DE112018007530T5

DE112018007530T5 - Hot-Swap-fähiges Switch-Gehäuse ohne Kabelberührung

Info

Publication number: DE112018007530T5
Application number: DE112018007530.3T
Authority: DE
Inventors: Nicholas McDonald; Gary Gostin; Alan Davis
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2021-01-21
Also published as: US11558682B2; DE112018007530T8; WO2019209328A1; US20210337286A1; US12028662B2; US20230156380A1; CN112005530A

Abstract

Es wird ein System zum Hot-Swapping eines Netzwerk-Switches ohne Trennung der Netzwerk-Switch-Anschlüsse bereitgestellt. Das System trennt die Netzwerkkabelanschlüsse der Switch-Frontplatte von den internen Komponenten des Netzwerk-Switches, so dass die internen Switch-Komponenten aus dem Switch entfernt werden können, ohne die Switch-Netzwerkkabel zu trennen.

Description

Rechte der Regierung
Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der Regierung im Rahmen des vom DOE erteilten Hauptauftrags Nr. DE-AC52-07NA27344 gemacht. Die Regierung hat bestimmte Rechte an dieser Erfindung.
HINTERGRUND
Große Computersysteme verwenden in der Regel Tausende von miteinander verbundenen Knoten, die zusammenarbeiten, um Aufgaben auf mehreren Ebenen zu verarbeiten. Die miteinander verbundenen Knoten können so konfiguriert werden, dass sie auf Betriebssystemebene zusammenarbeiten oder als Cluster ausgeführt werden, z. B. um mehreren Knoten die Aufteilung der Arbeitslast zu ermöglichen, die mit der Verarbeitung eingehender Anforderungen verbunden ist. Die Knoten im Computersystem sind durch Netzwerkkabel miteinander verbunden, die in Multiport-Switches auf Knotenebene eingesteckt werden, die gemeinsam die Netzwerktopologie des Computersystems festlegen. Die Netzwerkkabel werden in der Regel zwischen Ports von Switches in bestimmten Konfigurationen angeschlossen, die eine Datenübertragung durch die Netzwerktopologie ermöglichen.
Die Netzwerkkabel, die die Anschlüsse der Netzwerkgeräte miteinander verbinden, haben mehrere Nachteile, die sich negativ auf die Leistung und die Wartungsfreundlichkeit der Netzwerktopologie auswirken. Beispielsweise müssen Netzwerkkabel von den Switch-Verbindungsports entfernt werden, um die Wartung des Switches zu ermöglichen, und das wiederholte Entfernen und erneute Anschließen der Netzwerkkabel an die Switch-Ports führt bekanntermaßen zu Ausfällen der Netzwerkkabelstecker, was den Austausch des Netzwerkkabel-Abschlusssteckers oder sogar des Netzwerkkabels als Ganzes erforderlich macht. Wenn das Netzwerkkabel als Ganzes ersetzt wird, schneiden die Betreiber oft einfach die Enden des beschädigten Netzwerkkabels ab und lassen das Kabel im Kabelbündel inaktiv, da der Austausch des mit einem Kabelbündel verbundenen Netzwerkkabels Schäden an anderen Netzwerkkabeln verursachen kann, die durch Wände, in Kabelrinnen, unter Doppelböden usw. verlaufen, und somit das anfängliche Problem, dass ein Netzwerkkabel nicht ordnungsgemäß funktioniert, noch verschärfen kann. Im Laufe der Zeit führt diese „cut and leave“-Praxis dazu, dass mehrere unbenutzte und unmarkierte Netzwerkkabel ohne Endverbinder Platz in der Topologie-Infrastruktur beanspruchen.
Ein weiterer Nachteil der derzeitigen Praxis der Netzwerkkabelverbindung ist, dass Netzwerkkabel entfernt werden müssen, bevor der Netzwerk-Switch oder Komponenten des Switches repariert oder ersetzt werden können. So müssen bei einem typischen Netzwerk-Switch mit 36 Ports und einem technischen Defekt 36 Netzwerkkabel, die an die Switch-Ports angeschlossen sind, von den jeweiligen Switch-Ports abgezogen werden, damit ein neuer oder reparierter Switch oder eine Switch-Komponente installiert werden kann. Sobald der neue oder reparierte Switch oder die neue oder reparierte Komponente installiert ist, müssen die sechsunddreißig Netzwerkkabel anschließend wieder an ihre jeweiligen Switch-Ports angeschlossen werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb in der Netzwerktopologie zu ermöglichen. Eine übliche Reparaturfunktion für einen Netzwerk-Switch besteht darin, die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) des Switches zu ersetzen, was wiederum erfordert, dass jedes der an die Ports des Netzwerk-Switch angeschlossenen Netzwerkkabel für die Reparatur abgetrennt und nach Abschluss der Reparatur wieder angeschlossen wird.
Daher ist die Möglichkeit erwünscht, eine interne Komponente eines Netzwerk-Switches zu reparieren oder zu ersetzen, ohne dass die zugehörigen Kabelverbindungen des Netzwerk-Switches ausgesteckt werden müssen.
