專利名稱：交叉點(diǎn)數(shù)目減少的接線器電纜管理系統(tǒng)中的對(duì)稱線對(duì)交換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電纜管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制下在業(yè)務(wù)線路和用戶線路之間通過交叉點(diǎn)交換矩陣提供電話編路、低速和高速數(shù)據(jù)、電源和影像;特別涉及在這樣的系統(tǒng)中用于降低交換對(duì)稱線路對(duì)所需的交叉點(diǎn)接線器的數(shù)目的裝置。
當(dāng)給商業(yè)建筑布線時(shí)，傳統(tǒng)方法是所有有線業(yè)務(wù)(例如，電話、低速和高速數(shù)據(jù)、電源和有線電視)線路進(jìn)入建筑終止在相應(yīng)的接線板上。典型地，接線板位于線箱內(nèi)，它包括進(jìn)入建筑的業(yè)務(wù)線路的終端第一陣列和在建筑內(nèi)伸展到各個(gè)用戶站的用戶線路的終端第二陣列。在每塊接線板內(nèi)，通過在第一終端陣列和第二終端陣列間伸展的跳線，手工進(jìn)行業(yè)務(wù)線路和用戶線路間的連接。理想情況下，應(yīng)保留每條線在建筑內(nèi)的走向和它與誰連接的記錄。但是，現(xiàn)實(shí)世界并不理想，這樣的記錄總不能妥善保留。況且，要經(jīng)常在接線板上對(duì)線作標(biāo)記而標(biāo)記常丟失或由于缺乏更新而過期。因此，當(dāng)技術(shù)人員接到業(yè)務(wù)訂單增加、移動(dòng)或改變連接時(shí)，技術(shù)員必須準(zhǔn)確確定所涉及的物理連線。這已被證明是一件費(fèi)時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度大的工作。建議提供一種具有自動(dòng)保持記錄能力的電纜管理系統(tǒng)。
所建議的電纜管理系統(tǒng)位于多條業(yè)務(wù)線路和多條用戶線路之間?？煽刂频慕泳€器連于用戶線路終端和業(yè)務(wù)終端之間用以有選擇地提供選定的一條業(yè)務(wù)線路與選定的一條用戶線路之間的物理電連接。為了控制交換裝置而設(shè)有控制器以便根據(jù)收到的命令而有選擇地在業(yè)務(wù)線路和用戶線路之間建立和打開連接，該存儲(chǔ)器帶有其中存儲(chǔ)了通過接線器而建立的連接的映象的存儲(chǔ)器。為了向控制器發(fā)布命令設(shè)有管理站，這些命令包括為通過交換裝置而在特定業(yè)務(wù)線路和特定用戶線路間建立物理電連接的連接命令、和為通過交換裝置而在一條或多條特定業(yè)務(wù)線路和一條或多條特定用戶線路間打開物理電連接的斷開命令。
在這個(gè)電纜管理系統(tǒng)的實(shí)施例中，有一塊中線面板，它在第一側(cè)以第一平行陣列排列著第一組卡邊緣連接器并且在另一側(cè)以與第一平行陣列相垂直的第二平行陣列排列著第二組卡邊緣連接器。第一組和第二組卡邊緣連接器通過中線面板互相電連接。接線器被安裝在業(yè)務(wù)終端單元電路卡上，這些卡被安裝在中線面板第一側(cè)上的卡邊緣連接器上。線路終端單元電路卡被安裝在中線面板另一側(cè)的卡邊緣連接器上。據(jù)此，多條業(yè)務(wù)線中的任一條或幾條可通過交換裝置和多條用戶線中的任一條或幾條連接?？刂破鞅话惭b在電路卡上并裝在中線面板第一側(cè)的一個(gè)卡邊緣連接器上。導(dǎo)電總線線束被安置在中線面板上并且它們與中線面板兩側(cè)的所有卡邊緣連接器互相電連接。每塊控制器電路卡、業(yè)務(wù)終端單元電路卡和線路終端單元電路卡上提供一個(gè)相應(yīng)的收發(fā)信器，它與總線導(dǎo)線相連接，以便通過總線實(shí)現(xiàn)卡之間的通信。
將要由該系統(tǒng)交換的一種業(yè)務(wù)類型是以太網(wǎng)，這是在對(duì)稱線對(duì)，尤其是扭絞線對(duì)上以差分信號(hào)形式完成的。對(duì)每個(gè)以太網(wǎng)電路來說，有以第一方向載運(yùn)信號(hào)的第一線對(duì)和以第二方向載運(yùn)信號(hào)的第二線對(duì)。因而，每個(gè)以太網(wǎng)電路含有四條線(亦即，兩個(gè)對(duì)稱線對(duì))。通常，四線電路的矩陣交換需要4×4接線器交叉點(diǎn)(亦即，每個(gè)交叉點(diǎn)16個(gè)接線器)。交叉點(diǎn)接線器占用了電路卡上非常大量的空間并使電纜管理系統(tǒng)的成本相當(dāng)大。因而，在這樣系統(tǒng)中交叉點(diǎn)接線器數(shù)目的減小提供了經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到在以太網(wǎng)電路中導(dǎo)線對(duì)連至導(dǎo)線對(duì)可將這種交叉點(diǎn)中的接線器數(shù)目減少為4。本發(fā)明的目的是進(jìn)一步減少所需接線器的數(shù)目以將各包含了一對(duì)對(duì)稱線對(duì)的電路接線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)接線器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過在進(jìn)入交換矩陣之前將在各對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)變換為在專用線路上的信號(hào)，然后在矩陣中交換這些專用線路而實(shí)現(xiàn)的。在經(jīng)交換過的專用線路上的信號(hào)在從交換矩陣出來后又被變換回在對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)。因而，對(duì)各個(gè)對(duì)稱線對(duì)交叉點(diǎn)，一個(gè)單個(gè)接線器就夠了，而對(duì)各個(gè)四線以太網(wǎng)電路僅需兩個(gè)接線器。
本發(fā)明將借助于實(shí)例并參考附圖進(jìn)行描述，其中

圖1是表示上面討論的建議電纜管理系統(tǒng)的概念圖;
圖2是圖1中電纜管理系統(tǒng)的方框圖;
圖3A圖示了電纜管理系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)的后部，表示了業(yè)務(wù)終端單元電路卡和控制器電路卡;
圖3B圖示了電纜管理系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)部的前面，表示了線路終端單元電路卡;
圖3C表示中線面板的第一側(cè)，在這一側(cè)適于安裝業(yè)務(wù)終端單元電路卡和控制器電路卡;
圖3D表示了中線面板的另一側(cè)，這一側(cè)適于安裝線路終端單元電路卡;
圖3E示意表示了業(yè)務(wù)終端單元電路卡以及用戶終端單元電路卡和中線面板的正交邊緣;
圖4是圖2中電纜管理系統(tǒng)的示意控制器的框圖;
圖5是一個(gè)框圖，表示圖2中電纜管理系統(tǒng)的示意業(yè)務(wù)終端單元電路卡上的電路;
圖6是一個(gè)框圖，表示圖2中電纜管理系統(tǒng)的示意線路終端單元電路卡上的電路;
圖7示出各包含兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)的四線電路的通用交叉點(diǎn)矩陣交換，其中每個(gè)交叉點(diǎn)使用16個(gè)接線器以便進(jìn)入該矩陣的任一條線可連至離開該矩陣的任一條線;
圖8示出各包含兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)的四線電路的交叉點(diǎn)矩陣交換，其中應(yīng)注意到對(duì)與對(duì)相連以便每個(gè)交叉點(diǎn)僅需四個(gè)接線器;
圖9示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例各包括兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)的四線電路的交叉點(diǎn)矩陣交換，其中每個(gè)交叉點(diǎn)僅需兩個(gè)接線器;
圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例各包括兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)的四線電路的交叉點(diǎn)矩陣交換，其中每個(gè)交叉點(diǎn)僅需兩個(gè)接線器。
如圖1所示，本發(fā)明所涉及的電纜管理系統(tǒng)被包括在機(jī)箱10內(nèi)，機(jī)箱10如所示在它的前表面12和它的后表面(沒示出)都有特殊介質(zhì)連接器。機(jī)箱10內(nèi)的電纜管理系統(tǒng)靈活地作為電子設(shè)備接線，或交叉連接、通信電路自動(dòng)電纜管理的中樞。各種業(yè)務(wù)，例如，LAN′S(局域網(wǎng))、電話、計(jì)算機(jī)I/O通道和外設(shè)，以及視頻分配鏈路通過機(jī)箱10后表面上的特殊介質(zhì)連接器和電纜管理系統(tǒng)相連接。典型地，這些將總計(jì)為多對(duì)電纜或?qū)拵掚娎|，例如同軸電纜和光纜，具有相同的垂直和水平分配子系統(tǒng)。如圖1所示，這些業(yè)務(wù)包括以太網(wǎng)、電話、電視和令牌環(huán)。
交換矩陣模塊被安裝在機(jī)箱10中。與為每個(gè)用戶工作站子系統(tǒng)布線所選介質(zhì)所對(duì)應(yīng)的特殊介質(zhì)連接器被安裝在前表面12，并且有和用戶處相連接且進(jìn)入用戶處的電纜。因此，如圖1所示，在用戶處可以有一部或多部電話、計(jì)算機(jī)工作站、傳真機(jī)或者電視設(shè)備。一旦以這種方式布線，每個(gè)用戶可以和所需的任意業(yè)務(wù)組合進(jìn)行電連接。每個(gè)用戶業(yè)務(wù)補(bǔ)充部件(complement)中的所有將進(jìn)行的改變都可以實(shí)現(xiàn)。
機(jī)箱10中的電纜管理系統(tǒng)為每根電纜保留位置、源和目的的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)由管理站14(圖2)進(jìn)行配置。如圖2所示，包含在機(jī)箱10中的電纜管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)線路16相連接，業(yè)務(wù)線路16可能是電話線、電視線等，它們從各種業(yè)務(wù)提供者處進(jìn)入系統(tǒng)。電纜管理系統(tǒng)還和伸展到各個(gè)用戶處的用戶線路18相連接。每條用戶線路18分別和多塊線路終端單元電路卡20-1，…，20-n中一塊上的一個(gè)相應(yīng)端口相連接。同樣，每條業(yè)務(wù)線路16分別和多塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p中一塊上的一個(gè)相應(yīng)端口相連接。
用來將業(yè)務(wù)線路16和用戶線路18相連接的交換矩陣設(shè)置在業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p之間，這樣，每塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p上包括多個(gè)業(yè)務(wù)終端單元，用來和一組業(yè)務(wù)線路16以及全部交換矩陣的一部分相連接。線路終端單元電路卡20-1，…，20-n和業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p安裝在中線面板24的相對(duì)側(cè)上，圖2中以虛線表示，以這種方式安裝，即每塊線路終端單元電路卡20-1，…，20-n和每塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p的交換矩陣部分連接，這將在后面作詳細(xì)的描述。
在機(jī)箱10中，還提供一塊控制器電路卡26，它和業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p一樣被安裝在中線面板24上的同一側(cè)上?？刂破麟娐房?6被以適當(dāng)?shù)姆绞胶涂刂普?4相連接，例如通過RS-232鏈路或調(diào)制解調(diào)器。為了實(shí)現(xiàn)控制器電路卡26、線路終端單元電路卡20-1，…，20-n以及業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p之間的通信，在中線面板24上提供多-線路通信總線38。為每塊控制器電路卡26，線路終端單元電路卡20-1，…，20-n和業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p設(shè)有一個(gè)相應(yīng)的收發(fā)信器28、30、32，當(dāng)相應(yīng)的電路卡被安裝在中線面板24上后，它們就和通信總線38相連接。
每塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p上包括存儲(chǔ)器，它存儲(chǔ)了通過相應(yīng)業(yè)務(wù)終端單元電路卡上的交換矩陣部分建立的所有連接的映象，控制器電路卡26包括存儲(chǔ)器，它存儲(chǔ)了機(jī)箱10內(nèi)整個(gè)電纜管理系統(tǒng)中全部連接的映象。管理站14給控制器電路卡26上的電路發(fā)出命令。這些命令包括一條連接命令，用來在一條或多條特定業(yè)務(wù)線路16與一條或多條特定用戶線路18之間建立連接，還包括拆線命令，用來拆除一條特定業(yè)務(wù)線16和一條特定用戶線18之間的連接?？刂破麟娐房?6上的電路將每條恰當(dāng)?shù)拿罘诺街芯€面板24上的通信總線上，一塊特定業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-p上的收發(fā)信器32在總線上接收命令，然后它就根據(jù)接收到的命令，控制它相應(yīng)的交換矩陣部分建立或斷開特定的連接。
如圖3A所示，示意了垂直安裝在機(jī)箱10內(nèi)后面的16塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16。而且，由兩塊半-卡26-1和26-2組成的控制器電路卡26也被垂直安裝。如圖3B所示，圖示有十六個(gè)從前面水平安裝在機(jī)箱10內(nèi)的線路終端單元電路卡20-1，…，20-16。各線路終端單元電路卡20-1，…，20-16和各業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16有八個(gè)由在遠(yuǎn)離中線面板24的可見電路卡邊緣上的相應(yīng)特殊介質(zhì)連接器所端接的端口，用于與相應(yīng)的用戶線路或業(yè)務(wù)線路進(jìn)行連接。
圖3C和3D示意了中線面板24的相對(duì)一側(cè)。具體地，圖3C表示了中線面板24上安裝了業(yè)務(wù)終端單元電路卡和控制器電路卡的一側(cè)面圖3D表示中線面板24上安裝了線路終端單元電路卡的一側(cè)。因此，如圖3C所示，為每塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡和控制器電路卡提供一對(duì)垂直走向的卡邊緣連接器36。同樣，如圖3D所示，在中線面板24的另外一側(cè)為每塊線路終端單元電路卡提供一對(duì)平行走向的卡邊緣連接器36。(沒有使用頂行和底行的連接器)每個(gè)卡邊緣連接器36內(nèi)有九個(gè)區(qū)域，每區(qū)域包括36個(gè)引腳排列成6×6方陣。引腳通過中線面板24伸展到面板24另一側(cè)上卡邊緣連接器36中的相應(yīng)區(qū)域，由此相互連接板24兩側(cè)的連接器36。
示意地，每塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16和線路終端單元電路卡20-1，…，20-16有8個(gè)輸入/輸出端口。每個(gè)端口都是四線端口，并且線路終端單元電路卡的每個(gè)端口的四條線中的每一條都和該卡所連接的一對(duì)連接器36的16個(gè)引腳區(qū)域的每一個(gè)相連接。這總計(jì)在每個(gè)區(qū)域的36個(gè)引腳中占8×4＝32個(gè)引腳。16個(gè)引腳區(qū)中每一個(gè)所剩四個(gè)引腳為電源、地和控制信號(hào)保留。同樣，業(yè)務(wù)終端單元電路卡端口的四條線中每一條都和那塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡上的交換矩陣部分連接。每塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡的交換矩陣部的輸出是8個(gè)4-線線束，每個(gè)線束都與和該業(yè)務(wù)終端單元電路卡相連的連接器36的16個(gè)引腳區(qū)域中每個(gè)區(qū)域中的4個(gè)引腳連接。同樣，這又占去16個(gè)引腳區(qū)域中每個(gè)引腳區(qū)域的36個(gè)引腳中的32個(gè)引腳，剩余4個(gè)引腳同樣為電源、地和控制信號(hào)保留。
由于中線面板24兩側(cè)的連接器36的正交的關(guān)系，線路終端單元電路卡的每個(gè)端口都和與中線面板24另一側(cè)上每個(gè)業(yè)務(wù)終端單元電路卡相連接的一個(gè)引腳區(qū)域相連接。因此，圖3E表示線路終端單元電路卡20-1怎樣和業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-16的引腳區(qū)域相連接，同時(shí)也表示怎樣和其余所有15塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡的所有相應(yīng)引腳區(qū)相連接。如圖3E所示，引腳37(一個(gè)6×6方陣)在它們的重疊處連接中線面板24兩側(cè)上的卡邊緣連接器36(亦即，在它們公共引腳區(qū)域)。示意地，線路終端單元電路卡20-1，…，20-16在中線面板24上它們所在的一側(cè)占第二到第十七行的平行的連接器36。頂行和底行空著。同樣，業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16在面板24上它們所在一側(cè)占第三到第十八列的垂直連接器36。因此，通過業(yè)務(wù)終端單元電路卡上的交換矩陣，任何一條業(yè)務(wù)線16可以和任何一條用戶線18相連接。在示意實(shí)施例中，有十六塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡，每塊卡有八個(gè)端口，共有128個(gè)用戶端口。還有十六塊線路終端單元電路卡，每塊卡有八個(gè)端口，共有128個(gè)用戶端口。業(yè)務(wù)終端單元電路卡上的交換矩陣均是8端口×128端口的交叉點(diǎn)矩陣(32×512線)。因此，如所公開的，128條業(yè)務(wù)線中每一條可以和128個(gè)用戶端口的每一個(gè)連接。
如圖3C草示，中線面板24上有多-線通信總線38?？偩€38平行伸展到最左列的垂直連接器36并且平行伸展到面板24另一側(cè)上面行的平行連接器36(圖3C中沒有示出)。為了使收發(fā)信器28、30和32能夠相互連接，總線38被終止在最左列的第二到第十七行的引腳區(qū)域用來和所有線路終端單元電路卡20-1，…，20-16上的收發(fā)信器30連接;終止在第三到第十八列上部的引腳區(qū)域用來和線路測試卡34上的收發(fā)信器連接，以及和所有業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16上的收發(fā)信器32連接;終止在第一列上部的引腳區(qū)域，用來和控制器電路卡26上的收發(fā)信器28相連接。
