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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Überwachen
von Telekommunikationssystemen
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Hintergrund
der Erfindung
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Herkömmliche
Telefonnetzwerke weisen eine Vielzahl von Verbindungsknoten auf,
die auf zahlreichen Ebenen erscheinen, die an verschiedenen Stellen
vorhanden sind. 1 stellt ein typisches herkömmliches
Telefonnetzwerk dar.
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Das
Netzwerk von 1 weist 10.000 Telefonleitungen
auf. Eine regionale Telefonzentrale 10 ist mit einem Hauptverteiler
(MDF, main distribution frame) 11 verbunden, der zum Beispiel
10.000 Eingangsverbindungen 12 aufweist, hier als „Ebene
A" bezeichnet, und
20.000 Ausgangsverbindungen 13, die eine zweite Ebene definieren,
hier „Ebene
B" genannt.
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Der
Ausgang des Hauptverteilers ist über eine
Mehrzahl von mehrpaarigen Kabeln 14 mit einer Mehrzahl
von Querverbindungseinrichtungen (CC, cross-connection) 20 verbunden,
typische Anzahl 50, deren jede zum Beispiel 400 Eingangspaare 21 aufweist,
die eine dritte Ebene definieren, die hier „Ebene C" genannt wird. Die Querverbindungseinrichtungen
weisen eine Vielzahl von Ausgangspaaren 22 auf, typische
Anzahl 600, die eine vierte Ebene definieren, hier „Ebene
D" genannt.
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Jede
Querverbindungseinrichtung bedient eine Mehrzahl von Verteilerkästen 30.
Es sind typischerweise zehn Verteilerkästen für jede Querverbindungseinrichtung
vorgesehen, wobei jeder Verteilerkasten typischerweise sechzig Eingangspaare 32 aufweist,
die eine fünfte Ebene
definieren, hier „Ebene
E" genannt. Die
Teilnehmerseite, auch als Ausgangsseite bekannt, des Verteilerkastens
weist typischerweise 120 Ausgangspaare 34 auf, die eine sechste
Ebene definieren, die hier „Ebene
F" genannt ist.
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Das
Telefonnetzwerk von 1 definiert eine Vielzahl von
Knoten auf verschiedenen Ebenen, wie oben beschrieben. Die Knoten
beinhalten:
- a Knoten der Ebene A, die an den
Eingangspaaren 12 des Hauptverteilers (MDF) 11 liegen.
Jeder Knoten der Ebene A umfasst einen physikalischen Anschlusspunkt,
an dem eine Telefonleitung von einer Zentrale 10 mit der
Eingangsseite des MDF 11 verbunden ist.
- b Knoten der Ebene B, die an den Ausgangspaaren 13 des
MDF 11 liegen. Jeder Knoten der Ebene B umfasst einen physikalischen
Anschlusspunkt, an dem die Ausgangsseite des MDF 11 mit einem
MDF-Ende eines einzelnen
Paars in einem mehrpaarigen Kabel 14 anschließt. Das
mehrpaarige Kabel 14 umfasst typischerweise 2000 Kabelpaare,
die einen MDF mit einer Mehrzahl von Querverbindungseinrichtungen
verbinden, die über
einen Bereich verteilt sind, der vom MDF bedient wird. Deshalb weist
jedes Kabelpaar ein MDF-Ende und ein Querverbindungseinrichtungsende
auf.
- c Knoten der Ebene C, die an den Eingangspaaren 21 der
Querverbindungseinrichtungen (CC) 20 liegen. Jeder Knoten
der Ebene C umfasst einen physikalischen Anschlusspunkt, an dem
das Querverbindungseinrichtungsende eines einzelnen Kabelpaars im
mehrpaarigen Kabel 14 mit einem einzelnen Eingangspaar 21 einer
Querverbindungseinrichtung 20 verbunden ist.
- d Knoten der Ebene D, die an den Ausgangspaaren 22 der
Querverbindungseinrichtungen 20 liegen. Jeder Knoten der
Ebene D umfasst einen physikalischen Anschlusspunkt, an dem ein
Ausgangspaar 22 einer einzelnen Querverbindungseinrichtung 20 mit
einem einzelnen Kabelpaar in einem mehrpaarigen Kabel 24 verbunden
ist. Jedes mehrpaarige Ka bel 24 umfasst typischerweise
100–200
Kabelpaare, die ein einzelnes Querverbindungseinrichtungausgangspaar
mit einem einzelnen Eingangspaar eines Verteilerkastens 30 verbindet.
Deshalb weist jedes Kabelpaar im mehrpaarigen Kabel 24 ein
Querverbindungseinrichtungsende und ein Verteilerkastenende auf.
- e Knoten der Ebene E, die an den Eingangspaaren 32 der
Verteilerkästen
(DB, distribution box) 30 liegen. Jeder Knoten der Ebene
E umfasst einen physikalischen Anschlusspunkt, an dem das Verteilerkastenende
eines einzelnen Kabelpaars im mehrpaarigen Kabel 24 mit
einem einzelnen Eingangspaar 32 eines einzelnen Verteilerkastens 30 verbunden
ist.
- f Knoten der Ebene F, die an den Ausgangspaaren 34 der
Verteilerkästen 30 liegen.
Jeder Knoten der Ebene F umfasst einen physikalischen Anschlusspunkt,
an dem ein einzelnes Ausgangspaar 34 eines einzelnen Verteilerkastens 30 mit einem
Kabelpaar verbunden ist, das Teil eines Abnahmekabels 35 ist,
das einer einzelnen Teilnehmerleitung entspricht.
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Nun
mit Bezug zu 2, die eine bildliche Darstellung
eines einzelnen Querverbindungsrahmens aus dem Stand der Technik
ist. Ein „Querverbindungsrahmen" ist ein allgemeiner
Ausdruck, der sich auf CC oder MDF oder DB bezieht. Allgemein ausgedrückt bezieht
sich der Ausdruck „Querverbindungsrahmen" auf die physikalische
Stelle, an der mit einem aufwärtsgerichteten
Querverbindungsrahmen oder einer Zentrale höherer Ordnung gekoppelte Eingangspaare
selektiv mit Ausgangspaaren verbunden sind, die mit einem abwärtsgerichteten
Querverbindungsrahmen oder einer Teilnehmerleitung niedrigerer Ordnung
gekoppelt sind.
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Jeder
Querverbindungsrahmen ist bevorzugt verbunden mit:
- a mindestens einem Kabel 100, das eine erste Vielzahl
von hereinkommenden Kabelpaaren aufweist, die den Querverbindungsrahmen
mit ei nem Querverbindungsrahmen oder einer Zentrale höherer Ordnung
verbinden; und
- b mindestens einem Kabel 105, das eine zweite Vielzahl
von hinausgehenden Kabelpaaren aufweist, die den Querverbindungsrahmen
mit einer Mehrzahl von Querverbindungsrahmen oder Teilnehmerleitungen
niedrigerer Ordnung verbinden.
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Jeder
Querverbindungsrahmen beinhaltet bevorzugt:
- a
eine Eingangsverbindungsblockanordnung 110 mit einer ersten
Vielzahl von Eingangsblöcken 120,
deren Anzahl typischerweise der maximal erwarteten Anzahl von hereinkommenden
Kabelpaaren im Kabel 100 entspricht und entsprechend permanent
damit verbunden ist;
- b eine Ausgangsverbindungsblockanordnung 130 mit einer
zweiten Vielzahl von Ausgangsblöcken 140,
deren Anzahl typischerweise die Anzahl der Eingangsblöcke 120 übersteigt.
Die Anzahl der Ausgangsblöcke 140 entspricht
typischerweise der maximal erwarteten Anzahl von herausgehenden
Kabelpaaren im Kabel 105 und sind entsprechend permanent
damit verbunden; und
- e eine Mehrzahl von Überbrückungskabelpaaren 160,
deren jedes selektiv ein Paar Kontakte in einem einzelnen Eingangsblock 120 mit
einem Paar Kontakte in einem einzelnen Ausgangsblock 140 verbindet.
Jedes der Überbrückungskabelpaare 160 verbindet
daher ein Eingangskabelpaar, das Teil des Kabels 100 ist,
mit einem Ausgangskabelpaar, das Teil des Kabels 105 ist.
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3 stellt
Teile eines herkömmlichen
Eingangsblocks 120 und eines herkömmlichen Ausgangsblocks 140 dar,
die durch ein Überbrückungskabel
miteinander verbunden sind. Der Eingangsblock 120 und der
Ausgangsblock 140 weisen jeweils typischerweise eine Mehrzahl
von Paaren herkömmlichen
Kontaktsätze
auf, wie 10 Paare von Isolierverschiebekontaktsätzen.
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Der
Einfachheit halber ist nur ein Kontaktsatz 320 im Eingangsblock 120 gezeigt
und ein Kontaktsatz 321 ist im Ausgangsblock 140 gezeigt.
Jeder der Kontaktsätze 320 und 312 weist
eine Mehrzahl von herkömmlichen
miteinander verbundenen Kontakten 330 bzw. 331 auf,
wie 2, 3 oder 4 miteinander verbundene Kontakte. In 3 sind
zum Beispiel zwei miteinander verbundene Kontakte 330 pro
Kontaktsatz im Eingangsblock 120 gezeigt und drei miteinander verbundene
Kontakte 331 pro Kontaktsatz im Ausgangsblock 140.
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In 3 ist
ein Draht 342, der Teil des Kabels 100 bildet,
mit einem Kontakt 330 des Satzes 320 verbunden.
Der andere Kontakt 330 des Satzes 320 ist mit
einem Ende eines Drahts 344 verbunden, der Teil des Überbrückungskabels 160 ist,
dessen gegenüberliegendes
Ende mit einem Kontakt 331 des Satzes 321 im Ausgangsblock 140 verbunden ist.
Ein weiterer Kontakt 331 im Satz 321 ist mit einem Ende
eines Drahts 346 verbunden, der Teil des Kabels 105 bildet.
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Zum „Anschließen" eines Teilnehmers
sehen Techniker typischerweise drei Überbrückungskabelpaare 347, 348 und 349 vor.
Wie in 1 gezeigt ist, verbindet des erste Überbrückungskabelpaar 347 einen
einzelnen A-Knoten mit einem einzelnen B-Knoten, in einem MDF, der
zur Bedienung des Teilnehmers zugeordnet ist. Das zweite Überbrückungskabelpaar 348 verbindet
einen einzelnen C-Knoten mit einem einzelnen D-Knoten, in einer
Querverbindungseinrichtung, die zur Bedienung des Teilnehmers zugeordnet
ist. Das dritte Überbrückungskabelpaar 349 verbindet
einen einzelnen E-Knoten mit einem Teilnehmer-F-Knoten im Verteilerkasten, der zur Bedienung
des Teilnehmers zugeordnet ist.
