CN103458647B - 用于电信的设备和该设备的插入单元 - Google Patents

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CN103458647B CN201310204420.7A CN201310204420A CN103458647B CN 103458647 B CN103458647 B CN 103458647B CN 201310204420 A CN201310204420 A CN 201310204420A CN 103458647 B CN103458647 B CN 103458647B
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Abstract

本发明涉及一种设备和设备的插入单元，该设备包括至少一个插入单元（102）和用于接收该插入单元的主体装置（101）。该设备包括电路（124），该电路包括用于向测量电路供应测试信号的测试信号生成器，该测量电路包括由在该主体装置和插入单元之间的电连接器提供的电流接触，使得该测试信号至少部分地属于在该插入单元和该主体装置之间的数据传输中使用的频带。该设备包括监控电路，该监控电路用于生成信号，该信号指示响应于该测试信号的量和基准之间的差。由于该测试信号至少部分地属于数据传输中使用的频带，所以能够关于该数据传输频带的性能监控该主体装置和该插入单元之间的该电流接触的质量。

Description

用于电信的设备和该设备的插入单元
技术领域
本发明涉及设备，其包括一个或多个插入单元和接收该插入单元的主体装置。该设备例如能够(但不必需)为电信设备。更特别地，本发明涉及一种指示插入单元正确安装的方法。此外，本发明涉及一种插入单元。
背景技术
在许多情况下，设备模块化有利，使得设备包括主体装置和安装在该主体装置中的插入单元。该设备例如能够(但不必需)为电信设备，诸如因特网协议“IP”路由器、以太网交换机、异步传输模式“ATM”交换机和/或多协议标记交换“MPLS”交换机。通常使用的构造是这样的，即电信设备包括机架和被安装在机架的插入单元插槽中的插入单元。在该情况下，机架代表用于接收插入单元的主体装置。当将插入单元插入机架的插入单元插槽时，插入单元中的电连接器与机架中的相应电连接器进行电流接触。机架可具有布线，使得安装在机架中的插入单元形成全网状网络，或者使得安装在机架中的插入单元被连接至中心元件，该中心元件可包括安装在机架中的一个或多个插入单元，或者该中心元件可能为在机架中集成构建的功能性组件。
在主体装置中安装插入单元时，需要小心谨慎，这是因为如果未将插入单元适当地正确安装在其位置，插入单元的电连接器和主体装置的相应电连接器之间的电流接触可能不良，或者甚至不存在。在一种现有技术解决方案中，插入单元和主体装置之间的电连接器中的一些电极的插脚比这些电连接器中的其他电极的插脚短。这些较短插脚是测试电路的一部分，该测试电路用于以较短插脚与电连接器电流接触的方式检测是否安装了插入单元。如果较短插脚电流接触，就存在电连接器中的较长插脚也进行充分电流接触的良好确定性。然而，结合一些电连接器结构，尤其是结合通过电连接器进行高速数据传输，提供下列布置可能有挑战性，其中，由电连接器的一些电极提供的适当电流接触能够保证经由电连接器的其他电极的足够高质量的数据传输。因此，存在一种对用于指示插入单元正确安装的其他技术性解决方案的需求。
发明内容
下文提出简要发明内容，以便提供各种发明实施例的一些方面的基本理解。发明内容不是本发明的广泛纵览。其无意确定本发明的关键或必需要素，也不详细描述本发明的范围。作为本发明例证性实施例的更详细说明的开头，下文发明内容仅以简化形式提出本发明的一些概念。
根据本发明的第一方面，提供一种新型设备，该设备例如能够(但不必需)为电信设备。根据本发明的设备包括：
-一个或多个插入单元，
-主体装置，其用于接收该一个或多个插入单元，
-电连接器，其处于该一个或多个插入单元中和主体装置中，该电连接器适合于在每个一个或多个插入单元和主体装置之间提供电流接触，
-测试信号生成器，其用于向测量电路供应测试信号，该测量电路包括由在主体装置和插入单元之间的电连接器供应的第一和第二电流接触，测试信号的频谱至少部分属于在一个插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带，和
-监控电路，其用于生成指示器信号，该指示器信号指示响应于测试信号的量和该量的基准之间的差。
上述指示器信号也指示插入单元在主体装置中的安装正确性。此外，该指示器信号不仅指示在主体和考虑的插入单元之间存在电流接触，而且也从数据传输频带的性能观点上指示电流接触的质量。因此，例如与其中使用直流“DC”电流测试存在电流接触的情况相比，从数据传输的观点看，所获得的信息更相关。
上述测试信号生成器和监控电路能够位于相同的插入单元中或不同的插入单元中。也可能是，测试信号生成器位于插入单元中，和监控电路位于主体装置中，或者测试信号生成器位于主体装置中，和监控电路位于插入单元中，或者测试信号生成器和监控电路都位于主体装置中。
根据本发明的第二方面，提供一种新型插入单元。根据本发明的插入单元包括：
-电连接器，其用于当将该插入单元插入主体装置中时，将插入单元连接至主体装置的电路，
-测试信号生成器，其用于向电连接器的第一和第二电极供应测试信号，测试信号的频谱至少部分属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带，和
-监控电路，其用于生成指示器信号，该指示器信号指示响应于测试信号的量和该量的基准之间的差。
根据本发明的第三方面，提供一种用于指示将插入单元正确安装在主体装置中的新方法。根据本发明的方法包括：
-向测量电路供应测试信号，该测量电路包括由在主体装置和插入单元之间的电连接器提供的第一和第二电流接触，测试信号的频谱至少部分属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带，和
-生成指示器信号，该指示器信号指示响应于测试信号的量和该量的基准之间的差，该指示器信号也指示插入单元安装的正确性。
在附加从属权利要求中描述本发明的许多非限制性例证性实施例。
当结合附图阅读时，将从下文特定例证性实施例的说明理解本发明的各种非限制性例证性实施例的构造和操作方法，以及其另外目标和优点。
在本文件中，使用的动词“包含…”和“包括…”为开放性限制，其不排除也不要求存在未列出的特征。除非另外明确指出，否则从属权利要求中所列的特征都可相互自由组合。
附图说明
下文中，在实例的意义上和参考附图更详细地解释本发明的例证性实施例和其优点，其中：
图1a示出根据本发明例证性实施例的设备的透视图，
图1b和1c示出图1a中所示的设备的插入单元和一部分主体装置，
图1d示出图1c中所示细节的示意性电路图，
图1e示出作为图1d中所示电路图的替代的示意性电路图，
图2示出根据本发明的例证性实施例的设备细节的示意性电路图，
图3示出根据本发明的例证性实施例的设备细节的示意性框图，
图4示出图1a中所示的设备的例证性配置，和
图5示出根据本发明例证性实施例的用于指示插入单元的正确安装的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明例证性实施例的设备的透视图。该设备例如能够(但不必需)为电信设备，诸如因特网协议“IP”路由器、以太网交换机、异步传输模式“ATM”交换机和/或多协议标记交换“MPLS”交换机。该设备包括主体装置101和安装在主体装置中的插入单元。以标识号102、103、104和105指示一些插入单元。在图1a中所示的例证性情况下，主体装置为机架，其包括插入单元插槽，其中，能够通过在坐标系190的负z方向推动每个插入单元来安装插入单元。例如，机架可包括布线，使得安装在机架中的插入单元形成全网状网络，或者使得安装在机架中的插入单元被连接至设备的中心元件，该中心元件可包括安装在机架中的一个或多个插入单元，或者该中心元件可能为在机架中集成构建的功能性组件。布线通常位于机架的底板上。主体装置也可能代表比机架更大的设备部分，其互相连接和可能控制插入单元。例如，该设备能够为监控和报警设备，例如包括相机、运动传感器和/或收发器，它们中的每个都能够为插入单元或设备主体装置的集成部分。
图1b和1c示出图1a中所示的设备的插入单元102和该设备的一部分主体装置101。插入单元102可包括用于处理数据通信的处理系统。该处理系统被配置为，例如以支持下列功能性：因特网协议“IP”路由器；异步传输模式“ATM”交换机；以太网交换机；和/或多协议标记交换“MPLS”交换机。例如，插入单元102也可能为电源单元和/或控制单元，在该情况下，该插入单元102可不包括处理数据通信的处理系统。
该设备包括插入单元102中的电连接器106和107，以及主体装置101中的相应电连接器125和126。当沿图1a中所示的箭头140的方向将插入单元插入主体装置中时，这些电连接器在插入单元102和主体装置101之间形成电流接触。如图1c所示，插入单元102包括电路124，其包括用于经由布线109和110向电连接器107的第一和第二电极供应测试信号的测试信号生成器。测试信号生成器被配置为生成测试信号，使得测试信号的频谱至少部分属于在插入单元102和主体装置101之间的数据传输中使用的频带。在图1b和1c所示的例证性实施例中，电路124也包括监控电路，其用于生成指示器信号，该指示器信号指示响应于测试信号的量和该量的基准之间的差。插入单元中的布线109和110和布线127和128以及主体装置中的布线141和142是部分测量电路，该测量电路包括在电连接器107和126之间的电流接触123和130，以及在电连接器125和106之间的电流接触121和122。电流接触121、122、123和130如图1c中的虚线所示。由于测试信号至少部分属于在数据传输中使用的频带，所以从数据传输频带的性能观点看，上述指示器信号不仅指示电流接触121、122、123和130的存在，而且也指示这些接触的质量。
图1d示出图1b和1c中所示电路124的示意性电路图。图1d也示出测量电路的示意图，该测量电路包括：在电连接器107的第一电极和电连接器126的各自电极之间的电流接触123；在电连接器107的第二电极和电连接器126的各自电极之间的电流接触130；和电连接器106和125之间的电流接触121和122。通过图1d中的标识号118指示的元件代表测量信号生成器，其用于向电连接器107的第一和第二电极供应测试信号。在该例证性情况下，测试信号生成器118包括用于产生基本正弦测试电压的测试电压生成器。测试电压的频率属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带。该数据传输的速度能够如此快，以致至少在部分数据传输带上，布线表现地如分布传输线一样。在该情况下，有利地选择测试电压的频率，使得对于测试电压，布线也表现地如分布传输线一样。电路124包括终端阻抗组件131，其优选地按尺寸形成以匹配布线的波阻抗。例如，终端阻抗组件131能够为：具有等于上述波阻抗的电阻值的电阻器；具有预定长度的传输桩线；或提供期望阻抗的一些其他适当电路元件。也可能不存在终端阻抗组件，即测量电路终端开路，或以短路结束。在图1d中以标识号108指示的电路代表监控电路，用于生成指示器信号，该指示器信号指示在响应于基本正弦测试电压的量和该量的基准之间的差。在该例证性情况下，如图1d中所示，监控电路108包括测量电桥，其被连接至电连接器107的第一和第二电极。测量电桥包括基准电路119，其适合于模拟对应于插入单元正确安装的测量电路的驱动点阻抗ZS。如果测量电路的驱动点阻抗ZS与基准电路119的阻抗相同，则图1d中所示的测量电桥是平衡的，并且必然的结果是，整流电路145的输入电压基本为零，并且因此比较器146的输出电压低。能够将整流电路145的输出电压视为代表指示器信号，该指示器信号指示在响应于基本正弦测试信号的量和该量的基准之间的差。在该情况下，能够将上述量视为测量电路的电流im，和能够将上述基准视为基准电路119的电流ir。当这些电流彼此充分接近时，比较器146的输出电压低，这指示正确安装了插入单元。如图1d所示，比较器146的基准电压能够由来自直流“DC”供电电压+VDD的分压形成。
图1e示出其他方面对应于图1d所示的示意性电路图的示意性电路图，但是终端阻抗组件131位于主体装置101中，而非位于插入单元102中。除了电路124位于其中的插入单元101，终端阻抗组件131也可能位于一些其他插入单元中。