Figurenliste
Damit die Art und Weise, in der die rezitierten Merkmale, Vorteile und Gegenstände der vorliegenden Offenbarung im Detail verstanden werden können, kann eine genauere Beschreibung durch Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten beispielhaften Ausführungen davon erfolgen. Es ist jedoch zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische oder beispielhafte Ausführungsformen dieser Offenbarung illustrieren und nicht als Einschränkung ihres Umfangs anzusehen sind.

1 zeigt eine schematische Frontansicht eines beispiel-Switch-Gehäuses;
2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Switch-Gehäuses;
3 zeigt die perspektivische Ansicht eines beispielhaften Switch-Gehäuses;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Switch-Einheit;
5 zeigt ein Beispiel für ein aktives optisches Verbindungskabel, das mit einem Switch-Gehäuse verwendet wird;
6 veranschaulicht ein Beispiel für ein passives optisches Verbindungskabel, das mit einem Switch-Gehäuse verwendet wird;
7 zeigt ein Beispiel für ein elektrisches Verbindungskabel, das mit einem Switch-Gehäuse verwendet wird; und
8 zeigt eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Switch-Gehäuses.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird auf Beispiele oder Ausführungsformen der beschriebenen Konzepte in dieser Offenlegung Bezug genommen. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die beschriebenen Konzepte in keiner Weise auf die hier beschriebenen Beispiele oder Ausführungsformen beschränkt sind. Stattdessen wird jede Kombination der folgenden Merkmale, Elemente oder Funktionalitäten, ob sie sich auf verschiedene Ausführungsformen beziehen oder nicht, von den Erfindern als eine mögliche Kombination betrachtet, die zur Umsetzung und Ausübung von Aspekten der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Darüber hinaus bieten die in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen in verschiedenen Ausführungsformen zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Obwohl Ausführungsformen der Offenbarung Vorteile gegenüber anderen möglichen Lösungen und/oder gegenüber dem Stand der Technik erzielen können, soll die Frage, ob ein bestimmter Vorteil durch eine bestimmte Ausführungsform erreicht wird oder nicht, auch nicht den Umfang der Offenbarung einschränken. Daher sind die folgenden Aspekte, Merkmale, Funktionalitäten, Ausführungsformen und Vorteile zur Veranschaulichung gedacht und werden nicht als Elemente oder Einschränkungen der beigefügten Ansprüche betrachtet, es sei denn, sie werden in einem Anspruch ausdrücklich erwähnt. Ebenso ist jede Bezugnahme auf die „Erfindung“, „Neuerung“, „erfinderisches Konzept“ usw. nicht als Verallgemeinerung eines hierin offenbarten erfinderischen Gegenstands auszulegen und nicht als Element oder Einschränkung der beigefügten Ansprüche zu betrachten, es sei denn, sie wird ausdrücklich in einem Anspruch erwähnt.
Die folgende Offenlegung bietet eine Hot-Swapping-fähige Lösung für Netzwerk-Switches, die den Austausch von Netzwerk-Switches oder Netzwerk-Switch-Komponenten ermöglicht, ohne dass die an den Switch angeschlossenen Netzwerkkabel abgetrennt werden müssen. Die Lösung trennt die Anschlüsse der Netzwerkkabel der Switch-Frontplatte von den internen Komponenten des Netzwerk-Switches, so dass z.B. die ASIC-Platine oder das ASIC-Modul des Switches aus dem Switch entfernt werden kann, ohne dass die Netzwerkkabel des Switches abgetrennt werden müssen. Dies wird durch eine trennbare interne Switch-Verbindung erreicht, die die Switch-ASIC-Platine oder das Switch-ASIC-Modul elektrisch oder optisch mit den internen Switch-Komponenten, einschließlich der Frontplatten-Netzwerkkabelverbinder, verbindet. Die trennbare Verbindung zwischen der Switch-ASIC-Platine und den switch-internen Komponenten ermöglicht es, ASIC-Module und andere switch-interne Komponenten zu installieren oder zu reparieren, ohne die Netzwerkverbindungskabel abzutrennen.
