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Gebiet der Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen
Kommunikation und bezieht sich insbesondere auf ein Zufuhrverfahren, ein
Zufuhrsystem sowie eine Zufuhrvorrichtung.
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Hintergrund der Erfindung.
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Dienstteilnehmerplatinen
des alten Plain Old Telephone System (POTS) werden für den Zugang zum
Alt-Telefondienst in Zentralen verwendet, während Zugangsgeräte wie zum
Beispiel Integrierte Zugangsgeräte
(IAD) verwendet werden, um Zugang zum Alt-Telefondienst bereitzustellen.
Die Haupteinheiten von POTS-Dienstteilnehmerplatinen und Zugangsgeräten (z.
B. IAD) zur Abwicklung des Telefondienstes sind Zufuhrverwaltungssysteme.
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Da
sich die Technik weiterentwickelt und verteilte Zugangssysteme weit
verbreitet sind, sind Zugangsgeräte
immer näher
an der Teilnehmerseite; insbesondere, da sich Fiber-to-the-X-Techniken (FTTx,
ein allgemeiner Ausdruck für
Fiber-to-the-Home, Fiber-to-the-Curb und Fiber-to-the-Building)
weiterentwickeln und Heimgateway-Geräte sich rapide entwickeln,
werden die Schleifenleitungsabstände
zwischen den Anschlüssen
von Teilnehmerplatinen und Heimgateway-Geräten kürzer und kürzer, und die Abweichungen
von Schleifenleitungsabständen
zwischen den Anschlüssen
neigen dazu, gleichmäßig zu sein,
Schleifenleitungsabstände
von Mehrfachanschluss-Zugangsgeräten
neigen dazu, gleich zu sein.
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Da
sich die Technik weiterentwickelt und sich die Ansprüche der
Teilnehmer erhöhen,
steigt die Kapazität
der POTS-Teilnehmerplatinen und Zugangsgateway-Geräte (z. B.
IAD) mehr und mehr, und höhere
Anforderungen für
die Bauweise der Geräte werden
vorgebracht. Zum Beispiel sollte eine einzige Platine mehr Zufuhrverwaltungssysteme
beherbergen, um den Anforderungen für hochdichte Bauweise gerecht
zu werden.
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In
allen Ländern
werden die Kriterien für
den Energieverbrauch immer strenger; besonders in High-End-Märkten ist
das Kriterium für
den Energieverbrauch inzwischen zu einer wichtigen Spezifikation
für Geräte geworden.
Altsysteme zur Zufuhrverwaltung setzen eine einzelne unveränderliche Stromeinspeisung,
duale unveränderliche
Stromeinspeisung oder duale Stromeinspeisung mit einfacher Regelung
ein. Wenn der Teilnehmer-Schleifenleitungsabstand nicht zu der Stromzufuhrspannung
der POTS-Teilnehmerplatine oder des Heimgateway-Gerätes passt,
reicht das Zufuhrvermögen
für die
Teilnehmer-Schleifenleitung nicht aus oder der Leistungsverbrauch
des Gerätes
ist zu hoch usw. Um ausreichend Zufuhrvermögen für die Teilnehmer-Schleifenleitung
sicherzustellen, erhöht
der Konstrukteur üblicherweise
die Stromversorgungsspannung des Zufuhrsystems und -gerätes, was
zu übermäßigem Leistungsverbrauch
des Gerätes
führt.
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Zusammenfassung der Erfindung.
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Ausführungen
der vorliegenden Erfindung stellen ein Zufuhrsystem, eine Zufuhrvorrichtung
sowie ein Zufuhrverfahren bereit, die den Leistungsverbrauch und
die Gerätekosten
effektiv senken können.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt ein Zufuhrverfahren bereit, das
Folgendes beinhaltet:
Erfassen von die Teilnehmer-Schleifenleitung
betreffenden Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen;
Berechnen
eines für
die Teilnehmer-Schleifenleitung geeigneten Spannungswertes gemäß den Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen
und Ausgeben von Spannungsinformationen, die den Spannungswert angeben,
an einen Stromrichter; und
Ausgeben einer dem Spannungswert
entsprechenden Spannung gemäß den empfangenen
Spannungsinformationen an die Teilnehmer-Schleifenleitung durch
den Stromrichter.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt ein Zufuhrsystem bereit, das einen
Stromrichter, eine Vielzahl von Zufuhrverwaltungssystemen sowie mindestens
zwei Teilnehmer-Schleifenleitungen
umfasst; der Stromrichter ist mit den Zufuhrverwaltungssystemen
verbunden, um den Teilnehmer-Schleifenleitungen über die Zufuhrverwaltungssysteme
Spannung bereitzustellen; und das Zufuhrsystem beinhaltet ferner
eine Schleifenleitungs-Informationserfassungseinheit
sowie eine Steuereinheit;
die Schleifenleitungs-Informationserfassungseinheit erfasst
Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen der
Teilnehmer-Schleifenleitung und übermittelt
die Informationen an die Steuereinheit;
die Steuereinheit berechnet
gemäß den empfangenen
Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen
einen für
die Teilnehmer-Schleifenleitung geeigneten Spannungswert und gibt
Spannungsinformationen, die den Spannungswert angeben, an den Stromrichter
aus; und
der Stromrichter gibt gemäß den empfangenen Spannungsinformationen
eine dem Spannungswert entsprechende Spannung an die Zufuhrverwaltungssysteme
aus.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt ein Kommunikationsgerät bereit,
das einen Stromrichter sowie Zufuhrverwaltungssysteme beinhaltet,
wobei der Stromrichter mit den Zufuhrverwaltungssystemen verbunden
ist und Spannung über die
Zufuhrverwaltungssysteme ausgibt; und das Zufuhrsystem ferner eine
Schleifenleitungs-Informationserfassungseinheit sowie eine Steuereinheit
beinhaltet;
die Schleifenleitungs-Informationserfassungseinheit Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen
der Teilnehmer-Schleifenleitungen erfasst und die Informationen
der Steuereinheit übermittelt;
die
Steuereinheit gemäß den empfangenen
Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen einen für die Teilnehmer-Schleifenleitungen
geeigneten Spannungswert berechnet und Spannungsinformationen, den
Spannungswert angeben, an den Stromrichter ausgibt;
der Stromrichter
gemäß den empfangenen
Spannungsinformationen eine dem Spannungswert entsprechende Spannung
an die Zufuhrverwaltungssysteme ausgibt.
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Die
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung setzen eine einzige Stromversorgungseinheit ein,
um Strom bereitzustellen, und die Versorgungsspannung kann selbstregulierend
gemäß den Schleifenleitungsinformationen
angepasst werden; somit werden Stromversorgungsauswahl- und Schaltvorrichtungen
eliminiert und die Gerätekosten
werden reduziert. Auch ist das technische Schema dazu geeignet,
den Leistungsverbrauch des Systems effektiv zu reduzieren und gleichzeitig
ausreichend Schleifenleitungs-Ansteuerleistung zu liefern. Da eine
einzige Stromversorgungseinheit zur Stromversorgung eingesetzt wird,
wird der Stromrichter nicht benötigt; daher
können
die Gerätekosten
und die Größe der einzelnen
Platine reduziert werden und es ist möglich, eine hochdichte einzelne
Platine auszuführen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
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1 ist
ein schematisches Diagramm des Zufuhrsystems gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein schematisches Diagramm des Zufuhrverwaltungssystems gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein schematisches Diagramm der Steuereinheit gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein schematisches Diagramm der Leistungsanpassungsschaltung gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein Flussdiagramm des Zufuhrverfahrens gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungen.
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1 ist
ein schematisches Diagramm des Zufuhrsystems gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Das Zufuhrsystem kann auf einer POTS-Teilnehmerplatine oder in einem
Zugangsgateway-Gerät,
wie zum Beispiel einem IAD, verwendet werden. Das Zufuhrsystem beinhaltet
einen Stromrichter, n Zufuhrverwaltungssysteme sowie eine Steuereinheit.
Der Stromrichter empfängt
Stromeingang Vin von der Rückplatte
und gibt Spannung Vout an die n Zufuhrverwaltungssysteme aus; die
Zufuhrverwaltungssysteme sind über
Teilnehmer-Schleifenleitungen mit Telefonapparaten verbunden, um
für den
normalen Betrieb der Telefonapparate benötigte Spannung bereitzustellen.
Die Steuereinheit empfängt
Längeninformationen
der entsprechenden Teilnehmer-Schleifenleitung von jedem der Zufuhrverwaltungssysteme,
berechnet gemäß den empfangenen
Längeninformationen
von n Teilnehmer-Schleifenleitungen einen für jede der Teilnehmer-Schleifenleitungen
geeigneten optimalen Spannungswert und führt die Spannungsinformationen
an den Stromrichter zurück;
der Stromrichter gibt gemäß den empfangenen
Spannungsinformationen die Spannung an die Zufuhrverwaltungssysteme
aus. Da die Spannungsausgabe Vout ein durch umfassende Analyse der
Längeninformationen
jeder der Teilnehmer-Schleifenleitungen gewonnener optimierter Spannungswert
ist, kann er den Leistungsverbrauch der Zufuhrverwaltungssysteme
effektiv reduzieren und gleichzeitig jeder der Teilnehmer-Schleifenleitungen
ausreichend Ansteuerleistung bereitstellen.
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Das
Zufuhrverwaltungssystem beinhaltet normalerweise ein Teilnehmerschaltungsmodul
und zugehörige
Geräte,
wie zum Beispiel in 2 gezeigte Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (SLIC)
und Stimm-Kodierung/Dekodierung (CODEC), das dazu ausgelegt ist,
der Teilnehmer-Schleifenleitung Strom zu liefern, um normalen Betrieb
des Telefonapparats sicherzustellen. Das Zufuhrverwaltungssystem
stellt Zufuhrleistung bereit, die dynamisch an den Außenleitungs-Telefonapparat
angepasst werden kann. Gegenwärtig
sollte das Zufuhrsystem wie in den meisten Standards spezifiziert Gleichstrom-Zufuhrleistung,
wie zum Beispiel 25 mA Stromversorgung, bereitstellen. Wenn die
Schleifenleitung kurz ist, ist der Schleifenwiderstand klein, zum Beispiel
beträgt
der Schleifenwiderstand einer 1Km-Schleifenleitung nur ungefähr 300 Ù. Unter
Berücksichtigung
der Schleifenschlussimpedanz (300 Ù) des Telefonapparats beträgt die Gesamtimpedanz nur
ungefähr
600 Ù.
In diesem Fall ist die Spannung auf der Schleifenleitung niedrig:
Vline = 25 mA × 600 Ù = 15
V. Wenn Festspannungs-Stromversorgung (üblicherweise 48 V) verwendet
wird, trägt
das Zufuhrverwaltungssystem 33 V Spannung, was zu sehr hohem Blindleistungsverbrauch
auf dem Zufuhrverwaltungssystem führt. In der Ausführung der
vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit die Spannungsausgabe
an das Zufuhrverwaltungssystem gemäß der Länge der Schleifenleitung auf
15 V steuern und dadurch sehr hohen Blindleistungsverbrauch auf dem
Zufuhrverwaltungssystem verhindern.