圖4示意了控制器電路卡26上的電路，它可以用于本發(fā)明所涉及的電纜管理系統(tǒng)。控制器26包括一個(gè)微處理器102，它和三種不同類型的存儲(chǔ)器連接。第一種類型的存儲(chǔ)器是程序只讀存儲(chǔ)器(ROM)104，里面存貯了用來操作微處理器102的程序指令。微處理器102還和一個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)106相連接，它被微處理器102用作臨時(shí)存貯存儲(chǔ)器。最后，有一種非易失隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM108，它被用來存貯表示通過業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16上的交換矩陣建立的所有連接的映象，還存貯每個(gè)連接器36上安裝了什么類型的卡的信息。非易失RAM108可以是電可擦PROM或“快速(flash)”PROM，在掉電時(shí)它的內(nèi)容仍被保存。由于向非易失RAM108中寫信息需要相當(dāng)長的時(shí)間，所以RAM106用來臨時(shí)存貯映象，直到它被寫入非易失RAM108中。
微處理器102以適當(dāng)?shù)姆绞胶凸芾碚?4相連接，例如通過RS-232線路或調(diào)制解調(diào)器，或通過本地局域網(wǎng)。微處理器從管理站14接收命令，例如如上所述的連接命令或拆線命令，并且根據(jù)存貯在ROM104中的程序通過收發(fā)信器28在中線面板24上的總線38上發(fā)送指令。示意地，收發(fā)信器28是由Echelon公司生產(chǎn)的Neuron(“神經(jīng)元”)芯片。微處理器102通過收發(fā)信器28在總線38上尋址一塊特定的業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16，并且提供一條適當(dāng)?shù)闹噶顏砜刂圃摌I(yè)務(wù)終端單元電路卡上的交換矩陣部分。微處理器102接收它所發(fā)指令的確認(rèn)，該確認(rèn)自特定的業(yè)務(wù)終端單元電路卡通過收發(fā)信器28在總線38上返回，并且更新存貯在非易失RAM108中的映象。
圖5所示的線路終端單元電路卡20包括在中線面板24上聯(lián)于總線38的收發(fā)信器30。示意地，收發(fā)信器30是由Echelon公司制造的Neuron 芯片。線路終端電路卡20的功能是在用戶線路18和裝在中線面板24另一側(cè)的業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…22-16上的交換矩陣間提供接口。這一接口功能是經(jīng)由包括了電纜驅(qū)動(dòng)器(放大器)110的用戶線路電路通道而產(chǎn)生的。按照相應(yīng)的一個(gè)控制繼電器112的設(shè)置所確定的，電纜驅(qū)動(dòng)器110可被有選擇地控制以便將信號(hào)或者從單個(gè)的一條業(yè)務(wù)線路16送向單個(gè)的一條用戶線路18，或者反方向地從單個(gè)的一條用戶線路18送向單個(gè)的一條業(yè)務(wù)線路16?？刂评^電器112是由繼電器驅(qū)動(dòng)器114控制的，繼電器驅(qū)動(dòng)器114根據(jù)經(jīng)由收發(fā)信器30從控制器26的微處理器102在中線面板24上的總線38上接收到的指令而動(dòng)作。一開始，所有的電纜驅(qū)動(dòng)器110被設(shè)成將信號(hào)從用戶線路18送向業(yè)務(wù)線路16的方向，同時(shí)電纜驅(qū)動(dòng)器被旁路掉。這是為了安全的原因，以便一旦系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)危險(xiǎn)的高倍放大的信號(hào)不會(huì)被不經(jīng)意地送向用戶線路18，在那里這些信號(hào)將會(huì)損壞靈敏的儀器。
圖6示意了一塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16上的電路。該電路包括一個(gè)和三種類型存儲(chǔ)器相連接的微處理器116。有一個(gè)程序ROM118、一個(gè)非易失RAM120和一個(gè)RAM122。這些存儲(chǔ)器的功能分別和與控制器26的微處理器102相連接的存儲(chǔ)器104、108、106相同，但是只用于業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16中特定的與它們相連接的一塊。微處理器116和收發(fā)信器32連接，它示意地為一塊由Echelon公司生產(chǎn)的Neuron芯片。收發(fā)信器32和中線面板24上的總線38相連接并且被用于微處理器116和控制器電路卡26上的微處理器102間的通信。微處理器116通過收發(fā)信器32在總線38上接收到的來自微處理器102的指令被用來控制繼電器驅(qū)動(dòng)器124和交換矩陣126。繼電器驅(qū)動(dòng)器124設(shè)置控制繼電器128，這樣位于業(yè)務(wù)線16和交換矩陣126間的電纜驅(qū)動(dòng)器130就“指向”正確的方向。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，為了安全的原因，電纜驅(qū)動(dòng)器130最初被旁路掉。交換矩陣126和安裝在中線面板24另一側(cè)上的所有線路終端單元電路卡20-1，…，20-16相連接，如上所述，這樣進(jìn)入那塊特定業(yè)務(wù)終端單元電路卡的任意一條業(yè)務(wù)線16可以和任意一條用戶線18連接。根據(jù)從控制器電路卡26上的微處理器102接收到的指令，微處理器116控制交換矩陣126完成進(jìn)入該卡的一條特定業(yè)務(wù)線16和進(jìn)入中線面板24另一側(cè)上任意一塊線路終端單元電路卡20-1，…，20-16的一條特定用戶線18之間的連接。
圖7示出了在第一對(duì)以太網(wǎng)電路202、204和第二對(duì)以太網(wǎng)電路206、208間提供交換的通用交叉點(diǎn)矩陣。各以太網(wǎng)電路202、204、206、208包括被分為兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)的四條導(dǎo)線，如所公知的，各線對(duì)適于差分信號(hào)的定向傳輸。如果一個(gè)人想要能夠?qū)㈦娐?02、204之一內(nèi)的任一條導(dǎo)線連到電路206、208之一內(nèi)的任一條導(dǎo)線上，就可以采用圖7所示類型的交叉點(diǎn)矩陣，其中電路202、204連至矩陣212的行線210而電路206、208連至矩陣212的列線214。在各條行線210和各條列線214的交叉處是圖7中用圓點(diǎn)標(biāo)出的交叉點(diǎn)接線器216。
由于各以太網(wǎng)電路202、204、206、208包括兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)，每個(gè)對(duì)稱線對(duì)獨(dú)立地適用于定向信號(hào)傳輸，圖7所示的交叉點(diǎn)接線器的數(shù)目可由圖8所示的方案所減少。因而，若以太網(wǎng)電路202要連至以太網(wǎng)電路206，則信號(hào)要在其上被傳送進(jìn)入矩陣220的電路202的對(duì)稱線對(duì)218要被連至信號(hào)在其上被傳送出矩陣220的電路206的對(duì)稱線對(duì)222。類似地，信號(hào)在其上被傳送出矩陣220的電路202的對(duì)稱線對(duì)224要被連至信號(hào)在其上被傳送進(jìn)入矩陣220的電路206的對(duì)稱線對(duì)226。因而，由于通過矩陣220，導(dǎo)線對(duì)與導(dǎo)線對(duì)相連接，所以對(duì)于要在四線以太網(wǎng)電路202和四線以太網(wǎng)電路206之間建立連接僅只需四個(gè)交叉點(diǎn)接線器，如圖8所示。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的方案，其中交叉點(diǎn)接線器的數(shù)目以圖8所示的2的倍數(shù)減少。因而，交換矩陣228具有第一組行線230、第二組行線232、第一組列線234、第二組列線236和多個(gè)交叉點(diǎn)接線器238。各交叉點(diǎn)接線器238或者位于第一組行線230和第二組列線236的一個(gè)交叉處，或者位于第二組行線232和第一組列線234的一個(gè)交叉處。正如通過以下討論將要明了的，為了說明對(duì)信號(hào)傳輸?shù)姆较蛐裕芯€和列線被分成為第一和第二組。根據(jù)本發(fā)明，第一組專用線240分別連至或者是第一組行線230或者是第一組列線234的相應(yīng)一條上。類似地，第二組專用線242分別連至或者是第二組行線232或者是第二組列線236的相應(yīng)一條上。因而，業(yè)務(wù)終端單元電路卡22-1，…，22-16之一上的矩陣228在那塊業(yè)務(wù)終端單元電路卡上的微處理器116(圖6)的控制下在專用線240和242之間建立連接。
由于各四線以太網(wǎng)電路由兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)組成，進(jìn)入交換矩陣228的對(duì)稱線對(duì)上的信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為在一條專用線240上的信號(hào)，而反之，離開交換矩陣228的專用線242上的信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)。相應(yīng)地，這種轉(zhuǎn)換是通過提供第一組變壓器244和第二組變壓器246而完成的。第一組變壓器244將對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)各條專用線240上的信號(hào)，而第二組變壓器246將專用線242上的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)。因此，每個(gè)第一組變壓器有第一繞組248和第二繞組250。第一繞組248連于相應(yīng)的對(duì)稱線對(duì)，圖示為線對(duì)218。第二繞組250的第一端連于相應(yīng)的專用線240而第二繞組250的第二端連于標(biāo)準(zhǔn)電位，圖示為地。類似地，第二組變壓器246各包括第一繞組252和第二繞組254。變壓器246的第一繞組252連于相應(yīng)的對(duì)稱線對(duì)，圖示為線對(duì)224。第二繞組254的第一端連于相應(yīng)的一條專用線242而第二繞組254的另一端連于標(biāo)準(zhǔn)電位，圖示為地。
由于交叉點(diǎn)接線器238是容性的，配有與各專用線240串聯(lián)的增益裝置256，用于驅(qū)動(dòng)所有與線240相聯(lián)的交叉點(diǎn)接線器238。類似地，對(duì)于離開交叉點(diǎn)接線器的信號(hào)，也配有與各條專用線242串聯(lián)連接的增益裝置258，用于驅(qū)動(dòng)連于相應(yīng)變壓器246的線對(duì)。與用戶線路相聯(lián)的放大器和變壓器最好裝在線路和終端單元電路卡上。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的方案，其中與圖9一樣，交叉點(diǎn)接線器的數(shù)目依圖8所示的2的倍數(shù)而減少。圖10的實(shí)施例不同于圖9之處在于信號(hào)變換是借助于差分輸入運(yùn)算放大器和差分輸出運(yùn)算放大器完成的，而不是利用變壓器。因而如圖10所示，設(shè)有第一組放大器270和第二組放大器272。各個(gè)第一組放大器270均是帶有一對(duì)差分輸入端274和276以及單端輸出278的差分輸入運(yùn)算放大器。各個(gè)第二組放大器272均帶有單端輸入280和一對(duì)差分輸出282及284。
各第一組放大器270使其差分輸入端274、276連至相應(yīng)的承載進(jìn)入交換矩陣228的信號(hào)的對(duì)稱線對(duì)(例如對(duì)稱線對(duì)218和226)，且使其單端輸出278連于相應(yīng)的一條專用線240。類似地，各第二組放大器272使其差分輸出282、284連于相應(yīng)的承載離開交換矩陣228的信號(hào)的一個(gè)對(duì)稱線對(duì)(例如，對(duì)稱線對(duì)224和222)，且使其單端輸入280連于一條相應(yīng)的專用線242。因而在對(duì)稱線上進(jìn)入交換矩陣228的差分信號(hào)被第一組放大器270變換成為專用線240上的單端信號(hào)。這些信號(hào)通過交叉點(diǎn)接線器238被交換并作為專用線242上的單端信號(hào)而離開交換矩陣228。第二組放大器272將專用線242上的單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為在對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)。
第一組放大器270提供足夠驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)接線器238的增益，而第二組放大器272提供足夠驅(qū)動(dòng)與它們相聯(lián)的對(duì)稱線對(duì)的增益。這樣，圖10所示實(shí)施例不需要圖9所示實(shí)施例所需要的額外的增益裝置。與圖9所示實(shí)施例一樣，與用戶線路相聯(lián)的圖10所示實(shí)施例的放大器最好裝在線路終端單元電路卡上。
總而言之，本發(fā)明認(rèn)識(shí)到當(dāng)處理對(duì)稱線對(duì)時(shí)，這種線對(duì)總是與另一個(gè)這種線對(duì)相連接。另外，各對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)被變換成專用線上的單端信號(hào)，然后由交換矩陣交換并變換回對(duì)稱線對(duì)上的差分信號(hào)，并附有合適的放大器/驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)接線器和離開交換矩陣的線對(duì)。因而，對(duì)于每個(gè)包括了兩個(gè)對(duì)稱線對(duì)的四線電路，僅需兩個(gè)交叉點(diǎn)接線器來完成與一個(gè)相同類型的四線電路的連接。
據(jù)此，已公開了一種改進(jìn)的電纜管理系統(tǒng)用于提供在業(yè)務(wù)線路和用戶線路之間的連接，其中所需的用于提供四線以太網(wǎng)電路交換的交叉點(diǎn)接線器數(shù)目已被減至最少。因?yàn)楸景l(fā)明的圖示實(shí)施例已于此公開，故應(yīng)理解對(duì)所公開實(shí)施例的各種修改和變更對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說是顯而易見的，而且本發(fā)明僅只受所附權(quán)利要求范圍的限制。