1 zeigt eine schematische Frontansicht eines beispielhaften Switches 100. Der beispielhaften Switch 100 enthält ein Switch-Gehäuse 102, das eine Vielzahl von switch-bezogenen Komponenten enthält. Das Switch-Gehäuse 102 umfasst eine Vorderseite 108 mit einer Vielzahl von Netzwerkkabel-Verbindungsports 106 und einer oder mehreren Switch-Statusanzeigen, typischerweise LEDs, die aufleuchten, um verschiedene Betriebsparameter des Switch 100 anzuzeigen. Die Vorderseite 108 des Switch-Gehäuses 102 enthält ein Hot-Swap-fähiges ASIC-Switch-Modul 104, das herausnehmbar im Switch-Gehäuse 102 positioniert ist. Das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul 104 kann verschiebbar im Switch-Gehäuse 102 aufgenommen (und aus diesem entfernt) werden, z.B. durch Einsetzen des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls 104 in das Switch-Gehäuse 102 entlang einer Achse, die senkrecht zur Vorderseite 108 des Switch-Gehäuses 102 verläuft. Daher kann die Vorderseite 108 des Switch-Gehäuses 102 einen Schlitz oder eine Aussparung enthalten, der bzw. die so bemessen und konfiguriert ist, dass er bzw. sie das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul 104 aufnehmen kann. Bei den Netzwerkkabelanschlüssen 106 auf der Vorderseite 108 kann es sich beispielsweise um den Buchsenteil eines Netzwerkanschlusses handeln, wie z.B. um Netzwerkkabelanschlüsse des Typs CAT5, CAT6, CAT7 oder CAT8. Andere Arten von Netzwerkkabel-Anschlüssen 106, wie z.B. Glasfaserkabel. Twisted-Pair-Kabel, Ethernet-Patch-Kabel und Koaxialkabel können beispielsweise verwendet werden, um die Netzwerkkabelanschlüsse 106 mit anderen Geräten in einer Computernetzwerktopologie zu verbinden.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Switches 100. Die seitliche schematische Darstellung des Switches 100 zeigt das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul 104, das zumindest teilweise in Pfeilrichtung 212 in das Switch-Gehäuse 102 eingesetzt ist, das senkrecht zur Vorderseite 108 des Switch-Gehäuses 102 steht. Das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul 104 wird mit dem ASIC-Chip oder der ASIC-Platine 202 gezeigt, der bzw. die Teil des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls 104 ist und über die Kommunikationsverbindung 204 mit einem ASIC-Modul-Verbinder 206 verbunden ist. Die Kommunikationsverbindung 204 kann zum Beispiel ein Mehrkanal-Signalübertragungsmedium enthalten, das so konfiguriert ist, dass elektronische Signale zwischen dem ASIC-Chip 202 und externen Geräten oder Komponenten des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls 104 übertragen werden. Die Kommunikationsverbindung 204 kann eine elektrische/elektronische oder optische Signalübertragungsverbindung sein. Ein ASIC-Modul-Verbinder 206 kann an einem hinteren Abschnitt des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls 104 angebracht oder montiert werden, wobei der hintere Abschnitt im allgemeinen gegenüber der Vorderseite 108 und näher an einer Rückseite 110 des Switch-Gehäuses 102 positioniert werden kann. Der ASIC-Modul-Steckverbinder 206 kann so konfiguriert werden, dass er mit einem festen Steckverbinder 208 des Switch-Gehäuses verbunden werden kann. Der feste Switch-Gehäuse-Verbinder 208 kann im Switch-Gehäuse 102 an einer solchen Stelle montiert werden, dass beim Einsetzen des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls 104 in das Switch-Gehäuse 102 der ASIC-Modul-Verbinder 206 zur Verbindung mit dem festen Switch-Gehäuse-Verbinder 208 geführt wird, um eine verlustarme Signalübertragung zwischen und durch die beiden Verbinder 206, 208 zu ermöglichen.
Das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul 104 kann in das Switch-Gehäuse 102 in Richtung der Pfeile 212 von der Vorderseite 108 zur Rückseite 110 eingesetzt werden. In ähnlicher Weise kann das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul 104 aus dem Switch-Gehäuse 102 in Richtung der Pfeile 212 von der Rückseite 110 zur Vorderseite 108 entfernt werden. Dieser Einsetz- und Entnahmevorgang kann durch mechanische Vorrichtungen geführt werden, die innerhalb des Switch-Gehäuses 102 positioniert und so konfiguriert sind, dass sie das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 104 in Eingriff nehmen, um es in eine gewünschte Position zu führen, die die ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem ASIC-Modul-Steckverbinder 206 und dem festen Steckverbinder 208 des Switch-Gehäuses erleichtert.
Der feste Steckverbinder 208 des Switch-Gehäuses kann mit einer Kommunikationsverbindung 210 verbunden werden, die so konfiguriert ist, dass sie elektronische Signale (elektrisch oder optisch) vom festen Steckverbinder 208 des Switch-Gehäuses empfängt und die elektronischen Signale an die Netzwerkkabelanschlüsse 106 überträgt, die sich an der Vorderseite 108 des Switch-Gehäuses 102 befinden. Die Kommunikationsverbindung 210 kann, wie hier weiter erörtert, ein Kommunikationsmedium für elektrische oder optische Signale mit z.B. 16 oder 32 Kanälen sein. In der in 2 gezeigten Beispielausführung ist der feste Verbinder 208 des Switch-Gehäuses in der Nähe der Rückseite 110 des Switch-Gehäuses positioniert, wobei die Nähe der Rückseite 110 so definiert ist, dass sie näher an der Rückseite 110 als an der Vorderseite 108 liegt. In ähnlicher Weise ist in der unten in 8 besprochenen Beispielausführung der feste Verbinder 208 des Switch-Gehäuses in der Nähe der Vorderseite 108 positioniert, wobei die Nähe der Vorderseite 108 so definiert ist, dass sie näher an der Vorderseite 108 als an der Rückseite 110 liegt.
Das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 104 kann zum Beispiel ein elektrisches, optisches oder eine Kombination aus elektrischem und optischem ASIC-Modul 104 sein. Das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 104 kann z.B. einen elektrischen ASIC-Chip 202 enthalten, der mit einer elektrischen Kommunikationsverbindung 204 kommuniziert, die mit einem elektrischen ASIC-Modul-Verbinder 206 in elektrischer Verbindung steht. Der ASIC-Modul-Verbinder 206 kann mit dem festen Verbinder 208 des elektrischen Switch-Gehäuses kommunizieren, der elektrische Signale über die elektrische Kommunikationsverbindung 210 an die Netzwerkkabel-Verbinder 106 überträgt. Bei den elektrischen Signalen kann es sich z.B. um einen elektrischen oder elektromagnetischen Strom oder eine elektrische oder elektromagnetische Spannung handeln, die zur Übertragung von Daten/Signalen von einem Gerät oder einer Komponente in einem Netzwerk zu einem anderen verwendet wird. Bei den elektrischen Signalen kann es sich um Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) handeln, und sie können entweder analoge oder digitale Signale modulieren. Das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 104 kann zum Beispiel auch eine Kombination aus elektrischem und optischem ASIC-Modul sein, wobei der ASIC-Chip 202 so konfiguriert werden kann, dass er elektrische Signale ausgibt, die vor dem Verlassen des Switch-Gehäuses 102 in ein optisches Signal umgewandelt werden. Beispielsweise kann ein optischer Transceiver im Signalkommunikationspfad an einer Stelle zwischen dem ASIC-Chip 202 und dem Netzwerkkabelverbinder 106 positioniert und so konfiguriert werden, dass er ein elektrisches Signal an einem Eingang empfängt und ein entsprechendes optisches Datensignal ausgibt, das sich durch den Rest des Signalübertragungspfades als optisches Signal weiter ausbreitet.
Der optische Transceiver, auch faseroptischer Transceiver oder optisches Transceivermodul genannt, ist ein im laufenden Betrieb einsteckbares Gerät, das in Signalübertragungsanwendungen mit hoher Bandbreite eingesetzt wird. Optische Transceiver haben eine elektrische Schnittstelle auf der einen Seite (E/A) und eine optische Schnittstelle auf der anderen Seite (E/A), so dass die Signale, die den optischen Transceiver durchlaufen, von elektrisch zu optisch oder von optisch zu elektrisch umgewandelt werden (abhängig von der Laufrichtung des Signals). Daher arbeitet ein optischer Transceiver als photoelektrischer Wandler, der ein elektrisches Signal in ein optisches Signal (Licht) oder ein optisches Signal (Licht) in ein elektrisches Signal umwandelt. In einer Beispielvariante, in der das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 104 ein elektrisches Signal ausgibt, kann ein optischer Transceiver am Ausgang des ASIC-Chips 202, am Eingang zum ASIC-Modul-Verbinder 206, am Ausgang des festen Switch-Gehäuse-Verbinders 208 oder am Eingang zu den Netzwerkkabel-Verbindern 106 positioniert werden. Im wesentlichen kann der optische Transceiver an beliebiger Stelle im Signalweg zwischen dem ASIC-Chip 202 und den Netzwerkkabel-Anschlüssen 106 positioniert werden. In einer weiteren Beispielvariante kann der optische Transceiver nach den Netzwerkkabel-Verbindern 106 so positioniert werden, dass die vom Netzwerkkabel-Verbinder 106 übertragenen Signale immer noch in der elektrischen Domäne liegen und im Kabel, das die Daten vom Netzwerkkabel-Verbinder 106 überträgt, in die optische Domäne umgewandelt werden können.
Wie oben erwähnt, kann das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 104 auch ein rein optisches Modul sein. Beispielsweise kann der ASIC-Chip 202 ein optisches Signal ausgeben, das über die Kommunikationsverbindung 204 empfangen und an den ASIC-Modulanschluss 206 übermittelt wird. Das optische Signal kann weiter über die optischen Anschlüsse 206, 208 und über eine optische Kommunikationsverbindung 210 an die optischen Netzwerkkabelanschlüsse 106 übertragen werden.
In der in den 1 und 2 gezeigten Beispielausführung ist der Hot-Swap-fähige ASIC-Baustein 104 von den Netzwerkkabelanschlüssen 106 auf der Vorderseite 108 des Switch-Gehäuses 102 entkoppelt oder disaggregiert. Dadurch kann der Hot-Swap-fähige ASIC-Baustein 104 aus dem Switch-Gehäuse 102 entfernt werden, ohne dass eines der Signalkommunikationskabel oder -drähte, die an die Netzwerkkabelanschlüsse 106 angeschlossen sind, abgetrennt werden muss. Die in den 1 und 2 dargestellte Beispielkonfiguration ermöglicht es also, ein ASIC-Modul zu reparieren oder auszutauschen, ohne die entsprechenden Netzwerkkabelverbinder zu entfernen, die Signale zum und vom ASIC-Modul 104 übertragen.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Switch-Gehäuses 300, das vier entfernbare Switch-Einheiten 304 enthält (ähnlich wie die in den 1 und 2 gezeigten Hot-Swap-tauglichen ASIC-Switch-Module 104), wobei jede Switch-Einheit 304 zwei Switch-ASICs 306 aufweist, die in einer vor Ort austauschbaren Switch-Einheit 304 untergebracht sind. In dieser Beispielkonfiguration sind die Netzwerkkabelanschlüsse 302 auf der Vorderseite 312 des Switch-Gehäuses 300 positioniert und vier austauschbare Switch-Einheiten 304 sind abnehmbar im Switch-Gehäuse 300 an einer Position über (jeweils) den Netzwerkanschlüssen 302 positioniert. Die austauschbaren Switch-Einheiten 304 sind im laufenden Betrieb austauschbar, d.h. sie sind unabhängig voneinander aus dem Switch-Gehäuse 300 herausnehmbar, und jede austauschbare Switch-Einheit 304 enthält zwei ASIC-Chips 306, die auf jeder austauschbaren Switch-Einheit 304 positioniert sind. Auf der Rückseite 310 jeder der austauschbaren Switch-Einheiten 304 befindet sich ein fester Anschluss 308 der austauschbaren Switch-Einheit 304. Der feste Steckverbinder 308 der austauschbaren Switch-Einheit 308 kann starr mit der austauschbaren Switch-Einheit 304 verbunden sein und mit einem Ein-/Ausgang der Onboard-ASIC-Chips 306 kommunizieren. In ähnlicher Weise wie die in den 1 und 2 beschriebenen Beispielausführungen wird der feste Steckverbinder 308 der austauschbaren Switch-Einheit so positioniert und konfiguriert, dass er lösbar in einen entsprechenden festen Steckverbinder des Switch-Gehäuses (in 3 nicht dargestellt) eingreift, um Signale durch diesen zu übertragen. In dieser Beispielausführung können eine oder mehrere der austauschbaren Switch-Einheiten 304 aus dem Switch-Gehäuse 300 entfernt werden, ohne dass eines der Datenübertragungskabel oder -drähte, die mit den Netzwerkkabelverbindern 302 verbunden sind, abgetrennt werden muss. In ähnlicher Weise kann jeder der ASIC-Chips 306 auf der austauschbaren Switch-Einheit 304 entfernt oder ersetzt werden, ohne dass eines der Datenübertragungskabel oder -drähte, die mit den Netzwerkkabel-Anschlüssen 302 verbunden sind, abgetrennt wird.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer austauschbaren Switch-Einheit 304. Die perspektivische Ansicht der aus dem Switch-Gehäuse 300 entfernten austauschbaren Switch-Einheit 304 zeigt den Tragrahmen 402 der austauschbaren Switch-Einheit 304. Am Tragrahmen 402 kann eine Elektronikplatine 404 befestigt sein, wobei die Elektronikplatine 404 (typischerweise ein Siliziumchipsatz oder eine -halterung, die mehrere leitende und isolierende Schichten enthalten kann, die so konfiguriert sind, dass sie eine oder mehrere elektronische Komponenten darauf tragen) so konfiguriert ist, dass sie die beiden darauf montierten ASIC-Chips 306 trägt und die Stromversorgung und Kommunikation zu/von den beiden ASIC-Chips 306 gewährleistet. Die ASIC-Chips 306 können mit dem festen Verbinder 308 der austauschbaren Switch-Einheit kommunizieren, der an einem rückseitigen Verbindermontageelement 406 montiert ist, das ein Teil des Tragrahmens 402 ist. Der Tragrahmen 402 kann Führungselemente (nicht abgebildet) enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie das Einsetzen oder Entfernen der austauschbaren Switch-Einheit 304 in das/aus dem Switch-Gehäuse 300 in einer korrekten Ausrichtung unterstützen. Der feste Verbinder 308 der austauschbaren Switch-Einheit ist am rückseitigen Verbinderbefestigungselement 406 an einer Position befestigt, die so konfiguriert ist, dass er lösbar mit einem entsprechenden festen Verbinder (nicht abgebildet) verbunden werden kann, der am Switch-Gehäuse 300 montiert ist, so dass elektrische oder optische Signale zwischen den beiden Verbindern mit minimalen Verlusten übertragen werden können.
5 zeigt ein Beispiel für ein aktives optisches Verbindungskabel, das mit einem beispielhaften Switch-Gehäuse verwendet wird. Das aktive optische Verbindungskabel 500 enthält die Abschlussenden 502, 504, die einen optischen Transceiver haben, der in die Anschlussenden 502, 504 eingebaut ist. Daher kann das aktive optische Verbindungskabel 500 verwendet werden, um ein elektrisches Signal an einem der Verbinderenden 502 zu empfangen und das elektrische Signal in ein optisches Signal umzuwandeln, das über das optische Verbindungskabel 500 übertragen und vom anderen der Verbinderenden 504 ausgegeben werden kann. Das aktive optische Verbindungskabel 500 kann an jeder beliebigen Stelle in den hier beschriebenen Beispielausführungen eingesetzt werden, um ein elektrisches Signal in ein optisches Signal zur weiteren Übertragung durch die Switch-Topologie umzuwandeln. In ähnlicher Weise ist in 6 ein passives optisches Signalübertragungskabel 600 dargestellt, das passive Abschlussenden des Kabels 602, 604 enthält. Das passive optische Signalübertragungskabel empfängt optische Signale und überträgt die Signale über eine oder mehrere optische Fasern durch das Kabel. Die Abschlussenden 602, 604 des passiven optischen Signalübertragungskabels 600 können Geräte enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie die optischen Signale von einem Abschlussende 602, 604 des Kabels 600 zu einem anderen Gerät oder Kabel übertragen. Zu den Beispielvorrichtungen, die an den optischen Verbindungspunkten verwendet werden können, um die Übertragung eines optischen Signals durch einen Steckverbinder mit minimalen Verlusten zu erleichtern, gehören Linsen, optische Ferrule und faseroptische Koppler, die federbelastet sein können, so dass die optischen Faserflächen für die Signalübertragung durch sie hindurch mit minimalen Verlusten zusammengedrückt werden, wenn die optischen Steckverbinder zusammengesteckt werden.
