shè)計成從交換機3和所連接的設(shè)備29的側(cè)面看不到所述電路，或者體驗部分傳輸路徑為光學(xué)的。因此所述電路僅包含直接的信號轉(zhuǎn)換功能，而沒有特殊的信令如協(xié)議處理及類似事物的功能，例如在所傳輸及接收信號中的邏輯內(nèi)容分析、額外信息的添加及消除。這導(dǎo)致所要求電路相對簡單的結(jié)構(gòu)，由此它們需要相對小的空間，這樣它們可以被容納在連接器外殼內(nèi)且它們具有相對小的電功率需求。在所優(yōu)選情況下使用簡單轉(zhuǎn)換可能是基于這樣的事實，即用于被傳輸在雙絞線纜中信號的接收或探測電路被專門設(shè)計成具有處理在這樣線路中傳輸后所接收到的經(jīng)常被極其嚴(yán)重變形的信號的能力、并具有探測在這樣信號中的信息內(nèi)容的能力，以及基于這樣的事實，即根據(jù)上述說明基本上直接的非線性轉(zhuǎn)換對信號造成與信號經(jīng)過一段雙絞線纜時其所遭受的變形相類似的變形。
所述電路的電源或者通過單獨的線路(未示出)或者通過連接器簧片而獲得，見圖2和3a，所述連接器簧片被附著到架7內(nèi)的保持器上，且作用在連接器外殼9外部上的預(yù)定接觸位置上。所述電源還可以通過電連接器11、15內(nèi)的未使用插腳或接觸位置被提供，參考圖6見進一步的說明。
在光纖段19未被直接連接到對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器10，而連接器23以其末端處在轉(zhuǎn)換器上，且因此在前盤7上還直接可用，以用于可能到光連接線纜的連接情況下，如上面已經(jīng)提到的那樣，可以提供被連接在轉(zhuǎn)換器外殼9與焊點25之間到更長光纖1上的光纖段19，所述光纖段1沿著到用戶路徑的主要部分延伸。見圖5，可以提供用于光接觸連接器23的插座49，且其具有這樣的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)允許到包括光-電轉(zhuǎn)換器的連接器外殼9的直接光連接，且因此當(dāng)連接器外殼被壓進架內(nèi)其位置時，所述插座沿著盤7前側(cè)的后面被壓進更長。當(dāng)連接器外殼9被取下做更換、修理或更新時，所述連接器插座與其相伴，且連接器23再次在前盤上可用。作為另一選擇地，具有連接器的光纖段19的末端必須被稍微拔出，用于連接或去除相應(yīng)的連接器外殼9，且因此到此的光纖段具有一些多余長度，以便于可實現(xiàn)于此。
在架內(nèi)安裝連接器外殼9或轉(zhuǎn)換器外殼的更詳細內(nèi)容從圖2和3a中可見。轉(zhuǎn)換器外殼9具有一個外部屏蔽金屬罩，其旨在被耦合到機殼接地且其具有矩形的細長盒形狀。在所述盒前面，所述外殼延續(xù)進入電母連接器11，所述母連接器11因此在橫向方向上具有與細長連接器外殼相同的外部尺寸。當(dāng)連接器外殼9被插入到架7的情況下，所述外殼9的上部大表面與具有在橫向方向上延伸的水平設(shè)置的軌道形狀的上支撐31相接合。轉(zhuǎn)換器外殼9的底表面裝在兩個較低的電導(dǎo)軌道33、35上，所述軌道平行于架7的前側(cè)面，同樣沿著橫向方向延伸，且被水平設(shè)置。通過使用較低軌道，可以提供到連接器外殼9內(nèi)轉(zhuǎn)換器的電源。前電源軌道33被耦合到負電源電壓V-且后電源軌道35被耦合到正電源電壓V+。所述電源軌道具有向上突出的連接器簧片37、39，用于與在模塊外殼9底表面上被定界的電導(dǎo)表面區(qū)41、43的電接觸。通過絕緣的周圍區(qū)45，這些電導(dǎo)區(qū)41、43與外殼9的剩余接地部分電絕緣。所述區(qū)41、43和表面45可以是電路板內(nèi)導(dǎo)電平面的部分，此外這個平面被連接到地。從圖2、3a中還可看到當(dāng)模塊外殼9通過架的前盤47內(nèi)的開孔被壓進架7內(nèi)其位置處，使這些開孔的邊緣將轉(zhuǎn)換器外殼維持在架內(nèi)其位置時，咬合簧片45可以被設(shè)置在模塊外殼表面的前端，以用于配合。
