JP2023535400A - 可撓性ワイヤレス相互接続及びボード多様性 - Google Patents

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Abstract

本開示は、ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステム及び方法を含み、中でも固有の製造及び構成技術を教示する。実施形態は、電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを含む。一実施形態において、複数の統合アクセスポイントの各々は、無線機と電源と制御器とネットワーク送受信器とアンテナのようなコンポーネントを具備する。各統合アクセスポイントのコンポーネントは、一以上の硬質又は可撓性カードに組み付けられていてもい無くても、可撓性ストリップのような面材料に組み込まれ、その上に各コンポーネント集合が近接して統合され得る。一実施形態では、ヘッドエンドに結合された一体型バックプレーン相互接続子をシステムが含み、一体型バックプレーン相互接続子は複数の相互接続子を包含する。各統合アクセスポイントは単一の無線機又は一より多い無線機を具備し得る。上記は非限定的な例である。【選択図】 図2

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2020年7月21日に出願された米国仮出願第63/054,332号について米国特許法第119条に基づく利益を主張し、参照により同出願の内容全体が充分に提示されたかのように本明細書に援用される。
(著作権表示)
本特許書類の開示の一部分は、著作権保護を受ける著作物を含む。特許包袋又は記録に記されているので、著作権者は、特許書類又は特許開示を誰かがファクシミリ複製することに何の異論もないが、それ以外は何であれ全ての著作権又は権利を保有する。(著作権)2020~2021年 プルメリアネットワーク株式会社(Plumeria Networks Inc.)
本開示の一つの技術分野は、ワイヤレスローカルエリアネットワーク形成(WLAN)、特にアクセスポイントの構造である。別の技術分野は遠距離通信である。別の技術分野は電子装置の製造及び構成である。別の技術分野は回路基板アセンブリである。
本節で記載されるアプローチは、追求され得るアプローチであって、必ずしも既に着想又は追求されたアプローチではない。それ故、他に指摘が無い限り、本節で記載されるアプローチのいずれも本節に含まれることによってのみ先行技術に値するものと想定されるべきではない。
従来のワイヤレスネットワーク形成設備に関わる主な問題の一つは、時にアクセスポイントと呼ばれる高額の内蔵型個別装置に無線機が設けられることである。これにより適切なサービスに充分な配置と過度な購入との間には必然的に緊張関係が生じる。また、各個別ボックスと遠隔であり得るその通信先の装置との間にいかなる障害が存在しようとも充分に適切な伝送パターンを有するその小型筐体内のアンテナへの依存に期待しなければならないとすると、各個別ボックスは極めて不完全なワイヤレス装置である。それ故、これらのワイヤレス装置は、重要なあらゆる方向での充分に明瞭な視界を保証するように設置時に入念なプランニングを必要とし得る。又、従来、各無線機が組み込まれた各アクセスポイントは、2個以上のアクセスポイントが互いに比較的近い時でも遠くのスイッチにケーブル接続される必要がある。従来の設定では、ケーブル接続、設置、そしてスイッチ自体に多大な費用を必要とし得る。前記の非効率性及び課題が克服された場合には、その結果得られる解決策は当該技術の明確な進歩となるだろう。
本発明は、上記従来の技術における課題を解決するためになされたものである。
添付の請求項が発明の概要として機能し得る。
[ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステムは、無線機と制御器と可撓性PCBプリントアンテナとを少なくとも含むコンポーネントを各々が具備する複数の統合アクセスポイントを具備して、当該の各統合アクセスポイントの少なくとも無線機と制御器とが対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ、又、各硬質アセンブリボードから当該の可撓性PCBプリントアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成されている無線周波数信号送信手段を具備して、各統合アクセスポイントが統合アクセスポイントのコンポーネントを統合する面材料に組み込まれ、又、直列に通信結合されて隣接の統合アクセスポイントを各々が相互接続する複数の相互接続子を具備する一体型バックプレーン相互接続子を具備する。]
ワイヤレス配備に使用される従来の相互接続を図示している。 本発明による技術の一実施形態が実装され得る為の使用状況と主な機能要素とを図示している。 一実施形態によるWi-Fi送受信器を備える多数のCPUの相互接続を図示している。 開示技術の実施形態で使用する為にストリップコンポーネントを組み立てるプロセスを図示している。 一実施形態によるアセンブリボードを一緒に接続してストリップにする方法を図示している。 一実施形態による組立ストリップ筐体にアセンブリボードを組み込む方法を図示している。 一実施形態によるアンテナが存在するストリップの一部を図示している。 一実施形態によるストリップの断面図を図示している。 一実施形態によるアセンブリボードを構成するサブアセンブリボードのブロック図である。 図9A乃至図9Bには硬質カードをサブアセンブリボードに組み込む本発明による技術の実施形態が描かれている。 一実施形態によるストリップに組み込まれた統合アクセスポイントを接続する為のポイント間ネットワーク形成の適用を図示している。 一実施形態による図10に使用されるアセンブリボードのアーキテクチャがより詳しく描かれている。 USBハブを使用する統合アクセスポイントの一実施形態を図示している。 一実施形態のUSB規格に基づく最大のUSB奥行を図示している。 ミッドスパンカードを使用するUSBを使用するストリップ実施形態を図示している。 多数のUSB回線を使用するストリップ実施形態を図示している。 一実施形態による左右のUSB相互接続回線へ挿入されたUSB信号調整器を図示している。 USB信号調整器を使用するストリップの一実施形態を図示している。 アセンブリボードがカード自体にUSB信号調整器を具備するストリップの一実施形態を図示している。 独立した信号調整器カードにアセンブリボードが結合される一実施形態を図示している。 乃至 各々が統合アクセスポイントとその状況との一実施形態のブロック図である。 一実施形態によるXFI/USXGMII 1レーン直列接続を介して相互接続された2個の統合アクセスポイントとその状況とを示すブロック図である。 一実施形態によるUSXGMII/XFI信号を伝えるUSB3.2バルクケーブルを使用して相互接続された2個の統合アクセスポイントとその状況とを示すブロック図である。 一実施形態による統合アクセスポイントとその状況とのブロック図である。 一実施形態による同軸ケーブルを使用して相互接続された2個の統合アクセスポイントとその状況とを示すブロック図である。 乃至 各々が統合アクセスポイントとその状況との一実施形態のブロック図である。 一実施形態による相互接続された3個の統合アクセスポイントとその状況とを示すブロック図である。
以下の記載では、説明を目的として、本発明の完全な理解を与える為に多数の具体的な詳細が提示される。しかしながら、これらの具体的な詳細を伴わずに本発明が実践され得ることは明白であろう。他の事例では、本発明を不必要に曖昧にすることを回避する為に、周知の構造及び装置がブロック図の形で示される。
PCT公報である国際公開第1120185953号は、取り分け、ワイヤレスインターネットアクセスを提供する為の方法を示しており、幾つかの実施形態は、ストリップ上の多数の無線機に接続されてバックプレーンにより接続された多数の切り替え式アンテナが全体に配置され得るストリップ(或いはワイヤ、シート、他の距離又は領域充填材料つまり「面材料」)を使用する。幾つかの実施形態では、様々なアンテナがストリップ上の多数の距離において多様なパターン及び位置を有し、故に、開示されるシステムでは、ストリップ上の多様な位置に在るこれらの多様なパターンの一以上のアンテナを選択し、切り替え決定に基づいて、潜在的にほぼ任意の形状の全体パターンを組み立てることができる。本開示は、取り分け、ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為の固有の製造及び構成技術を教示している。本開示は多様な新規のイノベーションを対象としているが、PCT公報である国際公開第1120185953号は、取り分け、可撓性PCBプリントアンテナセットがどのように実装され得るかと、ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為に選択可能及び移動可能である一以上のアンテナを実装する一手法とを説明している。
本発明による技術は、ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステム及び方法を含む。この技術によるシステムの一実施形態は、電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを具備する。ヘッドエンドは、統合アクセスポイントからのトラフィックをアップリンクポートに集約し得る。ヘッドエンドは、バックプレーンコンバータへの外部ネットワークを具備し得る。ストリップは、カスタムネットワーク形成技術を包含し得る独自の内部ネットワーク―バックプレーン―を有する。例えば、通常のイーサネットネットワークにトラフィックを伝達するのにイーサネットを採用する実施形態において、ヘッドエンドは、イーサネットネットワークとカスタムバックプレーンネットワークとの間でトラフィックをブリッジ接続し得る(或いは他のネットワーク間接続を行い得る)。
一実施形態において、複数の統合アクセスポイントの各々は、無線機、電源、制御器、ネットワーク送受信器、及びアンテナのようなコンポーネントを具備する。制御器はCPU、SoC、又は別のタイプの制御器であり得る。アンテナは可撓性PCBプリントであり得る。各統合アクセスポイントの幾つかのコンポーネントは、アセンブリボードと呼ばれ得る当該の硬質カードに組み付けられ得る。各統合アクセスポイントのコンポーネントは、一以上の硬質又は可撓性カードに組み付けられていてもいなくても、各コンポーネントセットが近接して統合され得る可撓性ストリップのような面材料に組み込まれ得る。各統合アクセスポイントの幾つかのコンポーネントは、ポッティングを具備する組立ストリップ筐体に組み付けられ得る。実施形態では、ストリップの大部分がポッティングされ得るが、他の実施形態では、ストリップの殆どが中空導管を具備する。一実施形態において、システムは、ヘッドエンドに結合される一体型バックプレーン相互接続子を含み、一体型バックプレーン相互接続子は複数の相互接続子を包含する。一実施形態において、相互接続子は直列に通信結合され、第1相互接続子はヘッドエンドを第1統合アクセスポイントに接続し、これに続く各相互接続子は隣接の統合アクセスポイントを接続する。他の実施形態で、相互接続子は面材料又はストリップに交互配置されているので、隣接の統合アクセスポイントは互いに直接的に接続されない。相互接続子は、USB、イーサネット、又は別のタイプの相互接続子であり得る。各統合アクセスポイントは単一の無線機又は1台より多い無線機を具備し得る。特定の無線機はWi-Fi、或いはブルートゥース(登録商標)、ジグビー、Zウェーブ、スレッド、又はベクトルベースバンド若しくはデジタルベースバンドのような別のタイプの無線機であり、2.4GHz、3.5GHz、5GHz、6GHz、60GHz、又は別の周波数を含む様々な周波数で送信を行い得る。上記の実施形態は例に過ぎず、本発明による技術は、本開示を通してより詳しく説明される他のシステム及び方法を含み得る。
以下の概要に従って実施形態が以下の節で記載される。
1. 動機
1.1 ワイヤレス配備の為の従来の相互接続子の欠点
1.2 例示的な実施形態の利点
2. 全体的概略
3. 構造的及び機能的概略
3.1 統合アクセスポイントアセンブリ
3.2 相互接続子
3.3 無線機
1. 動機
1.1 ワイヤレス配備の為の従来の相互接続子の欠点
本開示の一つの動機は、設置の複雑性と不必要な資源利用とを排除することである。図1Aは、ワイヤレス配備に使用される従来の相互接続を示す。各アクセスポイント102(「AP」と表記)は個々の個別装置であり、少なくとも一つの無線機とCPUとネットワーク接続とを備える、別々に封入された機器である。通常は、アクセスポイント製造者により提供された正しい実装ブラケットを見つけることにより、設置者は壁又は天井にアクセスポイント102を実装する。一部の実装ブラケットは吊り天井のTレールにクリップ式に留められる。一部は表面にねじ止めされる必要がある。一部のアクセスポイント102は、ブラケット無しで使用されるねじ止め設置方法を可能にする統合実装オプション、通常はねじハンガー穴を有する。
各アクセスポイント102は、個別ケーブル103―通常はイーサネットケーブル接続―を手で敷くことにより、軌道、天井タイルの上、又はケーブルハンガのケーブルトレイを通って、若しくはこれから外れて、複数のポート104を具備するマルチポートスイッチ110に接続されている。ケーブル103は、必要なデータスループットを提供し、大抵はパワーオーバーイーサネット技術を使用して電力供給する。マルチポートスイッチ110は、大抵の場合に有線とワイヤレスの両方の配備を扱うように設計された高額の物品であり、その為、あらゆるアクセスポイント102が必要とする手法であらゆるポート104に電力供給するのに充分な電力バジェットを大抵は有していない―そして更にワイヤレスネットワークには必要では無いであろう高度な有線ネットワークに有益な特徴を大抵は具備している。その為、顧客は、充分な電力バジェットを確保する為だけに、半分は不要となることが分かった上で、必要より多くの―時には2倍もの―ポートを購入することにより大抵は過度の支払いを行わなければならない。この理由から、使用ポートが30個未満である48ポートスイッチを見かけることは珍しく無い。そして、ワイヤレス技術が世代毎に向上するにつれて、電力需要は、技術の第1波が現れると大抵は著しく増大し、所与の世代の第2波が現れて集積回路の設計者が電力ドローを最適化すると、減少してきたことに注目することは重要である。言うまでも無く、このような縮小は、既にスイッチ110を購入した顧客にとっては有益でない。
スイッチ110自体は、アクセスポイント102からのトラフィックをアップリンクポート120に―通常はイーサネットにも―集約して、大型のスイッチ又はルータへ向ける。ワイヤレスの目的は、トラフィックがどのように動いても平方フィート当たりのカバレッジをユビキタスにすることであるので、大抵はワイヤレス能力への過剰投資が大きくなる。スイッチ110では一般的に、過剰投資が再現されない。非常によく見られるのだが、企業がサービスプロバイダから毎秒1ギガバイトの着信イーサネットポートを入手し、こうして、例えば、24個の1ギガビットアクセスポイント102へ向けられる24個の下流の1ギガビットポート104をスイッチ110に設けることがある。こうして24:1の過剰投資がワイヤレスに行われる。言うまでも無いが、現在ではほぼ全てのサービスがクラウドにあって構造物内には無く、ほぼ全てのトラフィックがインターネットへ向けられ、システム全体が伝え得る最大値は毎秒1ギガビットであり、これは、各アクセスポイント102がそのピークの毎秒1ギガビットを達成できるのは全ての人が一斉に使用している場合のみであり、左右のトラフィックについて可能であった残りの毎秒23ギガビットは利用されていないものとして無視されるというのが主な要件であることを意味する。ここ数年にわたって、アクセスポイント及びスイッチの供給業者が協力して、スイッチ供給業者は所与のアクセスポイントモデル用のポートの数に電力バジェットを適合させることができる。しかしながら、これが顧客の資金又は資源を節約することは稀であった。それでも以前から採用している顧客は高出力の装置を購入しなければならず、設備はワイヤレスになると予想されるので、未使用のポートを回避しながらハイエンドのベースモデルの料金支払いにより、電力バジェットの増加は現実にはポート毎の切り替えコストの急上昇に転換される。24個のPoEポートを備える48ポートスイッチは24ポートスイッチよりはるかに高額であるが、24個のPoEポートを備える24ポートスイッチより―たとえそうであったとしても―それほど高額ではない。
数ダース又は数百の独立したホームランアクセスポイント、故にスイッチポートにおける予測不能なワイヤレスネットワークの負荷の分割に対するこの過剰依存は、スループットの向上及び規格化のペースについての現実的な産業問題を招く。イーサネットの世界では、高スループットのインタフェースがデータセンター環境で最初に定義される―そしてデータセンターの顧客の為に適合製品が最初に構築され、故にデータセンターが提供する細かいが重要な需要に見合った極めて高い価格で販売される。(データセンターは周知のプレミアム市場である。)しかしながら、ワイヤレスは予測不能な現実世界のピーク需要スループット要件を有するので、スイッチポート及びアクセスポイントピアリングポートは高スループットのサポートが可能でなければならない。大企業は数万から数十万のアクセスポイント102を有する。そのスイッチ110及びアクセスポイント102がデータセンターコンポーネントを有することは不可能であり―コストが耐え難いものであり―、供給が充分であることと、強制的空冷データセンターではなく低い熱及び電力ドローという組み込みシステムの要件でコンポーネントが作動できることとの両方が想定される。1000BASE‐Tが定義された時に、データセンターの次のステップは、最初は光学的、次は短いツイナックス、最後にツイストペアでの10GBASEであった。しかしながら、アクセスポイントはギガビットを超えるスループットで作動し得るだろう。今日でも、10GBASE‐Tはあまりに高額であって、殆どのアクセスポイント102で電力を大量消費する。その為、この規格は持続不可能であり、独自開発のストップギャップ2.5及び5GBASE‐T「規格」を取り上げる業界最大手はわずかであり、この規格は或る程度は問題を解決したが、それを行なう際に顧客は、その1000BASE‐Tを、直ぐに廃れるであろう暫定的な最終規格と置き換える必要があった。今日では、NGBASE‐Tスイッチを所有する顧客は、Wi-Fi6及び802.11axではこれらのまだ新しいスイッチをまた再び交換する必要があることに気付いている。このサイクル全体は、ハブアンドスポークモデルでワイヤレススループットを集約する必要があることにより生じ、そして破綻する。類例を挙げると、サウスウェスト航空が、ハブを回避することに因って、より予測可能かつ効率的に―そして誰にとってもはるかに低コストで―負荷を分配できることをどのように実証できたかに注目していただきたい。シカゴが雪に閉ざされている時には、多くの米国フライトが影響を受ける。サウスウェストの乗客が実際に最終目的地としてシカゴに向かう人は少ないことに外部から気付くのは稀である。
切り替えの浪費を上回るのはケーブル接続費用であり、それ自体は基本のアクセスポイントのコストに匹敵し得る。ケーブル接続は上述のように手作業によるものであり、―大抵は労働組合に加入している―有資格の電気技師又はデータケーブル業者による設置を伴う。そしてケーブル103は見た目が悪い―大抵は一般の構造的需要に合わせると青色で確かに美的ではなく―故に隠すか目立た無くするのに多くの労力を必要とし得る。どのカテゴリ(カテゴリ5、カテゴリ6A、...等)、火災等級及びUL等級、そしてケーブルの製造者を特定するケーブルのマーキングを目立た無くしてしまうので、ケーブル103が塗装されることは稀であるか塗装されるべきではない。その上、ケーブルは大抵ばらばらではなく束状であるので、束状であると塗料が表面の大部分に当たるのを妨げるが、ばらばらであると、ケーブルが時間と共にわずかにずれて、―誰かがケーブル接続を追加又は変更するか或いは問題を見つけなければならない時には―正に束状であることにより塞がれた未塗装の表面を露出させてしまう。束状のケーブルは、束状体の過熱を防止する独自の防火ルールを有している。又、露出したケーブル103は傷付けられるか引っ張られるリスクを抱えている。
故に各ケーブル103の設置は大抵、一般には手が届かず、特に一般の視界から外れるのに充分な高さ―通常は天井―にケーブル103を設けるのに梯子を必要とする。米国電気工事規定と地方の防火及び電気工事規定を理解している者が、高電力の電気ケーブルを含む低電力のデータケーブルの敷設を防止すること、或いは火災等級の為に束があまりに太くなるのを防止すること、或いは壁の間の穴に束を適切に通すことが必要である。一部の管轄区域では、ケーブル接続は一部又は全体が導管を通され、故に費用の追加が大きい。
イーサネット速度の上昇の問題と最新のスイッチ110を必要とする電力要件とを追求するには、ケーブル103も交換されなければならない。高速イーサネットは通常、広いMHz帯域幅に合わせた定格のものである上位カテゴリのケーブルを必要とする。これらのケーブルは大抵太く、大きい曲げ半径要件を有する。更に、ケーブルにおける電力ドローの増加により、ケーブル束の最大数が、電気工事及び防火規定とは異なって変化する。それ故、束が分割される必要がある場合には、太いケーブル又は多数の異なるトレイ及び新たな穴にフィットするように新たなケーブルトレイ又は再穿設による穴(多くの場合、コンクリート製の壁を通る)が、ケーブルのアップグレードに必要である。
究極的な課題は、1,000個のアクセスポイント102の設置は、―各々が手で引っ張られる―1,000本のケーブル103と、1,000個の管理されたPoE電力スイッチポートとを必要とし、スイッチまでのホームランケーブルを備えるハブアンドスポークパターンでは大きな束又は多数のケーブル経路がカバレッジから外れることである。
ケーブル103の数を減少させるのに行われ得るあらゆることは、望ましいものである。一部の最近の従来アクセスポイントでは、各アクセスポイントで、パススルーPoEが設けられた第2イーサネットポートが利用可能である。理想は、ケーブルのホームランの数を半分にして、第2アクセスポイントを第1アクセスポイントに配線することである。言うまでも無いが、ケーブルの数ではなく経路のみが縮小される。更に、各スイッチポートのPoEバジェットが2倍になり―故に1対1のAPによる適切な負荷を受けるスイッチが、APの倍増により2倍の過電力バジェットとなる。電力バジェットは大抵コストの決定要素であるので、切り替えバジェットが著しく減少することは無い。更に、着信PoEを終了して次のAPに充分な電力を送ると共にイーサネットPHYの数を倍増するのに、大きな出費を伴ってアクセスポイントに追加の回路構成を設けなければならない。イーサネットPHY―特に広帯域幅のものは―高額である。そして電力回路構成自体は取るに足りないほど低額ではない。それ故、アクセスポイントの倍増で、各アクセスポイントの価格に数百ドルの追加が生じるが、一方で、労働力の額は大抵、ケーブルの数と個別ルートの長さによるので、ケーブル接続コストの減少はわずかに過ぎず―大部分は労働力ではなくケーブル原材料の節約であり、それは倍増システムや完全なホームランシステムと同一である。
いずれにしても、倍増はケーブル接続コストの線形要因のみを変化させ得る。ケーブル接続と切り替えとはアクセスポイントの数については線形のままであり、違いはわずかである。
本開示の主な動機の一つは、これらの重複を大きく削減することにより、一定に近いかほぼ一定、或いは線形ではなくほぼ線形にするように設置コストの曲線を変えることである。
1.2 例示的実施形態の利点
図1Bは、本発明による技術の一実施形態が実行され得る使用状況と主な機能要素とを図示している。図1Bは、過剰なケーブル接続及び切り替えと関連する問題を軽減し得るネットワークの一実施形態を示す。各統合アクセスポイント112はデイジーチェーン接続され、これはケーブル接続量の劇的な削減を生じ得る―潜在的にはケーブル接続は10分の1よりも減少する。スイッチ自体が不要となり、統合アクセスポイント112への電力供給を担当する2ポートヘッドエンド130のユニットに置き換えられ得る。ヘッドエンドは統合アクセスポイント112からのトラフィックを、イーサネットポートのようなアップリンクポート220に統合し得る。
大まかには図1Bに図示されているように実行される本発明による技術の実施形態では、スイッチが必要とするプロビジョニングを過度に浪費すること無く、必要量までのケーブル接続の減少ばかりでなく電力及びネットワーク帯域幅の縮小による利益が得られ得る。例えば、スイッチ110(図1A)は、適切なサービスを提供するのに充分であるようにあらゆるアクセスポイント102に電力供給しなければならない。アクセスポイント102は、夜間に送信を停止するモードのように多様な電力モードを有し得るが、従来モデルではスイッチからアクセスポイント102までの抵抗で電力の多くが失われる。図1Bに示されているケーブル接続の大幅な削減は、抵抗損失の劇的な減少を生じ得る。又、従来のパワーオーバーイーサネット(PoE)構成から外れている実施形態では、ヘッドエンド及び/又は近傍の統合アクセスポイント112がそれ自体の電力ドローを管理することができる。
更に、図1Bの接続形態では、ノード間ネットワーク形成の帯域幅は、アップリンクポート220からの帯域幅より大きくする必要はない。アップリンクが1Gbpsである場合には、統合アクセスポイント112の間の帯域幅も1Gbpsまで減少させるのにこの情報が使用され得る。こうして、1Gbpsより多くの処理が可能であるスイッチを設ける必要性が無くなる―そして本質的に全ての現在のマルチポートスイッチはポートの数の数倍の帯域幅を処理するように設計されている。48ポートのギガビットスイッチの容量が少ない場合でも、通常それは、非ブロッキングスループットの50%である24Gbpsのようにポートの百分率で表されるだろう。その場合に、1Gbpsアップリンクは、既に50%減少したスイッチについて23Gbpsを浪費する。
図1Bに図示されているようなチェーン構成の別の利点は、多様なアップリンクポート速度について多様なモデルが作成され得ることである。40Gbpsが必要とされる場合には、―潜在的には、従来のアクセスポイントを備える40Gbpsの非ブロッキングマルチポートスイッチよりも著しく低いコストで―40Gpsチェーンが作成され得る。それ故、開示されている接続形態では、全体的な設置及び材料コストが大きく削減され得る。
注目すべきことに、デイジーチェーン接続の従来技術は、法外に高額であり得るか機能構成に全く結び付かない。APが倍増すると、各コンポーネントが互換性であって規格化される必要があるので、アクセスポイントのコストを低下ではなく増加させる必要があり、規格は高額である。デイジーチェーンの48個の従来アクセスポイントには、電力バジェットの全てがたった一つのポートへ投入される必要がある。しかしPoE規格ではこの大量の電力が可能ではない。薄銅のツイストペアであるケーブル自体は、多くの電力を伝えることが可能でなく、抵抗損失自体が装置へ電力供給できなくなるのに充分ではなかったと仮定すると、溶融し得る。この大量の電力を処理し得る周知のPoE集積回路は存在しない。
アクセスポイント内でのPoE電力バジェットの維持は、ボード設計者の側での面倒な労力を必要とし、ボード設計者は、PoEからの電力入力を超えること無く各コンポーネントへ必要な電力を付与する電力ツリーを確保し得るように、設置面積が広く相当な価格の電力分配回路構成をボード内へ挿入しなければならない。PoEスイッチは各ポートの電力ドローを監視し、規格で指定された、及び/又は、電力バジェットの際に管理者により割り当てられたアンペア数をこのポートの装置が万一超過すると、スイッチはアラームを発してポートを完全にパワーダウンする。このようなパワーダウンを回避する為に、アクセスポイント設計者及びソフトウェア技術者は、電力ドローについての正確な上限内でのハードウェアの作動を保証するのに慎重にならざるを得ない。アクセスポイントがピークスループットに向かって作動している間に引き出すCPU電力が多過ぎるアルゴリズムを実行すると、このような上限を容易に超え得る。
開示される技術の実施形態は上述の問題を解決し得る。様々な実施形態はこれらの問題の各々を順に、そして一緒に解決し得る。アクセスポイントをストリップ、ファブリック、又は統合「クリスマスライト」ストリングで置き換えることにより、ネットワーク全体が電気ケーブル接続器具から一つの大きな器具に進化し得る。器具は設置について同じ要件を有さず、大抵はより経済的に行われ得る。閉鎖型システムを実施形態に使用することにより、データケーブル接続全般についての規格の必要をはるかに超えるがワイヤレスには完璧である300ワット以上をストリング又はストリップに提供し得るカスタム電力分配が採用され得る。そしてカスタム電力に対してカスタム電力管理が行われると、活用されていない近隣の無線機がパワーダウンするかほぼ完全にオフになり―ウェイク信号の為に節約し―こうして殆どの場合にはワット数を著しく低下させる。標準的なPoEを回避して組み込み電力を使用することで、全体としてスムーズなトータルシステム電力ドローを提供しながら電力スパイクに対する高い耐性が得られる。そしてカスタムネットワーク形成により、―これまで長距離ネットワーク形成には使用されなかった―単一又は編組USBのようにかなり低額の相互接続子が採用されるが、検査時に見られるように、本発明による技術では、相互接続子の最大距離が同じ平方フィート数のカバレッジについて急激に減少し、こうして潜在的には、かなり短い相互接続子が自由に使用され得る。そしてアセンブリは相互接続子を具備し得るので、資源を配備する物理的空間の量は0から1の次元に及ぶ。AP毎の一定のプラットフォームサイズを除いて、アクセスポイント102(図1A)はゼロ次元である点と考えられ得る。ストリップとケーブルとは次元的であり、故にアンテナと無線機と他の資源とが設けられ得る。実際に、6インチ×6インチの100個のアクセスポイントは、資源の為の3,600平方インチの物的財産となり、アクセスポイントの一般的な間隔は30フィートである。他方で、幅6インチで3,000フィート長さのストリップであれば、18,000平方インチとなるだろう。
また、6×6のアクセスポイントの全アンテナは同一でないとしても基本的に類似しているので、従来の配備空間(図1A参照)の大部分は浪費される―そして介在する空間は受動的イーサネットデータケーブルで占められる。本発明による技術では、ストリップ上の介在空間が個別的であることで資源オプションに線形性が付与される。故に、ストリップは例えばわずか1インチ幅であればよい。ある位置が別の位置から1フィート離れている場合にこの位置がワイヤレス的には個別であると見なされると、3,000フィート×1インチのストリップであれば、100個の6×6インチアクセスポイントについてのわずか100個の個別ポイントと比較して、3,000個の個別ポイントを有することになるだろう。
また、デイジーチェーン又は線形の接続形態と対照的に、相互接続形態がツリー又はメッシュであることを妨げるものは何も無い。しかし、小型化の為に、本開示では主に例示的な線形実施形態を扱う。
2.全体的概略
実施形態は、ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステム及び方法を含む。システム実施形態は、無線機と制御器と可撓性PCBプリントアンテナとを各々が備える複数の統合アクセスポイントを含む。当該の各統合アクセスポイントの少なくとも無線機及び制御器は、対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ得る。各硬質アセンブリボードから当該の可撓性PCBプリントアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成されている無線周波数信号送信手段が設けられ得る。各統合アクセスポイントは、統合アクセスポイントのコンポーネントを統合する面材料に組み込まれ得る。システムは一体型バックプレーン相互接続子を含み、一体型バックプレーン相互接続子は、直列に通信結合された複数の相互接続子を有し、各相互接続子は隣接の統合アクセスポイントを接続する。一実施形態において、第1統合アクセスポイントの無線機から少なくとも一つの他の統合アクセスポイントの無線機までの距離は、少なくとも10フィートであり得る。
一実施形態において、面材料は可撓性PCBで製作されたストリップであり、ストリップは、各統合アクセスポイントの相互接続子へ電力を送るプリント送信回線を有し、各アセンブリボードはストリップに表面実装されている。一実施形態において、面材料はストリップであり、一体型バックプレーン相互接続子は、統合アクセスポイントを結合する個別の相互接続ケーブルを含み得る。
一実施形態において、各アセンブリボードは、ポッティングを具備する当該の組立ストリップ筐体に組み込まれ、各ストリップ筐体は、当該の各アセンブリボードとの直接接触状態にあるホイル又はフォームを含み、ホイル又はフォームは電気送信格納部となる。ポッティングは、カットフォーム、注入充填フォーム、注入エポキシ、注入シリコン、又はサーマルシリコンであり得る。ポッティングは、組立ストリップ筐体よりも、そしてストリップにわたって延在し得る。一実施形態において、隣接するストリップ筐体の間の各ストリップ区分は中空導管であり得る。
一実施形態において、一体型バックプレーン相互接続子は、電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを含み得る。ヘッドエンドは、バックプレーンコンバータへの外部ネットワークを有し得る。ヘッドエンドは第1相互接続子により第1統合アクセスポイントに結合され得る。
一実施形態において、複数のワイヤレスカードモジュールは、一以上のCPUと一以上の当該のWi-Fi送受信器とを統合する。一実施形態において、各制御器は、Wi-Fi信号を送信及び受信するように構成されているシステムオンチップ(SoC)であり得る。
一実施形態において、各アンテナは選択可能かつ移動可能であり得る。一実施形態では、サーマルヒートポンプがストリップに組み込まれ得る。一実施形態において、各アセンブリボードはストリップに連結され得る。一実施形態において、各アセンブリボードは、金属のストリップに接続されたサーマルパッドを有し得る。一実施形態において、システムは、ストリップ筐体に結合されたグラファイトヒートスプレッダを含む。
一実施形態において、各アセンブリボードは当該の硬質ケースに封入され得る。各硬質ケースは、ストリップに結合された当該のスマートケーブルから懸架され得る。
一実施形態において、可撓性PCBプリントアンテナは両面可撓性PCBにプリントされ、アンテナスイッチは可撓性PCBに表面実装され、第2ホイル又は第2フォームの少なくとも一方が可撓性PCBに隣接するストリップに載置され得る。各両面可撓性PCBは第2ポッティングに組み込まれ得る。
一実施形態において、ストリップは可撓性伸張抑制材又は補強材を含み得る。一実施形態において、各統合アクセスポイントの少なくとも一つのコンポーネントは曲げ抵抗シェルに封入され得る。
一実施形態において、各アセンブリボードは硬質カードと一以上のサブアセンブリボードとを有し得る。各硬質カードは、統合アクセスポイントの一つの電源とネットワーク送受信器と当該の制御器とを含み得る。各サブアセンブリボードはWi-Fi送受信器を含み得る。各統合アクセスポイントの当該の硬質カードと一以上のサブアセンブリボードとは直列に結合され得る。
一実施形態において、Wi-Fi送受信器は無線SoCであり得る。一実施形態において、各Wi-Fi送受信器は、複合アナログベースバンド信号を発出する無線モジュールと、信号のアップコンバート、切り替え、増幅を行なう一以上の追加モジュールとを有し得る。
一実施形態において、各サブアセンブリボードはPCIeスイッチ又は一以上のPCIeバスのうち少なくとも一方を有し得る。一実施形態において、各サブアセンブリボードは、硬質カードに接続されたM.2又はミニPCIeエッジを具備し得る。
一実施形態において、各制御器は2個のUSB PHYを備えるCPUであり、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は、USBケーブルと、別の電力ケーブルであり得る。一実施形態において、各CPUはDMAエンジンと一以上のコアとメモリとを含み、DMAエンジンはUSB PHYをメモリに接続する。
一実施形態において、各制御器はCPUであり、最終の統合アクセスポイントを除く各統合アクセスポイントはUSBハブを有し、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は、USBケーブルと、別の電力ケーブルであり得る。システムは、最終の統合アクセスポイントを含む6個以下の統合アクセスポイントを有し得る。
一実施形態において、各制御器はCPUであり得る。複数の統合アクセスポイントはUSBハブを含み得る。USBハブを有していない各統合アクセスポイントは、左端のUSBツリーを終端処理して新たなUSBツリーを生成するミッドスパンカードを含み得る。隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は、USBケーブルと、別の電力ケーブルとを含み得る。6個までの一連の隣接統合アクセスポイントについて、少なくとも一つの統合アクセスポイントは、ミッドスパンカードを具備するCPUを含み得る。
一実施形態において、PCIe回線は、統合アクセスポイントを結合する遮蔽ツイストペアケーブル又はツイン軸ケーブルであり得る。信号調整器は、PCIe回線を増幅するかデジタル的にリタイミングし得る。
一実施形態において、各制御器は、ローカルネットワークトラフィックを加速させるパケット転送エンジンを備えるデュアルイーサネットCPUであり得る。隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は、ツイストペアケーブルを経由するUSXGMII/XFI 1レーン直列接続差動ペアであり得る。隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は、USXGMII/XFI信号を伝えるUSB3.2ケーブルであり得る。USXGMII/XFI信号は基準クロックと構成信号とを含み得る。
一実施形態において、各相互接続子は、USXGMII/XFI、40GBps、1Gbps(H)SGMII、2.5Gbps(H)SGMII、又は10GBASE‐KRのうち一つを包含するイーサネットエンコーディングを使用し得る。
一実施形態において、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は、PCIe信号を伝えるUSBケーブルであり得る。
一実施形態において、各制御器は、一以上のWi-Fi送受信器を備えるCPUであり、各CPUはキャプティブバックホールとしてWi-Fiを使用するように構成されており、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子は同軸ケーブルであり得る。各同軸ケーブルは多重遮蔽され得るか外部遮蔽材で包囲され得る。Wi-Fi送受信器は、スケジューリング時に、ノッチフィルタ、ハイ/ローパスフィルタ、フラット減衰器、又はスイッチのうち少なくとも一つを使用して、チャネルを切り替えて多様な隣接ノードと通信するように構成され得る。各CPUは、ホップバイホップのトラフィックブリッジ接続を実施するように構成され得る。CPUは、複数のアドホックスケジューラ、マスタスケジューラ、又は複数の領域マスタスケジューラのうち少なくとも一つを使用して、調整によるチャネル変更、減衰器の再構成、又は送信タイミングのうち少なくとも一つによりトラフィックをスケジューリングするように構成され得る。
一実施形態において、各統合アクセスポイントの無線機はWi-Fi無線機であり、各統合アクセスポイントは、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つも含み得る。一実施形態において、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機は、2.4GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成されており、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機は60GHz以上の周波数で作動するように構成され得る。一実施形態において、各統合アクセスポイントの無線機はベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機のうち一方であり、各統合アクセスポイントは少なくとも一つの他方の無線機を含み得る。
一実施形態において、少なくとも一つのアセンブリボードはWi-Fi送受信器を有し、少なくとも一つの他のアセンブリボードは、Wi-Fi送受信器ではない送受信器を有し得る。
一実施形態において、各統合アクセスポイントのコンポーネントはネットワーク送受信器、電源、又はその両方を含み得る。各アセンブリボードはネットワーク送受信器、電源、又はその両方を含み得る。
システム実施形態は、無線機と制御器とアンテナとUSBハブとを各々が備える複数の統合アクセスポイントを含む。各統合アクセスポイントは、統合アクセスポイントのコンポーネントを統合する面材料に組み込まれ得る。一体型バックプレーン相互接続子は複数のUSB相互接続回線を含み得る。各USB相互接続回線は複数のUSBケーブルを含み得る。USBケーブルの各々は、一以上のUSBハブを通して隣接していない統合アクセスポイントのペアを直列で通信結合し得る。各USBケーブルは二重遮蔽ツイストペアケーブルであり得る。各USBケーブルはツイン軸ケーブルであり得る。
一実施形態において、各USB相互接続回線は、一以上のミッドスパンUSB信号調整器を含み得る。各USB相互接続回線は、第1USBハブと一体的に、或いはその後にUSB信号調整器を有し得る。
一実施形態において、面材料はストリップであり、第1統合アクセスポイントの無線機から少なくとも一つの他の統合アクセスポイントの無線機までの距離は少なくとも10フィートであり得る。
一実施形態において、一体型バックプレーン相互接続子は、電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを含み、ヘッドエンドはバックプレーンコンバータへの外部ネットワークを具備する。
一実施形態において、当該の各統合アクセスポイントの少なくとも無線機と制御器とUSBハブとは、対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ得る。各統合アクセスポイントのアンテナは可撓性PCBプリントアンテナであり得る。無線周波数を送信する為の手段は、各硬質アセンブリボードから当該のアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成され得る。
一実施形態において、面材料はストリップであり得る。各アセンブリボードは、ポッティングを具備する当該の組立ストリップ筐体に組み込まれ得る。各ストリップ筐体は、当該の各アセンブリボードとの直接接触状態にあるホイル又はフォームのうち少なくとも一方を含み、ホイル又はフォームは電気送信格納部となる。
一実施形態において、各アセンブリボードはUSB信号調整器を含み得る。各アセンブリボードは、USB信号調整器を有する少なくとも一つの独立した信号調整器カードに結合され得る。各USB相互接続回線は、一以上のミッドスパンUSB信号調整器を有し得る。独立した各信号調整器カードの各USB信号調整器はリタイマを含み、各ミッドスパンUSB信号調整器はリドライバを含み得る。
一実施形態において、各統合アクセスポイントの無線機はWi-Fi無線機であり、各統合アクセスポイントは、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つも有し得る。各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機は、2.4GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成され、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機は60GHz以上の周波数で作動するように構成され得る。各統合アクセスポイントの無線機はベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機であり、各統合アクセスポイントは少なくとも一つの他の無線機も有し得る。
一実施形態において、少なくとも一つのアセンブリボードはWi-Fi送受信器を有し、少なくとも一つの他のアセンブリボードは、Wi-Fi送受信器ではない送受信器を有し得る。
一実施形態において、各統合アクセスポイントのコンポーネントは、ネットワーク送受信器、電源、又はその両方を含み得る。各アセンブリボードは、ネットワーク送受信器、電源、又はその両方を含み得る。
システム実施形態は、無線機とCPUとアンテナとオフCPUイーサネットスイッチとを各々が備える複数の統合アクセスポイントを含み得る。各統合アクセスポイントは、統合アクセスポイントのコンポーネントを統合する面材料に組み込まれ得る。当該の各統合アクセスポイントの少なくとも無線機とCPUとイーサネットスイッチとは、対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ得る。一以上のイーサネット相互接続回線を含む一体型バックプレーン相互接続子は、統合アクセスポイントのペアを接続し得る。各イーサネット相互接続回線は、一以上のオフCPUイーサネットスイッチを通して直列に通信結合された複数のイーサネットケーブルを含み得る。
一実施形態において、面材料はストリップであり、第1統合アクセスポイントの無線機から少なくとも一つの他の統合アクセスポイントの無線機までの距離は少なくとも10フィートであり得る。各イーサネット相互接続回線は、10GBASE‐T規格を満たすのに少なくとも充分な帯域幅を有する。各オフCPUイーサネットスイッチは多数の左右イーサネット接続を有し、各オフCPUイーサネットスイッチは、リンク接合を通して左右イーサネット接続を使用するように構成されている。各イーサネットケーブルはカテゴリ5又はカテゴリ5eケーブルの一方であり得る。各イーサネットケーブルは、ホイル又はメッシュの一方を具備する接地遮蔽材に包囲されたカテゴリ5未満のイーサネットケーブルであり得る。
一実施形態において、各統合アクセスポイントのアンテナは可撓性PCBプリントアンテナであり得る。無線周波数信号を送信する為の手段は、各アセンブリボードから当該のアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成され得る。
一実施形態において、システムは少なくとも2本のイーサネット相互接続回線を含み、少なくとも2本のイーサネット相互接続回線の各々は、隣接していない統合アクセスポイントのみを接続する。
一実施形態において、面材料はストリップであり、各アセンブリボードは、ポッティングを具備する当該の組立ストリップ筐体に組み込まれ、各ストリップ筐体は、当該の各アセンブリボードとの直接接触状態にあるホイル又はフォームのうち少なくとも一方を含み、ホイル又はフォームは電気送信格納部となる。
一実施形態において、各統合アクセスポイントの無線機はWi-Fi無線機であり、各統合アクセスポイントは又、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つを含み得る。各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機は、2.4GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成され、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機は60GHz以上の周波数で作動するように構成され得る。各統合アクセスポイントの無線機は、ベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機の一方であり、各統合アクセスポイントは少なくとも一つの他の無線機を含み得る。一実施形態において、少なくとも一つのアセンブリボードはWi-Fi送受信器を有し、少なくとも一つの他のアセンブリボードは、Wi-Fi送受信器ではない送受信器を具備し得る。
一実施形態において、一体型バックプレーン相互接続子は、電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを含み得る。ヘッドエンドは、バックプレーンコンバータへの外部ネットワークを含み得る。
一実施形態において、各統合アクセスポイントのコンポーネントは、ネットワーク送受信器、電源、又はその両方を含み得る。各アセンブリボードは、ネットワーク送受信器、電源、又はその両方を含み得る。
3. 構造的及び機能的概略
3.1 統合アクセスポイントアセンブリ
本発明による技術は、多くの実施形態の一つにおいてWi-Fi送受信器204を備える多数のCPU202の相互接続を図示している図2のように、無線機とCPU202との間にインタフェースを含む。図2は相互接続子203の間の各ボックス状要素での独立CPU202を示しているが、他の実施形態はこの特徴を有しなくてもよい。又、実施形態では、CPU202の代わりに別のタイプの制御器が使用されてもよい。実施形態は電源を具備し、これは本発明の技術による統合アクセスポイント112のコンポーネントに電力供給するように構成されているいずれかのタイプの電源であり得る。バッキングレギュレータ及び絶縁電源(変圧器)は、多くの可能な例の一つである。電源は電力コンバータとして作用して安全性の確保に役立ち、ストリップ状の一次電源により平滑性要件が考慮される。実施形態は、フルヒューズ変圧器絶縁源も各カードに具備し得る。
一実施形態では、ネットワーク送受信器206とCPU202とWi-Fi送受信器204との存在が従来のアクセスポイント102(図1A)設計で予想されるものと完全に同じハードウェアを必要とし得るので、ストリップを物理的に組み立てる一方法は、従来のアクセスポイント102設計の部品を取り出して、適切なフォームファクタのアセンブリPCBにこれを再び載置する一方で、不要なコンポーネントを全て除去して開示の技術に必要な極小さいコンポーネント(それ自体は硬質又は可撓性)を導入することを包含する。
図3は、開示される技術の実施形態での使用の為のストリップコンポーネントを組み立てるプロセスを図示している。特定のCPU及びWi-Fiサブシステムの供給業者による一般的な参照設計310が左に示されている。一部の供給業者については、CPU及びWi-Fi送受信器は別々のコンポーネントであり得る。他については、複合システムオンチップ(SoC)であり得る。CPU及びWi-Fiチップ自体と共に、ランダムアクセスメモリ、フラッシュ、クロック、汎用入出力(GPIO)、及び構成ストラップが、配電要素と共に設けられ得る。CPU及びWi-Fiサブシステムの外側において、ブロック320は、従来の企業アクセスポイントの為に一般的に配備される他の部品である。本発明による技術の実施形態とは異なり、従来のアクセスポイントは、独立した電力ユニット(「電源アダプタ」変圧器)から電力を導出する必要があるか、パワーオーバーイーサネット302(「PoE」と表記)を介して投入される。大抵は少数の高速ポート(NGBASE‐T又は10BASE‐T)と恐らくはより低速のポート(1000BASE‐T)とを含めて、イーサネットインタフェースには一以上の選択肢がある。これらのポートは大抵、独立ポート、磁気、そしてPHY集積回路により駆動される。これらのポートの幾つかは、例えばCPU SoCにより提供されるブリッジ接続性能を有し得る。付加的に、アクセスポイントは、配電性能を備えるM.2スタイル、ミニPCIe、又は多数の物理的USBポートのような周辺機器304の為のモジュールポートを有し得る。この設計は、内部アンテナと外部アンテナポートのいずれかを備えるアンテナインタフェース306を有し得る。この設計は、切り替えを伴わずに別の装置へのアクセスを与える為のパススルー308ポートも有し得る。そしてこの設計は、実装を促進するコンポーネント312も有し得る。
上述したコンポーネントのほぼ全ては本発明による技術の実施形態では必要とされず、本発明の技術による付加的な電力332及び相互接続334性能を備えるベアCPU・Wi-Fiサブシステム320はそのまま残される。本発明による技術の独自の利点により、(必要なピーク電力消費と共に)ボード全体のサイズは劇的に縮小され、故に、可撓性ストリップに組み込まれるかスマートケーブルの小型ケースから懸架され得るように小型化され得る。
幾つかの実施形態では、CPU/Wi-Fiカードがモジュールとして設計され得る。このモジュールは、従来の企業AP設計に必要なその他のコンポーネントと外側キャリアボードに差し込まれ、こうして図3に示されている両方のタイプのフォームファクタの為にカードが再利用され得る。モジュールコネクタに応じて、モジュールは表面実装可能である。幾つかの実施形態において、以下のフォームファクタの間の共通ICのみを備える小型の企業AP設計は、エッジコネクタにより接続された一つのモジュールに設けられる。モジュールとそのエッジコネクタとは、普通のAPとしてのインタフェース接続の為にICを支承する従来の企業APメインボードに接続され得るか、多様なモジュールを使用してストリップに実装され得る。実施形態において、CPU/Wi-Fiモジュールは、表面実装用のミッドカードパッドで露出した必要なポートを備えるストリップを含む設計である。更に幾つかの実施形態では、ストリップに必要とされないカードの他の部品は、のこぎりで切断されるか破断され得る。
図4は、一実施形態における、アセンブリボード402を一緒に接続してストリップ400にする方法を図示している。各アセンブリボード402は無線機の相互接続、作動、そして電力供給に必要なコンポーネントを格納し得る―この図では各アセンブリボード402は同じであるが、他の実施形態ではアセンブリボード402が同一でなくてもよい。アセンブリボード402は、AP参照設計から導出される小型ボードであり得るか、全体として新たなレイアウトであってもよい。これらのアセンブリボード406はストリップ400に組み込まれ得る。これを行なう一つの方法は、アセンブリボード406をストリップ400に表面実装することであり、ストリップ400は、プリント送信回線と、システムの他の部分に給電する類似の相互接続子とを備える可撓性PCBである。図4に示されている別の方法は、相互接続ケーブル403及び一以上のRF同軸ケーブル406のような個別ケーブル接続を使用し、RF同軸ケーブル406を分配システムとして使用して可撓性PCBプリントアンテナ408のようなアンテナに給電することである。
図5は、一実施形態においてアセンブリボード402を組立ストリップ筐体510に組み込む方法を図示している。全体として、一実施形態では、カットフォーム、注入充填フォーム、注入エポキシ、注入シリコン、又は別の材料のような何らかの可撓性バルブ材料でストリップ400が製作され得る。このような可撓性バルク材料はポッティング520と呼ばれ得る。実施形態では、異なるエリアについて多数の異なるバルク充填材でストリップ400が製作され得る。一実施形態において、ストリップ400の部分或いはストリップの殆どは、シリコン又は他のポッティングを格納していない中空導管の形を取り得る。アセンブリボード402は、図5の実施形態では、ストリップの大部分の内側に載置され、―ここでは電気放出格納部となるホイル404として示されている―一以上の表面材料に、アセンブリボード402が載置される。アセンブリボード402には相互接続子203が接続される。これらの相互接続子203は通信インタフェースの選択に依存し得る。更に、アセンブリボード402に相互接続子203がどのように接合されるかは、製造上の要望に応じて実施形態で変化し、貫通穴を介した直接はんだ付け又は表面実装又は個別コネクタの使用を含み得る。図5に示されているのは、USB‐Cタイプのコネクタ413を使用する実施形態である。RFについては、ボードから離れる同軸ケーブル406が示されており、このようなケーブルは、はんだ付けされるか、U.FLのような着脱式コネクタを介して接続され得る。最後に、アンテナに達する必要のある他の信号も、ケーブルを介してアセンブリボードに接続され得る。図5の実施形態に示されているのは、以下に記載されるように別個の可撓性PCBに配置されたアンテナスイッチを制御する信号を伝え得るリボンケーブル506である。
幾つかの実施形態では、安全性及び熱分配の為にアセンブリボード402がストリップ400に連結され得る。幾つかの実施形態では、ホイル又は金属ストリップがボード上のサーマルパッドに接続されて、ボードからホイルへ熱を分配する。ホイルはストリップ400の表面のものと同じホイル504であり得るか、中に組み込まれ得る。ボードがポッティングされ、埃や水分からボードを密閉する。幾つかの実施形態では、ボードからポッティング520へ熱を伝導するサーマルシリコンにアセンブリボード402がポッティングされる。故にポッティング520はボードを越えるまで続いて適切な熱分配を保証する。両方の技術が組み合わせて使用されてもよい。更に、ポッティング充填材料以外も少なくとも部分的に伝導性であり、故に幾つかの実施形態では、第1段は熱の大部分を引き出す為にボードの近くに、そして二次及び他の段は、高温ゾーンの間のエリアが長いので高熱容量の需要が低い更に距離が離れたところで、多段放熱システムが使用される。幾つかの実施形態では、熱を伝達するように、ボードの近く又は段の間で、付加的なヒートポンプがストリップ400に組み込まれる。これらのポンプはペルティエのような熱電対及び他の熱電モジュールで駆動され、アセンブリボード402の下方又は上方に、両側に、或いはストリップ400上に、反復的に載置され得る。実施形態では、放熱を補助するのにグラファイトヒートスプレッダが使用される。
図6は、一実施形態においてアンテナが有るストリップ400の一部を図示している。相互接続及び電力分配の特徴は、実施形態の他の態様に注目するように図6では図示されていないが、設けられると予想され得る。図6に示されているのは、表面アンテナが下向きである可撓性PCBプリントアンテナ408である。幾つかの実施形態で、これらの可撓性PCBアンテナ408は同じホイル504により電力及び相互接続部の分配及びノイズから保護されている。ホイルは可撓性PCB610に直接載置されてもされなくてもよい。図6に示されているように、実施形態ではフォーム608のバリヤが設けられ得る。可撓性PCB610は両面であり、これによりアンテナスイッチ602がストリップ400の内側に表面実装され、こうして(平滑なレドーム、塗料、又は下塗りその他を無視すると)可撓性PCB610が最終表面となる。こうして、隆起部として作用するアンテナスイッチ602を含まずにストリップ400の均一な厚さが保証され、こうして表面実装コンポーネントが外れるリスクも回避され得る。
同軸RF分配ケーブル406は、可撓性PCB610に接続されるか直接はんだ付けされ得る。同軸接続604はミッドラインコネクタであるか、例えばピグテール型のU.FLに直接接続される場合にはT字であり得る。リボンケーブル506はリボンコネクタ606にも接続され、これは、両頭コネクタか、可撓性PCB610上などで必要に応じて電気的な連続性を持つ2個の単頭コネクタを介して行われ得るか、表面実装などを介してはんだ付けされ得る(ミッドケーブル又は終端間)。フォーム608又はホイルは、ケーブルの付着が可能となるように剥離されるか充分に除去され得る。
実施形態において、図6に描かれているエリアはポッティングされ得る。上述のように、ポッティングは、アセンブリボード402に使用されるものと同じであっても異なっていてもよい。
付加的に、幾つかの実施形態では、底部、上部、又は細長い両側に更なる表面材料が装着され得る。幾つかの実施形態で、これは追加の均一性又は塗着性を提供する(カプトン(Kapton)のような)プラスチックテープである。幾つかの実施形態では、所与の程度の可撓性を可能にし、こうして輸送及び保管の為にストリップ400をロール状にすることができるように、或いは底面と上面との間の伸張の差が大きくなる設置時にコーナーを横断できるように、材料が選択される。過度の引っ張りにより物理的に破損しないようにストリップ400を保護する為に、幾つかの実施形態ではストリップ400が可撓性の伸張抑制材で接続されてもよい。この伸張抑制材はロープ、ストリップ、又は他の材料であり得る。抑制材は、ストリップ400が伸張した時に負荷を受け取って、ケーブル及び他のコネクタが他の材料と共に本質的に負荷を受け取って、はんだポイントの剪断、或いはストリップ400のパッケージの修理不可能又は有害な変形を潜在的に起こすことを防止し得る。一以上の抑制材が使用されてもよく、一面での他の面に対する伸張に抵抗することにより不均一な撓曲抑制を可能にするなど、ストリップ400にわたって均一である必要はない。抑制材料は金属又はプラスチック、織布、束、又は一本鎖であり、異種によるものであってもよい。幾つかの実施形態で、或る点よりも引っ張られるか撓曲されてはならないストリップ400のエリアは補強材で増強されてもよい。幾つかの実施形態では、抑制材がアセンブリボードに連結されて、非負荷支承材料が予期せずに負荷を受け取ることなく最低安全である終端間の伸張値を保証し得ると共に、ストリップコンポーネントの間隔を保証し得る。幾つかの実施形態で、硬質コンポーネントは付加的な曲げ耐性シェルに封入され得る。このシェルは、硬質または耐撓曲性の材料であるか、固形材料であり得る。シェル材料は、高密度金属、(鋳鉄のような)発泡又は空気注入金属、炭素繊維、ガラス繊維、或いは樹脂又は硬化剤含浸材料であり得る。幾つかの実施形態では、シェル材料は耐貫通性でもあり、誤って爪や尖った物体が貫通するのを回避するのに役立つ。幾つかの実施形態では、シェル材料は熱伝導性でもあり、ヒートシンキングにも関与して熱分配材料に連結され得る。幾つかの実施形態で、シェル材料は干渉を軽減してFCC及び他の想定外電磁放射検査の通過率を高めるRF遮蔽材として作用し得る。幾つかの実施形態では、シェルの遮蔽材料は最初、非伝導性であるが、ドーピングにより伝導性となる。このような幾つかの実施形態は樹脂含浸材料を使用し、微小な金属粉末の添加などにより樹脂は導電性である。幾つかの実施形態では、導電性となるようにプラスチックが選択され得る。これは炭素繊維/ナノチューブに、或いは(pi導電性を達成する為の二重/一重結合の反復などで)同様に伝導性となり得るプラスチックに、特に適用可能である。
図7は、一実施形態におけるストリップ400の断面図を示す。図7の図には、相互接続ケーブル403(ここでは一つが示されているが、それより多くが使用されてもよい)、リボンケーブル506、そして同軸ケーブル406がバルクストリップ400にどのように配列され得るかが描かれている。流動性充填材料の一つの利点は、内部ケーブルと抑制剤とが自由に載置されてから、その位置を確保するように流動性充填材に完全に封入されることである。しかしながら、フォームパッケージがプレカットされるのと全く同じように、プレカット充填材が流動性又は完全なプレカットとの混合で使用されてもよい。幾つかの実施形態で、プレカット充填材がバルクの大部分であって接着剤で結合されている。幾つかの実施形態で、プレカット充填材は流動性充填材による含浸を受け入れるように多孔性であり得る。幾つかの実施形態では、充填前にスペーサにより内部構造が保持される。
アセンブリボード402はモノリシックである必要はない。幾つかの実施形態で、アセンブリボード02は「独立型」ではなく、モジュール式サブアセンブリである。こうして異なるストリップタイプ又はSKUは、互換性のある予備組立ボードで製作されながら、―SKUごとに、或いはストリップ400の異なるエリア内でも―異なる性能を有し得る。
図8は、一実施形態においてアセンブリボード402を構成するサブアセンブリ802のブロック図である。幾つかのアーキテクチャで、Wi-Fiコンポーネント804は独立した無線ユニットである。これらの無線ユニットは無線SoCであり、通常は、通過帯域の(部分的)増幅信号を発出して、受信と送信との間のわずかな切り替えのみ、或いは一斉送信前の付加的な増幅を必要とし得ることを意味する。或いは他の実施形態では、従来の小型フロントエンドモジュールの切り替え及び増幅の前に付加的なモジュールにより適切な中心周波数に後でアップコンバートされる複合アナログベースバンドを発出する無線モジュールのような独立したコンポーネントであり得る。実施形態において、無線シリコンユニットは、CPU又は上流ホストへの―PCIe又はSDIOのような―デジタルインタフェースを使用する。幾つかの実施形態において、サブアセンブリボード802のうち一以上は、既存の商用モジュールである硬質カードを包含する。
図9A及び9Bには、サブアセンブリボード802に硬質カード902を組み込む本発明による技術の実施形態が描かれている。実施形態において、硬質カード902は、エッジ接続されたM.2又はミニPCIeである。幾つかの実施形態は、カードエッジコネクタのゴールドフィンガレイアウトの一方又は両方のエッジへの表面はんだ付け可撓性PCBランナー又はリボンケーブル904を採用し、こうして既存の挿入カードが変形を伴わずに可撓性配備で使用され得る。幾つかの実施形態で、可撓性バス相互接続子はエッジ実装された係合コネクタにはんだ付けされ、ゴールドフィンガのはんだ付けを伴わずに無変形のカードでも組み付けられ得る。考えられ得る利点は、エッジコネクタが薄型であってドーターカードの従来の垂直積層実装には不適切であるが、この状況では可撓性PCB又はリボンケーブル804に対する使用は可能であり、こうして空間を節約することである。
幾つかの実施形態において、PCIeのレーンはCPUからアセンブリカードのエッジへ引き出される。各々が同一である別々のカードがWi-Fiサブシステムを支承し、PCIeを必要とする。(一般的な配備ではPCIe3.0のレーンを1本或いはPCIe2.0速度のラインを2本必要とする。)ケーブル、別々にプリントされた可撓性PCBリボンのような可撓性接続を使用して、或いは、ストリップの面又はバルクの一部を構成する(故にモジュールが表面実装される)基本の可撓性PCBを使用して、カードが互いに接続され得る。
一実施形態において、各Wi-FiカードはPCIeスイッチを支承してトラフィックを下流へ伝えるとともに、オンボードWi-Fi無線に給電する。別の実施形態では、各カードが多数の独立したPCIeバスを支承して、最初のものをそれ自体で終端処理して残りのものを下流にシフトし、カードの構成を必要とせずに第2のデイジーチェーンカードが独自のPCIeバスを得ることができる。別の実施形態では、各バスはシフトを伴わないパススルーであり、カード自体は、(0オーム抵抗器、機械的分路、或いははんだ分路のような)バスを選択する最終的な構成アセンブリオプションを有する。別の実施形態では、カードは同じであるが接続ケーブルがシフトを実施する。別の実施形態では、カードが同じであるがケーブルはシフトではなくケーブル選択を実施し、各ケーブル(又は可撓性PCB個別相互接続子)は、指定のケーブル固有バスをカードのコネクタにある「終端バス」まで移動させる。一実施形態で、カードはパススルーを実施せず常に終端処理され、可撓性接続はCPUカード上の対応の多数のバス出力に直接つなげられる。電力もこの接続を経由し得る。
3.2 相互接続子
本発明による技術は、ポイント間のアドレス可能バックプレーンと、(共有の中間イーサネットのような)タップ式相互接続子とを含む幾つかの可能な相互接続子を備える実施形態を含む。図10は、一実施形態においてストリップ400に組み込まれる統合アクセスポイント112を接続する為のポイント間ネットワーク形成の適用を図示している。図10には、オンボードの2個のUSB PHYを具備するCPU202を使用して、示されているCPU202とその左右のCPU202との間での直接接続を形成する、多くの可能性の中の一例が描かれている。図10の実施形態は、これらの左右のUSB相互接続子1002と共に、統合アクセスポイント112に結合された左右の電力相互接続子1004を図示している。
図11には、一実施形態において図10で使用されているアセンブリボード402のアーキテクチャがより詳しく描かれている。DMAエンジン1104を通してCPU202のメモリ1106に接続されている2個のUSB PHY1102が示されている。一つのエンドポイントがホストとして、他が装置として作用することをUSBが必要とするのは明確であり、本実施形態ではこれを通してエンドポイントがホストとして作用することは重要ではない。幾つかの実施形態は、ヘッドエンド130の下流のCPU202を常に装置として作用させ得る。他の実施形態では、USB規格のプロトコルネゴシエーションを判断に使用し得る。
終端モードで作動する時に、CPUのDMAエンジン1104とメモリ1106とは、トラフィックでの全ての送達と局所的に発生した上流トラフィックの挿入、或いは局所的に消費された下流トラフィックの除去を担当し得る。これはメモリトランザクション負荷を増大させるが、下流トラフィックをどのように送るかをCPU202が把握している限りチェーンが任意の長さであることを保証し得る。幾つかの実施形態において、USB装置はバルク伝達モードで作動しており、コアで機能するドライバは、キューが適切に負荷及び負荷解除されることを保証し、必要に応じてUSBからネットワーク形成又は他の装置へトラフィックを誘導する。
図12は、USBハブ1202を使用する統合アクセスポイント112の実施形態を図示している。この構成で、CPU202は一つのUSBポートを提供することのみが必要である(が、二重の非ブロッキング動作を可能にするUSBハブ1202を通して左右のUSB相互接続子1002より低い速度を使用した場合には、1より多くを提供できる)。こうしてCPU202はトラフィックの処理から解放され得る。CPU202は強制的にUSB装置モードとなり、上流にはホストとして作動するUSBルートが設けられる必要がある。上述のハブモデルを使用することの利点は、ツリー接続形態については(デイジーチェーンよりも)大きなファンアウトが可能であることである。別の利点は、USBハブ1202により適切に可能となる場合に、左右の送信よりも低いUSB速度をCPU202が使用できることである。組み込みCPUは5GbpsのUSBポートを有し得るが、USBハブ1202は10Gbps、20Gbps、又はそれ以上の定格であり得る。幾つかの実施形態において、図示されているCPUは制御器として作用するSoCである。幾つかの実施形態では、SoCとUSBハブとの間のUSBホスト間ブリッジが設けられる。
図13は、ストリップ400の実施形態においてUSB規格に基づく最大のUSB奥行を図示している。USBは5個の中間ハブとルートと最終装置1302のみを可能にする。これは、まさに最後のCPU202がUSBハブ1202を通してではなく直接的に接続されなければならないことを意味する。これは、分路及び迂回によるものなどカード構成で達成され得る。
図14は、ミッドスパンカード1402を使用する、USBを使用するストリップ400の実施形態を図示している。ミッドスパンカードは左端のUSBツリーを終端とし、新たな一つを生成してUSBの奥行を6個よりも拡張する。このミッドスパンカードは、図10に描かれているような機能的ワイヤレスユニットカードであり得るか、純粋にUSBバスのブリッジ接続を専用としてもよい。
図15は、多数のUSB回線を使用するストリップ400の実施形態を図示している。多数のUSB回線の支承は、USB回線がUSBハブにより交互に遮断されることにより作動し得る、奥行を拡張するための別のオプションである。回線のパターン及び数は任意である。ここではABCABC...の反復パターンを持つ3本の回線が示されている。ヘッドエンドは多数の回線を受信し、ストリップは回線を交互配置する。ノード及びケーブルの数は共に、特定のストリップが両端部で分離可能であるか接合可能である場合に効率的な再利用を可能にする。例えば、5個のノードと3本のケーブルでは、各カードが312の配列(回転)を行う設定により、同一のカードが(USB奥行の端部まで)永遠に反復できる。
この配列方法は、USBの奥行限界を越えて物理的な長さを単に増加させること以外の用途を有する。並列回線は、ストリップ、ツリー、又はメッシュを通して相互接続子203を交互配置することにより、潜在的な帯域幅全体も増加させる。他の実施形態では、下記のように、USBの代わりにPCIe及びイーサネットなど異なる相互接続プロトコルが使用される。
これはUSB終端点の間の距離を機械的に延長するので、USB拡張技術が必要とされ得る。標準的なケーブルではUSB3.0が1mを大きく超えない傾向がある。この問題の多くはケーブルの減衰によるものであるが、幾つかの課題は反射又はクロストークによるものであり、ジッタの増加及び受信器アイシュリンケージ(eye shrinkage)を招く。
実施形態では統合バックプレーンとしてUSBを使用するので、消費者用USB製品の規格により利用可能な拡張方法は制限されない。例えば、実施形態では、集約されていないケーブル束を使用し、ミッドスパン又は外部電力供給シリコンを挿入してコネクタを使用せず、消費者用USB製品の状況でUSBを不適合にするがこの状況では機能的にある他の技術を使用する。
実施形態において、このような方法の一つは、多様なケーブルを使用することである。USB3.2第1世代及び2×1が、二重遮蔽ツイストペアケーブルの1本のレーンに支承され得る。送信の為に一つの差動ペアが第1遮蔽材に、受信の為に別の差動ペアが設けられ得る。これらのケーブルは、電力及びUSB2.0信号と同軸であることが必要なので、24AWGかそれより細い。しかしながら、遮蔽ツイストペア自体はいかなるサイズでもよく、USB2.0信号回線を終端処理して、プラグアンドプレイを実行するのに必要な回路構成を無くすことにより、幾つかの実施形態は、大きいツイストペアを介して送信及び受信ハーフレーンを直接接続することを必要とする。幾つかの実施形態では代わりにツイン軸ケーブルを使用し得る。USB規格ではUSB3.2第1世代用の1mより長くて高速用のものよりかなり短いケーブルは期待できず、入手可能なケーブルを2~3mにわたって使用する必要がないので、これは些細な変化ではない。
幾つかの実施形態では信号調整器を挿入し得る。信号調整器は、(ピーク間の)信号リドライバ―差動信号強度を回復する、及び/又は、移行を再びシャープにするように高周波数のコンポーネントを強調する線形増幅器又は受動的アナログフィルタ―であり得る。幾つかの信号調整器は、信号リタイマ―デジタルクロック及びパルスを抽出し改めて修正するデジタルコンポーネント―である。幾つかの調整器は受動的であり、(ケーブルが存在する場合に)ホストにより供給されるUSBケーブルの電力により給電される。幾つかの信号調整器は外部電力を必要とし得る。
図16は、一実施形態において左右の相互接続子1002の回線へ挿入されるUSB信号調整器1602を図示している。実施形態では、図16に描かれているようにUSB信号調整器1602はミッドスパンである。実施形態において、これらのUSB信号調整器1602により、配列において省略されたカードの間でUSBバックプレーンを拡張できる。
図17は、USB信号調整器1602(「SC」と表記)を使用するストリップ400の実施形態を図示している。USB信号調整器1602は、ローカルUSB装置と一体的であるか、或いは(図17に示されているように)その後で各経路の先頭に組み込まれ得る。ミッドスパン調整器は多様な性能態様を有し得るが、調整器の絶対値mV受信カットオフよりも信号が低下した場合のように、調整では、端部で実施された場合に可能であるよりも多くのノイズを拾い上げるが、中央では調整により充分な確実性が維持され得る。
図18は、アセンブリボード402がUSB信号調整器1602をカード自体に具備するストリップ400の実施形態を図示している。カード自体の中にあることで、調整器はミッドスパンであることが保証されるばかりでなくカードからの追加電力にアクセスし、潜在的にUSB相互接続子が電力回線を支承することを完全に回避できる。
図19は、独立した信号調整器カード1902にアセンブリボード402が結合されるストリップ400の実施形態を図示している。幾つかの実施形態で、これらのカードはメインカードの電源に接続されている。幾つかの実施形態で、各ドーター信号調整器カードは一つの調整器のみを支承し、多数の調整器がCPUカードに接続される。こうして、同じCPUアセンブリが1,2,3又はそれ以上の並列USB SKUに使用され、相違は調整器の配線及び積層である。
幾つかの実施形態では、ミッドラインケーブルとカード実装信号調整器の両方が使用される。一実施形態では、増幅の為のカードのリタイマとケーブルギャップのリドライバのように、リタイマ及びリドライバを使用する信号再生が使用される。(一般的なゲージのワイヤより大きい)ケーブル接続の強化と上述した信号調整器との組み合わせにより、従来のサブの1m直列回線が6m以上にわたって拡張され得る。
図20は、一実施形態における統合アクセスポイント112とその状況とのブロック図である。左右PCIe相互接続子2002について、左右USB相互接続子1002と類似の実施形態が適用され得る。エンドポイント及びホストとして独立的に構成され得る多数のPCIeバスをCPU202が露出させる幾つかの実施形態では、PCIeホストを一方向に、そしてPCIeエンドポイントを他方向にすることによりCPU20がそのピアに接続され得る。幾つかの更なる実施形態では、PCIeデバイス間DMAを使用して、CPU20がこの装置に向けられていないPCIeトラフィック全体の本質的なパケット切り替えを行ない得る。幾つかの実施形態では、図20に示されているように外部PCIeパケットスイッチ2004が配備され得る。この設定は、潜在的には複雑性追加のトレードオフとしてCPU202のPCIeコンポーネントに起こり得るスループットボトルネックを解消し得る。
PCIe自体はUSB3.2と電気的に類似しており、その為、拡張を可能にするようにPCIe回線の増幅とデジタルリタイミングのいずれかを行い得る信号調整器が存在する。一般的に、PCIeは、PCB送信回線又はリボンケーブルを経由するので、その範囲はわずか数インチ(およそ30インチまで)である。しかしながら、USBについて記したように商業規格の遵守に重きを置かないことにより、更なる拡張を可能にするように遮蔽ツイストペア及びツイナックスケーブルを経てPCIeを送ることが可能である。PCIeレーンが1本のみである場合には、タイミングの相違は問題ではなく、アセンブリの単純化につながる。PCIeはUSBと同じ奥行制限を有していなくてもよい。
図21は、一実施形態における統合アクセスポイント112とその状況とのブロック図である。示されているように、イーサネットはバックプレーンとしても使用され得る。デイジーチェーンに因り、かなり低価格のポートに限定される集積回路の使用が可能であるという点で、これは従来のハブアンドスポークアクセスポイントと異なっている。図21の実施形態には、統合アクセスポイント112に結合されたオフCPUイーサネットスイッチと左右イーサネット相互接続子2104と左右電力回線1004とが図示されている。オフCPUイーサネットスイッチの利点は、左右イーサネット相互接続子2104が10GBASE‐T又はそれ以上のような高帯域幅である一方でCPU202が低速の接続を使用できることである。幾つかの実施形態では、CPU202とオフCPUイーサネットスイッチとの間でイーサネットPHYが省略されて接続が更に単純化されている。図示されていないが、オフCPUイーサネットスイッチ2102自体が多数の左右イーサネット接続を有し得る。オフCPUイーサネットスイッチは、左右接続のリンク結合がこのような多数のリンクの使用を可能にするように構成され得る。
実施形態では、ストリップ400の並列容量を増大させるように配列とシャッフルとがイーサネットで使用され、こうしてストリップ400を交互配置セグメントに分割し、各セグメントは一つのイーサネット回線の容量を持つが、ストリップ400全体では大きな容量を含む。考えられる一つの利点は、ストリップ400をただ連続的にセグメント化することと比較して、このような交互配置により均一性を最大化するようにストリップが設計されることである。例えば、ストリップ400が連続する三分の一にただ分割される場合には、最初の三分の一はヘッドエンド130に最も近いが最後の三分の一は遠い―恐らく再生又はリタイミングを必要とせずに相互接続信号が届くには遠過ぎる。高データ速度信号が、通常はそれ用に設計されていないケーブルを経て、或いはUSB、PCIe、又はUSXGMII/XFIの長距離直列使用を伴うなど通常の仕様を越えるように伝搬する時には取り分け、これが当てはまる。しかし、可撓性、コスト、又は厚さを目的として、使用された必要なカテゴリと比較して範囲を制限するであろうツイストペアケーブルのカテゴリが選択される場合、或いは正しいカテゴリが使用されているが、通常はケーブルが耐えると予想されるものより急な径方向の曲げがストリップについて可能である場合にも、ツイストペアイーサネットにこれが当てはまる。例えばカテゴリ6Aのケーブルが使用され得るが、曲げるにはかなり太くて硬い。カテゴリ5のケーブルは加工がはるかに容易であるが、その設計故に600MHzの限定範囲を有し得る。幾つかの実施形態では、上述のようにカテゴリ5又は5eのケーブルが使用され得る。他の実施形態では、低カテゴリのケーブルが、ジャケットの外側でホイル又はメッシュのような接地遮蔽材に包囲された後で適切な絶縁を提供するのに使用される一方で、低カテゴリケーブル接続の低コスト及び高可撓性という利点が得られる。
図22は、一実施形態における統合アクセスポイント112とその状況とのブロック図である。図22は、デュアルイーサネットCPUを使用する実施形態を示している。これらのCPU202は、トラフィックを加速することで、選択されたCPUに応じてメモリバス又はCPUコアを回避するパケット転送エンジン2202(「PFE」と表記)を格納し得る。こうして、CPUソフトウェアは必要に応じてPFE2202をパススルースイッチとして構成することでCPU202への負荷を更に軽くできる。
しかしながら、統合イーサネットを備えるCPUがMACコンポーネントのみを有して、大抵は電力を大量消費して高額である独立したイーサネットPHYに給電するのに直列規格を介在的に使用するという意味で、イーサネットは特に重量級の技術である。10GBASEではこれが取り分け当てはまる。
しかしながら、オフチップPHYへ接続する際に組み込みCPUが大抵有するUSXGMII/XFI 1レーン直列接続は、離れたところへの伝送がそれ自体で可能である。
図23は、一実施形態においてUSXGMII/XFI 1レーン直列接続を介して相互接続される2個の統合アクセスポイント112とその状況とを示すブロック図である。USXGMII/XFI作動ペア―一方は受信用で一方は送信用―は、遮蔽ツイストペアケーブルを経て伝送され得る。電気的には、USXGMII/XFIは、およそ10GHzの類似のクロック速度と電圧とを持つUSB3.2第2世代に非常に類似している。
図24は、USXGMII/XFI信号を伝えるバルクUSB3.2ケーブルを使用して相互接続された一実施形態による2個の統合アクセスポイント112とその状況とを示すブロック図である。旧型のUSB2.0信号回線で伝えられ得る付随の基準クロック及び構成回線を含む信号をケーブルが搬送する。基準クロック及び構成のような追加信号は、CPU202の仕様に応じて搬送される必要があっても無くてもよい。幾つかの実施形態で、このような信号は受信側で再生される。基準クロックは、一般的には受信器を訓練するのに使用されて直列プロトコルは自動クロッキングであるので、相互接続子で搬送される必要が無い。幾つかのCPU202又はソフトウェアドライバ実装例では、それでもCPU202がローカルPHYと通信しているかのように構成回線が行使されることを必要とする。幾つかの実施形態では、これらのGPIO又は2ワイヤMDIOがケーブルで搬送され得る。他の実施形態では、これは終端処理されて局所的に再生される。更に幾つかの実施形態は、10GBASE‐Tモードに設定された時に配線接続されたGPIO制御部を備えるCPUに必要とされ得る問題のGPIOを駆動するのに他のGPIOを使用する。具体的には、標準的なMIIについて、通常はデータ速度を設定し、ステータスを判断し、リンク層プロトコルとインタフェース接続するように、PHYレジスタをプログラミングするのにMDIOインタフェースが使用される。幾つかのCPU又はイーサネットMACでは、MDIOインタフェースが無視され、ドライバは強制的にフレームイン及びフレームアウトを行なうことができる。選択はMACの性能に依存する。幾つかの実施形態では、やはり、ネゴシエーションが10BASE‐KRのようなプロトコルの一部ではないバックプレーンモードを採用することにより、これが行われ得る。他の実施形態では、MDIO回線を終端処理するか放置して、ドライバセットレジスタにPHY MDIO「エラー」を無視/無効化させることにより、これが行われ得る。他の実施形態では、一方がエミュレートされた両「端部」でハードウェアをホストソフトウェアに完全に制御させるPHYをエミュレートするようにGPIOを使用することにより、これが行われ得る。
各方向の多数のレーンが上に記載のように支承され得る。ケーブル自体は2倍以上のUSB3.2ケーブルであり得るか、他のケーブルのうち遮蔽ツイストペア又はツイナックスの束であり得る。幾つかの実施形態で、レーンの数はノード間で変化し、故に(太いツリー又はメッシュのような)相互接続子の幾つかのバックボーンが内部集約機能を実施できる。
このようにイーサネットを使用することの利点は、エッジ接続性を実施する為に高額で電力を大量消費するデータセンター級のICの必要性を回避することである。
実施形態は、USXGMII/XFIではなく、40GBps或いは1又は2.5Gbps(H)SGMIIを含む他のイーサネットエンコーディングを使用し得る。イーサネットMAC/PHY相互接続子の間の相違は、レーンとMDIOインタフェースとの数を含み、上記のようにMDIOインタフェースは局所的に終端処理されるか強制的に駆動され得る。
他の実施形態は、USXGMII/XFIではなく、10GBASE‐KR又は類似のバックプレーンイーサネットを使用する。考えられる利点は、MACからMACとされるように、バックプレーンイーサネットが外部PHYについての想定を有していないことであり、或る場合に、CPUのSerDesモジュールは、構成の微調整を使用してバックプレーンイーサネットをサポートできる。さもなければ、電気的には直列回線は類似している。(「類似の(similar)」により信号は許容ジッタ、電圧スイング、プリエンファシス、等化パラメータ、又は他のチューニングについての仕様では異なり得ることと、本質的に直列回線は同様に作動し、故に同じ方法を使用して対処され得ることとに注意していただきたい。高レベルのプロトコルネゴシエーションのようなものは異なっていてもよい。)バックプレーンイーサネットでは、いかなるネゴシエーションも一般的に、独立したバスではなくデータレーンに対して行われ、故に、殆どの組み込みCPUのデータ交換ストレートに使用される一本(以上)のSerDesレーンが、サイドケーブルの無い(レーンの方向ごとの)STP又はツイナックスの上で直接的に使用され得る。それにも拘らず、未加工のUSB3又はUSB‐Cケーブル接続は利用可能な回線を有する。
幾つかの実施形態では、USB又は類似のケーブルでは無くPCIeを使用する。PCIeは、様々な信号及びクロッキング回線を必要とし、多数のフリーワイヤが利用可能である。クロックが局所的に再生されるので無く送信される場合には、幾らかの注意が払われる必要がある。それにも拘わらず、規格外のケーブル接続インタフェースを使用することにより、PCIeは配線され、規格の「プラガビリティ」要件がかなりの程度無視される。これは、上記の拡張機構がどのようにして一般的なバックプレーン距離よりもPCIeをかなり拡張できるかの理由である。付加的に、幾つかの実施形態では、最大距離まで追加するのに(リドライバ又はリタイマのような)PCIe信号調整器を使用する。幾つかの実施形態は上記のようにSATAを使用する。
図25は、一実施形態における統合アクセスポイント112とその状況とのブロック図である。図25の実施形態は、統合アクセスポイント112に結合される左右の直列相互接続子2502及び左右の電力回線1004を図示している。図25には、構成可能なCPU202でSerDesブロックを構成することにより使用される汎用直列インタフェースが描かれている。このような構成は上に記載された実施形態を一般化したものであり、殆どのSerDesブロックが上記の信号送信プロトコルの為に設計されているので、電気的特性(入力及び出力の差動電圧など)は類似し得る。多くのCPU202は、部分的なカスタマイズが可能なSerDes機能を備えている。大抵、SerDes速度自体が一つの機能で設定されてから、別の機能により高レベルプロトコルにマッピングされる。幾つかの実施形態では、(PCIe又はイーサネットのような)便利な高レベルプロトコルが選択されるが、SerDesは(10.325GbaudクロックでPCIeを要求するような)このプロトコルには不適合である値に設定される。SerDesマッピングへの高レベルプロトコルの選択は、ハードウェアの性能とソフトウェアプログラマーにとっての便利さとに基づいて行われ得る。例えば、SerDesを備える幾つかのCPU202は、SerDesでの5GBASE‐T 1レーンSGMII構成を可能にするが、1000BASE‐KXバックプレーンのみである。これらのCPU202の幾つかでは、SerDesを1000BASE‐KXに構成することが可能であり、こうしてドライバは、オンチップMDIOレジスタバンクをプログラミングし、速度を設定してオートネゴシエーションを実行不能にするようにバックプレーンPHYを構成する(一方で5GBASE‐Tでは、CPU202により駆動される外部MDIOを備えるオフチップPHYが必要とされる)―が、その後でSerDesクロックを5Gbps速度に構成することができる。このような実施形態は1000BASE‐KXに適合してい無いが、このように構成されて同じSerDes回線でペアリングされた2個のCPU202であれば高いデータ速度で通信を行うだろう。これらの従来とは異なる構成では、距離を置いた高帯域幅チップ間通信にSerDesが使用され得る。
図26は、一実施形態において同軸ケーブルを使用して相互接続される2個の統合アクセスポイント112とその状況とを示すブロック図である。図26は、キャプティブだがバックホールとしてのWi-Fi自体の使用を図示している。多くの市販のWi-FiCPUコンボは、それが具備する他の接続性モードより優れた性能であり得る追加の送受信器を有するので、送受信器を直接的に共に同軸ケーブルで接続して、配線接続モードを用意することが可能である。幾つかの実施形態では、最終電力増幅器が省略され得る。幾つかの実施形態で、キャプティブWi-Fi送受信器は共通の同軸ケーブル2602につながれるように構成されている。更に幾つかの実施形態では、送信電力を調整するか減衰器を挿入して近傍の送受信器のみに送信範囲を制限する。幾つかの実施形態では、OFDMA/MU‐MIMOを使用してカードへのアクセスを分割し、左のチャネルへの半分と右への半分とを使用する。これを行なう利点は、2個以上の他の送受信器の中央の送受信器は最も近傍にあるものに同時にデータ送信することができ、それでも上述のように、適切な直線状の減衰器は、2より多い衝突が軽減又は解消されることを保証できる。BSS着色及び二重NAVは共に、これらの事例でも効果的であり得る。この種のケーブル接続の目的として考えられる一つは、相互接続帯域幅を無線経由のものより増加させるのでは無く、同軸ケーブル2602にトラフィックを格納することにより無線経由トラフィックとバックホールとの漏洩及びクロスコンタミネーションを防止することである。幾つかの実施形態において、同軸ケーブル2602は、ケーブルの外側で多重遮蔽されるか付加的な外部遮蔽により包囲されて(市販のケーブルが)内部トラフィックを更に格納できる。
幾つかの実施形態で、送受信器は異なる隣接ノードにデータ送信するのにチャネルを変更し得る。こうして狭い領域が交差領域干渉から解放される。例えば、線形チェーンでは、例えば一つの領域にはチャネル36、別のものには151となるようにチャネルを構成できる。チャネルが更に離れると、隣接チャネルの干渉があまり問題にはならない。幾つかの実施形態では、これを物理的に強化するのにノッチ又はハイ/ローパスフィルタを使用し得る。幾つかの実施形態では、フラットな減衰器又はスイッチを使用して左及び/又は右へ延びるケーブルを切断する。幾つかの実施形態で、フィルタはRFスイッチに接続され、特定のチャネルでの通信又は減衰を希望するかどうかを送受信器が選択できる。このようなスイッチはローカルGPIOにより駆動され得る。例えば、線形チェーンの2個の送受信器の間のあらゆるリンクは、A‐151‐B‐36‐C‐151‐D‐36...など高低の5GHzチャネルを交互するように割り当てられ、ABCDは送受信器ノードであり、数字はリンクである。BがAにデータ送信しようとするかその逆である場合に、両方はチャネル151に変更する。B及びCがデータ送信しようとする場合には、両方がチャネル36に変更する。製造及び製品の都合により判断されるノード間の距離に応じて、AとBとCとDが同時にデータ送信するのに充分な減衰が既に生じている。しかし、そうでない実施形態では、B及び/又はCがBからCリンクに切り替えることで、干渉の軽減を保証できる。B‐C経路のRFスイッチを使用してリンクを完全に切断して内部減衰を起こすことにより、このリンク切り替えが行われ得る。或いは、チャネル通信を強制するようにハイ/ロー/ノッチフィルタを導入することによりこれが行われ得る。こうして、他のあらゆるリンクが交替して、広い衝突領域を必要とせずに完全な通信を保証できる。幾つかの実施形態で、アクセスを更に分割して効率的な交替と媒体アクセスを可能にするように、より高レベルのスケジューリングが採用され得る。スケジューリングの本質的な基本は当該技術で理解されている。他のオプションは、ハイ/ロー/ノッチフィルタが、2個のノードより大きい動的衝突領域を確立するのに使用されて、チャネル/フィルタの変更によりこのダイナミズムを調節することである。
幾つかの実施形態では、FEM/増幅器が省略される。直接的なケーブル接続と無線経由の送信の欠如の故に、基本の無線機は通常、近傍間の直接通信に充分な電力レベルで送信を行う。例えば-40dBmから10dBmまで信号を増幅するフロントエンドモジュールが直接ケーブルでは不要であり、ケーブルは、例えば15dBの減衰を有し、必要な受信信号強度は-65dBm以下である。FEMは、(他のコンポーネントから隔離される為の)空間と電力とを必要とし、これらが不要である場合に、アセンブリは更に小型化されてその電力バジェットが減少する。現在の多くの設計では、組み込み送受信器を備えるCPUは、空間及び電力の追加が必要であるが故にこれらの送受信器の使用を可能にするのに小型ボード設計が小さ過ぎるので、送受信器が終端処理される。しかしこれらの設計はここでは相互接続子の為に使用され、終端が除去されて回線から同軸ケーブルへ給電されることのみを必要とし、これは、省略されたレーンを元に戻すかビア又はパッドを通して信号にアクセスすることによるものである(設計に応じてこれは終端回線を表面化するのに細かいレイアウト調節を必要とし得る)。
幾つかの実施形態において、CPUはホップバイホップのトラフィックブリッジ接続を実施する。幾つかの実施形態で、これはWi-Fi送受信器の間に適切なワイヤレスメッシングプロトコルを使用する。上述のように、幾つかの実施形態では、チャネル変更、減衰器再構成、又は送信タイミングを調整するようにトラフィックがスケジューリングされる。これは、アドホックスケジューラ、送信インフラストラクチャ全体の為のマスタスケジューラ、或いは領域マスタを使用することにより行われ得る。このような技術は当該技術では周知であり、集中型又は分散型グラフの着色又は支配集合の計算に基づく。
3.3 無線機
本開示の先行の節でWi-Fi無線機の使用を詳しく記載したが、本発明による技術の範囲はWi-Fiに限定されない。他の無線機タイプが代替的に、或いはWi-Fiとの組み合わせで使用されてもよい。
図27は、一実施形態における統合アクセスポイント112とその状況とのブロック図である。図27は、実施形態で多様な無線機2702のタイプをどのように使用し得るかを図示している。幾つかの実施形態は、(上のように可撓性の相互接続子として接続される共通カード又は一連のカードを介して)多数の無線機タイプでノードを共有している。幾つかの実施形態では、選択可能なアンテナセットのような共有アンテナ分配システムに無線機タイプを接続する。幾つかの実施形態で、無線機はWi-Fi及びブルートゥース、又はジグビー、又はZウェーブ、又はスレッドである。幾つかの実施形態で、これらは5G又はCBRSである。幾つかの実施形態で、アンテナ分配は非常に多様な帯域を持ち、その為、無線機は、802.11ad及びそのチャイルドのように、2.4GHz/3.5GHz/5GHz/6GHz及び60GHzである。
多数の無線機を支承する利点の一つは、顧客による無線選択技術は設置寿命にわたって変化し、一度に、またシステム全体で一つの無線機を顧客が選択するのに、本発明による技術の配備インフラストラクチャが理想的だということである。本発明による技術のいずれも、概して、他の無線技術が同時的に存在することを妨げない。
図28は、一実施形態での統合アクセスポイント112とその状況のブロック図である。図28は、プログラマブルベクトル又はデジタルベースバンド2802を幾つかの実施形態で使用し得ることを図示している。これらのベクトル又はデジタルベースバンド2802は、多数の無線機タイプの採用を可能にする。デジタルベースバンドは市販されており、ソフトウェア定義の無線DSPと、ビットストリームを無線信号に変換して戻すことのできるベクトル高速信号プロセッサのいずれかである。ソフトウェア定義の無線機を使用することの利点は、FEMの性能を受けるプロトコルの可能なソフトウェアアップグレード或いは完全に異なるプロトコルへの切り替えを可能にすることである。幾つかの実施形態では、デジタル無線機からの出力が帯域固有のFEM及びフィルタの切り替えネットワークへ送られ、こうして無線機が多様な帯域にプログラミングし直される。これは配備時に帯域が予測されない時に、取り分け有益である。例えば、Wi-Fiでは、殆どの製品が配備された後に6GHz帯域がFCCにより利用可能となった。現場でのこのアップグレードの利点を得られるのは幾つかの製品のみである。無線送受信器は大抵5GHz帯域に固定された。そして固定されていない無線機についても、FEMは大抵5GHzに制限された。使用されるアンテナ208の設計に応じて、配備時にコンポーネントの制約を受ける新たな帯域をアンロックするようにソフトウェアにより現場アップグレードを実施することが可能である。例えば、幾つかのアンテナ208は5GHzのピークで放射するが、6GHz又は3GHzで許容可能なインピーダンス及び反射も放出し、こうして幾つかの実施形態では、ハイパス5GHzフィルタが実行不能となり3GHz送信を可能にする。切り替え可能なフィルタは配備にわずかなコストを追加するが高い柔軟性を与え得る。
図29は、相互接続された一実施形態の3個の統合アクセスポイント112とその状況とを示すブロック図である。図29は無線カードの多様性を図示している。図29の実施形態で、CBRS送受信器2902が一つの統合アクセスポイント112で使用されるのに対して、描かれている他の2個の統合アクセスポイント112はWi-Fi送受信器204を使用する。無線カード多様性は、重要な配備及び製造オプションである。バックプレーン及び無線機の使用は大抵独立しているので、幾つかの実施形態では、最終組立の時点で特定の無線カードフレーバーが選択され得る。これは多様なSKUを作成するように行われ得る。その利点は、無線カード自体が非常に長いリードタイムを有し、その為、その在庫を前もって構築することが有利であるが、最終組立は時間通りであるかそれに近く、故に新しいSKUを形成するか既存のものを再構成するかの迅速な決定が可能になる。故に、或る日には固定無線タイプから成る製品の回線が、異なる無線機タイプを散在させるように変更されてもよい。幾つかの実施形態では、2個の無線タイプカードが隣接しており、T字又はY字である同じか類似のアンテナ分配インフラストラクチャへ供給される。幾つかの実施形態では、帯域固有の減衰器又はフィルタを挿入することにより、付加的にこれらの接合部が帯域によりフィルタリングされる。幾つかの実施形態で、Y字又はT字のインフラストラクチャは可撓性又は硬質の小型のフローティング又はドーターボードであり、故に受動的又は能動的なコンポーネントが多く形成され得る。市販のバックボーンにジャストインタイム部品を使用する組み立て能力は、製品の混合設計及びアップグレード可能性についての大きな利点を提供し得る。
本開示を通して、本開示の他の発明から独立しているかこれから導出される多数の発明が挙げられている。これらの発明の組み合わせ及びサブプロセスは、本開示を読むと、或いは読んで初めて当業者により予想され得るので、これらの組み合わせ及びサブプロセスも本開示により教示されることが理解されるはずである。更に、複数形又は単数形の使用は、言及されている物品の数を制約しない。そうでは無いことが明記されているか論理的に一貫してい無い場合を除いて、単数形の物品への言及は複数形と解釈されるものとし、逆もまた然りである。
本開示を通して、多数の代替実施形態が挙げられている。各実施形態はトレードオフ又は効果が異なっており、それ故、トレードオフと効果との組み合わせについて最良の実施形態である。使用すべき代替物の選択は、当該技術に熟練した開発者が希望するトレードオフ又は効果に依存し、このような選択は当該技術では自明かつ明解であり、更なる発明又は発見を必要としない。「し得るだろう(could)」、「し得る(can)」、「してもよい(may)」の条件付き言語は、発明の実施形態における(製造、構成、又は入手可能性に基づく)オプションを指すことが意図されていてそのように解釈されるものとし、付加的な発明が必要とされるとは記されていない。例えば、「発明は所与の入力に反応し得る」との記述は、本発明の実施形態の一つのアセンブリの一つの構成が実際にはこの入力に反応することを意味する。これは言語的経済性の為にのみ行われ、発明が教示されるかされないかに関係するので、不確実性又は不完全性を示唆している訳では無い。本開示は、将来的な当該技術についての憶測を記すものではなく、実践されることになった現在の発明を記述するものである。例は、発明の明白な実施形態として、そして教示を明らかにする為に設けられている。
本開示には、包含される発明の新規の方法を使用して当該技術の熟練者が更なる発見又は発明を伴わずにシステム又は技術を構築可能であるのに充分な詳細が挙げられている。
102 アクセスポイント
103 ケーブル
110 スイッチ
104 ポート
112 統合アクセスポイント
120 アップリンクポート
130 ヘッドエンド
202 CPU(中央処理ユニット)
203 相互接続子
204 Wi-Fi送受信器
206 ネットワーク送受信器
208 アンテナ
210 電源
302 PoE(パワーオーバーイーサネット)
304 周辺機器
306 ハードアンテナ
308 パススルー
312 実装促進コンポーネント
320 CPU・Wi-Fiサブシステム
332 電力
334 相互接続子
400 ストリップ
402 アセンブリボード
403 相互接続ケーブル
406 RF同軸ケーブル
408 可撓性PCBプリントアンテナ
504 ホイル
506 リボンケーブル
510 組立ストリップ筐体
520 ポッティング
602 アンテナスイッチ
604 同軸接続子
606 リボンコネクタ
608 フォーム
610 可撓性PCB
802 サブアセンブリボード
804 Wi-Fiコンポーネント
902 硬質カード
904 可撓性PCB又はリボンケーブル
1002 USB相互接続子
1004 電力相互接続子
1102 USB
1104 DMAエンジン
1106 メモリ
1202 USBハブ
1402 ミッドスパンカード
1602 USB信号調整器
1902 信号調整カード
2002 PCIe相互接続子
2004 PCIeパケットスイッチ
2102 イーサネットスイッチ
2104 イーサネット
2202 パケット転送エンジン
2502 直列相互接続子
2602 同軸ケーブル
2702 無線機
2802 プログラマブルベクトル又はデジタルベースバンド
2902 CBRS送受信器

Claims (100)

  1. ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステムであって、
    無線機と制御器と可撓性PCBプリントアンテナとを少なくとも含むコンポーネントを各々が具備する複数の統合アクセスポイント、
    を具備して、
    当該の各統合アクセスポイントの少なくとも前記無線機及び制御器が対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ、
    各硬質アセンブリボードから当該の可撓性PCBプリントアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成されている、無線周波数信号を送信する為の手段、
    を具備して、
    前記統合アクセスポイントの前記コンポーネントを統合する面材料に各統合アクセスポイントが組み込まれ、
    一体型バックプレーン相互接続子であって、直列に通信結合された複数の相互接続子を具備する一体型バックプレーン相互接続子であり、隣接の統合アクセスポイントを各相互接続子が接続する一体型バックプレーン相互接続子、
    を具備するシステム。
  2. 第1統合アクセスポイントの前記無線機から少なくとも一つの他の統合アクセスポイントの前記無線機までの距離が少なくとも10フィートである、請求項1に記載のシステム。
  3. 可撓性PCBで製作されたストリップを前記面材料が具備し、各統合アクセスポイントの前記コンポーネントへ電力を送るプリント送信回線を前記ストリップが具備し、各アセンブリボードが前記ストリップに表面実装される、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記面材料がストリップを具備し、前記一体型バックプレーン相互接続子が、前記統合アクセスポイントを結合する個別の相互接続ケーブルを具備する、請求項1に記載のシステム。
  5. 充填材を具備する当該の組立ストリップ筐体に各アセンブリボードが組み込まれ、各ストリップ筐体が更に、当該の各アセンブリボードとの直接接触状態にあるホイル、フォーム、又はプラスチックテープのうち少なくとも一つを具備する、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記充填材が、カットフォーム、注入充填フォーム、注入エポキシ、注入シリコン、又はサーマルシリコンのうち少なくとも一つを包含する、請求項5に記載のシステム。
  7. 隣接ストリップ筐体の間での前記ストリップの各区分が当該の中空導管を具備する、請求項6に記載のシステム。
  8. 前記組立ストリップ筐体を越えて前記ストリップにわたって延在するポッティングを前記充填材が具備する、請求項6に記載のシステム。
  9. 前記一体型バックプレーン相互接続子が更に、電力を受容して前記ワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを具備し、前記ヘッドエンドがバックプレーンコンバータへの外部ネットワークを具備し、前記ヘッドエンドが第1相互接続子により第1統合アクセスポイントに結合される、請求項1に記載のシステム。
  10. 各制御器と当該の一以上のWi-Fi送受信器とを統合する複数のワイヤレスカードモジュールを更に具備し、各制御器がCPUである、請求項1に記載のシステム。
  11. 各制御器が、Wi-Fi信号を送信及び受信するように構成されているシステムオンチップ(SoC)である、請求項1に記載のシステム。
  12. 各アンテナが選択可能かつ移動可能である、請求項4に記載のシステム。
  13. 前記ストリップに組み込まれるサーマルヒートポンプを更に具備する、請求項5に記載のシステム。
  14. 各アセンブリボードが前記ストリップに連結される、請求項5に記載のシステム。
  15. 金属のストリップに接続されるサーマルパッドを各アセンブリボードが具備する、請求項5に記載のシステム。
  16. 各ストリップ筐体に結合されるグラファイトヒートスプレッダを更に具備する、請求項5に記載のシステム。
  17. 各アセンブリボードが当該の硬質ケースに封入されている、請求項4に記載のシステム。
  18. 前記ストリップに結合された当該のスマートケーブルから各硬質ケースが懸架される、請求項17に記載のシステム。
  19. 前記可撓性PCBプリントアンテナが両面可撓性PCBにプリントされて、前記可撓性PCBにアンテナスイッチが表面実装され、第2ホイル又は第2フォームのうち少なくとも一方が、前記可撓性PCBに隣接する前記ストリップに載置される、請求項5に記載のシステム。
  20. 各両面可撓性PCBがポッティングに組み込まれる、請求項19に記載のシステム。
  21. 前記ストリップが可撓性伸張抑制材又は補強材のうち少なくとも一方を具備する、請求項19に記載のシステム。
  22. 各統合アクセスポイントの少なくとも一つのコンポーネントが曲げ抵抗シェルに封入される、請求項19に記載のシステム。
  23. 各アセンブリボードが硬質カードと一以上のサブアセンブリボードとを具備し、各硬質カードが、前記統合アクセスポイントの一つの電源とネットワーク送受信器と当該の制御器とを具備し、各サブアセンブリがWi-Fi送受信器を具備し、各統合アクセスポイントの当該の硬質カード及び一以上のサブアセンブリボードが直列に結合される、請求項4に記載のシステム。
  24. 各Wi-Fi送受信器が無線SoCを具備する、請求項23に記載のシステム。
  25. 各Wi-Fi送受信器が、複合アナログベースバンド信号を発出する無線モジュールと、前記信号のアップコンバート、切り替え、増幅を行なう一以上の追加モジュールとを具備する、請求項24に記載のシステム。
  26. 各サブアセンブリボードがPCIeスイッチ又は一以上のPCIeバスのうち少なくとも一方を具備する、請求項23に記載のシステム。
  27. 各サブアセンブリボードがM.2又はミニPCIeエッジ接続の硬質カードを具備する、請求項23に記載のシステム。
  28. 2個のUSB PHYを備えるCPUを各制御器が具備し、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子がUSBケーブルを具備する、請求項1に記載のシステム。
  29. 各CPUがDMAエンジンと一以上のコアとメモリとを具備し、前記DMAエンジンが前記USB PHYを前記メモリに接続する、請求項28に記載のシステム。
  30. 各制御器がCPUを具備し、最終統合アクセスポイントを除いた各統合アクセスポイントがUSBハブを具備し、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子がUSBケーブルを具備し、前記最終統合アクセスポイントを含む6個以下の統合アクセスポイントをシステムが具備する、請求項1に記載のシステム。
  31. CPUと、USBハブを各々が具備する複数の統合アクセスポイントとを各制御器が具備し、左端のUSBツリーの終端となると共に新たなUSBツリーを生成するミッドスパンカードを具備するUSBハブを各統合アクセスポイントが具備せず、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子がUSBケーブルを包含し、基本のUSB規格を根拠とする最大数までの連続する隣接統合アクセスポイントについて、ミッドスパンカードを具備するCPUを少なくとも一つの統合アクセスポイントが具備する、請求項1に記載のシステム。
  32. 統合アクセスポイントを結合する個別の前記相互接続ケーブルが、遮蔽ツイストペアケーブル又はツイン軸ケーブルの一方を具備するPCIe回線である、請求項26に記載のシステム。
  33. 前記PCIe回線の増幅又はデジタルリタイミングを行なう信号調整器を更に具備する、請求項32に記載のシステム。
  34. ローカルネットワークトラフィックを加速させるパケット転送エンジンを備えるデュアルイーサネットCPUを各制御器が具備する、請求項1に記載のシステム。
  35. 隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子が、ツイストペアケーブルで送られるUSXGMII/XFI 1レーン直列接続差動ペアを具備する、請求項34に記載のシステム。
  36. 隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子が、USXGMII/XFI信号を伝えるUSB3.2ケーブルを具備する、請求項34に記載のシステム。
  37. 前記USXGMII/XFI信号が基準クロックと構成信号とを包含する、請求項36に記載のシステム。
  38. USXGMII/XFI、40GBps、1Gbps(H)SGMII、2.5Gbps(H)SGMII、又は10GBASE‐KRのうちの一つを包含するイーサネットエンコーディングを各相互接続子が使用する、請求項1に記載のシステム。
  39. 隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子が、PCIe信号を伝えるUSBケーブルを具備する、請求項1に記載のシステム。
  40. 一以上のWi-Fi送受信器を備えるCPUを各制御器が具備し、キャプティブバックホールとしてWi-Fiを使用するように各CPUが構成されており、隣接の統合アクセスポイントを接続する各相互接続子が同軸ケーブルを具備する、請求項1に記載のシステム。
  41. 各同軸ケーブルが多重遮蔽されるか外部遮蔽材で包囲される、請求項40に記載のシステム。
  42. スケジューリング時に、ノッチフィルタ、ハイ/ローパスフィルタ、フラット減衰器、又はスイッチのうち少なくとも一つを使用してチャネルを切り替えて異なる隣接ノードと通信するように前記Wi-Fi送受信器が構成されている、請求項40に記載のシステム。
  43. ホップバイホップのトラフィックブリッジ接続を実施するように各CPUが構成されている、請求項42に記載のシステム。
  44. 複数のアドホックスケジューラ、マスタスケジューラ、又は複数の領域マスタスケジューラのうち少なくとも一つを使用して、調整によるチャネル変更、減衰器再構成、又は送信タイミングのうち少なくとも一つによりトラフィックをスケジューリングするように前記CPUが構成されている、請求項42に記載のシステム。
  45. 各統合アクセスポイントの前記無線機がWi-Fi無線機を包含し、各統合アクセスポイントが更に、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つを具備する、請求項1に記載のシステム。
  46. 各統合アクセスポイントの前記無線機がWi-Fi無線機を包含し、各統合アクセスポイントが更に、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つを具備する、請求項4に記載のシステム。
  47. 各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機が、2.4GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成されており、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機が60GHz以上の周波数で作動するように構成されている、請求項45に記載のシステム。
  48. 各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機が、24GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成されており、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機が60GHz以上の周波数で作動するように構成されている、請求項46に記載のシステム。
  49. 各統合アクセスポイントの前記無線機がベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機のうち一方を包含し、各統合アクセスポイントが少なくとも一つの他の無線機を具備する、請求項1に記載のシステム。
  50. 各統合アクセスポイントの前記無線機がベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機のうち一方を包含し、各統合アクセスポイントが少なくとも一つの他の無線機を具備する、請求項4に記載のシステム。
  51. 少なくとも一つのアセンブリボードがWi-Fi送受信器を具備し、少なくとも一つの他のアセンブリボードがWi-Fi送受信器ではない送受信器を具備する、請求項4に記載のシステム。
  52. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更にネットワーク送受信器を具備する、請求項1に記載のシステム。
  53. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更に電源を具備する、請求項1に記載のシステム。
  54. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更に電源とネットワーク送受信器とを具備する、請求項1に記載のシステム。
  55. 各アセンブリボードが更にネットワーク送受信器を具備する、請求項1に記載のシステム。
  56. 各アセンブリボードが更に電源を具備する、請求項1に記載のシステム。
  57. 各アセンブリボードが更にネットワーク送受信器と電源とを具備する、請求項1に記載のシステム。
  58. ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステムであって、
    無線機と制御器とアンテナとUSBハブとを少なくとも含むコンポーネントを各々が具備する複数の統合アクセスポイントであって、統合アクセスポイントの前記コンポーネントを統合する面材料に各々が組み込まれる複数の統合アクセスポイントと、
    一体型バックプレーン相互接続子であって、交互配置された複数のUSB相互接続回線を具備する一体型バックプレーン相互接続子であり、一以上のUSBハブを通して直列に通信結合された複数のUSBケーブルを各USB相互接続回線が具備し、各USB相互接続回線の各USBケーブルが、隣接していない統合アクセスポイントのペアを接続する、一体型バックプレーン相互接続子と、
    を具備するシステム。
  59. 前記面材料がストリップを包含し、第1統合アクセスポイントの前記無線機から少なくとも一つの他の統合アクセスポイントの前記無線機までの距離が少なくとも10フィートである、請求項58に記載のシステム。
  60. 前記一体型バックプレーン相互接続子が更に、電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを包含し、前記ヘッドエンドがバックプレーンコンバータへの外部ネットワークを具備する、請求項58に記載のシステム。
  61. 各USBケーブルが二重遮蔽ツイストペアケーブルを包含する、請求項58に記載のシステム。
  62. 各USBケーブルがツイン軸ケーブルを包含する、請求項58に記載のシステム。
  63. 各USB相互接続回線が更に一以上のミッドスパンUSB信号調整器を具備する、請求項58に記載のシステム。
  64. 第1USBハブと一体的であるか前記第1USBハブの後にある一つのUSB信号調整器を各USB相互接続回線が具備する、請求項58に記載のシステム。
  65. 当該の各統合アクセスポイントの少なくとも前記無線機と制御器とUSBハブとが対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ、
    各統合アクセスポイントの前記アンテナが可撓性PCBプリントアンテナであり、
    無線周波数信号を送信する為の手段が、各硬質アセンブリボードから当該のアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成されている、
    請求項58に記載のシステム。
  66. 前記面材料がストリップを包含し、
    充填材を具備する当該の組立ストリップ筐体に各アセンブリボードが組み込まれ、
    各ストリップ筐体が更に、当該の各アセンブリボードとの直接接触状態にあるホイル、フォーム、又はプラスチックテープのうち少なくとも一つを具備する、
    請求項65に記載のシステム。
  67. 各アセンブリボードが更にUSB信号調整器を具備する、請求項65に記載のシステム。
  68. 各アセンブリボードが、USB信号調整器を具備する少なくとも一つの独立した信号調整器カードに結合される、請求項65に記載のシステム。
  69. 各USB相互接続回線が更に一以上のミッドスパンUSB信号調整器を具備する、請求項68に記載のシステム。
  70. 別個の各信号調整器カードの各USB信号調整器がリタイマを具備し、各ミッドスパンUSB信号調整器がリドライバを具備する、請求項69に記載のシステム。
  71. 各統合アクセスポイントの前記無線機がWi-Fi無線機を包含し、各統合アクセスポイントが更に、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つを具備する、請求項58に記載のシステム。
  72. 各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機が2.4GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成されており、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機が60GHz以上の周波数で作動するように構成されている、請求項71に記載のシステム。
  73. 各統合アクセスポイントの前記無線機がベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機のうち一方を包含し、各統合アクセスポイントが少なくとも一つの他の無線機を具備する、請求項58に記載のシステム。
  74. 少なくとも一つのアセンブリボードがWi-Fi送受信器を具備し、少なくとも一つの他のアセンブリボードがWi-Fi送受信器ではない送受信器を具備する、請求項65に記載のシステム。
  75. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更にネットワーク送受信器を具備する、請求項58に記載のシステム。
  76. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更に電源を具備する、請求項58に記載のシステム。
  77. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更に電源とネットワーク送受信器とを具備する、請求項58に記載のシステム。
  78. 各アセンブリボードが更にネットワーク送受信器を具備する、請求項65に記載のシステム。
  79. 各アセンブリボードが更に電源を具備する、請求項65に記載のシステム。
  80. 各アセンブリボードが更にネットワーク受信器と電源とを具備する、請求項65に記載のシステム。
  81. ワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する為のシステムであって、
    無線機とCPUとアンテナとオフCPUイーサネットスイッチとを少なくとも含むコンポーネントを各々が具備する複数の統合アクセスポイントであって、統合アクセスポイントの前記コンポーネントを統合する面材料に各統合アクセスポイントが組み込まれる複数の統合アクセスポイント、
    を具備して、
    当該の各統合アクセスポイントの少なくとも前記無線機とCPUとイーサネットスイッチとが、一以上の対応の硬質アセンブリボードに組み付けられ、
    一体型バックプレーン相互接続子であって、一以上のイーサネット相互接続回線を包含する一体型バックプレーン相互接続子であり、一以上のオフCPUイーサネットスイッチを通して直列に通信結合された複数のイーサネットケーブルを各イーサネット相互接続回線が具備し、各イーサネット相互接続回線の各イーサネットケーブルが統合アクセスポイントのペアを接続する、一体型バックプレーン相互接続子、
    を具備するシステム。
  82. 前記面材料がストリップを包含し、第1統合アクセスポイントの前記無線機から少なくとも一つの他の統合アクセスポイントの前記無線機までの距離が少なくとも10フィートである、請求項81に記載のシステム。
  83. 少なくとも2本のイーサネット相互接続回線を更に具備し、前記少なくとも2本のイーサネット相互接続回線の各々が交互配置されており、隣接していない統合アクセスポイントのみを接続する、請求項81に記載のシステム。
  84. 各イーサネット相互接続回線が、10GBASE‐T規格を満たすのに少なくとも充分な帯域幅を有する、請求項81に記載のシステム。
  85. 各オフCPUイーサネットスイッチが多数の左右イーサネット接続を具備し、リンク接合を通して前記左右イーサネット接続を使用するように各オフCPUイーサネットスイッチが構成されている、請求項81に記載のシステム。
  86. 各イーサネットケーブルがカテゴリ5又はカテゴリ5eケーブルの一方を包含する、請求項81に記載のシステム。
  87. ホイル又はメッシュの一方を包含する接地遮蔽材に包囲されたカテゴリ5未満のイーサネットケーブルを各イーサネットケーブルが包含する、請求項81に記載のシステム。
  88. 各統合アクセスポイントの前記アンテナが可撓性PCBプリントアンテナであって、無線周波数信号を送信する為の手段が、各アセンブリボードから当該のアンテナへ無線周波数信号を分配するように構成されている、請求項81に記載のシステム。
  89. 前記面材料がストリップを包含し、充填材を具備する当該の組立ストリップ筐体に各アセンブリボードが組み込まれ、当該の各アセンブリボードとの直接接触状態にあるホイル、フォーム、又はプラスチックテープのうち少なくとも一つを各ストリップ筐体が更に具備する、請求項88に記載のシステム。
  90. 各統合アクセスポイントの前記無線機がWi-Fi無線機を包含し、各統合アクセスポイントが更に、ブルートゥース無線機、ジグビー無線機、Zウェーブ無線機、又はスレッド無線機のうち少なくとも一つを具備する、請求項88に記載のシステム。
  91. 各統合アクセスポイントの少なくとも一つの無線機が2.4GHz、3.5GHz、5GHz、又は6GHzの周波数で作動するように構成されており、各統合アクセスポイントの少なくとも一つの他の無線機が60GHz以上の周波数で作動するように構成されている、請求項90に記載のシステム。
  92. 各統合アクセスポイントの前記無線機がベクトルベースバンド無線機又はデジタルベースバンド無線機の一方を包含し、各統合アクセスポイントが少なくとも一つの他の無線機を具備する、請求項88に記載のシステム。
  93. 少なくとも一つのアセンブリボードがWi-Fi送受信器を具備し、少なくとも一つの他のアセンブリボードがWi-Fi送受信器ではない送受信器を具備する、請求項88に記載のシステム。
  94. 電力を受容してワイヤレスネットワークと通信するように構成されているヘッドエンドを前記一体型バックプレーン相互接続子が更に具備し、バックプレーンコンバータへの外部ネットワークを前記ヘッドエンドが具備する、請求項81に記載のシステム。
  95. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更にネットワーク送受信器を包含する、請求項81に記載のシステム。
  96. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更に電源を包含する、請求項81に記載のシステム。
  97. 各統合アクセスポイントの前記コンポーネントが更に電源とネットワーク送受信器とを具備する、請求項81に記載のシステム。
  98. 各アセンブリボードが更にネットワーク送受信器を具備する、請求項81に記載のシステム。
  99. 各アセンブリボードが更に電源を具備する、請求項81に記載のシステム。
  100. 各アセンブリボードが更にネットワーク送受信器と電源とを具備する、請求項81に記載のシステム。
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