In ähnlicher Weise zeigt 7 ein Beispiel für ein elektrisches Rückwandplatinen-Verbindungskabel 700, das verwendet wird, um ein Hot-Swap-fähiges ASIC-Modul mit einem festen elektrischen Steckverbinder des benachbarten Switch-Gehäuses zu verbinden. Der beispielhaften Backplane-Steckverbinder 700 umfasst die Abschlussenden 702, 704, die eine Vielzahl von elektrischen Anschlusspunkten enthalten, die in der Beispiels 16 Anschlusspunkte sein können. Die Rückwandverbinder-Abschlussenden 702, 704 können im Allgemeinen einen männlichen Teil der elektrischen Verbindung enthalten, da der zugehörige Rückwandverbinder-Abschlussende-Empfänger 706 entsprechende weibliche elektrische Verbindungspunkte 708 enthalten kann. Daher können die Abschlussenden 702, 704 so positioniert werden, dass sie in den Abschluss-Endempfänger 706 eingreifen, um eine elektrische Verbindung dazwischen herzustellen. Ferner kann der Rückwandverbinder-Abschlussempfänger 706 über einen äußeren Steckverbinderkörper 710 starr montiert werden, so dass die Abschlussenden 702 oder 704 in eine Position zur Verbindung mit dem Rückwandverbinder-Abschlussempfänger 706 geführt werden können.
8 zeigt eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Switches 800. Der Switch 800 enthält ein Switch-Gehäuse 802, in dem ein Hot-Swap-fähiger ASIC-Baustein 804 herausnehmbar angeordnet ist. Das Hot-Swap-fähige ASIC-Modul 804 enthält einen ASIC-Chip 806, der über eine Kommunikationsverbindung 808 in direkter elektrischer Kommunikation (ohne Verbindung oder Draht) mit einem ASIC-Modulverbinder 810 steht. Der ASIC-Modul-Verbinder 810 befindet sich in der Nähe der Vorderseite 814 des Hot-Swap-fähigen ASIC-Moduls 804. Der ASIC-Modul-Steckverbinder 810 kann so konfiguriert werden, dass er abnehmbar oder lösbar in einen festen Steckverbinder 818 des Switch-Gehäuses eingreift, der in direkter Kommunikation mit den Netzwerkkabel-Steckverbindern 812 steht, die sich auf der Vorderseite 814 des Switch-Gehäuses 802 befinden. Daher kann der Hot-Swap-fähige ASIC-Baustein 804 in ähnlicher Weise wie die oben beschriebenen Beispielausführungen in das Switch-Gehäuse 802 in Richtung der Pfeile 816 von der Vorderseite 814 zur Rückseite 820 des Switch-Gehäuses 802 eingesetzt werden. Wenn der Hot-Swap-fähige ASIC-Baustein 804 in das Switch-Gehäuse 802 eingesetzt wird, greifen die entsprechenden Anschlüsse 810, 818 ineinander, um einen Signalweg vom ASIC-Chip 806 bis zu den Netzwerkkabelanschlüssen 812 bereitzustellen. Die Anschlüsse 810, 818 können, wie oben beschrieben, elektrisch oder optisch sein. Die in 8 beschriebene Beispielausführung eliminiert jedoch einen oder mehrere Verbindungspunkte und/oder Kommunikationsverbindungen oder -drähte zwischen dem ASIC-Chip 806 und den Netzwerkkabel-Anschlüssen 812, indem die Verbindungspunkte auf die Vorderseite 814 des Switches verschoben werden, während die Anschlüsse 812 der Vorderseite 814 oder der Frontplatten-Netzwerkkabel-Anschlüsse 812 weiterhin von den internen Komponenten des Netzwerk-Switch 800 getrennt werden.
Beispielhafte Ausführungsformen der Offenlegung gelten für verschiedene Arten von Signalübertragungstopologien mit Switches, wie z.B. SAN, WAN, LAN und andere Arten von Netzwerktopologien oder Konfigurationen, die einen Switch und die Signalübertragung zwischen Elementen, Geräten oder Komponenten der Topologie beinhalten.