連接器外殼9還可以被設(shè)計成具有適宜類型的其它電連接器，例如被配置成公連接器，這樣根據(jù)上述的第一另選方案，它們可以按照與公寓末端內(nèi)端子外殼27同樣的方式被直接地耦合到交換機3的端口17上。作為另一選擇，通過將一個端子轉(zhuǎn)換器(未示出)耦合到上述設(shè)計的連接器外殼9，則所述連接器外殼9可以被轉(zhuǎn)換以獲得一個適宜的電連接器。具有公連接器的連接器外殼實施例被示例于圖4。從這個圖中可看出在這個實施例中的模塊外殼9改為在其前端延續(xù)到與這個連接器具有相同橫向尺寸的類型RJ45的公連接器11′。如上已經(jīng)提到的那樣，通過在電連接器內(nèi)的未使用的插腳，或通過未示出的外部電線纜，可以向連接器外殼內(nèi)的電路提供電力供應(yīng)，其中所述外部電線纜通過標(biāo)準(zhǔn)類型連接器插腳被連接到安裝在模塊外殼9表面上的電源連接器47′上。在這種情況下，必須使用在每個末端具有光連接器的光纖段或耦合長度(未示出)，而不使用電連接線纜13。然而，這個方案的缺點在于這樣的可分離光纖長度就操作而言太易損壞，并且如上述已經(jīng)討論過的那樣，因光連接器導(dǎo)致它們的成本相當(dāng)高昂。
在圖5中，示出可以在架7內(nèi)連接器外殼9所設(shè)置的每個位置處提供上述提到的連接器插座49，也見圖3b。所述連接器插座49在橫向方向上可以具有與連接器外殼的那些尺寸相同的外部尺寸，且包含一空間或孔，具有例如類型為MT-RJ鎖定簧片24的光連接器23被牢固地夾持在所述空間或孔中。在連接插座的右或左側(cè)表面上，提供有用于與前盤壁47的開孔邊緣相配合的咬合簧片51，其與連接器外殼上的咬合簧片47采用同樣的方法。因此，最初假設(shè)這種連接器插座47被裝在前面位置，使其咬合簧片51被接合在前盤壁47的開孔內(nèi)。光纖線纜可以被直接耦合到可用的光連接器23上，或者當(dāng)需要它的情況下，如當(dāng)連接到具有光連接器的交換機上，或當(dāng)使用與提供在連接器外殼9內(nèi)不同類型的光-電轉(zhuǎn)換器時被使用。對于在圖1中所示例的連接，在其上安裝有連接器23的光纖19通過連接器外殼9被連接到交換機3上的情況下，所述連接器外殼與它后面的光接觸一道被壓向光連接器23，以為了建立光接觸。于是鎖定簧片24與安裝在外殼上的連接器21相接合，以互相支持光連接器23、21，并由此支持連接器插座41在連接器外殼9處。然后，外殼9被進一步壓進架7內(nèi)，且隨后被壓向連接器插座49，以便于其咬合簧片51脫離與前盤開孔邊緣的接合，且連接器外殼和連接器插座作為單一單元進一步移進架內(nèi)。最終，連接器外殼的咬合簧片開始與前盤開孔相接合，且外殼已經(jīng)插進架內(nèi)并且已經(jīng)被光連接。然后電連接線纜13可以被安裝在連接器外殼9及交換機上的插孔17之間。
在隨后的一些時刻，當(dāng)連接器外殼9必須從架7內(nèi)收回以為了維修或相類似的操作時，在抽出運動中，因由鎖定簧片24所產(chǎn)生的在兩個光連接器23之間的接合，導(dǎo)致連接器插座49將伴隨此運動。于是連接器插座將再次在前盤47上被其咬合簧片51咬合。于是通過由一個適宜工具作用在鎖定簧片34上，光連接器21、23可以彼此脫離，這樣連接器外殼9與架7相脫離，以為了例如得到維修或更換?，F(xiàn)在由連接器插座49所保持的光連接器23再次可用，用于通過光纖線纜到連接器外殼或一些其它設(shè)備的新連接，所述光纖線纜被提供有適宜于耦合到連接器23的光連接器?；诠饫w段被給予一個適宜的長度這樣的事實，在抽出運動中光連接器23的運動得到允許。它們還可以有利地具有這樣的長度，以便于連接器插座49可以被從前盤中抽出，如果出于某一原因?qū)⑿枰绱说脑挕?br> 在通過使用電連接器內(nèi)的接觸插腳或未經(jīng)使用的單獨接觸位置而設(shè)置電源的情況下，可以按照圖6中所示例的那樣來做。其中示出一個電路圖，其用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)10BbaseT連接模式下的RJ45連接器。在所述RJ連接器中，沒有使用第4、5、7和8號插腳。在第3和6號插腳接收到輸入信號，且在第1和2號插腳輸出信號被傳輸。平衡的輸入及輸出信號的接觸插腳被連接到變壓器Ti、To第一繞組的最外末端，變壓器Ti、To另一繞組被連接到一設(shè)備相應(yīng)的輸入及輸出電路(未示出)，其中連接器被安裝到所述設(shè)備上。變壓器的所述第一繞組具有中心抽頭，對于連接器的標(biāo)準(zhǔn)連接，二者均通過電阻R1被連接到節(jié)點P1處的相同中心電壓上。在標(biāo)準(zhǔn)連接中，所述連接節(jié)點P1也通過包括彼此具有相同阻抗的R2、R3的電星形網(wǎng)絡(luò)被耦合到未被使用的連接器插腳上。所述連接節(jié)點P1通過一個相當(dāng)大的電容器C1也被連接到地，這樣如同AC信號所經(jīng)歷的那樣，這個節(jié)點被接地，但是具有一個浮動的DC電位。
在其中安裝有電連接器且其中需要其它設(shè)備的電源的交換機17或設(shè)備29或另外設(shè)備中，如上面已經(jīng)提到的那樣，通過如同用于信號傳輸?shù)耐瑯泳€纜，可以使用未承載信號的插腳。為了使有可能將一電源電壓施加到未用于信號傳輸?shù)牟迥_上，節(jié)點P1可以被分成兩個連接節(jié)點Pi和Po，這兩個節(jié)點通過一個大的耦合電容器C2彼此相連。然后每個這樣的節(jié)點Pi、Po通過被連接到相應(yīng)變壓器第一繞組的中心抽頭上的電阻R1之一，且通過電阻R2被連接到包含R3且分別延伸到第7、8號插腳和第4、5號插腳的線路分支上?，F(xiàn)在僅有連接節(jié)點的一個Po通過電容器C1被耦合到地。來自一些電壓源的電源電壓(未示出)通過電感S+、S-被提供到兩個未用于信號傳輸?shù)牟迥_上，例如其正極連到第7號插腳且其負極被連到第5號插腳。因此輸出信號將被施加到電源電壓的負電位附近，而輸入信號被施加到電源電壓的正電位附近。在此所建議的電容器C2分別提供第4和5號及第7和8號兩組連接器插腳之間的絕緣，以及提供電源電壓的正電位和負電位之間的絕緣。正相反，如同AC信號所經(jīng)歷的那樣，因電容器C2的大電容導(dǎo)致節(jié)點Pi、Po被彼此連接，且同從前節(jié)點P一樣，因電容器C1導(dǎo)致它們被施加到AC地上。此外，電感器S+、S-將電壓源與可能的高頻率部件相絕緣，所述高頻率部件可以產(chǎn)生在電線纜中的長電導(dǎo)體內(nèi)，所述線纜被耦合到目前用于提供電源電壓的插腳上。
在連接器9中，可以利用圖7中所示例的電路進行從平衡的二進制電信號，即以標(biāo)準(zhǔn)方式在其中信號在兩個水平之間交替的雙絞線纜61中傳輸?shù)拇形涣鞯霓D(zhuǎn)換。信號從雙線纜的兩部分到達耦合電容器63、基本上未受影響地經(jīng)過它們直至光發(fā)射二極管65如LED或半導(dǎo)體源激光器二極管的兩個端子。所述光發(fā)射二極管的端子進一步通過一個逆向或反向連接的整流半導(dǎo)體二極管67被彼此相連接。端子之一通過電阻69被進一步連接到正電源電壓V+，且另一個端子通過電阻71被耦合到負電源電壓V-。通過適當(dāng)選擇流經(jīng)二極管65的偏置電流，從雙絞線纜61輸入的信號可以調(diào)制由二極管65所發(fā)射的光，這樣產(chǎn)生可接受的所發(fā)射光信號的不太大變形。所發(fā)射的光在兩個不同水平間交替，且可以使變形變小，以致于通過用于在雙絞線纜中傳輸信號的傳統(tǒng)接收器可以執(zhí)行對所述信號的隨后探測。由二極管65所發(fā)射的光被傳導(dǎo)到光纖上，所述光纖可能通過中間波導(dǎo)被連接到轉(zhuǎn)換器外殼9上。相同的電路可以被用于轉(zhuǎn)換以平衡方式到達雙線纜61的所有電信號，同樣用于轉(zhuǎn)換具有多于兩個水平的信號。
由此被轉(zhuǎn)換成變化光強度的信號必須再次被轉(zhuǎn)換成電信號，所述電信號被提供到光纖另一側(cè)的雙線纜上。然后，可以觀察到下述情況。根據(jù)在10Mb/b下信號的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，在雙絞線纜中的傳輸線路上，提供有一個靜水平或0-水平，被用于鏈路完整性信令的正脈沖，以及以曼徹斯特碼發(fā)送信號的正及負水平。因此重要的是對于在電線路中的信號，不僅要獲得變化水平而且要獲得真正的AC信號，以便于它應(yīng)該具有與標(biāo)準(zhǔn)信號相同的外觀。電子電路應(yīng)該具有將從不直接對應(yīng)于AC電流或AC電壓的變化光水平轉(zhuǎn)換成線路中用于電信號的AC電壓、以及轉(zhuǎn)換成具有根據(jù)相應(yīng)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)探測器應(yīng)該能夠接受的一些負過沖的正脈沖。對于在100Mb/s下在雙絞線纜中的傳輸，提供用于信令的靜水平或0-水平以及正水平和負水平。在此重要的還有在電學(xué)線路中不僅獲得變化水平而且要獲得真正的AC電流或AC電壓信號?？梢杂糜谔綔y例如從被連接在上游的一段雙絞線纜所獲得的、具有10MHz頻率光信號的這種電路被示例于圖8a中。光信號由光敏二極管81接收，所述二極管的二個端子被直接地連接到放大器83的端子。被放大的信號通過耦合電容器85被提供到具有一個直接及一個反相輸出端子的比較器或鑒別器87的第一輸入端子上。一個適宜的參考電壓被連接到鑒別器的第二輸入端子，所述參考電壓從由兩個適宜大小的電阻89、90而構(gòu)成分壓器的中心點而獲得，所述電阻被連接在正電源電壓V+和負電源電壓V-之間。所述分壓器的中心點還通過電阻88被連接到第一輸入端子上。通過另一個耦合電容器93，來自鑒別器87的信號被從其上兩個輸出端子提供到雙絞線纜91的相應(yīng)部分，此外所述電容器93在雙絞線纜側(cè)靠電容器95彼此相連。電阻97可以被并聯(lián)地連接到后面的電容器上。
作為另一選擇地，如圖8b所示例，通過使用信號變壓器可以實現(xiàn)到雙線纜91的耦合。
見圖10a，對于較高頻率或傳輸速率如100MHz，且根據(jù)適宜的標(biāo)準(zhǔn)，信號在雙絞線纜上以三個水平被傳輸，即表示二進制值“0”的中心水平、以及對稱地位于這些水平附近的水平，其兩者均表示二進制值“1”且彼此交替地被使用。在經(jīng)由包括雙絞線纜的鏈路傳輸之后，則信號可以具有在圖10b所看到的外觀。通過使用圖7所示例的電路，這樣的電信號可以直接被轉(zhuǎn)換成光信號，且通過使用圖9中所示例的電路，對應(yīng)的光信號可以被轉(zhuǎn)換成電信號，這樣使光水平對應(yīng)于電水平。光信號首先被光電二極管81轉(zhuǎn)換成電信號，所述電信號被放大器83放大且以與圖8a和8b中同樣的方式被允許通過耦合電容器85。所獲得的信號分別被提供到兩個比較器101、103的正和負輸入端子。這些比較器的兩個其它輸入端子從分壓階梯接收參考電壓，所述分壓階梯被連接在正電源電壓V+和負電源電壓V-之間，且包括彼此串行連接的四個電阻105、107、109、111。電阻105、107之間的連接節(jié)點給予第一比較器所要求的參考電壓，且被提供到其負輸入那里。階梯內(nèi)其它兩個電阻109、111之間的連接節(jié)點給予第二比較器所要求的參考電壓，且被提供到其正輸入端子。在電阻107和109之間連接點上的所述階梯中心節(jié)點通過電阻113被耦合到耦合電容器85的輸出側(cè)。以根據(jù)圖8b中電路方式相同的方式，比較器101、103的輸出端子通過耦合電容器115、117被連接到信號變壓器99繞組的每一端上，所述變壓器第二繞組的末端被連接到雙絞線纜91的部分上。為了適當(dāng)選擇分壓器階梯中電阻的大小，可以產(chǎn)生比較器101、103的參考電壓，這樣被提供到第一比較器、超出參考電壓的輸入信號水平可以得到鑒別，且給出一個正輸出水平，以及被提供到第二比較器103、低于參考電壓的輸入信號負水平可以得到鑒別，且產(chǎn)生一個負輸出信號。
用于從光信號轉(zhuǎn)換到電信號的轉(zhuǎn)換器的另一實施例被示例于圖11，根據(jù)上述討論其尤其適合于三水平信號。來自光纖的光信號首先被光電二極管81轉(zhuǎn)換成電信號，所述電信號被放大器83放大，且如圖8a、8b和9所示使其經(jīng)過耦合電容器85。所產(chǎn)生的信號被提供到寬帶放大器119的一個輸入端子，寬帶放大器119的輸出端子通過變壓器99的初級繞組被連接到地電位，同上所述，變壓器99的次級繞組被連接到雙線纜91上。有利地，所述地電位位于電源電壓V+和V-之間的中心。此外，放大器的兩個輸入端子分別通過電阻121、123被接地。為了適當(dāng)選擇這些電阻的大小，放大器119可以被賦予這樣的零點偏置，以便于在輸入光信號中的靜水平導(dǎo)致通過變壓器99的零電流，且增加的光信號水平導(dǎo)致通過變壓器的正電流且降低的光信號水平導(dǎo)致通過變壓器的負電流。
以這種方式被設(shè)計的轉(zhuǎn)換器的操作需要功率量值在150mW數(shù)量級，其遠小于為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的信號傳輸所設(shè)計的對應(yīng)單元通常所要求的3W功率。
設(shè)置被安裝在盤或板內(nèi)的單獨轉(zhuǎn)換器單元具有優(yōu)點，這包括可以設(shè)置簡單的連接結(jié)構(gòu)，即獲得一個良好的概觀，以及轉(zhuǎn)換器單元的更換及服務(wù)可以針對每個用戶線路單獨地進行。僅是必須提供用于安裝的用戶線路的轉(zhuǎn)換器單元。僅通過更換相應(yīng)的單元，也可以執(zhí)行簡單的向更高傳輸速率的單獨升級。
權(quán)利要求
1.一種用于在用戶和中央單元間傳輸信息的網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)包括在所述中央單元和每個用戶之間的傳輸鏈路，每個傳輸鏈路包括在所述中央單元一末端處的電連接線路、以及被連接到所述電連接線路的光纖、以及在所述電連接線路和所述光纖之間耦合處、用于電及光信號之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器，以及所述中央單元，包括用于連接到接收且傳輸電信號的所述電連接線路的插口，其特征在于連接器外殼在一端具有電連接器，且在相對端具有用于連接到光纖的裝置，每個連接器外殼容納連接在所述電連接器和用于光連接的裝置之間的轉(zhuǎn)換器之一，且所述電連接器被設(shè)計成與被安裝在電連接線路上的互補電連接器相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在把由不同光功率水平所表示的數(shù)字值流形狀的光信號轉(zhuǎn)換成由不同電水平所表示的數(shù)字值流形狀的電信號時，使包括在所述轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)的所述轉(zhuǎn)換器適合于使至少一個比較器或鑒別器感測出不同的電水平，且從所述比較器或鑒別器的輸出端子將具有其水平對應(yīng)于光功率水平的電信號提供到電線路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于當(dāng)把由不同電水平所表示的數(shù)字值流形狀的電信號轉(zhuǎn)換成由不同光功率水平所表示的數(shù)字值流形狀的光信號時，包括在所述轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)的所述轉(zhuǎn)換器適合于由電信號來調(diào)制光發(fā)射二極管，且將所發(fā)射的光輸出到光波導(dǎo)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于包括在所述轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)的所述轉(zhuǎn)換器被設(shè)計成用于進行由不同電水平所表示的數(shù)字值流形狀的電信號與由不同光功率水平所表示的數(shù)字值流形狀的光信號之間基本上直接的轉(zhuǎn)換，以便于一個電水平直接對應(yīng)于一個光功率水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換器包括一個被連接到比較器的電光探測器，所述比較器具有一個直接輸出端子和及一個反相輸出端子，所述輸出端子被連接到雙線線纜的部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換器包括一個被連接到兩個比較器上的電光探測器，兩個比較器中的第一個接收在它正輸入端的信號且兩個比較器中的第二個接收在它負輸入端的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述兩個比較器在它們的第二輸入端子上被提供有被偏移的參考電壓，以便于可以鑒別被提供到所述第一比較器的高出第一參考水平的正水平，以及被提供到所述第二比較器的低于第二參考水平的負水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述兩個比較器通過變壓器被連接到雙線線纜的部分上