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In
den Ausführungen
der vorliegenden Erfindung ist jedes Zufuhrverwaltungssystem ferner
dazu ausgelegt, den Widerstand der Teilnehmer-Schleifenleitung zu
detektieren. Jedes Zufuhrverwaltungssystem beinhaltet eine Schleifenleitungs-Informationserfassungseinheit,
die dazu ausgelegt ist, die Informationen der Teilnehmer-Schleifenleitung
zu erfassen. Die Daten der Teilnehmer-Schleifenleitung beinhalten
einen Schleifenwiderstand, Tip/Ring-Spannung oder weitere Informationen,
die Leistungsverbrauch anzeigen. Die Länge der Teilnehmer-Schleifenleitung
kann aus dem Schleifenwiderstand gewonnen werden. Die Zufuhrverwaltungssysteme
führen
die Längeninformationen
der Teilnehmer-Schleifenleitungen (x1, x2, ..., xn) an die Steuereinheit
zurück.
Wahlweise kann in der Ausführung
der vorliegenden Erfindung in dem Zufuhrverwaltungssystem ein Schleifenleitungs-Informationserfassungsmodul
bereitgestellt sein, um die Dateninformationen der Teilnehmer-Schleifenleitung
zu erfassen und die erfassten Daten über den Test-Bus des Zufuhrverwaltungssystems
dem Zufuhrverwaltungssystem bereitzustellen. Oder die erfassten
Daten können
der Steuereinheit direkt zurückgeführt werden.
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Die
Steuereinheit empfängt
die Längeninformationen
der den Anschlüssen
entsprechenden Teilnehmer-Schleifenleitungen (x1, x2, ..., xn) von
den Zufuhrverwaltungssystemen, berechnet eine geeignete Betriebsspannung
und führt
die Betriebsspannungsinformationen (Signal y) an den Stromrichter zurück. Der
Stromrichter passt die Spannungsausgabe Vout dynamisch gemäß dem Signal
y von der Steuereinheit an.
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3 ist
ein schematisches Diagramm der Steuereinheit gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Die Steuereinheit beinhaltet einen Prozessor mit Rechenfähigkeit
sowie einen Speicher. Die Algorithmen zum Auswählen einer geeigneten Stromversorgungsspannung
gemäß den Längeninformationen
der Schleifenleitungen sowie die empfangenen Längeninformationen der Schleifenleitungen
(x1, x2, ..., xn) werden in dem Speicher gespeichert. Der Prozessor
berechnet gemäß den Längeninformationen
der Schleifenleitungen (x1, x2, ..., xn) mit dem vordefinierten
Algorithmus einen geeigneten Spannungswert und gibt ein Signal y
aus, um den Stromrichter zu steuern, damit er die erforderliche Versorgungsspannung
ausgibt.
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4 ist
ein schematisches Diagramm der Leistungsanpassungsschaltung gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung. Der Stromrichter stellt einen einstellbaren
Anschluss ”TRIM” bereit und
setzt einen Mehrkanal-Selektor (MUX) ein, um verschiedene Eingaben
zu ”TRIMMEN”, um Spannungsregulierung
zu erzielen. In der Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann der MUX ein Relais sein.
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In
der Ausführung
der vorliegenden Erfindung erfordert der Zufuhrteil des Zufuhrverwaltungssystems
lediglich eine einzige Stromversorgung (Vout); daher können die
zusätzlichen
Stromrichter (oder Stromversorgungsverarbeitungseinheiten) eliminiert
werden, und die Kosten und die Größe der einzelnen Platine können reduziert
werden; infolgedessen ist es möglich,
eine hochdichte einzelne Platine auszuführen. Zusätzlich ist jegliche zusätzliche Stromauswahl-
oder Schaltvorrichtung unnötig,
da nur eine einzige Stromversorgung erforderlich ist; daher können die
Stromauswahl- und Schaltvorrichtungen in den Zufuhrverwaltungssystemen
eingespart werden, so dass die Kosten weiter reduziert werden können.
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Des
Weiteren passt die Steuereinheit in der Ausführung der vorliegenden Erfindung
dynamisch die Spannungseingabe an die Zufuhrverwaltungssysteme gemäß den Längeninformationen
der den Anschlüssen
entsprechenden Schleifenleitungen an und kann dadurch den Leistungsverbrauch
der Zufuhrverwaltungssysteme effektiv reduzieren.
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In
der Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Kommunikationsgerät bereitgestellt.
Das Kommunikationsgerät
beinhaltet einen Stromrichter, eine Vielzahl von Zufuhrverwaltungssystemen
sowie eine Steuereinheit. Die Vielzahl von Zufuhrverwaltungssystemen
sind jeweils mit den Teilnehmer-Schleifenleitungen verbunden, um
den Teilnehmer-Schleifenleitungen Leistung zuzuführen; das andere Ende der Teilnehmer-Schleifenleitung
ist mit einem Endgerät
oder irgendeinem anderen Kommunikationsgerät, das Leistungszufuhr benötigt, verbunden.
Die Zufuhrverwaltungssysteme erfassen die Daten der Teilnehmer-Schleifenleitungen
(z. B. die Widerstände
der Teilnehmer-Schleifenleitungen) und übermitteln die erfassten Daten
an die Steuereinheit. Die Steuereinheit beinhaltet einen Prozessor
sowie einen Speicher. Der Speicher ist dazu ausgelegt, die empfangenen
Daten von Teilnehmer-Schleifenleitungen
sowie einen Algorithmus zum Berechnen einer geeigneten Spannungsausgabe
gemäß den Daten der
Teilnehmer-Schleifenleitungen zu speichern; auf der Grundlage des
Algorithmus und den empfangenen Daten von Teilnehmer-Schleifenleitungen
berechnet der Prozessor einen geeigneten Spannungswert und übermittelt
ein Spannungssignal an den Stromrichter. Der Stromrichter passt
die Spannungsausgabe an die Zufuhrverwaltungssysteme gemäß dem empfangenen
Spannungssignal an und gibt die angepasste Spannung an die Zufuhrverwaltungssysteme
aus, um den Teilnehmer-Schleifenleitungen Leistung
zuzuführen.
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In
der Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann das Kommunikationsgerät eine Teilnehmerplatine
(z. B. eine POTS-Teilnehmerplatine oder eine xDSL-Teilnehmerplatine)
sein; wenn das Kommunikationsgerät
eine xDSL-Leiterplatte ist, ist die Teilnehmer-Schleifenleitung
eine verdrillte Doppelleitung.
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Wahlweise
kann das Kommunikationsgerät ein
Gerät mit
einer oben beschriebenen Teilnehmerplatine sein; zum Beispiel kann
das Kommunikationsgerät
eine Vermittlungsstelle, ein Digital Subscriber Line Access Multiplexer
(DSLAM) oder ein Multi-Service Access Network (MSAN) sein.
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Das
Kommunikationsgerät
kann auch ein Integriertes Zugangsgerät (IAD) sein.
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In
dieser Ausführung
empfangen die Zufuhrverwaltungssysteme lediglich die Spannungsausgabe
von dem Stromrichter. Daher sind Spannungsauswahl- und Schaltvorrichtungen
in den Zufuhrverwaltungssystemen nicht notwendig. Infolgedessen
können
die Kosten reduziert werden.
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5 ist
ein Flussdiagramm des Zufuhrverfahrens gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Das Zufuhrverfahren in der Ausführung
der vorliegenden Erfindung beinhaltet die folgenden Schritte:
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- 501: Die Standard-Betriebsspannung für die Zufuhrverwaltungssysteme
setzen;
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Die
Steuereinheit setzt zu Beginn eine Standard-Betriebsspannung für die Zufuhrverwaltungssysteme;
der Spannungswert kann ein empirischer Wert sein und wird verwendet,
um sicherzustellen, dass die Zufuhrverwaltungssysteme für die Schleifenleitungen
in verschiedenen Längen
unter der Spannung normal arbeiten können. Zu dieser Zeit ist der
Leistungsverbrauch des Systems jedoch nicht an den optimalen Zustand
angepasst.
