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Dokumentenidentifikation DE602004006158T2 03.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001690415
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNGEN ZUR FERNBESTROMUNG DURCH VERWENDUNG MEHRERER TEILNEHMERANSCHLÜSSE
Anmelder Cherokee Europe S.A., Wavre, BE
Erfinder BOGAERTS, Daniel, B-1420 BRAINE-L'ALLEUD, BE
Vertreter Patentanwaltskanzlei Vièl & Wieske, 66119 Saarbrücken
DE-Aktenzeichen 602004006158
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.11.2004
EP-Aktenzeichen 048181051
WO-Anmeldetag 08.11.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/BE2004/000161
WO-Veröffentlichungsnummer 2005046198
WO-Veröffentlichungsdatum 19.05.2005
EP-Offenlegungsdatum 16.08.2006
EP date of grant 25.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2008
IPC-Hauptklasse H04M 19/00(2006.01)A, F, I, 20060718, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum dezentralen Leistungsversorgen in Telekommunikationssystemen.

Allgemeiner Stand der Technik

Beim einfachen Fernsprechdienst (POTS) werden Telefone dezentral durch Elektroenergie gespeist, die von der Vermittlungsstelle (CO) abgezapft wird, und die Elektroenergieversorgung der Telefone ist daher von der Versorgung mit Elektroenergie aus dem herkömmlichen Wechselstromnetz (AC) zu den Abonnentenstandorten unabhängig. Die Weiterentwicklung neuer ausgeklügelter Telefon- und Datendienste hat neue Geräte eingeführt, darunter neue Kommunikationsschnittstellen am oder in der Nähe des Abonnentenstandorts, die ebenfalls eine Elektroenergieversorgung benötigen. Die Nachfrage nach Elektroenergie ist daher gestiegen.

Die Elektroenergieversorgung, die auf Kupferleitungspaaren befördert wird, ist aufgrund von Sicherheitsanforderungen beschränkt, wie im Telekommunikationsstandard IEC60950-21 zu Sicherheitsanforderungen im dezentralen Elektroenergieversorgen und für elektrische Parameter beschrieben. Verbesserte Verfahren zum dezentralen Liefern von Elektroenergie an Geräte am oder in der Nähe des Abonnentenstandorts sind daher unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften und Normen erforderlich.

Das Dokument des früheren Stands der Technik EP-A-1 347 607 beschreibt eine Lösung, die auf der dezentralen Seite (zum Beispiel eine Straßengehäuse) einen Leistungsstufenwandler für jedes Leitungspaar erfordert. Dieser Ansatz führt zu einer kostspieligen Lösung, weil die Wandler zu den teuersten Geräten des Systems gehören. Ferner bedingt sie, dass bei einer Wandlerpanne auf einem spezifischen Leitungspaar an dem dezentralen Standort das Leitungspaar nicht mehr verwendet werden kann, außer wenn Ersatzwandler verfügbar sind. Ebenso wird beim Öffnen eines Leitungspaars der an dem Leitungspaar verbundene Wandler nutzlos.

Aufgaben der Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein verbessertes Verfahren und Gerät zur dezentralen Leistungsversorgung von Geräten an oder in der Nähe von Abonnentenstandorten bereitzustellen, um die Probleme der Lösungen des früheren Stands der Technik zu überwinden, während gleichzeitig die Sicherheitsvorschriften und Normen aufrechterhalten und die Systemkosten in Kontrolle gehalten werden.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen in einem Telekommunikationsnetz, die folgenden Schritte umfassend:

  • – Speisen entlang jedes Leitungspaars in einer Vielzahl von Leitungspaaren, die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, von Gleichstrom I mit einer Eingangsspannung, die einen Wert innerhalb des Bereichs von VA bis VB hat, um Elektroenergie über eine Vielzahl von Leitungspaaren zu liefern,
  • – Kumulieren der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 zum Versorgen eines Geräts zu liefern.