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換器包括一個被連接到寬帶放大器的電光探測器，所述寬帶放大器具有一個被連接到變壓器初級繞組的輸出端子，所述變壓器的第二繞組被連接到電傳輸線路，所述放大器具有這樣的零點設(shè)置，以便于輸入光信號的靜水平導(dǎo)致通過所述變壓器的零電流，以及較高的光信號水平得到通過所述變壓器的正電流且較低的光信號水平導(dǎo)致通過所述變壓器的負電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于包括在所述轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)的所述轉(zhuǎn)換器被設(shè)計成這樣，以便于當(dāng)從中央單元來看時，傳輸鏈路的光學(xué)部分作為一個電信號傳輸線路來操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述連接器外殼具有基本上與包括在所述連接器外殼內(nèi)的電連接器的寬度和/或厚度分別相對應(yīng)的寬度和/或厚度，從而當(dāng)中央單元的被固定設(shè)置的連接器被放置在彼此相對小或最小距離處的情況下，允許那個連接器外殼可以被直接地或通過端子連接器被耦合到所述被固定設(shè)置的連接器上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述連接器外殼包括類型RJ45的電連接器，且具有基本上分別對應(yīng)于這種連接器寬度和/或高度的寬度和/或高度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述連接器外殼具有基本上對應(yīng)于被包括在所述連接器外殼內(nèi)的所述電連接器寬度的寬度，并且提供有連接架，所述連接架包括彼此相連放置且處在連接外殼一排內(nèi)的保持器，且所述保持器被放置在彼此相對小或最小距離處，所述距離適合于所述連接器外殼的電連接器寬度，以便于允許在所述架內(nèi)稠密設(shè)置連接器外殼。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在所述連接架內(nèi)的保持器被設(shè)置在至少兩個平行排內(nèi)，且所述連接器外殼具有基本上對應(yīng)于包括在連接器外殼內(nèi)的電連接器厚度的厚度或高度，從而允許在所述連接器架內(nèi)的平行排可以被放置在彼此相對小或最小距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于所述連接器外殼的光連接裝置包括一個光連接器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于被設(shè)置在連接器架內(nèi)且被堅固地附著到所述光連接器上的連接器插座，其旨在用于連接到連接器外殼的所述光連接器，所述連接器插座具有彈性裝置，以允許在將連接器外殼從連接器架中抽出時所述連接器插座伴隨連接器外殼的情況下，當(dāng)所述連接插座脫離連接器外殼時，所述連接插座被施加到連接器架內(nèi)的一個位置上，此位置從外部可用，這樣在這個位置由所述連接器插座所保持的光連接器可以被連接到具有對應(yīng)光連接器的一個任意光單元上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于所述連接器外殼內(nèi)的光連接裝置包括一個被熔接到較長光纖段上的突出光纖段。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述連接器外殼具有與保持器內(nèi)或在連接架內(nèi)的接觸簧片相配合的外部電接觸表面，以為了給在所述連接器外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)換器提供電功率。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在用戶處的中央單元和/或設(shè)備具有包括多個接觸位置的電連接器，所述接觸位置中的第一個用于傳遞信號，且其第二個接觸位置用于向所述轉(zhuǎn)換器和電連接線路提供電源電壓，所述電連接線路按照對應(yīng)方法包括用于傳輸所述信號的第一電線路，以及用于電源電壓的第二線路。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在用戶處的中央單元和/或設(shè)備包括在用于既接收且傳遞信號的雙線纜上進行電平衡傳輸?shù)碾娐?，以及所述被接收的信號具有在所述電源電壓的一個電位附近的電壓水平，并且所述被傳遞的信號具有在所述電源電壓的另一個電位附近的電壓水平。