图2示出根据本发明的例证性实施例的设备细节的示意性电路图。该设备包括测试信号生成器218，其用于当将插入单元安装在主体装置中时向测量电路供应测试信号，该测量电路包括由在设备的插入单元和主体装置之间的电连接器的第一和第二电极提供的电流接触221和222。测试信号生成器218被配置为生成测试信号，使得测试信号的频谱至少部分属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带。该设备包括监控电路208，其用于生成指示器信号，该指示器信号指示在响应于测试信号的量和该量的基准之间的差。在该例证性情况下，测试信号生成器218包括用于产生基本正弦测试电压的测试电压生成器。监控电路208包括终端阻抗组件231和用于产生下列信号的整流电路245，该信号与终端阻抗组件的交变电压振幅成比例。在比较器246的帮助下比较和该振幅成比例的信号和基准电压。能够将比较器246的输出电压视为代表上述指示器信号，该指示器信号指示在响应于基本正弦测试信号的量和该量的基准之间的差。在该情况下，能够将响应于测试信号的上述量视为整流电路245的输出信号，并且能够将上述基准视为基准电压，如图2所示，该基准电压由来自直流“DC”供电电压+VDD的分压形成。选择基准电压，使得当正确安装插入单元时，基准电压低于整流电路245的输出信号，和当未正确安装插入单元时，基准电压高于整流电路245的输出信号。当比较器246的输出电压低时，该比较器246的输出电压指示正确安装了插入单元。
测试信号生成器218能够位于主体装置中，和监控电路208能够位于监控其安装的插入单元中。测试信号生成器218也可能位于插入单元中，和监控电路208也可能位于主体装置中。测试信号生成器218和监控电路208也可能都位于主体装置中或插入单元中。在该情况下，测量电路将以和图1d中所示的相同方式包括四个电流接触。测试信号生成器218和监控电路208也可能位于不同的插入单元中。同样地在该情况下，测量电路将以和图1d中所示的相同方式包括四个电流接触。
应注意，在上文通过图1d和图2的帮助示出的实例中，测试信号的波形不必需是基本正弦。例如，通过标准电路综合方法，基准电路119的阻抗能够被设计成在给定频率范围中，具有和当插入单元的安装正确时测量电路的驱动点阻抗ZS所具有的类似频率依赖性。在该情况下，测试信号能够为非正弦，使得其频谱属于上述频率范围。
图3示出根据本发明的例证性实施例的设备细节的示意性框图。该设备包括测试信号生成器318，其用于当将插入单元安装在主体装置中时向测量电路供应测试信号，该测量电路包括由在设备的插入单元和主体装置之间的电连接器提供的电流接触321、322、323和330。测试信号生成器318被配置为生成测试信号，使得测试信号的频谱至少部分属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带。该设备包括监控电路308，其用于生成指示器信号，该指示器信号指示在响应于测试信号的量和该量的基准之间的差。在该例证性情况下，测试信号生成器318包括测试流量发射器，其被配置为通过预定基准比特序列332调制测试信号。监控电路308包括检测器333，其被配置为检测来自响应于测试信号的量的比特序列。在该情况下，响应于测试信号的量是在检测器333的输入处的主要信号。监控电路308进一步包括比较电路334，其被配置为产生所检测的比特序列关于预定基准比特序列332的误比特率“BER”。当为零或低于预定阈值时，误比特率指示正确安装了插入单元。优选地，结合测试信号使用的线路码与结合在插入单元和主体装置之间的载荷流量使用的线路码相同。
测试信号生成器318和监控电路308能够位于相同插入单元中或不同插入单元中。测试信号生成器318也可能位于主体装置中，监控电路308位于监控其安装的插入单元中，反之亦然。在该情况下，测量电路需要以和图2中所示的相同方式仅包括两个电流接触。
应注意，上文通过图1b、1c、2和3的帮助提出的本发明的任何例证性实施例都可能包括比这些图中所示的电流接触更多的电流接触。例如，测量电路可包括插入单元链，使得测试信号生成器位于第一插入单元中，监控电路位于第二插入单元中，以及在所述第一和第二插入单元之间的测量电路的路径上存在一个或多个第三插入单元。