Es weist ferner die folgenden Schritte auf:

  • – Erfassen auf der Leitungspaarseite, an der die Elektroenergie injiziert wird, ob die Elektroenergie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und
  • – bei Bedarf, Beschränken der Elektroenergie, die über jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare geliefert wird.
Vorzugsweise, VA ≤ 100 V DC, VB ≤ 400 V DC, und I ≤ 60 mA DC.

Vorzugsweise wird die Elektroenergie beschränkt, indem unabhängig die Spannung beschränkt wird, die an jedes Leitungspaar angelegt wird und/oder des Stroms, der in jedes Leitungspaar injiziert wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren ferner Schritte des Erfassens auf einem Leitungspaar eines Leckstroms zu der Erde und danach permanentes Verringern der Spannung des Leitungspaars auf.

Alternativ weist es ferner den Schritt des vorübergehenden Verringerns der Spannung mehrerer Leitungspaare auf, wenn ein Leckstrom erfasst wird, um das Leitungspaar zu identifizieren, auf dem der Leckstrom fließt.

Bei einer weiteren Alternative und wenn ein Leckstrom in der Vielzahl von Leitungspaaren erfasst wird, wird das Leitungspaar, auf dem der Leckstrom fließt, durch vorübergehendes Verringern der Spannung auf jedem Leitungspaar einzeln identifiziert.

Vorzugsweise wird der Schritt des Kumulierens der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaaren geliefert wird, um die Leitungsspannung Vout1 bereitzustellen, mit mehreren Gleichrichtvorrichtungen, wie zum Beispiel Halbleiterdioden ausgeführt, die vorzugsweise als mehrere Diodenbrücken angeordnet sind, um die Polung der Verkabelung der mehreren Leitungspaare neutral zu machen.

Vorzugsweise werden mehrere zusätzliche Gleichrichtvorrichtungen in Serie mit den mehreren Gleichrichtvorrichtungsbrücken verwendet, um das System für einen Fehler in den Gleichrichtvorrichtungen der Brücken tolerant zu machen.

Die Versorgungsspannung Vout1 liegt typisch innerhalb eines Bereichs von etwa 100 VDC bis etwa 400 VDC. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Versorgungsspannung Vout1 ferner durch den Einsatz eines Leistungsstufenwandlers (DC/DC-Wandler) in eine Versorgungsspannung Vout2 umgewandelt. Alternativ können mehrere DC/DC-Wandler verwendet werden. Vorzugsweise isolieren diese Leistungsstufenwandler die Versorgungsspannung Vout2 von der kumulierten Versorgungsspannung Vout1. Die Versorgungsspannung Vout2 liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 40 VDC zu etwa 72 VDC.

Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Spannungsversorgung Vout1 verwendet, um Geräte direkt zu speisen, die ein Netzteil aufweisen, das normalerweise für Netzwechselspannung bestimmt ist, das aber auch Gleichspannungen in dem Bereich VA bis VB akzeptieren kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft ein Gerät zum dezentralen Leistungsversorgen in einem Telekommunikationsnetz, wobei das Gerät Folgendes aufweist:

  • – mehrere Leitungspaarabschlüsse, die mehrere entsprechende Leitungspaare abschließen, die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, wobei die Leitungspaare betrieben werden können, um Elektroenergie zu befördern, die von mehreren entsprechenden Leistungsquellen geliefert wird,
  • – einen Elektroenergiekumulator, der mehrere Diodenbrücken aufweist, die betrieben werden können, um die Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, zu kumulieren, um eine Versorgungsspannung Vout1 zu liefern, die zum Speisen eines Geräts geeignet ist.

Das Gerät weist vorzugsweise ein Kommunikationsgerät auf, und jedes der mehreren Leitungspaare weist vorzugsweise verdrillte Telefonleitungspaare auf.

Bei einer spezifischen Ausführungsform weist das Gerät ferner einen DC/DC-Wandler auf. Vorzugsweise weist es mehrere DC/DC-Wandler auf. Der oder die DC/DC-Wandler können eine Redundanzdiode aufweisen.

Vorteilhaft weist das Gerät ferner mehrere zusätzliche Dioden in Serie mit den mehreren Diodenbrücken auf.

Vorteilhaft weisen die mehreren Elektroenergiequellen mehrere getrennte Leistungsstufenwandler auf, wobei jeder Leistungsstufenwandler betrieblich mit einem entsprechenden der mehreren getrennten Controller verbunden ist und betrieben werden kann, um einen Gleichstrom oder einen Wechselstrom in eine (Gleichstrom)-Spannung im Bereich VA bis VB umzuwandeln. Vorzugsweise können die mehreren getrennten Leistungsstufen in kompletter elektrischer Isolierung voneinander betrieben werden.

Das Gerät kann zusätzlich eine Alarm- und Logikeinheit aufweisen, die betrieben werden kann, um einen Alarm zu erzeugen, der ein Leitungspaar in offener Schaltung anzeigt und identifiziert.

Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden, um einen Alarm zu erzeugen, der ein überlastetes oder kurzgeschlossenes Leitungspaar anzeigt und identifiziert.

Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden, um einen Alarm zu erzeugen, der ein Leitungspaar anzeigt und identifiziert, an dem ein Leckstrom zur Erde größer als ein gegebener Schwellenwert besteht.

Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden, um vorübergehend die Spannung zu verringern, die an die mehreren Leitungspaare angelegt wird, um das Leitungspaar zu identifizieren, an dem ein Leckstrom zur Erde größer als ein gegebener Schwellenwert besteht.

Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden, um vorübergehend die Spannung zu verringern, die an jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare einzeln angelegt wird, um das Leitungspaar zu identifizieren, das einen Leckstrom zur Erde größer als ein gegebener Schwellenwert aufweist.

Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden, um die Spannung auf einem Leitungspaar der mehreren Leitungspaare zu verringern, auf dem ein Alarmzustand erfasst wurde.

Das Gerät gehört vorzugsweise zu einem Kommunikationssystem, das ferner die mehreren Leitungspaare und die mehreren Leitungsquellen aufweist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das eine mögliche Umsetzung des Geräts, das das erfindungsgemäße Verfahren umsetzt, darstellt.

2 und 3 sind vereinfachte Blockschaltbilder, die zwei bevorzugte Ausführungsformen des dezentralen Leistungsversorgungsgeräts der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Weitere Objekte und Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen.

Telekommunikationssysteme weisen gewöhnlich Vermittlungsstellen (CO) und Straßengehäuse oder unterirdische Gehäuse auf. Straßen- und Untergrundgehäuse werden typisch in Telekommunikationssystemen als Kumulatoren und Verteiler für Kommunikationskabel verwendet, die gewöhnlich benutzt werden, um Telefon- und Datendienste mehreren Abonnenteneinheiten an Abonnentenstandorten an verschiedenen Orten bereitzustellen.

In dem Fall, in dem die Kommunikationskabel Leitungspaare sind, sollten die Leitungspaare auch verwendet werden, um die Abonnenteneinheit dezentral mit Leistung zu versorgen, zum Beispiel ausgehend von einer Vermittlungsstelle (CO) des Telekommunikationssystems. Der Begriff „Leitungspaar" wird in dieser Spezifikation und IN den Ansprüchen verwendet und umfasst verdrillte Telefonleitungspaare, darunter typisch Kupferleitungspaare. Eine Verbindung, die zwischen der Vermittlungsstelle und einer Abonnenteneinheit über ein Leitungspaar hergestellt wird, wird typisch „lokale Schleife" oder „Abonnentenschleife" genannt. Jede lokale Schleife erlaubt die Kommunikation von Daten, Sprache und Signalgebung über das entsprechende Leitungspaar.

Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform für ein dezentrales Leistungsversorgungsgerät ist, das Leistung in die Kupferpaare injiziert. Das Gerät weist Schaltungen auf, die eingerichtet sind, um zu erfassen, ob die Elektroenergie auf jedem Paar einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Die Schaltungen, die in 1 gezeigt sind, werden bei dem Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen in einem Telekommunikationssystem wie in der vorliegenden Erfindung offenbart verwendet.

Das Gerät 1 befindet sich vorzugsweise in der Vermittlungsstelle (CO) (nicht gezeigt). Versorgungswechselstrom und/oder Backup-DC-Leistung werden leicht verfügbar an der Vermittlungsstelle verwendet und können zum Versorgen des Geräts 1 verwendet werden.

Das Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen weist die folgenden Schritte auf

  • – Speisen entlang jedes Leitungspaar in einer Vielzahl von Leitungspaaren, die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, von Gleichstrom I mit einer Eingangsspannung, die einen Wert innerhalb des Bereichs von VA bis VB hat, um Elektroenergie über die Vielzahl von Leitungspaaren zu liefern,
  • – Kumulieren der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 zum Versorgen eines Geräts zu liefern.

Anders als bei den Lösungen des früheren Stands der Technik sind die nächsten Schritte des Verfahrens die Folgenden:

  • – Erfassen auf der Leitungspaarseite, an der die Elektroenergie injiziert wird, ob die Elektroenergie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und
  • – bei Bedarf, Beschränken der Elektroenergie, die über jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare geliefert wird.

1 stellt eine Schaltung dar, die zum Ausführen der letzteren Schritte des Verfahrens für die dezentrale Leistungsversorgung eingerichtet ist. Das Gerät 1 besteht vorzugsweise aus mehreren identischen Einheiten 5, wobei alle Einheiten vorzugsweise aber nicht zwingend mit der gleichen Stromquelle (nicht gezeigt) auf einer Seite verbunden sind, und jede Einheit vorzugsweise mit einem Leitungspaar 25 auf der anderen Seite verbunden ist.

Jede Einheit 5 besteht vorzugsweise aus einem Leistungsstufenwandler 30, einem Controller (Modulator) 35, einem symmetrischen Stromdetektor 80, einem unsymmetrischen Stromdetektor 90, zwei Spannungsreferenzen 60 und 70 und einem Spannungsregler 50. Der Spannungs-/Stromregler 50 überwacht die Ausgangsspannung, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird, und vergleicht sie mit der Referenzspannung 60 oder 70. Das Ergebnis des Vergleichs ist ein Fehlersignal, das den Optokoppler 40 speist, der auf den Modulator 35 einwirkt.

Unter normalen Bedingungen, das heißt, wenn keiner der Stromdetektoren 80 oder 90 reagiert, wird die Referenzspannung 60 verwendet, und das erhält die Ausgangsspannung, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird, auf einen Wert zwischen VA und VB.

Wenn der Strom durch das Leitungspaar 25 über ein gegebenes Niveau Imax steigt (zum Beispiel aber nicht zwingend 60 mA), kann der symmetrische Stromdetektor 80 auf den Spannungs-Stromregler 50 einwirken und die Ausgangsspannung verringern, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird, um den Strom unter oder bei Imax zu halten.

Wenn der Strom durch das Leitungspaar 25 unter ein gegebenes Niveau Iopen sinkt, kann der symmetrische Stromdetektor 80 von einer ersten Spannungsreferenz 60 zu einer zweiten Spannungsreferenz 70 umschalten, die die Ausgangsspannung verringert, die an das Leitungspaar 25angelegt wird, vorzugsweise aber nicht zwingend unter 60 VDC, und kann ein Alarmsignal 105 durch den Optokoppler 100 erzeugen und eine LED-Alarmleuchte (nicht gezeigt) aktivieren.

Wenn die an das Leitungspaar 25 angelegte Spannung unter ein gegebenes Niveau sinkt, zum Beispiel aber nicht zwingend VB, kann der Spannungs-/Stromregler 50 ein Alarmsignal 105 durch den Optokoppler 100 erzeugen und eine LED-Alarmlampe (nicht gezeigt) aktivieren.

Wenn der Leckstrom zwischen dem Leitungspaar 25 und der Erde über einen weiteren Pegel Ileak steigt, kann der asymmetrische Stromdetektor 90 von einer ersten Referenzspannung 60 auf eine zweite Referenzspannung 70 umschalten, was die Ausgangsspannung verringert, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird, vorzugsweise aber nicht zwingend unter 60 VDC, und kann ein Alarmsignal 105 durch den Optokoppler 100 erzeugen und eine LED-Alarmleuchte (nicht gezeigt) aktivieren.

Der asymmetrische Stromdetektor 90 kann auch vorübergehend die Ausgangsspannung verringern, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird, um zu prüfen, ob das Leitungspaar 25 das Leck zur Erde erzeugt, und kann erst dann die Ausgangsspannung, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird, permanent verringern.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen stellt daher die folgenden Vorteile bereit:

  • (1) Einschränken des Stroms in einem Leitungspaar auf einen Wert, der den Sicherheitsanforderungen und Normen entspricht.
  • (2) Erfassen des anormalen Zustands einer Leitungspaarüberlast, zum Beispiel aber nicht zwingend erzeugt durch ein kurzgeschlossenes Leitungspaar, und Erzeugen eines Alarms, der diesen Zustand identifiziert.
  • (3) Erfassen des anormalen Zustands eines anormal niedrigen Stroms durch ein Leitungspaar, der zum Beispiel aber nicht zwingend durch ein Abstecken eines Leitungspaars erzeugt wird, und Erzeugen eines Alarms, der diesen Zustand identifiziert.
  • (4) Verringern der Spannung, die an ein abgestecktes Leitungspaar angelegt wird, was die Elektroschockgefahr für Personal verringert, das ein abgestecktes Leitungspaar zufällig berührt.
  • (5) Erfassen des anormalen Zustands eines Leckens von einem Leitungspaar zur Erde, der zum Beispiel aber nicht zwingend von einer Person erzeugt wird, die einen Draht des Paars berührt, und Erzeugen eines Alarms, der diesen Zustand identifiziert.
  • (6) Verringern der Spannung, die an ein Leitungspaar angelegt wird, das einen anormal hohen Leckstrom zur Erde aufweist, und dadurch Verringern der Elektroschockgefahr für Personal, das zufällig einen Draht des Leitungspaars berührt.

In 2 und 3 ist ein Gerät zum dezentralen Leistungsversorgen 10 dargestellt, das sich vorzugsweise in der Nähe des Abonnentenstandorts (nicht gezeigt) oder an Orten nahe dem Abonnentenstandort befindet, wie zum Beispiel in einem Straßengehäuse (nicht gezeigt) oder in einem unterirdischen Gehäuse (nicht gezeigt).

Zum Beispiel und ohne Einschränken des allgemeinen Geltens des oben gesagten unter Bezugnahme auf das Gerät 10, das sich in einem Straßengehäuse oder an einer beliebigen mit dem Abonnenten verbundenen Einheit befindet, das Leitungspaare kumuliert und verteilt, kann das Gerät 10 vorzugsweise mit mehreren Leitungspaaren (nicht gezeigt) verbunden sein. Die mehreren Leitungspaare können vorzugsweise verwendet werden, um Elektroenergie zum Speisen von Geräten, wie unten beschrieben, verwendet werden. Die über mehrere Leitungspaare gelieferte Elektroenergie kann von mehreren entsprechenden Leistungsquellen geliefert werden, die sich zum Beispiel an der Vermittlungsstelle befinden. Vorzugsweise sind die mehreren Leitungspaare herkömmliche Leitungspaare, die für den Gebrauch in einem Telekommunikationsnetz geeignet sind, zum Beispiel verdrillte Telefonleitungspaare.

Typisch werden die mehreren Leitungspaare in dem Telekommunikationssystem verwendet, um Daten, Sprache, Signalgebung, Elektroenergie zum Speisen von Geräten oder für irgendwelche Kombinationen davon zu befördern. Der Gebrauch der mehreren Leitungspaare zum Speisen allein ist typisch machbar, weil das Straßengehäuse oder der Abonnent, der zu dieser Einheit gehört, typisch mit der Vermittlungsstelle über ein Bündel Leitungspaare verbunden ist, das Reserveleitungspaare aufweist, die für die Kommunikation von Daten, Sprache und Signalgebung nicht verwendet werden. Diese Reserveleitungspaare sind typisch die oben genannten mehreren Leitungspaare.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden mehr Leitungspaare als strikt erforderlich, um die nötige Leistung für das Gerät zu liefern, verwendet, so dass eine Anzahl von Paaren ausfallen kann, ohne den Betrieb des Geräts zu beeinträchtigen.

Nun wird auf 2 Bezug genommen. Vorzugsweise weist das Gerät 10 jeweils mehrere Leitungspaarabschlüsse 20 auf, die die mehreren Leitungspaare abschließen, und einen elektrischen Leistungsakkumulator 15. Der elektrische Leistungsakkumulator 15 kann vorzugsweise betrieben werden, um die Elektroleistung zu kumulieren, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 bereitzustellen, die für das Speisen einer Vorrichtung (150) geeignet ist. Die über jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare gelieferte Elektroenergie entspricht daher den Anforderungen zum Beispiel der internationalen Norm IEC60950-21. Das Gerät kann vorzugsweise aber nicht zwingend ein Kommunikationsgerät enthalten, das eine Kommunikationsschnittstelle aufweist.

Der Elektroenergiekumulator 15 weist vorzugsweise mehrere Gleichrichtvorrichtungen 130 auf, die in einer Brückenkonfiguration eingerichtet sind, und eine zusätzliche Reihe Gleichrichtvorrichtungen 140. Jede der mehreren getrennten Brücken der Gleichrichtvorrichtungen und jede der zusätzlichen Reihen Gleichrichtvorrichtungen ist vorzugsweise einem entsprechenden Leitungspaarabschluss 20 zugewiesen, der ein einzelnes Leitungspaar abschließt. Typisch können sich in einem Elektroleistungsakkumulator 16 oder mehr Gleichrichtvorrichtungen 130 befinden. Die Ausgänge aller Reihen von Gleichrichtvorrichtungen sind vorzugsweise parallel verbunden und erzeugen kumulierte Sammlung Vout1.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die kumulierte Spannung Vout1 direkt in ein Gerät 150 eingespeist, das selbst mit einem Paar Leistungsstufenwandler 160 ausgestattet ist, das in dem Bereich VA bis VB funktionieren kann und möglicherweise aber nicht zwingend in der Hauptsache konzipiert ist, um auch mit der Netzwechselstromspannung zu funktionieren.

Nun wird auf 3 Bezug genommen, die eine vereinfachte Blockschaltbildveranschaulichung einer weiteren bevorzugten Umsetzung des Geräts 10 ist. Vorzugsweise weist das Gerät 10 mehrere Leitungspaarabschlüsse 20 auf, die jeweils die mehreren Leitungspaare beenden, und einen Elektroenergiekumulator 15. Der Elektroenergiekumulator 15 kann vorzugsweise betrieben werden, um die Elektroenergie zu kumulieren, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 bereitzustellen, die zum Speisen eines Geräts 150 geeignet ist. Die Elektroenergie, die über jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare zugeführt wird, überschreitet einen vorbestimmten Schwellenwert nicht, wie zum Beispiel den in dem internationalen Standard IEC60950-21 definierten Schwellenwert. Das Gerät kann vorzugsweise aber nicht zwingend ein Kommunikationsgerät aufweisen, das eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen kann.

Genau wie in 2 weist der Elektroenergiekumulator 15 vorzugsweise mehrere Gleichrichtvorrichtungen 130 auf, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, und kann in Serie eine zusätzliche Gleichrichtvorrichtung 140 aufweisen. Jede der mehreren getrennten Brücken von Gleichrichtvorrichtungen und jede der zusätzlichen Reihen Gleichrichtvorrichtungen ist vorzugsweise einem entsprechendem Leitungspaarabschluss 20, der ein einzelnes Leitungspaar abschließt, zugewiesen. Die Ausgänge aller Reihen Gleichrichtvorrichtungen sind vorzugsweise parallel verbunden und erzeugen kumulierte Spannung Vout1.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die kumulierte Spannung Vout1 in einen oder mehrere Leistungsstufenwandler 170 eingespeist, deren Ausgänge parallel verbunden werden können, um eine gemeinsame Ausgangsspannung Vout2 bereitzustellen, vorzugsweise in dem Bereich von 40 VDC bis 72 VDC. Sie können aber müssen nicht Redundanzdioden 180 in Serie mit einer oder beiden ihrer zwei Ausgangsverbindungen aufweisen. Die Ausgangsspannung Vout2 kann den Telekommunikationsnormempfehlungen, wie zum Beispiel ETS 300 132-2 entsprechen und Geräte direkt speisen, die eine Speisespannung, die solchen Normen entspricht, akzeptieren.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden mehr Leistungsstufenwandler 170 als strikt erforderlich, um die für das Gerät nötige Leistung zuzuführen, verwendet, so dass eine Anzahl von Leistungsstufenwandlern versagen kann, ohne den Betrieb des Geräts zu beeinträchtigen.

Das Gerät 10 weist daher die folgenden Vorteile auf:

  • (1) Funktionale Isolation der Leitungspaare voneinander, die das Gerät mit den Sicherheitsvorschriften und Normen kompatibel macht, insbesondere mit der Forderung, dass der Strom durch jedes Leitungspaar auf einen gegebenen Wert unter, zum Beispiel 60 mA beschränkt sein sollte.
  • (2) Ausfallssicherheit bei dem Versagen eines oder mehrerer Leitungspaare wie zum Beispiel Kurzschluss, unerwünschtes Abstecken oder Versagen des Leistungsstufenwandlers, der eine oder mehrere Leitungen speist, das heißt, dass das Gerät in einem solchen Fall betriebsfähig bleibt.
  • (3) Ausfallssicherheit bei Bauteilversagen innerhalb einer der Gleichrichterbrückenkonfigurationen dank der zusätzlichen Gleichrichtervorrichtung 140 in Serie.
  • (4) Ausfallssicherheit bei dem Versagen eines oder mehrerer Leistungsstufenwandler 170, das heißt, dass das Gerät in einem solchen Fall betriebsfähig bleibt.
  • (5) Allgemeine Einfachheit, Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit im Vergleich zu Lösungen, die pro Leitungspaar einen Leistungsstufenwandler verwenden.
  • (6) Fähigkeit, Geräte zu verwenden, die Versorgungsspannungen erfordern, die den Telekommunikationsnormen entsprechen müssen.
  • (7) Fähigkeit, Geräte zu verwenden, die mit eigenen Leistungsstufenwandlern ausgestattet sind und in der Hauptsache dazu konzipiert sind, mit Netzstrom zu funktionieren.