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Die
Anzahl der Knoten pro oben spezifizierter Ebene kann von einem Netzwerk
zum anderen schwanken. Sie weisen jedoch alle eine flexible Netzwerkstruktur
auf, die unvorhersehbaren und ungleichmäßi gen Bedarf an Telefonleitungen
ermöglicht.
Im obigen Beispiel weist eine B:A-Verbindung einen Flexibilitätsfaktor
von 20.000/10.000 = 2 auf. Die B:C-Verbindung ist festgelegt. Die
D:C-Verbindung weist einen Flexibilitätsfaktor von 600/400 = 1,5 auf.
Die F:E-Verbindung ist festgelegt. Die E:F-Verbindung weist einen
Flexibilitätsfaktor
von 120/60 = 2 auf.
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Deshalb
sind in einem typischen Telefonnetzwerk drei Arten von flexiblen
Verbindungen vorhanden, die hier A:B-, C:D- und E:F-Verbindungen genannt
werden.
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Zur
Wartung eines Telefonnetzwerks werden Aufzeichnungen flexibler Verbindungen
aufbewahrt, die für
die A:B-Verbindungen angeben, welcher A-Knoten mit welchem B-Knoten
verbunden ist, und gleichermaßen
für die
C:D- und E:F-Verbindungen. Diese Aufzeichnungen sind oft ungenau,
weil Techniker manchmal die Ebenen nicht wie angewiesen verbinden,
während
die Aufzeichnungen auf den gegebenen Verbindungsanweisungen beruhen.
Ebenso kann es bei Reparaturen notwendig sein, dass der Techniker
die Anschlüsse
verändert
und kann es versäumen,
diese Veränderungen
aufzuzeichnen.
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Für jede Teilnehmerleitung
behält
die Telefongesellschaft üblicherweise
einen Verlegeplan, der die folgende Leitweginformation beinhaltet:
- a Telefonleitungsnummer;
- b physikalische Lage der der Telefonleitung zugeordneten Knoten
auf jeder der Ebenen A–F.
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Die
gespeicherte Information zum Identifizieren der physikalischen Lage
eines Knotens umfasst typischerweise:
- i Eine
Querverbindungsidentifizierung, die die Identität des Querverbindungsrahmens
ist, in dem der Knoten gelegen ist; und
- ii Eine Paarnummer im Querverbindungsrahmen.
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Die
veröffentlichte
europäische
Patentanmeldung Nr. 93304514 8-2211 (Veröffentlichungsnummer 0575100)
des Anmelders/Inhabers beschreibt ein LAN-Verbindungsscannersystem,
das zum Überwachen
der Verbindungen eines lokalen Netzwerks (LAN, local area network)
funktioniert.
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Die
veröffentlichte
französische
Anmeldung Nr. 2680067 (Nationale Registrierung Nr. 9109809) beschreibt
eine optische Vorrichtung zum Überwachen
des Verbindungszustands eines stark verzweigten Systems, das für die Telekommunikation
Anwendung findet.
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Micro
Computer Systems, Inc. 3708 Alliance Drive, Greensboro, NC 27407-2030
vermarktet ein Testgerät,
das als Remote Test Unit (Modelle 105A, 107A/F) bekannt ist, das
den Verbindungszustand von aktiven Telefonleitungen prüft.
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Die
veröffentlichte
UK-Patentanmeldung
GB 2236398A (Anmeldung
Nr. 8922025 5) beschreibt eine selbstaufzeichnende Schalttafel,
die die Verbindungen zwischen Eingangs- und Ausgangsports einer
Schalttafel dokumentiert. Das Betriebsverfahren beinhaltet Versehen
jedes Eingangsports mit einem Eingangsabfrageterminal und jedes
Ausgangsports mit einem Ausgangsabfrageterminal und Verbinden eines
Eingangsabfrageterminals mit einem Ausgangsabfrageterminal, wenn
die entsprechenden Eingangs- und Ausgangsports verbunden sind. Ein Abfragesignal
wird abwechselnd zu jedem Eingangsterminal gesendet und das Ausgangsterminal,
an dem das Abfragesignal empfangen wird, wird erfasst und dem Eingangsterminal
zugeordnet, von dem das Abfragesignal ausging.
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Ein ähnliches
System ist in US-A-4 953 194 beschrieben.
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Verschiedene
Arten von Schuhanordnungen oder Verbindungsblöcke sind zur Verwendung in
Telekommunikationsquerverbindungsblöcken für Überspannungsschutz und Leitungsprüfung bekannt. Eine
breite Vielfalt dieser Vorrichtungen ist im Handel erhältlich von
Krone in Deutschland.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung sucht verbessertes Gerät zum Überwachen der Verlegung einer
Verkabelungsanlage für
Telekommunikation, Energie, Nachrichten und andere Anwendungen zur
Verfügung
zu stellen.
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Die
Erfindung ist in den beigefügten
Ansprüchen
angegeben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlich und
erkennbar, in denen:
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1 ein
vereinfachtes Blockdiagramm eines herkömmlichen Telefonnetzwerks aus
dem Stand der Technik ist;
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2 eine
vereinfachte bildliche Darstellung eines herkömmlichen Querverbindungsrahmens
aus dem Stand der Technik ist;
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3 eine
Darstellung eines Paars einzelner Kontaktsätze ist, die durch ein herkömmliches Überbrückungskabel
oder Einsatzdraht gemäß dem Stand
der Technik verbunden sind;
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4 ein
vereinfachtes Blockdiagramm eines Telefonnetzwerks ist, dessen Verbindungen
automatisch überwacht
werden, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
vereinfachte Darstellung einer physikalischen Verbindung zwischen
einem Scanner (Abtasteinrichtung) und seinem zugehörigen Anschlussblock
im Gerät
von 4 ist;
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6 ein
vereinfachtes funktionales Blockdiagramm eines Scanners ist, der
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert, und
im Gerät
von 4 nützlich
ist;
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7 ein
vereinfachtes Diagramm von Energie- und Kommunikationsverknüpfungen
einer zentralen Steuereinheit ist, die in der regionalen Telefonzentrale
von 4 sitzt;
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8A, 8B und 8C Darstellungen von
drei Verbindungsstrukturen sind, die im Gerät von 4 nützlich sind;
und
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9 eine
teilweise Schnittansicht einer bildlichen Darstellung eines Verbindungsblocks
ist, der gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert.
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Hier
beigefügt
sind die folgenden Anhänge, die
beim Verständnis
und der Einschätzung
einer hier gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung helfen:
Anhang A ist eine ausführliche
Beschreibung des Scanners von 6 mit einer
Scanneranwendungssoftwarespezifikation und Netzlisten für die Hardwarekomponenten;
Anhang
B ist eine ausführliche
Beschreibung der Anwendungssoftware der Steuerstation 50,
die Teil des Geräts
von 7 ist;
Anhang C ist eine Liste einer Energie-
und Kommunikationsanlage, die Teil des Geräts von 7 ist; und
Anhang
D ist eine ausführliche
Beschreibung einer bevorzugten Einrichtmethode, in der jeder Scannermessdraht
im Computerspeicher der Steuerstation einem einzelnen Block zugeordnet
ist, den er dann überwacht.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
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Nun
wird auf 4 Bezug genommen, die ein Telefonnetzwerk
darstellt, dessen Verbindungen automatisch überwacht werden, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Gerät von 4 funktioniert
so, dass es Leitwege in einem Telekommunikationssystem ähnlich dem
Telefonnetzwerk aus dem Stand der Technik von 1 überwacht.
Aus Bequemlichkeit werden die Bezugszeichen von 1 verwendet,
um herkömmliche
Komponenten des Telefonnetzwerks zu bezeichnen.
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Die
vorliegende Erfindung weist eine Mehrzahl von Scannern (Abtasteinrichtungen) 40 auf,
deren jeder so funktioniert, dass er eine Vielzahl von Knoten auf
einer oder mehreren Ebenen überwacht und
den Verbindungszustand jedes Knotens an eine Steuerstation 50 über eine
Energie- und Kommunikationsanlage 60 berichtet. Die Steuerstation 50 funktioniert
so, dass sie die Verbindungsinformation von allen Scannern 40 akkumuliert
und periodisch oder auf Anfrage eine Leitwegtabelle erzeugt, die
den Verbindungsstatus aller Knoten im System angibt. Ein bevorzugtes
Verbindungsschema zwischen der Steuerstation 50, Anlage 60 und
Scannern 40 auf allen Ebenen des Systems wird unten ausführlich mit
Bezug zu 7 beschrieben.
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Die
Steuerstation 50 funktioniert bevorzugt so, dass der Betrieb
der Scanner 40 synchronisiert wird. Typischerweise befehligt
die Steuerstation 50 alle Scanner in einer speziellen Ebene
(A, B, C, D, E, oder F wie in den 4 und 7 gezeigt),
so dass sie in einen Tx-Modus (Transmissionsmodus) eintreten. Alle
Scanner auf allen übrigen
Ebenen erhalten Befehl, in einen Rx-Modus (Empfangsmodus) zu gehen.
Dies gewährleistet,
dass für
jede Mehrebenenverknüpfung,
d. h. eine Verknüpfung,
die sich über mehr
als zwei Ebenen erstreckt, der Scanner auf einer der Ebenen überträgt und die
Scanner aller anderen Ebenen empfangen.
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Jeder
Rx-Modusscanner sucht nach einem Synchronisationssignal, indem er
alle seine Knoten in dem Zeitintervall abtastet, in dem jeder Tx-Modusscanner
ein Synchronisationssignal über
einen einzelnen Knoten überträgt. Bei
Erfassen eines Synchronisationssignals erwartet der Scanner im Rx-Modus
Empfang der Identifizierungsinformation vom Übertragungsscanner der selben
Verknüpfung
und speichert diese Information, die anschließend an die Steuerstation 50 berichtet
wird. Scanner 40 funktionieren bevorzugt auch so, dass
sie Alarmanzeigen ausgeben, die sich auf Ereignisse in MDF 11, CC-Einrichtungen 20 und
Verteilerkästen 30 oder ihre
Umgebung beziehen.
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5 ist
eine vereinfachte Darstellung eines bevorzugten Verfahrens zum physikalischen
Verbinden eines Scanners mit einem entsprechenden Anschlussblock.
Der Einfachheit halber werden die Bezugszeichen aus dem Stand der
Technik von 3 eingesetzt, um die herkömmlichen
Komponenten des Telefonnetzwerks zu bezeichnen.
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Mindestens
ein Scanner 40, der unten mit Bezug zu 6 in
seiner Funktion beschrieben wird, ist pro Querverbindungsrahmen,
den er überwachen soll,
vorgesehen. Der Scanner 40 kann wie folgt angeschlossen
sein:
- a Verbinden, wie in 5 gezeigt,
für jeden
Kontaktsatz 320 jedes Eingangsblocks 120, der überwacht
wird, eines Endes eines Eingangsabtastdrahts 350 mit dem
Kontakt 330, der zum Verbinden des Eingangsdrahts 342 verwendet
wird, mit dem Kontaktsatz und Verbinden des anderen Endes des Eingangsabtastdrahts 350 mit
einem Eingang des Scanners 40.
Alternativ kann der
Eingangsabtastdraht 350 mit einem dritten Kontakt 330 (nicht
gezeigt) verbunden werden, d. h. einem Kontakt, der nicht zum Verbinden
mit einem Eingangsdraht verwendet wird und der nicht für einen Überbrückungskabeldraht
verwendet wird; und
- b Verbinden für
jeden Kontaktsatz 321 jedes Ausgangsblocks 140,
der überwacht
wird, eines Endes eines Ausgangsabtastdrahts 360 mit dem Kontakt 331,
der zum Verbinden des Kontaktsatzes mit dem Ausgangsdraht 346 verwendet
wird und Verbinden des anderen Endes des Ausgangsabtastdrahts 360 mit
einem weiteren Eingang des Scanners 40. Diese Verbindung
ist in 5 gezeigt.
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Alternativ
kann, wie in 5 gezeigt, der Ausgangsabtastdraht 360 mit
einem dritten Kontakt 331 verbunden werden, d. h. einem
Kontakt, der nicht zum Verbinden des Ausgangsdrahts verwendet wird und
nicht für
ein Überbrückungskabel
verwendet wird.
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Es
ist erkennbar, dass alternativ der Scanner eingesetzt werden kann,
um nur Eingangsblöcke
zu überwachen,
statt Eingangsblöcke
und Ausgangsblöcke.
In diesem Fall werden die Eingangsabtastdrähte 350 und die Ausgangsabtastdrähte 360 mit Eingangsblöcken verbunden.
Gleichermaßen
werden, wenn nur Ausgangsblöcke überwacht
werden, die Eingangs- und Ausgangsabtastdrähte 350 bzw. 360 mit
Ausgangsblöcken
verbunden.
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Nun
wird auf die 8A–8C Bezug
genommen, die alternative Verbindungstechniken darstellen, die zum
physikalischen Verbinden eines Scanners mit einem entsprechenden
Anschlussblock geeignet sind.
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8A stellt
Verbindung eines metallischen Schuhelements 362 dar, das
mit einem Eingangs- oder Ausgangsabtastdraht 364 verbunden
wird, mit einem Kontakt 366, der speziell konfiguriert
ist, so dass er zur Konfiguration des Schuhs 362 passt.
Die Schuhe 362 und Kontakte 366 dieses Typs sind
im Stand der Technik bekannt. Es wird angemerkt, dass Schuhe 362 gleichzeitig
mit einer Mehrzahl von Kontakten 366 in Kontakt sein können.
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8B stellt
Verbindung eines gedruckten Leiterplattenelements 372,
das mit einem Eingangs- oder Ausgangsabtastdraht 374 verbunden
ist, mit einem Doppelunterbrecherkontakt 376 dar, der speziell so
konfiguriert ist, dass er zur Konfiguration des Leiterplattenelements 372 passt.
Die Leiterplattenelemente 372 und Kontakte 376 dieses
Typs sind im Stand der Technik bekannt. Leiterplattenelemente 372 können gleichzeitig
mit einer Mehrzahl von Kontakten 376 in Kontakt sein.
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8C stellt
eine gedruckte Leiterplattenanordnung 382 neuer Konstruktion
dar, die mehrere Eingangs- oder Ausgangsabtastdrähte 384 mit mehreren
herkömmlichen
Kontakten 386 über
Kontakte 387 verbindet. Herkömmliche Kontakte 386 müssen nicht
speziell konfiguriert werden, damit sie zur Konfiguration der Anordnung 382 passen.
Alternativ können
Kontakte des Typs eingesetzt werden, der durch die Bezugszeichen 366 (8A)
oder 376 (8B) angegeben sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann das gedruckte Leiterplattenelement 382 auch
sichtbare Indikatoren aufweisen, wie LEDs 388, um spezielle
Knoten zu identifizieren, die Behandlung durch einen Techniker zum
Anschließen,
Abstellen oder zur Wartung erfordern.
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Außerdem kann
die gedruckte Leiterplattenanordnung 382 Überwachungsterminals 389 aufweisen,
die mit Kontakten 387 gekoppelt sind, um zu ermöglichen,
das Überwachungsgerät daran
angeschlossen wird, um bestimmte Knoten zu überwachen, ohne dass Lösen der
Anordnung 382 aus dem Kontakt mit den Kontakten 386 erforderlich
ist.
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Nun
wird zu 9 Bezug genommen, die einen
neuen Verbindungsblock 352 darstellt, der gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert. Der Ver bindungsblock 352 umfasst
ein Gehäuse 353, das
eine gedruckte Leiterplatte 354 umgibt, auf die eine Gruppe
von herkömmlichen
Kontakten 355 angebracht ist. Die gedruckte Leiterplatte 354 verbindet jeden
der herkömmlichen
Kontakte 355 mit einem entsprechenden Kontakt in einem
Standardanschluss DB-25 356, der einfach und lösbar mit
einem Scanner 40 verbunden werden kann.
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Nochmals
zurück
zu 5 wird angemerkt, dass sobald der Scanner 40 in
einem Querverbindungsrahmen installiert ist, ein Einrichtfahren
eingesetzt werden kann, um eine Informationstabelle auszubilden,
die jeden Scannereingang oder -ausgang einem entsprechenden einzelnen
Querverbindungsrahmenverbindungspunkt, mit dem er verbunden ist, zuordnet.
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Bevorzugt
wird diese Informationstabelle von einem tragbaren Computer 370 akkumuliert,
der hier als Einrichtcomputer bezeichnet ist, und anschließend zur
Steuerstation 50 überführt. Ein
bevorzugtes Einrichtverfahren ist wie folgt:
- a
Einrichtcomputer 370 wird über seinen RS232 Port mit einer
RS232 Schnittstelle 520 (6) des Scanners 40 verbunden.
- b Einrichtkasten 380 wird mit einem mehrpaarigen Einrichtadapter 390 verbunden
und mit dem Einrichtcomputer 370. Der mehrpaarige Einrichtadapter 390 kann
vom Typ sein wie er in einer der 8A–8C dargestellt
ist und so funktionieren, dass er lösbar den Einrichtkasten 380 und den
Computer 390 mit einer Vielzahl von Kontakten 330 und 331 in
entsprechenden Blöcken 120 und 140 verbindet.
- c Die Software des Einrichtcomputers 370, die ausführlich in
Anhang D beschrieben ist, fordert den Benutzer auf, den mehrpaarigen
Einrichtadapter 390 mit einem speziellen Block im Querverbindungsrahmen
zu verbinden. Die Bedienungsperson wird gebeten, die Querverbindungs rahmenidentifizierung
und die Kapazität
des Querverbindungsrahmens einzugeben.
- d. Der Einrichtcomputer 370 weist den Einrichtkasten
an, ein bestimmtes Tx-Signal über
die Kontakte 330 und 331 sequentiell zu übertragen, die
den Paaren entsprechen, die nun den Einrichtprozess erfahren. Gleichzeitig
wird der Scanner 40 angewiesen, in den Rx-Modus einzutreten,
um die vom Einrichtkasten gesendeten Tx-Signale zu empfangen und
zu speichern. Sobald der Einrichtkasten das Übertragen über alle Paare, die Einrichtung
erfahren, beendet hat, weist der Einrichtcomputer den Scanner an,
die Identität
der Ports zu senden, bei denen Einrichtkastensignale empfangen wurden.
Diese Identitäten
werden akkumuliert und schließlich
zur Steuerstation 50 übertragen.
- e Die Software des Einrichtcomputers 370 fordert dann
den Benutzer auf, die Schritte c und folgende für jeden der übrigen Blöcke im Querverbindungsrahmen
durchzuführen,
bis der Verbindungsstatus jedes der Blöcke akkumuliert ist.
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Es
ist erkennbar, dass die Scanner 40 in vorhandene Netzwerke
nachgerüstet
werden können. Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Scanner in jedem Querverbindungsrahmen
permanent installiert. Alternativ können einige der Querverbindungsrahmen
nicht mit einem permanenten Scanner versehen werden. Stattdessen kann
ein einzelner tragbarer Scanner oder eine kleine Zahl von tragbaren
Scannern eingesetzt werden, um sequentiell einige oder alle der
Querverbindungseinrichtungen und Verteilerkästen zu überwachen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung transportiert ein Techniker einen tragbaren Scanner
von einem Querverbindungsrahmen zum anderen. An jedem Rahmen kann
der tragbare Scanner vorübergehend
mit dem Rahmen in einer Weise verbunden werden, ähnlich der Weise, in der der
Einrichtcomputer angeschlossen ist (5). Alternativ kann
die Verbindung das Gerät
aus einer der 8A–8D einsetzen.
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Zwei
Betriebsweisen unter Verwendung eines tragbaren Scanner sind vorgesehen:
In
einer Betriebsart, hier „Netzwerktestmodus" genannt, kommuniziert
der tragbare Scanner sobald er installiert ist, mit der Steuerstation 50 gemäß einem bestimmten
Protokoll, fordert, dass alle anderen Scanner auf anderen Ebenen
in den Rx-Modus überführt werden
und erhält
Erlaubnis zum Übertragen
eines Signals an die anderen Scanner. Der Betrieb des Scanners in
diesem Modus ist identisch zum Betrieb eines permanenten Scanners
wie es oben beschrieben ist. In einer anderen Betriebsart, hier „lokaler Testmodus" genannt, braucht
der tragbare Scanner sobald er installiert ist, nicht mit der Steuerstation 50 zu
kommunizieren, sondern kommuniziert indessen mit verschiedenen Ebenen
im einzelnen Querverbindungsrahmen, an den er angeschlossen ist.
Der tragbare Scanner kann die lokalen Testergebnisse für eventuelles
Herunterladen speichern.
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6 ist
ein vereinfachtes funktionales Blockdiagramm eines Scanners, der
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert. Der
Scanner von 6 weist zwei Schalttransceiver 400 und 410 auf,
deren jeder entweder als Sender als als Empfänger funktioniert, wie er von
einer Mikrosteuerung 420 über einen Daten-/Steuerbus 430 Befehle
erhält.
Diese Architektur ermöglicht
dem Scanner, zwei Ebenen in einem einzelnen Querverbindungsrahmen
zu überwachen,
selbst wenn eine der beiden Ebenen sendet und die andere der beiden
Ebenen empfängt.
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Der
Transceiver 400 umfasst eine Vielzahl von Anschlüssen 440,
mit denen Eingangsdrähte 350 oder
Ausgangsdrähte 360 (5)
verbunden sind. Alle mit den Anschlüssen 440 verbundenen Drähte sind vom
selben Typ, d. h. entweder alle Eingangsdrähte oder alle Ausgangsdrähte.
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Die
Anschlüsse 440 sind über geeignete Schutzschaltungen 444 mit
einer Schaltung 450 gekoppelt, deren Betrieb durch eine
Mikrosteuerung 420 über
einen Bus 430 gesteuert wird. Die Schaltung 450 funktioniert
so, dass sie selektiv irgendein Paar von Drähten 350 oder 360,
je nach Lage das Falls, mit einem Aktivitätssensor 460 und über ein Modem 470 mit
einem UART, asynchroner Empfangs-/Sendeschaltung 472 verbindet.
Die Schaltungen 460, 470 und 472 sind
auch über
den Bus 430 mit der Mikrosteuerung 420 gekoppelt.
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Ein
Transceiver 410 umfasst eine Mehrzahl von Anschlüssen 480,
an die Eingangsdrähte 350 oder
Ausgangsdrähte 360 (5)
angeschlossen sind. Alle mit den Anschlüssen 480 verbundenen Drähte sind
vom selben Typ, d. h. entweder alle Eingangsdrähte oder alle Ausgangsdrähte.
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Die
Anschlüsse 480 sind über geeignete Schutzschaltungen 484 mit
einer Schaltung 486 gekoppelt, deren Betrieb durch die
Mikrosteuerung 420 über
Bus 320 gesteuert ist. Die Schaltung 486 funktioniert
so, dass sie wählbar
jegliches Paar Drähte 350 oder 360,
je nach Lage das Falls, mit einem Aktivitätssensor 488 und über einen
Schalter 490 und ein Modem 492 mit einem UART,
asynchroner Empfangs-/Sendeschaltung 494 verbindet.
Die Schaltungen 488, 490, 492 und 494 sind
auch mit der Mikrosteuerung 420 über den Bus 430 gekoppelt.
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Jeder
Transceiver 400 oder 410 führt die folgenden beiden Vorgänge aus:
- a Empfangsvorgang – Der Transceiver scannt alle damit
verbunden Leitungen durch Aktivieren der Schaltung 450 oder 486,
die jede Leitung wiederum mit dem Aktivitätssensor 460 oder 488 verbindet.
Wenn der Aktivitätssensor 460 oder 488 ein Signal
auf der Leitung erfasst, wird dies an die Mikrosteuerung 420 berichtet,
die das Modem 470 oder 492 aktiviert, um zu bestimmen,
ob das Signal ein gültiges
Tx-Signai ist. Wenn dies der Fall ist, findet kein weiteres Schalten
statt, bis der Inhalt des gültigen
Tx-Signals über
das Modem 470 oder 492 und UART 472 oder 494 zur
Mikrosteuerung 420 übertragen
ist.
- b Sendevorgang – Die
Mikrosteuerung 420 befiehlt der Schaltung 450 oder 486,
jedes Paar Drähte 350 oder 360 sequentiell
mit dem Aktivitätssensor 460 oder 488 zu
verbinden. Wenn der Aktivitätssensor 460 oder 488 ein
Signal auf der Leitung erfasst, wird dies der Mikrosteuerung 420 berichtet,
die bemerkt, dass diese Leitung benutzt wird und veranlasst die
Schaltung, zur nächsten Leitung
weiter zu gehen. Wenn keine Aktivität zu einer bestimmten Leitung
berichtet wird, veranlasst die Mikrosteuerung 420 das Modem 470 oder 492,
zunächst
ein Tx-Synchronisierungssignal gefolgt von einem Tx-Signal zu senden.
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Übertragung
und Empfang können
in einem Frequenzband ausgeführt
werden, das nicht für
andere Kommunikation verwendet wird (band-extern), um den Scannern
zu ermöglichen,
dass sie parallel zur Übertragung
anderer Information, wie Sprach- oder Faxinformation, über die
Leitungen arbeiten. Alternativ können Übertragung
und Empfang im selben Frequenzband ausgeführt werden wie andere Kommunikation
(band-intern), vorausgesetzt, dass eine Leitungsaktivitätsschaltung
gewährleistet,
dass eine einzelne Leitung nicht verwendet wird, bevor über diese
Leitung übertragen
wird.
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Das
Tx-Signal beinhaltet bevorzugt:
- a Eine Angabe
der Ebene (A, B, C, D, E oder F in 4) des Scanners;
- b Eine ID des übertragenden
Scanners;
- c Eine ID des aktuell übertragenden
Drahtpaars unter den vom Scanner überwachten Paaren.
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Nun
nochmals mit Bezug zu den 4, 6 und 7,
die eine Energie- und Kommunikationsanlage 60 darstellen,
wird angemerkt, dass ein einzelnes Drahtpaar, das mit der Anlage 60 verbunden
ist, mit jedem Scanner 40 über ein Drahtpaar entweder
des Kabels 14 oder des Kabels 24 gekoppelt ist.
Das Drahtpaar ist über
eine Splitterschaltung 496 verbunden, die eine Hochspannung über das
Drahtpaar empfängt
und sie zu einer Energiezufuhr führt (nicht
gezeigt), die sie zur Verwendung in der Scannerschaltung in geeignete
Spannungen transformiert.
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Die
Splitterschaltung 496 gibt auch Kommunikationssignale für das Modem 492 über Schalter 490.
Der Schalter 490, gesteuert von der Mikrosteuerung 420,
funktioniert so, dass sie bestimmt, ob das Modem 492 Kommunikation
empfängt
oder Kommunikation an die Energie- und Kommunikationsanlage 60 von 4 und 7 sendet,
oder alternativ ob das Modem 492 über die Drähte 350 oder 360 und Schaltung 486 empfängt oder
sendet. Jeder Scanner 40 kann wahlweise auch Geräte zur Anzeige
von Fehlern im Netzwerk und Messen verschiedener elektrischer Parameter
darin aufweisen. Solche Geräte
können
mit der Schaltung 450 oder 486 parallel mit dem
Aktivitätssensor 460 oder 488 verbunden sein.
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Jeder
Scanner 40 weist bevorzugt auch eine RS232-Schnittstellenschaltung 520 auf,
die Kommunikation mit einem Laptop oder ähnlichen Computer ermöglicht,
der zum Einrichten eingesetzt wird, wie es hier ausführlich mit
Bezug zu Anhang C beschrieben ist, zum Testen oder Herunterladen.
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Wahlweise
kann jeder Scanner 40 eine Alarmmessschaltung 530 aufweisen,
die die Steuerstation 50 alarmiert, wenn im Bereich des
Querverbindungsrahmens Vorfälle
auftreten, die den Betriebszustand beeinflussen. Bevorzugt funktioniert die
Alarmmessschaltung 530 zum:
- a Alarmieren,
wenn die CC-Einrichtung oder Verteilerkastentür geöffnet wird; und/oder
- b Alarmieren, wenn ungeeignete Temperatur, Rauch oder Brand
in der CC-Einrichtung oder im Verteilerkasten festgestellt werden.
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Anhang
A ist eine ausführliche
Beschreibung eines Scanners 40, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert.
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7 ist
ein Diagramm der Energie- und Kommunikationsverknüpfungen
der Scanner 40 mit der Anlage 60 und der Steuerstation 50 von 4. Wie
oben beschrieben liegt die Steuerstation 50 typischerweise
in der regionalen Telefonzentrale 10 (4),
die so funktioniert, dass sie von jedem Scanner den Verbindungsstatus
aller davon überwachten Knoten
empfängt
und eine Leitwegtabelle erzeugt, die den Verbindungsstatus aller
Knoten im Netzwerk darstellt.
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Typischerweise
lädt die
Steuerstation 50 alle Information von allen Scannern periodisch
herunter, etwa einmal am Tag, und erzeugt eine integrierte Verbindungsdatenbasis.
Die Steuerstation 50 kann zum Beispiel einen Vergleich
der Leitwege von heute mit den Leitwegen von gestern erzeugen. Bevorzugt
betreibt die Steuerstation 50 kontinuierlich eine Abtastfunktionalität in der
Anlage 60, ähnlich
der oben mit Bezug zur Rx-Funktion des Scanners 40 beschriebenen.
Diese Funktionalität
ermöglicht
der Steuerstation, Alarme und andere Meldungen aus verschiedenen
Scannern 40 direkt zu empfangen.
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Anhang
B ist eine ausführliche
Beschreibung der Steuerstation 50 von 7.
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Die
Steuerstation 50 funktioniert bevorzugt so, dass sie freie
Drahtpaare in jeder CC-Einrichtung identifiziert, belegte CC-Einrichtun gen
identifiziert und fehlerhafte Kabel und Unterbrechungen in CC-Einrichtungen
identifiziert, wie es ausführlich
in Anhang B beschrieben ist.
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Die
Steuerstation 50 erfordert wenig Wartungszeit und ist leicht
zu installieren. Nach einmaliger Installation wird Leitwegeinformation
automatisch erzeugt.
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Ein
bevorzugtes Einrichtverfahren, in dem eine Tabelle im Speicher erzeugt
wird, der physikalische Verbindungen des Scanners und tatsächliche Blockbezeichnungen
oder -zahlen verknüpft,
wird beschrieben. In Anhang C ist erkennbar, dass die Softwarekomponenten
der vorliegenden Erfindung, wenn gewünscht, in ROM (Read-Only-Memory)
implementiert sein können.
Die Softwarekomponenten können allgemein
in Hardware implementiert werden, wenn gewünscht, unter Verwendung herkömmlicher
Techniken.
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Es
ist erkennbar, dass die in den Anhängen beschriebene besondere
Ausführungsform
nur dazu vorgesehen ist, eine äußerst detaillierte
Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu geben und nicht als Einschränkung vorgesehen
ist. Es ist erkennbar, dass verschiedene Merkmale der Erfindung,
die zum Zwecke der Klarheit, im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen
beschrieben sind, auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform
vorgesehen sein können.
Umgekehrt können
verschiedene Merkmale der Erfindung, die aus Gründen der Kürze im Zusammenhang einer einzigen
Ausführungsform
beschrieben sind, auch separat oder in irgendeiner geeigneten Unterkombination
vorgesehen sein.
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Es
ist für
Fachleute erkennbar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das
beschränkt
ist, was oben speziell gezeigt und beschrieben wurde. Stattdessen
ist der Rahmen der vorliegenden Erfindung nur durch die folgenden
Ansprüche
definiert.