權(quán)利要求
1.信號(hào)通信系統(tǒng)中的設(shè)備包括用于定向信號(hào)傳輸?shù)亩鄺l第一對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路、用于定向信號(hào)傳輸?shù)亩鄺l第二對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路、和將第一對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路與第二對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路連接在一起的交叉點(diǎn)交換矩陣，交叉點(diǎn)交換矩陣(228)包括與各多條第一列線(236)相交的多條第一行線(230)、與各多條第二列線(234)相交的多條第二行線(232)、位于行線(230、232)和列線(236、234)相應(yīng)交叉處的單個(gè)交叉點(diǎn)接線器(238)、由相應(yīng)單個(gè)交叉點(diǎn)接線器(238)連至相應(yīng)交叉處的多條第一專用線(240)、由相應(yīng)交叉點(diǎn)接線器(238)連至相應(yīng)交叉處的多條第二專用線(242)、在連至相應(yīng)輸入對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路(218)的相應(yīng)第一線(240)上的變換器(244、270)、和在連至相應(yīng)輸出對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路(224)的相應(yīng)第二線(242)上的變換器(246、272)。
2.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于還包括在各條第一專用線(240)上的放大器(256)以及在各條第二專用線(242)上的放大器(258)。
3.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于還包括在各條第一專用線(240)上的差分放大器(270)以及在各條第二專用線(242)上的差分放大器(280)。
4.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于還包括將相應(yīng)第一線(240)連至標(biāo)準(zhǔn)電位的變壓器(244)上的繞組(250)、連于相應(yīng)輸入對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路(218)的變壓器(244)上的繞組(248)、將相應(yīng)第二線(242)連至標(biāo)準(zhǔn)電位的變壓器(246)上的繞組(254)以及連至相應(yīng)輸出對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路(224)的變壓器(246)上的繞組(252)。
5.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于還包括將相應(yīng)第一線(240)連至標(biāo)準(zhǔn)電位的變壓器(244)、連于相應(yīng)輸入對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路(218)的變壓器(244)、將相應(yīng)第二線(242)連至標(biāo)準(zhǔn)電位的變壓器(246)以及連于相應(yīng)輸出對(duì)稱線對(duì)信號(hào)線路(224)的變壓器(246)。
全文摘要
電纜管理系統(tǒng)在業(yè)務(wù)線和用戶線間提供服務(wù)，各業(yè)務(wù)線在STU電路卡進(jìn)入該系統(tǒng)，各用戶線在LTU電路卡進(jìn)入系統(tǒng)。STU電路卡都裝在中線面板第一側(cè)的連接器上，LTU電路卡裝在中線面板另一側(cè)的連接器上。引腳穿過中線面板將其對(duì)側(cè)的連接器互連。中線面板上裝系統(tǒng)控制卡，通過總線和電路卡通信。當(dāng)業(yè)務(wù)和用戶線路由對(duì)稱線對(duì)構(gòu)成時(shí)，為減少接線器數(shù)目，線對(duì)上的差分信號(hào)變換為專用線上的單端信號(hào)。在矩陣中交換專用線后單端信號(hào)又變回差分信號(hào)。
文檔編號(hào)H04Q3/00GK1112319SQ9411917
公開日1995年11月22日 申請(qǐng)日期1994年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月23日
發(fā)明者J·-H·懷斯 申請(qǐng)人:惠特克公司