DE102011008122A1

DE102011008122A1 - Faseroptische, steckbare Kreuzverbindung

Info

Publication number: DE102011008122A1
Application number: DE201110008122
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2031-01-08
Also published as: DE102011008122B4

Abstract

Faseroptische, steckbare Kreuzverbindung (Cross Interconnection), dadurch gekennzeichnet dass, – die Anordnung der Lichtleiter wie in 1 gezeichnet, als quadratische Matrix mit gleichem Faserabstand ausgeführt und beide Konnektorplatten geometrisch um 90°, 180° und 270° verdreht werden können (1) (2). – Mit der Anordnung ein Clos- und Crossbar-Verbindungschema wie in 2 realisiert werden kann. – die dadurch entstehende Kreuzverbindung ohne optischen Weglängenunterschied („Skew-Effekt”) und ohne physikalische Kreuzung der einzelnen Fasern realisiert wird. – die gesamte Kreuzverbindungslogik aus einem Stecksystem mit zwei Teilen (1) (2) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches I.
Anwendungsgebiet:
Die Anwendung der Erfindung wird primär Bereich von optischen Telekommunikationsnetzwerken gesehen, da hier ein Bedarf an schalt- und skalierbarer Netzwerktechnologie für hohe Schaltkomplexität besteht.
Weiter Einsatzgebiete: sogenannte „Datacenter” und kompakte Datenverbindungen für Hochleistungscomputer.
Stand der Technik:
Es existieren bereits elektronische Netzwerk-Systeme. Diese stellen den Stand der Technik dar. Optische Implementierungen von optischen Netzwerken wurden mehrfach diskutiert, auf der Grundlage von Faseroptik, integrierter Wellenleiteroptik und auch Freiraumoptik. Diese haben allerdings jeweils unterschiedliche Nachteile wie im folgenden Abschnitt beschrieben.
Nachteile des Standes der Technik:
Bei den existierenden elektronischen und faseroptischen Telekommunikationsnetzwerken existieren Beschränkungen in deren Einsatz:
Elektronische Systeme werden durch die maximale erreichbare kommerzielle Bandbreite von derzeit ca. 10 bis 100 Gb/s und der sogenannten Blockierung der Netzknoten begrenzt. Optische Netzwerke bieten den Vorteil der hohen Bandbreite, was die passiven Übertragungswege angeht und erlauben unter geeigneten Voraussetzungen die Reduzierung des Leistungsverbrauchs. Andererseits weisen bekannte optische Implementierung grundlegende oder praktische Schwierigkeiten auf. Wellenleiter-basierte Implementierungen (wozu sowohl Faseroptik wie auch integrierte Wellenleiteroptik zählen) haben i. a. Probleme mit der geometrischen Auslegung der häufig großen Anzahl von Signalwegen, insbesondere bei Kreuzungen von optischen Kanälen.
Dies führt bei bisherigen faseroptischen Netzwerken und Kreuzverbindungen zu geometrisch ungünstigen Konstellationen, da eine N auf N Kreuzverbindung N² Leitungskreuzungen enthält, die mit bisherigen faseroptischen Verbindungen bei großer Verbindungsanzahl (N ≥ 16) schwer zu realisieren ist.
Aufgabe der Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist es, durch Ausnutzung der Fortschritte in der Faseroptik eine räumlich möglichst kompakte Lösung zur Integration von faseroptischen Kreuzverbindungen im Sinne eines passiven Clos-Netzwerkes zu realisieren. Dies beinhaltet eine möglichst hohe Packungsdichte der optischen Kanäle sowie eine möglichst hohe Skalierbarkeit des Kreuzverbindungsnetzwerks.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs I gelöst.
Lösung der Aufgabe:
Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung in Form eines Steckverbindungs-Systems mit um 90° verdrehten Faseranschlüssen lassen sich innerhalb des Systems Kreuzungsverbindungen von optischen Kanälen geometrisch derart realisieren, dass sich ein Crossbar-Netzwerk (Kreuzschienenverteiler) ergibt. Ferner ist durch den optischen Ansatz die Bandbreite der Kanäle nicht wie der elektronischen Systeme begrenzt. Gegenüber anderen Optik-Technologien (sowohl Freiraum-Optik wie integrierter Wellenleiter-Optik) wird hier eine miniaturisierte und integrierte Bauform erzielt. Die Problematik von physikalischen Kreuzungen, wie für integrierte Wellenleiterlösungen typisch, entfällt komplett.
Essentiell für die Implementierung ist die Verwendung einer zweidimensionalen Steckermatrix. Diese ist durch feinmechanische oder lithographische Fertigung herstellbar. Die Skalierbarkeit des Netzwerkes wird über eine Erweiterung dieser Matrix und den darin eingebrachten optischen Fasern erzielt. Somit lassen sich geometrisch problemlos die Netzverbindungs-Erweiterungen erzielen.
Vorteile der Erfindung:
Als wesentlicher Vorteil der beschriebenen faseroptischen Kreuzverbindung wird die geometrische Möglichkeit einer skalierbaren und kreuzungsfreien Netzverbindung im Sinne von Clos-Netzen gesehen.
Durch die aufgezeigte Bauform ist gewährleistet, dass es prinzipiell auf der optischen Ebene zu keinerlei Kanal- bzw. Faserkreuzungen kommt (s. o.) und somit eine Netzverbindung auch für eine große Anzahl an Verbindungspunkten möglich wird.
Ein weiterer Vorteil ist die weitgehende Integration des Systems, mit dieser Integrationsart ist eine optisch- und mechanische Robustheit des Systems verbunden. Man kann sagen, dass der passive Crossbar-Schalter i. w. aus einem einzigen, geschickt konstruierten Stecker besteht.
Neben den opto-mechanischen Vorteilen der Erfindung ist auch die zusätzliche Designfreiheit in Bezug auf die Verbindungslogik aus Vorteil zu nennen. Mit der Anordnung können verschiedene optische Verbindungsschemata realisiert werden.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen:
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1: Ansicht der faseroptischen Kreuzverbindung mit den beiden um 90° verdrehten Verbindungsmodulen (1) (2) und den angeschlossenen faseroptischen Ein- und Ausgangsfaserbündeln (3) (4) mit jeweils 8 Kanälen
2: Schema einer faseroptischen Kreuzverbindung mit 8 Kanälen und den benötigten geometrischen Kanalkreuzungen
Die Systemintegration ist vorzugsweise wie in der 1 zu sehenden Aufbau auszuführen, um alle bereits beschrieben Vorteile nutzen zu können.
Die optischen Kanäle werden über parallele optische Faserverbindungen (3) in das erste Steckermodul (1) eingekoppelt. Durch die geometrische Anordnung des Kreuzverbindungssystem und der Verdrehung des zweiten Moduls (2) um 90° liegen nun an den Auskoppelstellen (4) die Faserbündel mit jeweils nach dem Clos-Schema gemischten optischen Kanälen vor (5). Wie in der Kanalcodierung in der 1 zu sehen, findet sich nun jeder logische Kanal in jedem Faserbündel wieder.
Dies ohne geometrische Kreuzung der optischen Fasern und mit minimiertem optischem Weglängenunterschied („Skew-Effekt”).

Claims

Faseroptische, steckbare Kreuzverbindung (Cross Interconnection), dadurch gekennzeichnet dass, – die Anordnung der Lichtleiter wie in 1 gezeichnet, als quadratische Matrix mit gleichem Faserabstand ausgeführt und beide Konnektorplatten geometrisch um 90°, 180° und 270° verdreht werden können (1) (2). – Mit der Anordnung ein Clos- und Crossbar-Verbindungschema wie in 2 realisiert werden kann. – die dadurch entstehende Kreuzverbindung ohne optischen Weglängenunterschied („Skew-Effekt”) und ohne physikalische Kreuzung der einzelnen Fasern realisiert wird. – die gesamte Kreuzverbindungslogik aus einem Stecksystem mit zwei Teilen (1) (2) besteht.