Im Vorstehenden wird auf Beispiele oder Beispielausführungen der Offenlegung Bezug genommen, jedoch ist der Umfang der Offenlegung nicht auf bestimmte beschriebene Beispiele oder Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr wird jede Kombination der oben genannten Merkmale, Elemente oder Funktionalitäten, unabhängig davon, ob sie sich auf verschiedene Beispiele beziehen oder nicht, in Betracht gezogen, um Ausführungsformen der Offenbarung zu implementieren und zu praktizieren. Obwohl hierin offengelegte Ausführungsformen Vorteile gegenüber anderen möglichen Lösungen oder gegenüber dem Stand der Technik erzielen können, schränkt die Tatsache, ob ein besonderer Vorteil durch eine bestimmte Ausführungsform erzielt wird oder nicht, den Umfang der Offenbarung nicht ein. Die vorstehenden Aspekte, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile dienen daher lediglich der Veranschaulichung und werden nicht als Elemente oder Einschränkungen der beigefügten Ansprüche betrachtet, es sei denn, sie werden in einem Anspruch ausdrücklich erwähnt. Ferner sind Richtungs- oder Orientierungsbegriffe wie vorne, hinten, seitlich, oben, unten, oben, unten, oben, unten, hinten, vorne usw., wie sie hier verwendet werden, nicht als Einschränkung gedacht, sondern spiegeln lediglich die Ausrichtung der Beispielelemente oder Ausführungsformen wider, wie sie in den Figuren erscheinen. Es wird davon ausgegangen, dass die Nomenklatur, die zur Bezeichnung der einzelnen Elemente verwendet wird, je nach räumlicher Ausrichtung austauschbar ist, und als solche sind diese Begriffe nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der Ansprüche gedacht.
Während sich das Vorstehende auf Ausführungsformen bezieht, die in dieser Offenlegung vorgestellt werden, können andere und weitere Ausführungsformen entwickelt werden, ohne vom grundsätzlichen Anwendungsbereich der in Betracht gezogenen Ausführungsformen abzuweichen, und der Anwendungsbereich wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Ein Hot-Swap-fähiger Netzwerk-Switch, umfassend: ein Switch-Gehäuse mit einer Öffnung auf einer ersten Seite, die so bemessen ist, dass ein entfernbares Switch-Modul darin aufgenommen werden kann; ein Hot-Swap-fähiges ASIC-Switch-Modul, das zumindest teilweise in der Öffnung auf der ersten Seite herausnehmbar aufgenommen wird; eine Vielzahl von Netzwerkkabelanschlüssen, die auf der ersten Seite positioniert sind; einen ASIC-Modulverbinder, der an einem Ende des ASIC-Switch-Moduls positioniert ist, das Hot-Swap-fähig ist und zuerst in die Öffnung des Switch-Gehäuses eingeführt wird; einen festen Verbinder im Switch-Gehäuse, der im Switch-Gehäuse an einer Stelle positioniert und an diesem montiert ist, um den ASIC-Modul-Verbinder in Eingriff zu bringen, wenn das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul in der Öffnung der ersten Seite aufgenommen wird; und eine Signalkommunikationsverbindung zwischen dem festen Verbinder des Switch-Gehäuses und der Mehrzahl von Netzwerkkabelverbindern, um einen Signalkommunikationspfad zwischen der Mehrzahl von Netzwerkkabelverbindern zu dem Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Modul zu erzeugen, wobei das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul aus dem Switch-Gehäuse entfernt werden kann, ohne einen der Mehrzahl von Netzwerkkabelverbindern zu trennen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, wobei das ASIC-Modul ferner einen ASIC-Chip umfasst, der auf einer elektronischen Platine montiert ist, wobei die Ein-/Ausgänge des ASIC-Chips in Signalübertragungskommunikation mit dem ASIC-Modulverbinder stehen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 2, bei dem der ASIC-Chip optisch aktivierte Ein- und Ausgänge hat, die mit dem ASIC-Modulanschluss verbunden sind.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 2, bei dem der ASIC-Chip elektrische Signale ausgibt, die an einen optischen Transceiver übermittelt werden, der die elektrischen Signale in optische Signale umwandelt, wobei ein Ausgang des optischen Transceivers in optischer Kommunikation mit dem festen Steckverbinder des Switch-Gehäuses steht.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 3, bei dem der ASIC-Modul-Steckverbinder und der feste Steckverbinder des Switch-Gehäuses optische Anschlüsse aufweisen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 5, bei dem die optischen Anschlüsse federbelastete faseroptische Koppler mit optischen Faserflächen umfassen, die zusammengedrückt werden, um einen optischen Signalübertragungsweg durch sie hindurch zu schaffen, wenn die optischen Anschlüsse zusammengesteckt werden.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem der ASIC-Modul-Steckverbinder elektrisch oder optisch einrastet und so konfiguriert ist, dass er Signale durch ihn hindurch an den festen Steckverbinder des Switch-Gehäuses übermittelt.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, wobei das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul einen elektronischen ASIC-Chip umfasst, der elektrische Signalausgänge erzeugt, und der feste Verbinder des Switch-Gehäuses so konfiguriert ist, dass er die elektrischen Signalausgänge übermittelt.
