用于电子机柜的输入/输出设备以及包括该设备的机柜制造技术

本发明专利技术涉及一种用于将多个诸如计算机(10a,…,10f)这样的设备聚集在一起的电气或电子机柜的输入/输出设备(22)，其特征在于，其包括：多个输入/输出通道(23a,23b,23c,23d)，转换单元(25,26,28,29)以及至少一个计算单元(27)，所述转换单元连接到输入/输出通道和计算单元；数字网络链路协议管理单元(27a)，其连接到计算单元和至少一个收发器模块(24)；以及能够实现数据的数字传输的软件，所述数据代表经由所述至少一个收发器模块(24)而来自和去往网络中的计算机(10a,…,10f)的输入/输出值。本发明专利技术还涉及一种将多个计算机聚集在一起的电气机柜，每个计算机配备有收发器模块且包括根据本发明专利技术的输入/输出设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电气机柜、特别是飞行器的电气机柜或电子机柜型的电气机柜的输入/输出设备。本专利技术特别应用于电气设备的机柜，例如将飞机中的计算机聚集在一起的机柜。
技术介绍
在目前的飞行器中，特别是出于便于维护和便于操作的目的，计算机被聚集在电气机柜中。机柜又称电气机架或航空电子机架，其具有三个主要功能。互连功能：在各设备之间连接聚集在机柜中的计算机并将计算机连接到这些计算机的数据交换和供电装置；机械功能：将装置的计算机保持在原位；冷却功能：将装置的冷却系统直接连接至该机柜以使得冷空气在机柜的搁板中流通，以便直接冷却计算机，而热空气也通过这些搁板排出。用于连接的技术是借助于标准化连接器(已知的缩写为ARINC的连接器)的电布线技术，该连接器沉重且体积大。某些链路使用光纤，然而这些连接的数量是缩减的。每个计算机借助于例如ARINC600型的标准连接器而连接至飞行器的各设备，ARINC600型的连接器具有600个连接点以及点对点类型的布线。大多数时间并没有使用连接器的全部接触点，而是使用连接器的约30％-40％的连接容量，这明显导致空间损失、重量增加以及成本过高。另外，计算机网络构架的配置的每次改变都会导致艰难且耗时的布线修改过程。例如对于中等的民用邮政飞机的中等大小的机柜或机架，线缆以及线缆和连接器的支承件的总重量约为80kg，而机械结构的重量接近70kg。因此，用于互连的重量在机架的总重量中所占的比例大于50％。针对飞行器中的互连的现有解决方案因此主要在于三维布线网络，并且所有的布线都位于电气机柜中的计算机处。试图利用波导来在多个设备之间实现无线通信设备，文献US8078215例如提出了一种包括多个连接点的波导解决方案，而文献US2010/0318243提出利用飞机结构部件—纵梁—作为波导。
技术实现思路
鉴于上述现有技术，本专利技术的设计基于将机柜的输入/输出聚集到单一设备上，该单一设备通过无线射频通信系统与机柜的其他设备相连接，本专利技术的设计还基于包括用于通信系统的波导的多功能结构。为此，本专利技术提出了一种用于聚集诸如计算机这样的多个设备的电气或电子机柜的输入/输出设备，所述输入/输出设备包括：-多个输入/输出通以及转换单元，至少一个计算单元，转换单元一方面连接到输入/输出通，另一方面连接到所述计算单元，-数字网络链路协议管理单元，其连接到计算单元和至少一个发送器/接收器模块，以及-能够实现以数字形式的数据传输的软件，所述数据代表经由发送器/接收器模块而来自和去往网络计算机的输入/输出值。软件有利地包括经由发送器/接收器模块管理信息网络的模块。根据第一实施方式，输入/输出通道中的至少一些是模拟通道，关于所述模拟通道的转换单元是模数和/或数模转换单元。根据替代或补充的第二实施方式，输入/输出通道中的至少一些包括网关。根据替代或补充的第三实施方式，输入/输出通道中的至少一些包括光通道。本专利技术还涉及一种将多个计算机聚集在一起的电气机柜，其中每个计算机配备有发送器/接收器模块，该机柜包括如上文定义的输入/输出设备且配备有互连系统，对于该机柜，发送器/接收器模块是射频模块并且互连系统包括局限于波导内的射频网络，该波导与机柜相关联且连接计算机和输入/输出设备的发送器/接收器模块。或者，本专利技术还涉及一种将多个计算设备聚集在一起的电气机柜，其中每个计算机配备有发送器/接收器模块，该机柜包括如前文定义的输入/输出设备且配备有互连系统，对于该机柜，发送器/接收器模块是光模块并且互连系统包括在波导中传输的光网络，其中该波导与机柜相关联且连接计算机和输入/输出设备的光模块。有利地，机柜中所接收的每个计算机包括一对发送器/接收器，以确保计算机之间的光链接。根据一个特定的实施方式，中继器将输入/输出设备连接至机柜的多个搁板上的计算机。根据替代或补充的实施方式，输入/输出设备包括多个发送器/接收器模块，每个模块分布在机柜中的不同搁板上。电气或电子机柜有利地使得所述输入/输出设备构成在机柜内部的数字网络与飞行器的一个或多个数字网络之间的协议转换器。附图说明参考附图，通过阅读以下对本专利技术的非限制性实现示例的描述，本专利技术的其他特征和优点将变得明显，其中：图1是通过现有技术电连接器而连接的航空电子设备机柜的后视图；图2是现有技术电气机柜的示意图；图3是根据本专利技术的机柜的第一实现示例的侧面正视示意图；图4是图3中的机柜的侧面后视示意图；图5是图3中的机柜的侧面正视细节图；图6是根据本专利技术的变型的机柜的第二实现示例的透视示意图；图7是图6中的机柜的横截面的透视图；图8是图6中的机柜的侧面正视细节图；图9是本专利技术的互连系统的示意图；图10是根据本专利技术的输入/输出设备的示意图；图11A和11B是具有光学链路的结构的实现示例的两个示意图。