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- 502: Schleifenschluss-Widerstand der Teilnehmer-Schleifenleitung
messen und aufzeichnen;
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Wenn
der Teilnehmer den Telefonapparat abnimmt, prüft das Schleifenleitungs-Datenerfassungsmodul
in dem Zufuhrverwaltungssystem oder ein externes Prüfgerät den Schleifenschluss-Widerstand
der Teilnehmer-Schleifenleitung, und die Steuereinheit erfasst die
Informationen der Teilnehmer-Schleifenleitungen (z. B. Längeninformationen der
Teilnehmer-Schleifenleitungen)
und speichert dann die Informationen in dem Speicher der Steuereinheit.
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- 503: Eine geeignete Versorgungsspannung mit dem vordefinierten
Algorithmus berechnen oder aktualisieren;
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Der
Prozessor in der Steuereinheit berechnet oder wählt eine geeignete den Zufuhrverwaltungssystemen
bereitgestellte Spannung mit dem vordefinierten Algorithmus und
führt die
Spannungsinformationen (Signal y) an den Stromrichter zurück.
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- 504: Der Stromrichter gibt die geeignete Stromversorgungsspannung
an die Zufuhrverwaltungssysteme aus.
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Der
Stromrichter passt die Spannungsausgabe Vout dynamisch gemäß dem Ausgabesignal
y der Steuereinheit an. Die Spannungsausgabe ist für die Teilnehmer-Schleifenleitungen
geeignet; ferner ist die Spannungsausgabe hilfreich zur Reduzierung des
Leistungsverbrauchs der Zufuhrverwaltungssysteme, da sie gemäß den Längeninformationen
der Teilnehmer-Schleifenleitungen angepasst ist. Zusätzlich sind
zum dynamischen Anpassen der Spannungsausgabe des Stromrichters
gemäß den Informationen
der Teilnehmer-Schleifenleitungen
nicht zwei Stromversorgungseinheiten notwendig; daher kann ein Stromrichter
auf der einzelnen Platine eingespart werden, und die Kosten und
Größe der einzelnen
Platine können
reduziert werden, so dass die Bauweise einer hochdichten einzelnen
Platine einfach erzielt werden kann. Außerdem sind im Gegensatz zu
dem Fall von dualer Stromversorgung aus dem Stand der Technik keine
zusätzlichen
Stromauswahl- und Schaltvorrichtungen notwendig, da nur eine einzige
Stromversorgung erforderlich ist; daher können die Stromauswahl- und
Schaltvorrichtungen in den Zufuhrverwaltungssystemen eliminiert
werden, so dass die Kosten weiter reduziert werden können.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung unter Bezug auf einige bevorzugte Ausführungen
illustriert und beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht
auf diese beschränkt.
Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass verschiedene Variationen und
Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem in den beiliegenden
Patentansprüchen
dargelegten Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Zusammenfassung
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Ein
Zufuhrverfahren, -system und -gerät werden bereitgestellt. Das
Verfahren umfasst: Erfassen von der Teilnehmer-Schleifenleitung
zugehörigen Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen;
Berechnen des geeigneten Spannungswertes für die Teilnehmer-Schleifenleitung
auf der Grundlage der Teilnehmer-Schleifenleitungsinformationen
und Ausgeben der Spannungsinformationen, die die Spannung angeben,
an den Stromrichter; Ausgeben der dem Spannungswert entsprechenden
Ausgabespannung an die Teilnehmer-Schleifenleitung durch den Stromrichter
(110) gemäß den empfangenen
Spannungsinformationen. Das System beinhaltet mehrere Zufuhrverwaltungssysteme
sowie einen Stromrichter, der mit den Zufuhrverwaltungssystemen
verbunden ist und der Teilnehmer-Schleifenleitung über die
Zufuhrverwaltungssysteme die Spannung bereitstellt. Ein Zufuhrsystem
sowie ein Kommunikationsgerät
werden ebenfalls bereitgestellt.