21.一種連接器外殼，在其一個末端具有一個電連接器且在其相對末端具有用于到光纖的連接裝置，其進一步具有被互連在所述電連接器和所述用于光連接的裝置之間、用于在電和光信號之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述轉(zhuǎn)換器適合于基本上在電信號和光信號之間的直接轉(zhuǎn)換，以便于至少在將光信號轉(zhuǎn)換成電信號時，一個光功率水平直接對應(yīng)于一個包括還具有相反極性水平的電水平，所述電信號具有由包括還具有相反極性水平的不同電水平所表示的數(shù)字值流形狀，所述光信號具有由不同光功率水平所表示的數(shù)字值流形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的連接器外殼，其特征在于用于光連接的裝置包括一個光連接器，以及所述連接器外殼進一步包括一個具有用于連接到所述連接器外殼光連接器的光連接器的連接器插座，所述連接器插座具有用于將連接器插座可脫離地保持在一個盤上的彈性裝置，這樣在更換連接器外殼時，所述連接器插座可以伴隨連接器外殼，且當(dāng)需要或適當(dāng)時可以與連接器外殼相脫離。
23.一種連接器插座，其用于與在一端包括一個用于連接到光纖的光連接器的連接器外殼相配合，其特征在于所述連接器插座包括一個用于連接到連接器外殼的光連接器的光連接器，所述連接器插座具有第一彈性裝置，用于可脫離地支撐在連接器外殼處的連接器插座，以便于在更換連接器外殼時，所述連接器插座可以伴隨連接器外殼，且當(dāng)需要或適當(dāng)時可以與連接器外殼相脫離。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的連接器插座，其特征在于所述光連接器被堅固地附著在所述連接器插座內(nèi)的孔里。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的連接器插座，其特征在于第二彈性裝置，其用于可脫離地將連接器插座支撐在配合于它的開孔內(nèi)。
全文摘要
一個在例如公寓大樓內(nèi)、具有在用戶(29)與中央設(shè)置交換機(3)之間信息的部分光傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)具有連接器外殼(9)，其中在所述連接器外殼一端包括一個電連接器(9)且在相對末端包括一個到光纖的連接端子(21)。用于在電和光信號之間轉(zhuǎn)換的一個電子轉(zhuǎn)換器被連接在所述電連接器和所述光連接之間。所述電連接可以靠可拆卸的電連接線纜(13)被耦合到所述交換機的電連接器(17)上。在所述連接器外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)換器被這樣設(shè)計，以便于從所述交換機看，所述信號的光傳輸作為電信號線來操作。所述連接器外殼具有的寬度和厚度基本上對應(yīng)于所述電連接器的寬度和厚度，從而允許稠密的布置，并且在交換機中被堅固設(shè)置的連接器被置于在主要由連接器的寬度和厚度所確定的彼此間小距離的情況下，那個連接器外殼還可以直接地或通過簡單端子轉(zhuǎn)換器被連接到這些被堅固設(shè)置的連接器上?？梢蕴峁┰谶B接器架(7)內(nèi)的連接器插座，以益于其中的到光纖(19，1)的光連接。所述轉(zhuǎn)換器的電源可以通過單獨的線纜或通過電連接器未經(jīng)使用的插腳，由連接器外殼的外部電接觸區(qū)域而提供。
文檔編號H04B10/207GK1475058SQ0181877
公開日2004年2月11日 申請日期2001年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月13日
發(fā)明者H·赫瑟爾波姆, H 赫瑟爾波姆 申請人:英沃普托股份有限公司