Ein Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch, umfassend: ein Switch-Gehäuse mit einer Öffnung auf einer Vorderseite, die so bemessen und konfiguriert ist, dass ein Switch-Modul darin gleitend aufgenommen werden kann; ein Hot-Swap-fähiges ASIC-Switch-Modul, das zumindest teilweise in der Öffnung herausnehmbar positioniert ist; eine Vielzahl von Netzwerkkabelanschlüssen, die sich auf der Vorderseite des Switch-Gehäuses befinden; einen ASIC-Modulverbinder, der an einem Ende des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls positioniert ist; und einen festen Verbinder im Switch-Gehäuse, der im Switch-Gehäuse an einer Stelle positioniert und an diesem montiert ist, um den ASIC-Modul-Verbinder in Eingriff zu bringen, wenn ein Hot-Swap-fähiges ASIC-Switch-Modul in der Öffnung der Vorderseite empfangen wird, und um Signale an die Vielzahl von Netzwerkkabelverbindern zu übertragen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, wobei das Ende des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls, an dem der ASIC-Modulverbinder montiert ist, ein Ende des ASIC-Switch-Moduls ist, das zuerst in die Öffnung eingeführt wird, wobei das Ende in der Nähe einer Rückseite des Switch-Gehäuses positioniert wird, wenn das ASIC-Switch-Modul in der Öffnung aufgenommen wird.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, wobei das Ende des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls, an dem der ASIC-Modulstecker montiert ist, einem Ende des ASIC-Switch-Moduls gegenüberliegt, das zuerst in die Öffnung eingeführt wird, wobei das gegenüberliegende Ende in der Nähe einer Vorderseite des Switch-Gehäuses positioniert ist, wenn das ASIC-Switch-Modul in der Öffnung aufgenommen wird.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, der ferner eine Signalkommunikationsverbindung zwischen dem festen Anschluss des Switch-Gehäuses und der Vielzahl von Netzwerkkabelanschlüssen umfasst, um einen Signalkommunikationspfad zwischen der Vielzahl von Netzwerkkabelanschlüssen zu dem im Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Modul zu schaffen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 10, wobei der ASIC-Modul-Steckverbinder direkt mit dem festen Steckverbinder des Switch-Gehäuses verbunden ist und der feste Steckverbinder des Switch-Gehäuses direkt mit der Mehrzahl der Netzwerkkabel-Steckverbinder verbunden ist.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 11, bei dem der direkt angeschlossene Switch ferner einen federbelasteten optischen Verbinder in Kommunikation mit dem ASIC-Modul-Verbinder und dem Switch-Gehäuseverbinder ohne Links oder Glasfaserverkabelung aufweist.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, wobei das ASIC-Modul ferner einen ASIC-Chip umfasst, der auf einer elektronischen Platine montiert ist, wobei die Ein-/Ausgänge des ASIC-Chips in Signalübertragungskommunikation mit dem ASIC-Modulverbinder stehen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, wobei der ASIC-Chip ein optischer ASIC-Chip ist, der optische Signale an den ASIC-Modulanschluss ausgibt.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, bei dem der ASIC-Modul-Steckverbinder und der feste Steckverbinder des Switch-Gehäuses optische Anschlüsse aufweisen.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, bei dem der ASIC-Modul-Steckverbinder elektrisch oder optisch einrastet und so konfiguriert ist, dass er Signale durch ihn hindurch an den festen Steckverbinder des Switch-Gehäuses übermittelt.
Hot-Swap-fähiger Netzwerk-Switch nach Anspruch 9, wobei das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul einen elektronischen ASIC-Chip umfasst, der elektrische Signalausgaben erzeugt.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 17, bei dem der ASIC-Modul-Steckverbinder und der feste Steckverbinder des Switch-Gehäuses so konfiguriert sind, dass sie elektronische Signale übertragen.
Ein Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch, umfassend einem Switch-Gehäuse mit einer Modulaufnahmeöffnung auf einer Vorderseite; eine Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Einheit, die zumindest teilweise in der Modulaufnahmeöffnung auf der Vorderseite herausnehmbar aufgenommen wird; einen ASIC-Modul-Steckverbinder, der an einem Einsteckende des Hot-Swap-fähigen ASIC-Switch-Moduls positioniert ist; einen festen Switch-Gehäusestecker, der in dem Switch-Gehäuse an einer Stelle positioniert und daran montiert ist, um den ASIC-Modulstecker in Eingriff zu bringen, wenn das Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Modul in der Modulaufnahmeöffnung der Vorderseite entfernbar aufgenommen wird; und eine Signalkommunikationsverbindung zwischen dem festen Anschluss des Switch-Gehäuses und einer Vielzahl von Netzwerkkabelanschlüssen, die an der Vorderseite des Switch-Gehäuses angeordnet sind.
Der Hot-Swap-fähige Netzwerk-Switch nach Anspruch 19, bei dem die Hot-Swap-fähige ASIC-Switch-Einheit entfernbar ist, ohne dass Datenkabel, die mit der Vielzahl von Netzwerkkabelanschlüssen kommunizieren, entfernt oder abgetrennt werden müssen.