具体实施方式首先，本专利技术涉及一种基于多功能机柜的结构和无线通信的互连系统。关于航空电子机柜的现有技术在图1和图2中展示。图1示出了机柜的后视细节图，其中电连接器b1、b2能够将电缆股c1，c2连接至布置在机柜中的计算机。图2示出了这种机柜的电布线的示例，容易看到与计算机d的冷却设备e，f并联的此类布线c的复杂性。应用于例如图3和图6中所展示的机柜的本专利技术的多功能结构1、3的目的在于显著地简化这种机柜，并且除了确保机柜中的计算机与飞行器的其余设备之间的通信传输之外，还应确保电气或电子机柜中的设备的供电和通风。本专利技术提出了在布置在机柜中的设备与所述机柜之间的不变的接口以及基于标准化拓扑和网络类型通信协议的结构。基本原理在于通过使用在波导中传播的无线通信来简化机柜内的互连，如图10所示。根据图10，连接至布置在飞行器中的远程设备的有线链路23被聚集到机柜的输入/输出设备22处。该输入/输出设备将纳入从发送至机柜中的全部计算机的信息帧中接收到的数据，并将由机柜中的计算机所发送的数据引导至飞行器中的相关设备。为此，其包括从束23a和23b接收信号并向束23a和23b发送信号的多个模/数转换器25以及数/模转换器26，束23a和23b将系统连接至飞行器的致动器和传感器。输入/输出设备包括能够根据网络协议在机柜的计算机10a至10f与转换器之间传输数字数据的处理器27。输入/输出设备还包括能够借助于波导3中的天线11来发送和接收的通信模块24，该波导将机柜的输入/输出设备连接至容置在所述机柜中的其他设备10a至10f。通信模块针对在波导中发送的网络协议而特别地作为路由器工作。机柜内的互连使用射频无线通信，其通过波导3而在容置计算机的搁板处传输。无线通信意味着使用远程发送器/接收器，其避免使用线缆和连接器。有利地，发送器/接收器对于机柜中的全部设备是相同的，以使得其与网络的连接是不变的。发送器/接收器包括插入与设备10a至10f接触的波导3的开口中的天线11。供电条71，81在机柜中分配电流以对这些设备供电。由于机柜中的设备的位置只要保持在通信区域内即可，因此无线网络通信本质上允许通过软件简单地配置和重新配置机柜。无论其位置如何，设备仅需发送及接收信号，数据的验证和路由是通过输入/输出设备中的软件来实现的。存在大量的无线技术和协议并可以使用，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将多个计算机(10a，…,10f，210)聚集在一起的航空电子设备机柜，其中每个计算机配备有发送器/接收器并且在机柜输入端处包括输入/输出设备，所述输入/输出设备包括‑接收和发送来自和去往所述机柜外部的航空电子设备的信号的多个输入/输出通道(23a，23b，23c，23d)和所述信号的转换单元(25，26，28，29)，至少一个计算单元(27)，所述转换单元一方面连接到所述输入/输出通道而另一方面连接到所述计算单元，以便一方面将接收的信号转换成目的地为计算机的信息数据而另一方面将来自所述计算机的信息数据转换成待发送的信号，‑数字网络链路协议管理单元(27a)，其连接到所述计算单元和朝向所述计算机的至少一个发送器/接收器模块(24，224，226)，以及‑能够实现以数字形式的数据转换和传输的软件，所述数据代表通过所述至少一个发送器/接收器模块(24，224，226)而来自和去往网络上的计算机(10a，…，10f)的输入/输出数据，‑通过所述发送器/接收器模块(24，224，226)来管理信息网络的模块；所述机柜配备有穿过所述计算机和所述输入/输出设备的发送器/接收器模块的、位于所述输入/输出设备与所述计算机之间的所述机柜的波导中的射频互连系统或光互连系统。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.15 FR 13611771.一种将多个计算机(10a，…,10f，210)聚集在一起的航空电子设备机柜，其中每个计算机配备有发送器/接收器并且在机柜输入端处包括输入/输出设备，所述输入/输出设备包括-接收和发送来自和去往所述机柜外部的航空电子设备的信号的多个输入/输出通道(23a，23b，23c，23d)和所述信号的转换单元(25，26，28，29)，至少一个计算单元(27)，所述转换单元一方面连接到所述输入/输出通道而另一方面连接到所述计算单元，以便一方面将接收的信号转换成目的地为计算机的信息数据而另一方面将来自所述计算机的信息数据转换成待发送的信号，-数字网络链路协议管理单元(27a)，其连接到所述计算单元和朝向所述计算机的至少一个发送器/接收器模块(24，224，226)，以及-能够实现以数字形式的数据转换和传输的软件，所述数据代表通过所述至少一个发送器/接收器模块(24，224，226)而来自和去往网络上的计算机(10a，…，10f)的输入/输出数据，-通过所述发送器/接收器模块(24，224，226)来管理信息网络的模块；所述机柜配备有穿过所述计算机和所述输入/输出设备的发送器/接收器模块的、位于所述输入/输出设备与所述计算机之间的所述机柜的波导中的射频互连系统或光互连系统。2.根据权利要求1所述的航空电子设备机柜，其中，所述发送器/接收器模块(24)是射频模块，并且其中，所述互连系统包括被限制在波导中的射频网络，所述波导关联于所述机柜且连接所述计算机(10a至10f)和所述输入/输出设备(...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯努瓦·当坦，
申请(专利权)人：空客集团有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR