CN1225852C - 包括电子和光学信号之间转换器的网络 - Google Patents
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Abstract
一个在例如公寓大楼内、具有在用户(29)与中央设置交换机(3)之间信息的部分光传输的网络具有连接器外壳(9)，其中在所述连接器外壳一端包括一个电连接器(9)且在相对末端包括一个到光纤的连接端子(21)。用于在电和光信号之间转换的一个电子转换器被连接在所述电连接器和所述光连接之间。所述电连接可以靠可拆卸的电连接线缆(13)被耦合到所述交换机的电连接器(17)上。在所述连接器外壳内的转换器被这样设计，以便于从所述交换机看，所述信号的光传输作为电信号线来操作。所述连接器外壳具有的宽度和厚度基本上对应于所述电连接器的宽度和厚度，从而允许稠密的布置，并且在交换机中被坚固设置的连接器被置于在主要由连接器的宽度和厚度所确定的彼此间小距离的情况下，那个连接器外壳还可以直接地或通过简单端子转换器被连接到这些被坚固设置的连接器上。可以提供在连接器架(7)内的连接器插座，以益于其中的到光纤(19，1)的光连接。所述转换器的电源可以通过单独的线缆或通过电连接器未经使用的插脚，由连接器外壳的外部电接触区域而提供。
Description
技术领域
本发明涉及将光纤中的信号耦合到电导体上，且更具体地涉及一种用于将光纤连接到中央电连接单元上的系统和设备。
发明背景
当今以太网类型通讯网络既像从前一样扩展到办公室，且由于私人用户希望有权使用宽带通讯这一事实，其在很大程度上扩展到私人住宅。对于稠密坐落的私人住宅如在公寓大楼中的公寓，采用这样的方案，此方案原则上是用于办公室的标准类型的基于以太网的局部网络。然而，由于在同一大楼中的公寓彼此之间较办公室内的房间相隔较大的距离，所以用于这种公寓的局部网络结构不同于安装在办公室的局部网络结构。此外，通常电功率分配，尤其是有关公共电接地的分配也不是按照同样的精心方式来进行。对于采用电双绞线导体的以太网类型网络，在连接节点如交换机与连接到其上的计算机之间的最大距离为100米。这种有限的最大距离通常导致在公寓大楼中仅有几个公寓可以被连接到相同的交换机，由于交换机的成本以及必须提供一间可以上锁且可能具有空调的专用房间这一事实，这导致每个被连接公寓的高安装费用。或许，可能使用电屏蔽线缆以避免未允许的干扰，但是由于电接地令人不满意的分配，所以这种可能性经常非常有限。此外，电线缆总是针对一特定的传输率(比特率)而安装，因此能够传递具有相当高速率信息能力的可能性受到限制。
通过在局部网络中借助于光纤来连接用户，则避免了上述提到的困难及不足。通过使用光纤，从而避免了所有的电磁干扰，容易获得长距离的通讯，且通过更换直接被连接到光纤上的部件，信息传输可以经常被相当容易地升级到更高速率。然而，当采用传统部件时，用于在光及电信号之间转换的成本是高昂的。
当今所提供的用于将光纤作为网络中部分传输链路而引入的系统除了包括光纤本身以外，还包括用于在电和光信号之间进行转换的主要相对大的单独模块，每一个模块被连接到单独光纤或单独光纤对上。所述模块被聚集在一个架子里的交换机上，且靠一个短的未屏蔽或已屏蔽的电多导体线缆，被连接到所述交换机上，所述交换机通常被放置在最接近所述架子的模块附近。于是每个模块在其“前侧面”既具有一个电连接器也具有一个光连接器。此外，每个这样的模块具有一个完整的电以太网接口，且因此还可能与长度可达直至100米的电连接线缆共同使用。所述模块还进一步被提供有电子电路，通过照明适当的光发射二极管，所述电子电路可以验证电连接和光连接两者的完整性。除了通过与在IP(the“Internet Protocol”因特网协议)中包括PING命令的协议类型有关的方法来验证与一些IP地址的连接以外，极少存在以其它方式直接验证总链路的可能性。
具有用于直接连接到光纤上的光端口的交换机也被使用，但是最经常的是它们并不比具有电输出端子的公共电网络交换机与单独的转换器模块的组合成本更低。
为了改变在网络中的连接，常见的是：在连接板上存在通过连接器到外围单元/网络端子的固定连接，所述连接板被短的连接线缆耦合到所述交换机上。采用光纤线缆而不采用电线路的对应连接方法可能具有显著的缺点，因为光纤线缆较电线缆更容易从机械上受到损坏，以及因为不需要短的电连接线缆，而需要在其每个末端具有安装到其上的光连接器的可分离光纤线缆，或在采用用于在电和光信号之间进行转换的传统转换器情况下，除了需要电连接线缆以外，还需要所述可拆卸的光纤线缆。然而，光连接器是昂贵的且需要相当昂贵的安装操作，由此在网络中的这种切换特点导致总计太高的成本。
