Baugruppenrahmen mit standardkonformer Rückwand und mindes¬ tens doppelt breiten Baugruppen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die das Einsetzen mindestens doppelt breiter Baugruppen in Baugruppenrahmen mit standardkonformer (z.B. VME, cPCI, ACTA) Rückwand ermöglicht, wobei jeweils benachbarte der mindestens doppelt breiten Bau¬ gruppen mittels vorhandener Cross-Links verbunden werden.
Moderne Telekommunikationsnetze stellen stetig wachsende An¬ forderungen an die Netzwerkinfrastruktur, die mit herkömmli¬ cher Verkabelung und bekannten konstruktiven Aufbauprinzipien zunehmend schwerer erfüllbar sind. Gefordert werden bei¬ spielsweise skalierbare Kapazitäten von bis zu 2,5 Tb/s bei Verfügbarkeiten von bis zu 99.999% und einem gleichzeitigen hohen Grad an Modularität und Konfigurierbarkeit. Die Systeme müssen in der Lage sein, große Pools Digitaler Signalprozes¬ soren, Netzwerk- und anderer Prozessoren sowie Speicher hoher Kapazität aufzunehmen und gleichzeitig geringe Aufbau- und Wartungskosten aufweisen.
Herkömmliche Konstruktionen und Architekturen haben unzurei¬ chende Redundanz-Konzepte und weisen Baugruppen auf, die für kommende Anwendungen zu klein sind. Die Verlustleistungsab- leitung herkömmlicher Architekturen ist unzureichend, und die Rückwände, die der Verbindung der leistungsfähigen Baugruppen dienen sollen, weisen eine mangelnde Kapazität auf.
Daher gibt es Bestrebungen, neue und vielseitigere konstruk- tive Lösungen vorzusehen, die den besonderen Bedürfnissen von Telekommunikationsanlagen Rechnung tragen. Diese Bestrebungen resultierten in der Schaffung von Standards wie Advanced Te¬ lecom Computing Architecture (ATCA) . Der ACTA-Standard sieht einen mechanischen Aufbau für größere, hotplug-fähige Bau- gruppen vor und unterstützt die vollständige Redundanz aller Einheiten. Dabei können pro Baugruppen-Einbauplatz Leistungen von bis zu 200 Watt abgeführt werden.
Alle Baugruppen-Einbauplätze, auch "Slots" genannt, weisen dabei eine vorgegebene, einheitliche Breite auf, damit die Bestückung eines Baugruppenrahmens mit funktional verschiede- nen Modulen bzw. Baugruppen in beliebigen Kombinationen mög¬ lich wird. Für hoch zuverlässige Plattformen, zu denen die Mehrzahl der Telekommunikationsanlagen gehören, sehen die Standards dabei Rückwände vor, die redundante (z.B. mehrfach vorhandene) Baugruppen unterstützen, indem direkte Querver- bindungen zwischen den redundanten Modulen vorgesehen sind, die als sogenannte Cross-Links (X-link) in der Verdrahtungs- Rückwand der Baugruppenrahmen realisiert wird. Der ATCA-Stan- dard beispielsweise definiert dafür den sogenannten "Update Channel", der üblicherweise benachbarte Einbauplätze verbin- det. Schematisch ist dies in Fig. 1 dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Systems 100 mit standard¬ konformer Rückwand in schematischer Darstellung. Der darge¬ stellte Ausschnitt umfaßt 6 Einbauplätze 102A-F für Baugrup- pen einfacher Bauhöhe (die Bauhöhe erstreckt sich dabei in Fig. 1 vom Baugruppenträger eingesetzter Baugruppen nach rechts), wobei jeweils benachbarte Einbauplätze paarweise durch X-Links 11OA-C der Rückwand verbunden sind. Im Detail werden ein erster Einbauplatz 102A und ein zweiter Einbau- platz 102B (beziehungsweise die in diese Einbauplätze ein¬ setzbaren Module) durch einen ersten X-Link HOA verbunden, ein dritter Einbauplatz 102C mit einem vierten Einbauplatz 102D durch einen zweiten X-Link HOB und ein fünfter Einbau¬ platz 102E mit einem sechsten Einbauplatz 102F durch einen dritten X-Link HOC.
Problematischerweise verhindert eine solche standardkonforme Rückwand jedoch den sinnvollen Einsatz redundanter Baugruppen doppelter Breite, d.h. Baugruppen, die zwei Einbauplätze be- nötigen, weil höhere Bauteile, z.B. Kühlkörper, dies erfor¬ dern oder weil die Verlustleistung die pro einfachem Einbau¬ platz maximal abführbare Verlustleistung übersteigt. Werden
solche Baugruppen in einen standardkonformen Rahmen nach Fig. 1 eingesetzt, können die X-Links 11OA-C nicht mehr ge¬ nutzt werden, und die direkte Kommunikation zwischen den re¬ dundanten Baugruppen kann nicht erfolgen. Damit ist die Sys- tem-Redundanz unmöglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor¬ richtung anzugeben, die das Einsetzen mindestens doppelt breiter Baugruppen in Baugruppenrahmen mit standardkonformer Rückwand ermöglicht, wobei jeweils benachbarte der mindestens doppelt breiten Baugruppen mittels Cross-Link verbunden wer¬ den sollen und wobei die standardkonforme Rückwand lediglich Cross-Links aufweist, die unmittelbar benachbarte Einbauplät¬ ze verbinden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Einsatz in Baugruppenrahmen mit standardkonformer Rückwand, wobei die standardkonforme Rückwand Cross-Links aufweist, die unmittel¬ bar benachbarte Einbauplätze des Baugruppenrahmens paarweise verbinden. Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch:
- erste Kontaktierungsmittel, die zumindest mit den Cross- Link-Kontakten eines ersten Einbauplatzpaares verbindbar sind;
- zweite Kontaktierungsmittel, die zumindest mit den Cross- Link-Kontakten eines zweiten Einbauplatzpaares verbindbar sind; sowie
- Verbindungsmittel, die mit den ersten und zweiten Kontak- tierungsmitteln verbunden werden, um einen Cross-Link zwischen einem ersten Einbauplatz des ersten Einbauplatz- paares und einem ersten Einbauplatz des zweiten Einbau¬ platzpaares zu schaffen;
- wobei die ersten und zweiten Kontaktierungsmittel und die Verbindungsmittel so beschaffen sind, daß sie die Bestü¬ ckung der jeweils zweiten Einbauplätze der Einbauplatz- paare mit mindestens doppelt breiten Baugruppen ermögli¬ chen.
Die Vorrichtung verbindet vorteilhaft die vorhandenen Cross- Links so, daß dieser Kommunikationsweg auch für Baugruppen zur Verfügung steht, die mehr als einen Einbauplatz breit sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß es möglich ist, standardkonforme Rückwände auch für breitere redundante Einbauplätze einzusetzen. Die kostenintensive pro¬ jektspezifische Rückwand-Entwicklung kann somit für diese An¬ wendungsfälle entfallen. Einmal geschaffene Kontaktierungs¬ und Verbindungsmittel, beispielsweise Kabelverbindungen, sind universell einsetzbar. Jeder Baugruppen-Einbauplatz kann zu einem beliebig breiten Einbauplatz umgebaut werden. Dabei können auch bereits installierte Systeme einfach und ohne Be¬ triebsunterbrechung mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen nachgerüstet werden, um mittels Cross-Link zu verbindende Baugruppen höherer Breite zu unterstützen.
Im folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen an¬ hand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei werden zunächst bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen doppelt breite Baugruppen in eine standardkonforme Rückwand einge¬ setzt werden. Ausführungsbeispiele mit mehr als doppelt brei¬ ten Baugruppen werden im Anschluß beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Systems mit standardkon- former Rückwand in schematischer Darstellung, vorbereitet für den Einsatz von Baugruppen einfacher Breite.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Systems mit standardkon¬ former Rückwand in schematischer Darstellung, vorbereitet für den Einsatz von Baugruppen doppelter Breite. Fig. 3A-B zeigen in schematischer Darstellung zwei Ausgestal¬ tungen der Kontaktierungsmittel der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung ein Flachbandkabel als Verbindungsmittel zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt, wie bereits erläutert, einen Ausschnitt eines Systems 100 mit standardkonformer Rückwand in schematischer Darstellung. Der dargestellte Ausschnitt umfaßt 6 Einbauplät¬ ze 102A-F für Baugruppen einfacher Bauhöhe (die Bauhöhe er¬ streckt sich dabei in Fig. 1 vom Baugruppenträger eingesetz- ter Baugruppen nach rechts), wobei jeweils benachbarte Ein¬ bauplätze paarweise durch X-Links 11OA-C der Rückwand verbun¬ den sind.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Systems 200, das eben- falls die standardkonforme Rückwand aus Fig. 1 aufweist. Da¬ bei sind doppelt breite Einbauplätze 202A und 202B geschaffen worden, wobei Einbauplatz 202A einer Zusammenfassung der Ein¬ bauplätze 102A und 102B und Einbauplatz 202B einer Zusammen¬ fassung der Einbauplätze 102C und 102D entspricht. In diese doppelt breiten Einbauplätze können beispielsweise redundante Baugruppen doppelter Breite, z.B. Baugruppen mit höheren Bau¬ teile oder mit einer Verlustleistung, welche die pro einfa¬ chem Einbauplatz maximal abführbare Verlustleistung über¬ steigt eingesetzt werden.
Dabei ermöglicht eine durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geschaffene Verbindung 210, welche die Cross-Link Rückwand- Steckverbinder (nicht dargestellt) der Steckplätze 102B und 102D verbindet, daß die vorhandenen Cross-Links 11OA-B der standardkonformen Rückwand genutzt werden können, um einen Cross-Link zwischen den doppelt breiten Einbauplätzen 202A und 202B zu schaffen. Dieser Cross-Link wird realisiert mit¬ tels des vorhandenen Cross-Link HOA, der erfindungsgemäßen Verbindung 210 zwischen den ursprünglichen Steckplätzen 102B und 102D aus Fig.l und des vorhandenen Cross-Link HOB.
Fig. 3 und 4 zeigen einzelne Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung.
Als Kontaktierungsmittel können unbestückte Baugruppenträger vorgesehen werden, die so beschaffen sind, daß sie das Ein¬ setzen von Baugruppen doppelter Breite zulassen und die je¬ weils in die von den Baugruppen doppelter Breite überdeckten Slots (102B, 102D aus Fig. 1) eingesetzt werden.
Ein erstes Beispiel eines solchen unbestückten Baugruppenträ¬ gers 302A zeigt Fig. 3A. Der Baugruppenträger 302A weist ei¬ nen Stecker 304 zur Verbindung mit dem Rückwand-Steckkontakt auf, der die Leitungen des Cross-Links trägt. Optional können weitere Stecker des Baugruppenträgers 302A mit weiteren Rück- wand-Steckkontakten verbunden werden. Die Lage der Rückwand ist durch eine Linie 306 angedeutet. Der Baugruppenträger 302A ist im wesentlichen U-förmig, wobei die Aussparung dem Bereich entspricht, in dem spezifikationsgemäß höhere Bautei¬ le angeordnet werden dürfen. Die verbleibenden oberen und un- teren Schenkel dienen der Führung des unbestückten Baugrup¬ penträgers 302A im Slot. Ferner weist der Baugruppenträger Mittel zum Anschluß der Verbindungsmittel auf, beispielsweise Lötpunkte oder Steckverbindermittel oder Sendeempfänger für drahtlose Verbindungen, oder ist mit den Verbindungsmitteln fest verbunden.
Ein zweites Beispiel eines unbestückten Baugruppenträgers 302B zeigt Fig. 3B. Der Baugruppenträger 302B weist einen Stecker 304 zur Verbindung mit dem Rückwand-Steckkontakt auf, der die Leitungen des Cross-Links trägt. Optional können wei¬ tere Stecker des Baugruppenträgers 302B mit weiteren Rück¬ wand-Steckkontakten verbunden werden. Die Lage der Rückwand ist wiederum durch Linie 306 angedeutet. Der Baugruppenträger 302B ist im wesentlichen rechteckig und überdeckt im Wesent- liehen nur den Steckerbereich eines standardkonformen Bau¬ gruppenträgers. Die Dimensionen eines standardkonformen Bau¬ gruppenträgers sind zum Vergleich mit gestrichelter Linie an-
gedeutet. So wird gewährleistet, jener Bereich nicht über¬ deckt wird, in dem spezifikationsgemäß Bauteile angeordnet werden dürfen. Auch Baugruppenträger 302B kann hinsichtlich seiner Höhe so bemessen werden, daß ein Einsetzen in die Füh- rungsschienen eines Baugruppenträgers möglich ist. Der Bau¬ gruppenträger 302B weist ebenfalls Mittel zum Anschluß der Verbindungsmittel auf, beispielsweise Lötpunkte oder Steck¬ verbindermittel oder Sendeempfänger für drahtlose Verbindun¬ gen, oder ist mit den Verbindungsmitteln fest verbunden. Bau- gruppenträger gemäß Fig. 3B können zusätzlich durch Schrauben oder Rastvorrichtungen gesichert werden.
Ferner können einfache Stecker zum unmittelbaren Einstecken in die Rückwandsteckverbinder als Kontaktierungsmittel vorge- sehen werden, wenn die Steckkräfte allein eine im Sinne der entsprechenden konstruktiven Standards zuverlässige und dau¬ erhafte Verbindung gewährleisten - nicht dargestellt. Solche Stecker können zusätzlich durch Schrauben oder Rastvorrich¬ tungen gesichert werden.
Die Verbindungsmittel können als Kabelverbindung ausgestaltet sein und verbinden mittels der Kontaktierungsmittel zumindest die Cross-Link Rückwandsteckverbinder der überdeckten Einbau¬ plätze 102B und 102D.
Im ATCA-Standard ist eine sogenannte Zone 3 vorgesehen, die für applikationsspezifische Erweiterungen reserviert ist und die der Kabelführung dienen kann. Dabei kann eine applikati¬ onsspezifische Rückwand nur für Zone 3 vorgesehen werden. Es ist ferner möglich, Rear Transitioning Modules (RTM) einzu¬ setzen, die über Kabel verbunden werden, oder eine direkte Kabelverbindung kann durch Zone 3 geführt werden.
Ferner kann die Kabelverbindung über Frontblende geführt wer- den. Insbesondere mit einem u-förmigen unbestückten Baugrup¬ penträgers 302A können an der Frontblende Stecker montiert
werden, in die die Kabelverbindung dann eingesteckt wird, um die benachbarten, doppelt breiten Steckplätze zu verbinden.
Fig. 4 zeigt die Verwendung eines Flachbandkabels 410 zur Verbindung der Cross-Link Rückwandsteckkontakte 402B und
402D. Genauer gesagt zeigt Fig. 4 die ersten 4 Einbauplätze 102A-D aus Fig.l. Jeder dieser Einbauplätze weist beispiel¬ haft zwei Rückwandsteckkontakte 402A-D und 404A-D auf. Dabei sei angenommen, daß die Steckkontakte 402 die Cross-Link Lei- tungen umfassen. Die Steckkontakte 404 hingegen tragen keine mit den Cross-Links assoziierten Leitungen. Das Flachbandka¬ bel 410 kann durch eine Lücke zwischen den einzelnen Steck¬ verbindern 402, 404 hindurch verlegt werden, denn Flachband¬ kabel können heute in Schichten aus flexiblem Trägermaterial aufgebaut werden. Sie erfüllen damit alle Anforderungen an konstanten Wellenwiderstand und durch vollständige Abschir¬ mung auch an die elektromagnetische Verträglichkeit (Ein¬ strahlung, Abstrahlung) . Der ATCA-Standard beispielsweise fordert einen Abstand zwischen Baugruppenträger und Rückwand, durch den ein solches Flachbandkabel geführt werden kann. Notwendig sind lediglich Lücken in der Rückwand- Steckerleiste, wie sie bei der sogenannten Stern-Verkabelung außer am Hub-Steckplatz immer gegeben sind. Das Flachbandka¬ bel kann gefaltet werden; zur Erhöhung der mechanischen Sta- bilität sind ggf. zusätzliche versteifende Materialien not¬ wendig.
Können keine Flachbandkabel eingesetzt werden oder ist der Abstand zwischen Baugruppenträger und Rückwand zu gering oder nicht vorhanden, können entsprechende Aussparung im Baugrup¬ penträger vorgesehen werden, die dann der Kabeldurchführung dienen - nicht dargestellt. Es können dann auch dickere Kabel zwischen Rückwand und Baugruppenträger geführt werden. Da¬ durch wird die Standard-konforme Anwendung einer solchen Bau- gruppe in keiner Weise eingeschränkt.
Schließlich ist es möglich, Kabelverbindungen um die oberhalb oder unterhalb der einzusetzenden Baugruppenträger vorzuse¬ hen, oder auf die Rückwandsteckkontakte auf der den Baugrup¬ pen abgewandten Seite ("Lötseite") der Rückwand zuzugreifen.
Natürlich ist es möglich, die im Zusammenhang mit doppelt breiten Baugruppen erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung auch im Zusammenhang mit Baugruppen größerer Breite anzuwen¬ den - nicht dargestellt. Bei Baugruppen dreifacher Breite würde beispielsweise die erste Baugruppe dreifacher Breite in den Slot 102A der Fig. 1 eingesetzt die Slots 102A-C überde¬ cken, und die zweite Baugruppe dreifacher Breite in den Slot 102D eingesetzt würde die Slots 102D-F überdecken. Zum Schaf¬ fen durchgehender Cross-Links sind dann die Cross-Link Rück- wandsteckverbinder der Slots 102B und 102C mittels einer er¬ findungsgemäßen Vorrichtung zu verbinden. Diese kann in die¬ sem Fall aus einer einfachen Kabelverbindung mit geeigneten Steckern bestehen; eine Durchführung durch Baugruppenträger ist nicht notwendig, da sich die Slots 102B und 102C im Über- deckungsgebiet der in Slot 102A eingesetzten Baugruppe befin¬ den.
Folglich ist die Verbindung der Cross-Links für Baugruppen mit dreifacher Breite besonders einfach. Deshalb kann es vor- teilhaft sein, Baugruppen mit dreifacher Breite anstelle von Baugruppen zweifacher Breite vorzusehen, weil die Verbindung 210 dadurch besonders einfach und preiswert realisierbar wird.
Das Prinzip läßt sich auch auf noch breitere Baugruppen an¬ wenden, wobei bei allen geradzahligen Breitenfaktoren die Durchführung über den Baugruppen-Einbauplatz erforderlich wird, bei allen ungeradzahligen nicht.