此外，应注意，用于检测在插入单元和主体装置之间的电流接触是否在数据传输频带上具有足够良好质量的上述原理仅为非限制性实例，和为了检测电流接触的质量能够使用许多不同方法。例如，可能提供一种测试信号生成器，其被配置为通过串联阻抗组件产生基本正弦电压，使得测试信号生成器的阻抗变为对应于正确安装相关一个或多个插入单元的测量电路的驱动点阻抗的复共轭。当测试信号生成器的阻抗和测量电路的驱动点阻抗是彼此的复共轭时，由测试信号生成器传递给测量电路的功率最大化。监控电路可包括检测器，其用于检测被传递给测量电路的功率。在该情况下，响应于测量信号的量是被传递给测量电路的功率，并且即在该情况下，功率的期望值是功率的最大值。
图4示出图1a中所示的设备的例证性配置。在该配置中，插入单元102是控制插入单元，其中，电路124被配置为，除了产生与该插入单元102有关的指示器信号之外，还产生与其他插入单元103和104有关的相应信号。插入单元103和104中每一个都包括终端电路147，例如，该终端电路147能够为终端阻抗组件，诸如图1d中所示的终端阻抗组件131。在图4中所示的例证性情况下，主体装置的布线包括导电体450、451、452、453、454和455。与插入单元102和104有关的测量电路包括导电体450和451，与插入单元102和103有关的测量电路包括导电体452和453，和与插入单元102有关的测量电路仅包括导电体454和455。在上述配置中，能够将插入单元102，即控制插入单元制造成认识本身的安装和其他插入单元的安装。
图5示出根据本发明例证性实施例的用于指示在主体装置中正确安装插入单元的方法的流程图。该方法包括下列动作：
-动作501：向测量电路供应测试信号，该测量电路包括由在主体装置和插入单元之间的电连接器提供的至少第一和第二电流接触，测试信号的频谱至少部分属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带，和
-动作502：生成指示器信号，该指示器信号指示在响应于测试信号的量和该量的基准之间的差，该指示器信号也指示第一插入单元安装的正确性。
在根据本发明例证性实施例的方法中，测试信号为基本正弦测试电压，其频率属于在插入单元和主体装置之间的数据传输中使用的频带。
在根据本发明例证性实施例的方法中，指示器信号的生成包括检测终止测量电路的阻抗组件的交变电压的振幅。
在根据本发明例证性实施例的方法中，使用被连接至测量电路的测量电桥生成指示器信号。该测量电桥包括基准电路，其适合于模拟对应于插入单元正确安装的测量电路的驱动点阻抗。
在根据本发明例证性实施例的方法中，通过预定基准比特序列调制测试信号。
在根据本发明例证性实施例的方法中，指示器信号的生成包括：检测来自响应于测试信号的量的比特序列；和产生所检测的比特序列关于预定基准比特序列332的误比特率“BER”。
不应将上文给出的说明中给出的特定实例理解为限制应用性和/或附加权利要求的解释。

Claims (15)

1.一种插入单元(102)，包括：
电连接器(106、107)，所述电连接器用于当将所述插入单元插入主体装置中时，将所述插入单元连接至所述主体装置的布线，
其特征在于，所述插入单元进一步包括：
测试信号生成器(118、218、318)，所述测试信号生成器用于向所述电连接器的第一和第二电极供应测试信号，所述测试信号的频谱至少部分属于在所述插入单元和所述主体装置之间的数据传输中使用的频带，和
监控电路(108、208、308)，所述监控电路用于生成指示器信号，所述指示器信号指示响应于所述测试信号的量和所述量的基准之间的差。
2.根据权利要求1所述的插入单元，其中，所述测试信号生成器(118、218)包括用于产生基本正弦测试电压的测试电压生成器。
3.根据权利要求2所述的插入单元，其中，所述监控电路(208)包括：终端阻抗组件(231)，所述终端阻抗组件用于从所述主体装置接收响应于所述基本正弦测试电压的交变电流；和整流电路(245)，所述整流电路用于检测所述终端阻抗组件的交变电压的振幅。