在日本专利申请10079745中公开了光学线缆而不是电线缆被用于局部网络中。所述线缆在每个末端具有连接器，所述连接器包括密封其内用于在电和光信号之间转换的电路。
发明概述
本发明的一个目的是提供用于在中央单元和用户之间传递信号、具有相对低的安装成本的系统和设备。
由此，用于在电和光信号之间进行转换、且被设置在可能被赋予小尺寸的封装内的简化转换器被用于中央单元如交换机或集线器间的连接，以便于对于在所述中央单元和用户之间的长距离传输采用光纤，而仅在中央单元以及可能还在用户处采用短的电连接线缆。转换器被设置在标准类型电连接器，如RJ45连接器的扩展外壳内。所述外壳具有这样的外部尺寸，其可以仅比这样的连接器稍大一些，且有利地至少宽度及/或厚度仅无关仅要地偏离对应的标准连接器尺寸。然而，长度可以较大。转换器不具有协议处理电路且不具有用于完整性检验的光发射二极管或其它装置，且不包括用于分析信号内容或用于对此加以修正的任何电路，但是完全透明地操作，以便于传输链路对中央单元看起来像一个完全的电链路。
用于在双铰线缆与光纤之间转换信号的市场上买得到的媒体转换器包括用于至少在高于信号纯物理传输的一个水平上进行处理的电路。因此，在即将在光纤中被传输的信号中，添加额外的信号以用于检验光链路的完整性。在接收侧，这个信息被恢复且从所接收的信号中被去除，且考虑到可能的冲突，其它信息也被抽取。被抽取的信息用于给各种光发射二极管供给能量，且因此操作者可以确定转换器和光链路以及电链路的操作。这些不同的功能在需要相当大功率且以热量耗散能量的电路中被执行。所建议的转换器具有为目前所使用媒体转换器所需功率的十分之一至二十分之一的所需功率。
因此总体上，在例如公寓大楼的网络中，利用在用户和中央设置单元如交换机或集线器之间的光纤，提供信息的部分光传输。连接器外壳或转换器外壳或转换器模块在一端具有电连接器，且在其相对端具有一些连接端子，如到光纤的光连接器。用于在电及光信号之间转换的电子转换器被连接在电连接器和光端子之间，且被加以设计，以便于关于发信号及从中央单元或交换机来看，光传输均作为一个电信号传输线路来操作。所述电连接器可以靠一个可拆卸的电连接线缆或甚至直接地或靠一个简单的连接器转换器被耦合到交换机的电连接器上。基于连接器外壳具有基本上与其电连接器的宽度和厚度相对应的宽度和厚度这一事实，这种连接被允许。总体上，还允许连接器外壳的稠密设置，这样它们可以被放置在主要由连接器宽度及厚度所确定的彼此相对小或最小的距离处。正如众所周知的那样，交换机或集线器的固定电连接器经常被放置在主要由连接器宽度及厚度所确定的这样彼此相对小或最小的距离处。可以提供连接架内的连接器插座，来支持在扩展到用户的光纤末端处的光连接器。可以这样设计所述连接器插座，以便于在没有连接器外壳被连接的情况下，被保持的(retained)光接触可用于到可能的其它部件的光连接，或通过光可分离连接线缆到交换机的光输入端子的光连接。转换器的电源可以由连接器外壳的外部电接触表面来提供，通过单独的线缆或通过电连接器未使用的插脚，所述连接器外壳与在连接器架内的连接器簧片相配合。
当把由不同光功率水平所表示的数字值流形状的光信号转换成由不同电水平所表示的数字值流形状的电信号时，可以使用至少一个比较器或鉴别器来感测出不同的光功率水平，并且从所述比较器或鉴别器的输出端子向电线路提供具有其水平对应于所述光功率水平的电信号，以便于每个电信号水平对应于单一的光信号水平。当把电信号转换成光信号时，一适当偏置的光发射二极管可以由所述电信号直接加以调制。因此，总体上，在转换器中，在由不同电水平所表示的数字值流形状的电信号与由不同光功率水平所表示的数字值流形状的转换光信号之间存在基本上直接的转换，以便于一电水平直接对应于一光功率水平。在此所述电水平可以具有不同的符号，而光功率水平总为正。
附图的简要说明
现在参考所附附图，本发明将通过非限制实施例的方法被加以说明，其中：
-图1为其中在例如一公寓大楼内的不同位置可以连接到具有中央设置的交换机的通讯网络上的方式的示意图，
-图2为被设置在连接架内的扩展连接器外壳的示意性透视图，
-图3a为从安装在架内的图2中连接器外壳上面看的视图，
-图3b为从具有附着在其上的连接器插座的连接器外壳下面看的视图，
-图4为用于直接连接到设备如交换机、集线器或网络板的扩展连接器外壳的透视图，
-图5为保留在被透明绘出的前盘(front plate)中的连接器插座的示意性透视图，所述插座用于图2、3a及3b所示的连接器外壳，
-图6是在一设备内电连接的电路图，所述设备使用用于提供电源电压的未被利用的连接器插脚，
-图7是用于将在双绞线缆上传输的电信号转换成光信号的电路的电路图，
-图8a是用于将在光纤上传输的信号转换成用于在双绞线缆中发送的电信号的电路的电路图，
-8b是与图8a电路图相似的电路图，包括一个用于将信号耦合到所述双绞线缆上的变压器，
-图9是用于将在光纤上传输的三-水平信号转换成用于在双绞线缆中发送的电信号的电路的电路图，
-图10a是用在双绞线缆中高速传输下的三-水平信号示图，
-图10b是与图10a的示图相似的三-水平信号示图，所述三-水平信号通过在双绞线缆中传输已经发生变形，以及
-图11是用于将在光纤中传输的三-水平信号转换成用于在双绞线缆中发送的电信号的另一电路的电路图。
优选实施例的说明
在图1中，要被用在例如公寓大楼内的局部网络被示意性地示出。所述网络使用光纤1，用于在中央交换机3(“地下室交换机”，经常被放置在大楼的地下室内)以及被示意性地表示为6的公寓之间传输距离的主要部分。所述交换机3是被制成用于根据如以太网10Mb或以太网100Mb一些标准的信号传输的传统电类型，在此处所优选的实施例中，用于在双绞线缆中即根据以太网10BaseT或100BaseT传输信号。所述交换机可以通过高速转换器5被连接到外部的光高速网络4上。在中央交换机3附近放置一个架或接线器7，在此被示例为接线器盒。在所述架上，也参见图2，带保持器的位置被提供，用于容纳将光信号转换成电信号及反之亦然的许多光-电转换器10的外壳或模块9。每个外壳9是一个单独的单元，且在其前侧具有一个电连接器11如RJ45类型的连接器，在所优选实施例中为母连接器。通过对应连接器15，在所优选情况下为公连接器，电线缆13，即按线线缆，优选为双绞线缆类型被连接到连接器11上，并且例如通过用于连接器外壳9的同一类型连接器，所述接线线缆的另一端被连接到交换机3的电端口。在直接朝向架内部或朝向其后侧的连接器外壳后侧上，所述连接器外壳被连接到光纤段19上。所述光纤段19既可以被直接地连接到转换器上，以便于容纳转换器10的转换器外壳9为“猪尾”类型，也可以如所优选的那样，在每个连接器外壳的后侧上提供一个光学标准连接器21，例如一个安装在套筒内的母连接器类型的MT(“机械传递”)连接器如MT-RJ，然后每个光纤段在对应端具有对应的连接器23，如公型的MT-RJ。所述光纤段19在其另一端，在架7后面的地方，在25，被熔接到光纤段1，所述光纤段1向远处延伸到位于单独公寓6内的交换机或网络板类型的设备29处。作为另一选择地，每个光纤段19是光纤段1的一部分，这样光纤段1全线延伸直到连接器外壳9。在这个另选的情况下，则连接器23被直接安装到在架7内光纤段的末端。
在设备29处提供有连接外壳27，在所述连接外壳27的末端包含一个光连接器，对应的光纤段1被连接到所述光连接器上。端子外壳还包含未示出的用于将光信号转换成电信号以及反之亦然的转换器，并且包含在其另一相对端的电连接器，优选为公连接器类型。或者通过单独连接的低电压变压器或“等效电池”，或者通过在例如为类型RJ45的电连接器中用于信号传输的未使用插脚，来提供结合在所述端子外壳27内的转换器的电源，请见后面的讨论。后一种选择方案要求电连接器被耦合到的设备或交换机或类似设备必须被专门地加以设计，以便于向这些插脚提供电源。作为另一选择地，在单独公寓内光纤段9末端处的端子单元27由与用在中央交换机3处架7内的转换器外壳相同的转换器外壳9组成，且然后被单独地放置在一小盒内，所述盒包含用于向位于转换器外壳内的转换器供电的装置。
被中央设置在架7内的转换器外壳或连接器外壳9被设计成具有基本上与例如上述已经讨论的为类型RJ45的电连接器11、15的宽度相符的宽度，所述电连接器用于转换器到交换机3的电连接。同样，转换器外壳的厚度可以有利地基本上与电连接器的厚度相等，虽然在所优选实施例中这并不是同等重要的。总体上，转换器外壳的宽度及高度尺寸应该基本上与电连接器的对应尺寸相符，且在任何情况下至少这些尺寸中的一个应该与电连接器的对应尺寸相符。在此，当连接器按照传统方位被安装时，连接器的术语宽度旨在意味着水平尺寸，且连接器的厚度则意味着它们的垂直尺寸。当连接器外壳9被连接到利用传统方位被安装的电连接器上时，则按照同样方法连接器外壳9的宽度及厚度分别被认为是其水平及垂直尺寸。
见图2，在每个连接器外壳9内提供有电路10，且其执行从电到光信号的优选直接物理转换及从光到电信号的基本直接转换，尤其是使电水平对应于光水平且反之亦然。所述电路被设计成从交换机3和所连接的设备29的侧面看不到所述电路，或者体验部分传输路径为光学的。因此所述电路仅包含直接的信号转换功能，而没有特殊的信令如协议处理及类似事物的功能，例如在所传输及接收信号中的逻辑内容分析、额外信息的添加及消除。这导致所要求电路相对简单的结构，由此它们需要相对小的空间，这样它们可以被容纳在连接器外壳内且它们具有相对小的电功率需求。在所优选情况下使用简单转换可能是基于这样的事实，即用于被传输在双绞线缆中信号的接收或探测电路被专门设计成：具有处理在这样线路中传输后所接收到的经常被极其严重变形的信号的能力、并具有探测在这样信号中的信息内容的能力，以及基于这样的事实，即根据上述说明基本上直接的非线性转换对信号造成与信号经过一段双绞线缆时其所遭受的变形相类似的变形。
所述电路的电源或者通过单独的线路(未示出)或者通过连接器簧片而获得，见图2和3a，所述连接器簧片被附着到架7内的保持器上，且作用在连接器外壳9外部上的预定接触位置上。所述电源还可以通过电连接器11、15内的未使用插脚或接触位置被提供，参考图6见进一步的说明。
在光纤段19未被直接连接到对应的光电转换器10，而连接器23以其末端处在转换器上，且因此在前盘7上还直接可用，以用于可能到光连接线缆的连接情况下，如上面已经提到的那样，可以提供被连接在转换器外壳9与焊点25之间到更长光纤1上的光纤段19，所述光纤段1沿着到用户路径的主要部分延伸。见图5，可以提供用于光接触连接器23的插座49，且其具有这样的结构，所述结构允许到包括光-电转换器的连接器外壳9的直接光连接，且因此当连接器外壳被压进架内其位置时，所述插座沿着盘7前侧的后面被压进更长。当连接器外壳9被取下做更换、修理或更新时，所述连接器插座与其相伴，且连接器23再次在前盘上可用。作为另一选择地，具有连接器的光纤段19的末端必须被稍微拔出，用于连接或去除相应的连接器外壳9，且因此到此的光纤段具有一些多余长度，以便于可实现于此。
在架内安装连接器外壳9或转换器外壳的更详细内容从图2和3a中可见。转换器外壳9具有一个外部屏蔽金属罩，其旨在被耦合到机壳接地且其具有矩形的细长盒形状。在所述盒前面，所述外壳延续进入电母连接器11，所述母连接器11因此在横向方向上具有与细长连接器外壳相同的外部尺寸。当连接器外壳9被插入到架7的情况下，所述外壳9的上部大表面与具有在横向方向上延伸的水平设置的轨道形状的上支撑31相接合。转换器外壳9的底表面装在两个较低的电导轨道33、35上，所述轨道平行于架7的前侧面，同样沿着横向方向延伸，且被水平设置。通过使用较低轨道，可以提供到连接器外壳9内转换器的电源。前电源轨道33被耦合到负电源电压V-且后电源轨道35被耦合到正电源电压V+。所述电源轨道具有向上突出的连接器簧片37、39，用于与在模块外壳9底表面上被定界的电导表面区41、43的电接触。通过绝缘的周围区45，这些电导区41、43与外壳9的剩余接地部分电绝缘。所述区41、43和表面45可以是电路板内导电平面的部分，此外这个平面被连接到地。从图2、3a中还可看到：当模块外壳9通过架的前盘47内的开孔被压进架7内其位置处，使这些开孔的边缘将转换器外壳维持在架内其位置时，咬合簧片45可以被设置在模块外壳表面的前端，以用于配合。
连接器外壳9还可以被设计成具有适宜类型的其它电连接器，例如被配置成公连接器，这样根据上述的第一另选方案，它们可以按照与公寓末端内端子外壳27同样的方式被直接地耦合到交换机3的端口17上。作为另一选择，通过将一个端子转换器(未示出)耦合到上述设计的连接器外壳9，则所述连接器外壳9可以被转换以获得一个适宜的电连接器。具有公连接器的连接器外壳实施例被示例于图4。从这个图中可看出：在这个实施例中的模块外壳9改为在其前端延续到与这个连接器具有相同横向尺寸的类型RJ45的公连接器11′。如上已经提到的那样，通过在电连接器内的未使用的插脚，或通过未示出的外部电线缆，可以向连接器外壳内的电路提供电力供应，其中所述外部电线缆通过标准类型连接器插脚被连接到安装在模块外壳9表面上的电源连接器47′上。在这种情况下，必须使用在每个末端具有光连接器的光纤段或耦合长度(未示出)，而不使用电连接线缆13。然而，这个方案的缺点在于：这样的可分离光纤长度就操作而言太易损坏，并且如上述已经讨论过的那样，因光连接器导致它们的成本相当高昂。
在图5中，示出可以在架7内连接器外壳9所设置的每个位置处提供上述提到的连接器插座49，也见图3b。所述连接器插座49在横向方向上可以具有与连接器外壳的那些尺寸相同的外部尺寸，且包含一空间或孔，具有例如类型为MT-RJ锁定簧片24的光连接器23被牢固地夹持在所述空间或孔中。在连接插座的右或左侧表面上，提供有用于与前盘壁47的开孔边缘相配合的咬合簧片51，其与连接器外壳上的咬合簧片47采用同样的方法。因此，最初假设这种连接器插座47被装在前面位置，使其咬合簧片51被接合在前盘壁47的开孔内。光纤线缆可以被直接耦合到可用的光连接器23上，或者当需要它的情况下，如当连接到具有光连接器的交换机上，或当使用与提供在连接器外壳9内不同类型的光-电转换器时被使用。对于在图1中所示例的连接，在其上安装有连接器23的光纤19通过连接器外壳9被连接到交换机3上的情况下，所述连接器外壳与它后面的光接触一道被压向光连接器23，以为了建立光接触。于是锁定簧片24与安装在外壳上的连接器21相接合，以互相支持光连接器23、21，并由此支持连接器插座41在连接器外壳9处。然后，外壳9被进一步压进架7内，且随后被压向连接器插座49，以便于其咬合簧片51脱离与前盘开孔边缘的接合，且连接器外壳和连接器插座作为单一单元进一步移进架内。最终，连接器外壳的咬合簧片开始与前盘开孔相接合，且外壳已经插进架内并且已经被光连接。然后电连接线缆13可以被安装在连接器外壳9及交换机上的插孔17之间。
在随后的一些时刻，当连接器外壳9必须从架7内收回以为了维修或相类似的操作时，在抽出运动中，因由锁定簧片24所产生的在两个光连接器23之间的接合，导致连接器插座49将伴随此运动。于是连接器插座将再次在前盘47上被其咬合簧片51咬合。于是通过由一个适宜工具作用在锁定簧片34上，光连接器21、23可以彼此脱离，这样连接器外壳9与架7相脱离，以为了例如得到维修或更换。现在由连接器插座49所保持的光连接器23再次可用，用于通过光纤线缆到连接器外壳或一些其它设备的新连接，所述光纤线缆被提供有适宜于耦合到连接器23的光连接器。基于光纤段被给予一个适宜的长度这样的事实，在抽出运动中光连接器23的运动得到允许。它们还可以有利地具有这样的长度，以便于连接器插座49可以被从前盘中抽出，如果出于某一原因将需要如此的话。
在通过使用电连接器内的接触插脚或未经使用的单独接触位置而设置电源的情况下，可以按照图6中所示例的那样来做。其中示出一个电路图，其用于根据标准10BbaseT连接模式下的RJ45连接器。在所述RJ连接器中，没有使用第4、5、7和8号插脚。在第3和6号插脚接收到输入信号，且在第1和2号插脚输出信号被传输。平衡的输入及输出信号的接触插脚被连接到变压器Ti、To第一绕组的最外末端，变压器Ti、To另一绕组被连接到一设备相应的输入及输出电路(未示出)，其中连接器被安装到所述设备上。变压器的所述第一绕组具有中心抽头，对于连接器的标准连接，二者均通过电阻R1被连接到节点P1处的相同中心电压上。在标准连接中，所述连接节点P1也通过包括彼此具有相同阻抗的R2、R3的电星形网络被耦合到未被使用的连接器插脚上。所述连接节点P1通过一个相当大的电容器C1也被连接到地，这样如同AC信号所经历的那样，这个节点被接地，但是具有一个浮动的DC电位。
在其中安装有电连接器且其中需要其它设备的电源的交换机17或设备29或另外设备中，如上面已经提到的那样，通过如同用于信号传输的同样线缆，可以使用未承载信号的插脚。为了使有可能将一电源电压施加到未用于信号传输的插脚上，节点P1可以被分成两个连接节点Pi和Po，这两个节点通过一个大的耦合电容器C2彼此相连。然后每个这样的节点Pi、Po通过被连接到相应变压器第一绕组的中心抽头上的电阻R1之一，且通过电阻R2被连接到包含R3且分别延伸到第7、8号插脚和第4、5号插脚的线路分支上。现在仅有连接节点的一个Po通过电容器C1被耦合到地。来自一些电压源的电源电压(未示出)通过电感S+、S-被提供到两个未用于信号传输的插脚上，例如其正极连到第7号插脚且其负极被连到第5号插脚。因此输出信号将被施加到电源电压的负电位附近，而输入信号被施加到电源电压的正电位附近。在此所建议的电容器C2分别提供第4和5号及第7和8号两组连接器插脚之间的绝缘，以及提供电源电压的正电位和负电位之间的绝缘。正相反，如同AC信号所经历的那样，因电容器C2的大电容导致节点Pi、Po被彼此连接，且同从前节点P一样，因电容器C1导致它们被施加到AC地上。此外，电感器S+、S-将电压源与可能的高频率部件相绝缘，所述高频率部件可以产生在电线缆中的长电导体内，所述线缆被耦合到目前用于提供电源电压的插脚上。
在连接器9中，可以利用图7中所示例的电路进行从平衡的二进制电信号，即以标准方式在其中信号在两个水平之间交替的双绞线缆61中传输的串行位流的转换。信号从双线缆的两部分到达耦合电容器63、基本上未受影响地经过它们直至光发射二极管65如LED或半导体源激光器二极管的两个端子。所述光发射二极管的端子进一步通过一个逆向或反向连接的整流半导体二极管67被彼此相连接。端子之一通过电阻69被进一步连接到正电源电压V+，且另一个端子通过电阻71被耦合到负电源电压V-。通过适当选择流经二极管65的偏置电流，从双绞线缆61输入的信号可以调制由二极管65所发射的光，这样产生可按受的所发射光信号的不太大变形。所发射的光在两个不同水平间交替，且可以使变形变小，以致于通过用于在双绞线缆中传输信号的传统接收器可以执行对所述信号的随后探测。由二极管65所发射的光被传导到光纤上，所述光纤可能通过中间波导被连接到转换器外壳9上。相同的电路可以被用于转换以平衡方式到达双线缆61的所有电信号，同样用于转换具有多于两个水平的信号。
由此被转换成变化光强度的信号必须再次被转换成电信号，所述电信号被提供到光纤另一侧的双线缆上。然后，可以观察到下述情况。根据在10Mb/b下信号的以太网标准，在双绞线缆中的传输线路上，提供有一个静水平或0-水平，被用于链路完整性信令的正脉冲，以及以曼彻斯特码发送信号的正及负水平。因此重要的是对于在电线路中的信号，不仅要获得变化水平而且要获得真正的AC信号，以便于它应该具有与标准信号相同的外观。电子电路应该具有将从不直接对应于AC电流或AC电压的变化光水平转换成线路中用于电信号的AC电压、以及转换成具有根据相应的IEEE标准探测器应该能够接受的一些负过冲的正脉冲。对于在100Mb/s下在双绞线缆中的传输，提供用于信令的静水平或0-水平以及正水平和负水平。在此重要的还有：在电学线路中不仅获得变化水平而且要获得真正的AC电流或AC电压信号。可以用于探测例如从被连接在上游的一段双绞线缆所获得的、具有10MHz频率光信号的这种电路被示例于图8a中。光信号由光敏二极管81接收，所述二极管的二个端子被直接地连接到放大器83的端子。被放大的信号通过耦合电容器85被提供到具有一个直接及一个反相输出端子的比较器或鉴别器87的第一输入端子上。一个适宜的参考电压被连接到鉴别器的第二输入端子，所述参考电压从由两个适宜大小的电阻89、90而构成分压器的中心点而获得，所述电阻被连接在正电源电压V+和负电源电压V-之间。所述分压器的中心点还通过电阻88被连接到第一输入端子上。通过另一个耦合电容器93，来自鉴别器87的信号被从其上两个输出端子提供到双绞线缆91的相应部分，此外所述电容器93在双绞线缆侧靠电容器95彼此相连。电阻97可以被并联地连接到后面的电容器上。
作为另一选择地，如图8b所示例，通过使用信号变压器可以实现到双线缆91的耦合。
见图10a，对于较高频率或传输速率如100MHz，且根据适宜的标准，信号在双绞线缆上以三个水平被传输，即表示二进制值“0”的中心水平、以及对称地位于这些水平附近的水平，其两者均表示二进制值“1”且彼此交替地被使用。在经由包括双绞线缆的链路传输之后，则信号可以具有在图10b所看到的外观。通过使用图7所示例的电路，这样的电信号可以直接被转换成光信号，且通过使用图9中所示例的电路，对应的光信号可以被转换成电信号，这样使光水平对应于电水平。光信号首先被光电二极管81转换成电信号，所述电信号被放大器83放大且以与图8a和8b中同样的方式被允许通过耦合电容器85。所获得的信号分别被提供到两个比较器101、103的正和负输入端子。这些比较器的两个其它输入端子从分压阶梯接收参考电压，所述分压阶梯被连接在正电源电压V+和负电源电压V-之间，且包括彼此串行连接的四个电阻105、107、109、111。电阻105、107之间的连接节点给予第一比较器所要求的参考电压，且被提供到其负输入那里。阶梯内其它两个电阻109、111之间的连接节点给予第二比较器所要求的参考电压，且被提供到其正输入端子。在电阻107和109之间连接点上的所述阶梯中心节点通过电阻113被耦合到耦合电容器85的输出侧。以根据图8b中电路方式相同的方式，比较器101、103的输出端子通过耦合电容器115、117被连接到信号变压器99绕组的每一端上，所述变压器第二绕组的末端被连接到双绞线缆91的部分上。为了适当选择分压器阶梯中电阻的大小，可以产生比较器101、103的参考电压，这样被提供到第一比较器、超出参考电压的输入信号水平可以得到鉴别，且给出一个正输出水平，以及被提供到第二比较器103、低于参考电压的输入信号负水平可以得到鉴别，且产生一个负输出信号。
用于从光信号转换到电信号的转换器的另一实施例被示例于图11，根据上述讨论其尤其适合于三水平信号。来自光纤的光信号首先被光电二极管81转换成电信号，所述电信号被放大器83放大，且如图8a、8b和9所示使其经过耦合电容器85。所产生的信号被提供到宽带放大器119的一个输入端子，宽带放大器119的输出端子通过变压器99的初级绕组被连接到地电位，同上所述，变压器99的次级绕组被连接到双线缆91上。有利地，所述地电位位于电源电压V+和V-之间的中心。此外，放大器的两个输入端子分别通过电阻121、123被接地。为了适当选择这些电阻的大小，放大器119可以被赋予这样的零点偏置，以便于在输入光信号中的静水平导致通过变压器99的零电流，且增加的光信号水平导致通过变压器的正电流且降低的光信号水平导致通过变压器的负电流。
以这种方式被设计的转换器的操作需要功率量值在150mW数量级，其远小于为根据标准以太网的信号传输所设计的对应单元通常所要求的3W功率。
设置被安装在盘或板内的单独转换器单元具有优点，这包括可以设置简单的连接结构，即获得一个良好的概观，以及转换器单元的更换及服务可以针对每个用户线路单独地进行。仅是必须提供用于安装的用户线路的转换器单元。仅通过更换相应的单元，也可以执行简单的向更高传输速率的单独升级。
Claims (20)
1.一种用于在用户和中央单元间传输信息的网络，所述网络包括在所述中央单元和每个用户之间的传输链路，每个传输链路包括：
在所述中央单元一端处的电连接线路，该线路具有一个电连接器；
被连接到所述电连接线路的光纤；
在所述电连接线路和所述光纤之间的耦合处，用于电及光信号之间转换的转换器；以及
所述中央单元包括用于连接到所述电连接线路以接收和传输电信号的插口；
其特征在于：
每个传输链路的转换器被容纳在一个连接器外壳中，该连接器外壳是一个分立的单元，该连接器外壳包括：
在该外壳一端的电连接器，用于与对应传输链路中所包含的电连接线路的互补电连接器相配合；和
在该外壳的另一端的光连接器，用于与对应传输链路中所包含的光连接线路的互补光连接器相配合；
所述转换器连接在所述电连接器和所述光连接器之间。
2.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳具有与包括在所述连接器外壳内的电连接器的宽度相对应的宽度，从而当中央单元的被固定设置的连接器被放置在彼此相对小或最小距离处的情况下，允许那个连接器外壳可以被直接地或通过端子连接器被耦合到所述被固定设置的连接器上。
3.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳具有与包括在所述连接器外壳内的电连接器的厚度相对应的厚度，从而当中央单元的被固定设置的连接器被放置在彼此相对小或最小距离处的情况下，允许那个连接器外壳可以被直接地或通过端子连接器被耦合到所述被固定设置的连接器上。
4.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳包括类型RJ45的电连接器，且具有对应于这种连接器宽度的宽度。
5.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳包括类型RJ45的电连接器，且具有对应于这种连接器高度的高度。
6.根据权利要求1的网络，其特征在于：
所述连接器外壳具有对应于被包括在所述连接器外壳内的电连接器宽度的宽度；
提供有连接架，所述连接架包括彼此相连放置成一排的保持器，用于容纳所述连接器外壳；以及
所述保持器彼此放置在相对小或最小距离处，所述距离适合于所述连接器外壳的电连接器宽度，以便于允许在所述架内紧密设置连接器外壳。
