Interruptor flexible.

Un interruptor (20) para un sistema de comunicaciones con el propósito de encaminar una señal de un primer nudo

(21a) a un segundo nudo (22a), comprendiendo el interruptor:

un número y de dos o más matrices de interruptores m x n (8a, 8b) en paralelo, presentando cada matriz de interruptores una pluralidad de puertos de entrada (23a, 23b ,24a, 24b) y de puertos de salida (25a, 25b, 26a, 26b) conectados mediante trayectorias de interruptores (15);

divisores m 1:y (9) en los que y es el número de matrices de interruptores (8a, 8b) y en los que un divisor (9) conecta el primer nudo (21a) a un puerto de entrada (23a, 24a) de cada matriz de interruptores (8a, 8b);

combinadores de potencia n 1:y en los que un combinador de potencia combina un puerto de salida (25a, 26a) de cada matriz de interruptores (8a, 8b) con el segundo nudo (22a), cada puerto de salida de matriz de interruptores (25a, 26a) contribuye con la potencia del segundo nudo (22a), de manera tal que un fallo en una de las matrices de interruptores (8a, 8b) no derive en una pérdida de potencia total en el segundo nudo (22a), con el interruptor configurado para que las señales que están combinadas mediante el combinador de potencia (10) tengan inicialmente el mismo voltaje cuando no hay fallos en las matrices de interruptores (8a, 8b); en las que cada uno de los combinadores de potencia (10) comprende un circuito de detección para detectar el fallo, comprendiendo el circuito de detección un comparador (11) que presenta dos entradas

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/034745.

Solicitante: NextG Networks, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2000 Corporate Drive Canonsburg PA 15317 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WAKE, DAVID, BEACHAM,KEITH.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > SELECCION (conmutadores, relés, selectores H01H;... > H04Q11/00 (Dispositivos de selección para sistemas multiplex (sistemas multiplex H04J))

PDF original: ES-2526462_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Interruptor flexible Antecedentes de la invención

La presente Invención se refiere a un Interruptor flexible y, más específicamente, a un interruptor flexible para sistemas de comunicaciones, sistemas de comunicaciones Inalámbricas que utilizan antenas distribuidas, y a puntos de distribución de radio y móviles.

En la patente estadounidense N° 5.682.256, Motley ef al. se describe la utilización de una matriz de interruptores para sistemas de comunicaciones inalámbricas basados en antenas distribuidas. Motley utiliza una matriz de interruptores para interconectar un número de estaciones base en los puertos de entrada con un número de antenas distribuidas en los puertos de salida. La matriz de interruptores permite que se conecte cualquier combinación de entradas con cualquier combinación de salidas para que las estaciones base puedan estar conectadas a las antenas de un modo muy flexible. Esto permite que los servicios inalámbricos, como radio celulares, puedan ser entregados a los usuarios con ahorros de costes significativos para los operadores de redes. Los beneficios de utilizar un sistema de antena distribuida están descritos, por ejemplo, en un artículo reciente realizado por Wake and Beacham, Proc. SPIE vol. 5466, 24.

La Figura 1 muestra una matriz de interruptores que presenta un tamaño de 8x4 a modo de ejemplo. La matriz de interruptores comprende 8 puertos de entrada 1 y 4 puertos de salida 2. Cada puerto de entrada está conectado a un divisor de potencia 1:4 3 y cada puerto de salida está conectado a un combinador de potencia 8:1 4. Para cada divisor 3, sus cuatro salidas están conectadas a las entradas de los cuatro combinadores 4, tal y como se muestra en la Figura 1, para asegurarse de que cualquier entrada a la matriz de interruptores pueda estar disponible en cualquier salida de la matriz de interruptores. Cada conexión 5 entre un divisor dado y un combinador dado comprende un elemento interruptor unipolar de una vía 6 y un atenuador variable 7 en serie. La Figura 1 ilustra esquemáticamente un elemento interruptor único 6 y un atenuador variable, pero presenta en total 32 elementos interruptores y 32 atenuadores variables para una matriz de este tamaño. Los interruptores pueden configurarse para estar en estado de "encendido" o de "apagado" con el propósito de que cualquier combinación de señales de entrada pueda ser encaminada a cualquier combinación de puertos de salida. Los atenuadores variables pueden estar configurados para equilibrar la pérdida de propagación a través de todas las trayectorias entre las entradas y las salidas.

La matriz de interruptores de la Figura 1 es un único punto de fallo para un sistema como el que se describe en Motley ef al. Si la matriz de interruptores falla, habría una pérdida de servicio entre los operadores de la red en un extremo de la matriz de interruptores y los usuarios del otro extremo. Incluso si solo falla una única conexión 5 en la matriz de interruptores, habrá una pérdida de servicio.

Las patentes US 22/34354 y WO 1/196 describen los sistemas de conmutación para su utilización en redes ópticas.

Breve compendio de la invención

La presente invención ofrece un aparato tal y como se reivindica en la reivindicación 1 y garantiza que un fallo en un único componente de una matriz de interruptores para un sistema de comunicaciones no derive en una pérdida del servicio. Para el caso de un interruptor m x n, esto se logra mediante la utilización de dos o más matrices de interruptores m x n separados en paralelo, con divisores de m 1:y en los puertos de entrada y combinadores n y:1 en los puertos de salida, donde y es el número de matrices de interruptores. Las matrices de interruptores están combinadas para que cada una contribuya con la potencia de salida disponible en cada puerto de salida. El fallo de una de las matrices de interruptores, o de una de las trayectorias de transmisión, derivará por lo tanto en una pequeña reducción de la potencia de salida en el puerto de salida pertinente y no en una pérdida total de la transmisión, tal y como sucedería con un interruptor convencional.

Si la probabilidad de fallo en una matriz de un solo interruptor es pb, entonces la probabilidad de un fallo en un interruptor combinado, pt, tal y como se construye en la presente invención es:

Pt

(Ecuación 1)

Por lo tanto, la probabilidad de fallo depende exponencial mente del número y de matrices. Es probable que el uso de dos matrices de interruptores paralelos ofrezca una flexibilidad suficiente para la mayoría de las aplicaciones, si bien la

presente aplicación no está limitada a dos matrices de interruptores en paralelo.

Además, la presente invención ofrece los medios para detectar una condición defectuosa. Una condición defectuosa puede detectarse utilizando un circuito de detección de desequilibrio de potencia en el combinador de matriz de interruptores. Tal circuito puede construirse utilizando, por ejemplo, comparadores. El circuito de detección puede incluso estar conectado a una alarma que indique la detección de la condición defectuosa. La alarma puede indicar qué matriz de interruptores, e incluso qué trayectoria específica del interruptor de la matriz, ha fallado.

Además, la condición defectuosa puede compensarse temporalmente mediante un sistema de control automático de niveles. Tal y como se mencionó anteriormente, el sistema es capaz de detectar qué matriz de interruptores, e incluso qué trayectoria específica del interruptor de la matriz, ha fallado y ofrecer una alarma correspondiente. Cada trayectoria del Interruptor de la matriz de interruptores Incorpora el control de ganancia variable, ya sea mediante el uso de amplificadores o atenuadores (o ambos) con ganancias o pérdidas ajustables de manera remota. Se puede implementar un sistema de control automático de nivel, lo que aumenta la ganancia en las trayectorias de Interruptores equivalentes en la matriz o matrices de interruptores plenamente operativas para compensar la pérdida de señal en la matriz de Interruptores defectuosa. El sistema ofrecerá una solución temporal hasta que se repare la matriz de Interruptores.

Por lo tanto, esta Invención incluye tres aspectos separados. Primero, la flexibilidad se logra al tener múltiples matrices de interruptores en paralelo para que un fallo en una de ellas no derive en una pérdida total de señal en las salidas de los interruptores combinados Segundo, un circuito de detección puede identificar qué matriz de interruptores ha fallado y, además, qué trayectoria de la matriz ha fallado. Se puede utilizar un sistema de alarma para indicar el fallo. Tercero, la solución se ofrece a través de un sistema de control automático de niveles que permite compensar la pérdida de

potencia de salida mediante el aumento de la ganancia en las trayectorias equivalentes de la matriz o matrices de

interruptores plenamente operativa/s.

Esta y otras características y ventajas de las realizaciones de la presente Invención serán evidentes para los expertos en la técnica de acuerdo con la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la invención, cuando se lea con los dibujos y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los figuras

La Figura 1 es una ilustración de una matriz de interruptores de 8 x 4.

La Figura 2 es una ilustración de una realización de la presente invención.

La Figura 3 es una ilustración de la realización que se muestra en la Figura 2, que ofrece flexibilidad en una condición defectuosa.

La Figura 4 es una ilustración esquemática de una realización de un sistema de control automático de niveles de la presente invención.

La figura 5 es una ilustración de una matriz de interruptores.

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un interruptor (2) para un sistema de comunicaciones con el propósito de encaminar una señal de un primer nudo (21a) a un segundo nudo (22a), comprendiendo el interruptor:

un número y de dos o más matrices de interruptores m x n (8a, 8b) en paralelo, presentando cada matriz de interruptores una pluralidad de puertos de entrada (23a, 23b ,24a, 24b) y de puertos de salida (25a, 25b, 26a, 26b) conectados mediante trayectorias de interruptores (15);

divisores m 1:y (9) en los que y es el número de matrices de interruptores (8a, 8b) y en los que un divisor (9) conecta el primer nudo (21a) a un puerto de entrada (23a, 24a) de cada matriz de interruptores (8a, 8b);

combinadores de potencia n 1:y en los que un combinador de potencia combina un puerto de salida (25a, 26a) de cada matriz de interruptores (8a, 8b) con el segundo nudo (22a), cada puerto de salida de matriz de interruptores (25a, 26a) contribuye con la potencia del segundo nudo (22a), de manera tal que un fallo en una de las matrices de interruptores (8a, 8b) no derive en una pérdida de potencia total en el segundo nudo (22a), con el Interruptor configurado para que las señales que están combinadas mediante el combinador de potencia (1) tengan ¡nidalmente el mismo voltaje cuando no hay fallos en las matrices de interruptores (8a, 8b); en las que cada uno de los combinadores de potencia (1) comprende un circuito de detección para detectar el fallo, comprendiendo el circuito de detección un comparador (11) que presenta dos entradas.

2. El interruptor de la reivindicación 1 en el que el circuito de detección detecta que una de las matrices de interruptores (8a, 8b) presenta una trayectoria de conmutación defectuosa (16) entre un puerto de entrada (23a) y un puerto de salida

(25a).

3. El interruptor de la reivindicación 1 o 2, en el que el comparador establece una alarma (14) si se detecta un desequilibrio de potencias en las dos entradas.

4. El interruptor de la reivindicación 1, 2 o 3, en el que una salida del comparador conmuta de una salida cero a una salida alta o baja, dependiendo de una polaridad de un cambio de voltaje.

5. El interruptor de la reivindicación 1 o 2, en el que el comparador ofrece una salida digital si un voltaje de una de las dos entradas cambia más allá del nivel preestablecido.

6. El Interruptor de la reivindicación 5, en el que la salida digital ofrece suficiente Información como para que un sistema de alarma (24) Identifique qué matriz de interruptores (8a, 8b) ha fallado.

7. El interruptor de la reivindicación 1, que además comprende una alarma (14, 24), en el que el circuito de detección emite una señal para activar la alarma.

8. El interruptor de la reivindicación 7, que además comprende un sistema de control (15). Dicho sistema de control está configurado para generar al menos una señal de control en respuesta a una emisión de la alarma (14), y para establecer una ganancia en una trayectoria de conmutación (17) en cada matriz de Interruptores (8a, 8b) que no es defectuosa para que se mantenga la potencia en el segundo nudo (22a).

9. El interruptor de la reivindicación 8, en el que la ganancia de cada trayectoria de conmutación está establecida mediante al menos un amplificador de ganancia variable (13).

1. El interruptor de la reivindicación 9, en el que el amplificador de ganancia variable (13) está dentro de cada una de las matrices de interruptores (8a, 8b).

11. El interruptor de la reivindicación 9, en el que el amplificador de ganancia variable (13) está por fuera de cada una de las matrices de interruptores (8a, 8b).

12. El interruptor de la reivindicación 8, en el que la ganancia en cada trayectoria de conmutación está establecida utilizando al menos un atenuador (7).

13. El Interruptor de la reivindicación 12, en el que el atenuador (7) está dentro de cada una de las matrices de Interruptores (8a, 8b).

14. El Interruptor de la reivindicación 12, en el que el atenuador (7) está por fuera de cada una de las matrices de

interruptores (8a, 8b).

15. El interruptor de la reivindicación 1, en el que la señal es analógica.

16. El interruptor de la reivindicación 1, en el que la señal es digital.

17. El interruptor de la reivindicación 1, en el que la señal conmuta utilizando conmutaciones temporales.