4.根据权利要求2所述的插入单元，其中，所述监控电路(108)包括测量电桥，所述测量电桥被连接至所述电连接器的所述第一和第二电极，所述测量电桥包括基准电路(119)，所述基准电路适合模拟当正确安装所述插入单元时所述电连接器的所述第一和第二电极之间的主要驱动点阻抗。
5.根据权利要求1所述的插入单元，其中，所述测试信号生成器(318)包括测试流量发射器，所述发射器被配置为通过预定基准比特序列调制所述测试信号。
6.根据权利要求5所述的插入单元，其中，所述监控电路(308)包括检测器(333)，所述检测器被配置为检测来自响应于所述测试信号的所述量的比特序列，以及所述监控电路进一步包括比较电路(334)，所述比较电路被配置为产生所检测的比特序列关于所述预定基准比特序列的误比特率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的插入单元，其中，所述插入单元包括处理系统，所述处理系统用于支持下列至少一种数据传输协议：因特网协议“IP”；以太网协议；多协议标记交换“MPLS”协议；异步传输模式“ATM”。
8.一种用于电信的设备，所述设备包括：
一个或多个插入单元(102-104)，所述一个或多个插入单元包括第一插入单元(102)，
主体装置(101)，所述主体装置用于接收所述一个或多个插入单元，和
电连接器(106、107、125、126)，所述电连接器处于所述一个或多个插入单元中和所述主体装置中，所述电连接器适合于在每个所述一个或多个插入单元和所述主体装置之间提供电流接触，
其特征在于，所述设备包括：
测试信号生成器(118、218、318)，所述测试信号生成器用于向测量电路供应测试信号，所述测量电路包括由在所述主体装置和所述第一插入单元之间的所述电连接器提供的第一和第二电流接触，所述测试信号的频谱至少部分属于在所述第一插入单元和所述主体装置之间的数据传输中使用的频带，和
监控电路(108、208、308)，所述监控电路用于生成指示器信号，所述指示器信号指示响应于所述测试信号的量和所述量的基准之间的差。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述测试信号生成器(118)和所述监控电路(108)位于所述第一插入单元(102)中。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述测试信号生成器位于所述第一插入单元中，以及所述监控电路位于第二插入单元中，所述第二插入单元是所述设备的所述插入单元中一个并且不同于所述第一插入单元。
11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述测试信号生成器位于所述主体装置中，并且所述监控电路位于所述第一插入单元中。
12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述测试信号生成器位于所述第一插入单元中，并且所述监控电路位于所述主体装置中。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第一插入单元(102)是控制插入单元，所述控制插入单元被配置为，除了产生与所述第一插入单元有关的所述指示器信号之外，还产生与所述设备的其他插入单元(103、104)有关的相应信号。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的设备，其中，所述设备是下列中的至少一个：因特网协议“IP”路由器；以太网交换机；多协议标记交换“MPLS”交换机；异步传输模式“ATM”交换机。
15.一种用于指示插入单元在主体装置中正确安装的方法，所述方法包括：
-向测量电路供应(501)测试信号，所述测量电路至少包括由在所述主体装置和所述插入单元之间的电连接器提供的第一和第二电流接触，和
-生成(502)指示器信号，所述指示器信号指示响应于所述测试信号的量和所述量的基准之间的差，所述指示器信号也指示所述插入单元的安装的正确性，
其特征在于，所述测试信号的频谱至少部分属于在所述插入单元和所述主体装置之间的数据传输中使用的频带。
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