7.根据权利要求6的网络，其特征在于：在所述连接架内的保持器被设置在至少两个平行排内，且所述连接器外壳具有对应于包括在连接器外壳内的电连接器厚度的厚度或高度，从而允许在所述连接器架内的平行排可以被放置在彼此相对小或最小距离。
8.根据权利要求1的网络，其特征在于：
提供有连接架，所述连接架包括彼此相连放置成一排的保持器，用于容纳所述连接器外壳；以及
被设置在连接器架内且每个都被刚性附着到一个光连接器上的连接器插座，用于连接到连接器外壳的光连接器，
每个连接器插座具有弹性装置，以允许在将连接器外壳从连接器架中抽出时所述连接器插座伴随连接器外壳的情况下，当所述连接插座脱离连接器外壳时，所述连接插座被施加到连接器架内的一个位置上，此位置从外部可用，这样在这个位置由所述连接器插座所保持的光连接器可以被连接到具有对应光连接器的一个任意光单元上。
9.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳具有与保持器内或在连接架内的接触簧片相配合的外部电接触表面，以便给在所述连接器外壳内的转换器提供电功率。
10.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳内包含的转换器适合于在将由不同光功率水平所表示的数字值流形式的光信号转换为由在至少一个比较器或鉴别器处的不同电平所表示的电信号的情况下，检测所述不同的光功率水平，并从所述比较器或鉴别器的输出端子向一个电线路提供具有对应于光功率水平的电平的电信号。
11.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳内包含的转换器适合于在把由不同电水平所表示的数字值流形式的电信号转换成由不同光功率水平所表示的数字值流形式的光信号的情况下，由电信号来调制发光二极管，且将所发射的光输出到光波导上。
12.根据权利要求1的网络，其特征在于：所述连接器外壳内包含的转换器适合于在电信号和光信号之间直接转换，使得电信号的电平直接对应于光功率水平，所述电信号具有由不同电平所表示的数字值流形式，所述光信号具有由不同光功率水平所表示的数字值流形式。
13.根据权利要求12的网络，其特征在于：用于将光信号转换成电信号的转换器包括一个被连接到比较器的电光探测器，所述比较器具有一个直接输出端子和及一个反相输出端子，所述输出端子被连接到双线电缆的部分上。
14.根据权利要求12的网络，其特征在于：用于将光信号转换成电信号的转换器包括一个被连接到两个比较器上的电光探测器，两个比较器中的第一个在它的正输入端接收信号且两个比较器中的第二个在它的负输入端接收信号。
15.根据权利要求12的网络，其特征在于：所述两个比较器在它们的第二输入端子上被提供有被偏移的参考电压，以便于可以鉴别被提供到所述第一比较器的高出第一参考水平的正水平，以及被提供到所述第二比较器的低于第二参考水平的负水平。
16.根据权利要求14的网络，其特征在于：所述两个比较器通过变压器被连接到双线电缆的部分上。
17.根据权利要求1的网络，其特征在于：用于将光信号转换成电信号的转换器包括一个被连接到宽带放大器的电光探测器，所述宽带放大器具有一个被连接到变压器初级绕组的输出端子，所述变压器的次级绕组被连接到电传输线路，所述放大器具有这样的零点设置，以便于输入光信号的静止电平导致通过所述变压器的零电流，以及较高的光信号水平得到通过所述变压器的正电流且较低的光信号水平导致通过所述变压器的负电流。
18.根据权利要求1的网络，其特征在于：包括在所述连接器外壳内的所述转换器被设计成这样，以便于当从中央单元来看时，传输链路的光学部分作为一个电信号传输线路来操作。
19.根据权利要求1的网络，其特征在于：在用户处的中央单元具有包括多个接触位置的电连接器，所述接触位置中的第一个用于传递信号，且其第二个接触位置用于向所述转换器和电连接线路提供电源电压，所述电连接线路按照对应方法包括用于传输所述信号的第一电线路，以及用于电源电压的第二线路。
20.根据权利要求1的网络，其特征在于：在用户处的中央单元包括在用于既接收且传递信号的双线缆上进行电平衡传输的电路，以及所述被接收的信号具有在所述电源电压的一个电位附近的电压水平，并且所述被传递的信号具有在所述电源电压的另一个电位附近的电压水平。
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