Anspruch[de]
Verfahren zum dezentralen Leitungsversorgen in einem Telekommunikationsnetz, die folgenden Schritte umfassend:

– Speisen entlang jedes Leitungspaars in einer Vielzahl von Leitungspaaren, die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, von Gleichstrom I mit einer Eingangspannung, die einen Wert innerhalb des Bereichs von VA bis VB hat, um Elektroenergie über die Vielzahl von Leitungspaaren zu liefern,

– Kumulieren der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 zum Versorgen eines Geräts zu liefern,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor dem Schritt des Speisens die folgenden Schritte aufweist:

– Erfassen auf der Leitungspaarseite, an der die Elektroenergie injiziert wird, ob die Elektroenergie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und

– bei Bedarf, Beschränken der Elektroenergie, die über jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroenergie durch unabhängiges Beschränken der Spannung, die an jedes Leitungspaar angelegt wird, beschränkt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroenergie durch unabhängiges Beschränken des Stroms, der in jedes Leitungspaar injiziert wird, beschränkt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroenergie durch unabhängiges Beschränken sowohl der Spannung, die an jedes Leitungspaar angelegt wird, als auch des Stroms, der in jedes Leitungspaar injiziert wird, beschränkt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner die Schritte des Erfassens eines Leckstroms zur Erde auf einem Leitungspaar und daraufhin das permanente Verringern der Spannung des Leitungspaars aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt des vorübergehenden Verringerns der Spannung der mehreren Leitungspaare aufweist, wenn ein Leckstrom erfasst wird, um das Leitungspaar zu identifizieren, auf dem der Leckstrom fließt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Leckstrom in den mehreren Leitungspaaren erfasst wird, das Leitungspaar, auf dem der Leckstrom fließt, durch vorübergehendes Verringern der Spannung auf jedem Leitungspaar abwechselnd identifiziert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei VA ≥ 100 VDC, VB ≤ 400 VDC, und I ≤ 60 mA DC. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Kumulierens der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um die Speisungsspannung Vout1 zu liefern, mit mehreren Diodenbrücken (130) ausgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Vielzahl zusätzlicher Dioden (140) in Serie geschaltet mit den mehreren Diodenbrücken (130) verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Versorgungsspannung Vout1 innerhalb eines Bereichs von etwa 100 VDC bis etwa 400 VDC liegt. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Versorgungsspannung Vout1 ferner durch den Gebrauch eines DC/DC-Wandlers (170) in eine Versorgungsspannung Vout2 umgewandelt wird. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Versorgungsspannung Vout1 ferner über den Gebrauch mehrerer DC/DC-Wandler (170) in eine Versorgungsspannung Vout2 umgewandelt wird. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Versorgungsspannung Vout2 innerhalb eines Bereichs von etwa 40 VDC bis etwa 72 VDC liegt. Gerät (10) zum dezentralen Leitungsversorgen in einem Telekommunikationsnetzwerk, umfassend:

– mehrere Leitungspaarabschlüsse (20), die mehrere entsprechende Leitungspaare abschließen, die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, wobei die Leitungspaare betrieben werden können, um Elektroenergie zu befördern, die von mehreren entsprechenden Leistungsquellen geliefert werden, und

– Kumulierer (15) für Elektroenergie, der mehrere Diodenbrücken (130) aufweist, die betrieben werden können, um die Elektroenergie zu kumulieren, die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 bereitzustellen, die für das Versorgen eines Geräts (150) geeignet ist.
Gerät (10) nach Anspruch 15, das ferner einen DC/DC-Wandler (170) aufweist. Gerät nach Anspruch 15, das mehrere DC/DC-Wandler (170) aufweist. Gerät nach Anspruch 16 oder 17, wobei der DC/DC-Wandler eine Redundanzdiode (180) aufweist. Gerät nach den Ansprüchen 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroenergiekumulierer ferner mehrere zusätzliche Dioden (140) in Serie geschaltet mit den mehreren Diodenbrücken aufweist. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 19, das ferner einen Alarm und eine Logikeinheit aufweist. Kommunikationssystem, das ein Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 20 aufweist.






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