用于入口保护外壳的面板安装式网络交换机的制作方法

1.本公开涉及用于苛刻环境的网络硬件领域。它具体地涉及一种适用于形成入口保护外壳的一部分的网络交换机。


背景技术：

2.市场正朝着基于高速以太网的总线通信移动，其中需要具有高信号完整性的有线网络连接的设备数量正在增加。与此并行，期望减少实现特定网络拓扑所需的硬件组件的数量，这可能意味着星形拓扑优于具有分布式连接器、交换机和/或路由器的分支网络。这种期望在苛刻的环境中尤其明显，因为需要专用外壳来保护网络硬件免受湿气、灰尘、气体或空气中的腐蚀物品、未经授权的篡改等。
3.为了说明，图1示出了与主计算机170一起安装在入口保护机柜150的控制器门152上的常规内部以太网交换机100。主计算机170和内部以太网交换机100由内部以太网电缆163连接。从内部网络交换机100延伸，一束多条以太网电缆161穿过机柜150的内部151，经由安装面板153上的电缆压盖162离开，并且继续朝着机柜150外部的外部联网设备(未示出)。多极型电缆压盖162允许该束161离开机柜150而不损害其入口保护。在没有布置分支点的任何需要的情况下，可以存在与该束161中的以太网电缆一样多的单独连接的外部联网设备。
4.图1所示的设置的缺点是，每当新连接要被添加或者现有连接要被检查或修复时，网络用户(例如外部联网设备的所有者)将需要访问内部以太网交换机100；网络用户因此将需要网络供应商(例如主计算机170的所有者)的许可来频繁地进入机柜150，这可能损害保证的信号完整性或其他安全方面。例如，无法避免网络用户也将访问网络供应商的内部以太网电缆163。而且，该束161占用机柜150内部的宝贵空间，并且可能阻碍需要的冷却空气流。
5.另一已知设置在图2中描绘，其中网络连接从位于入口保护机柜150外部的外部以太网交换机200延伸。然后外部以太网交换机200和主计算机170之间的连接使用外部以太网电缆164实现，该外部以太网电缆164经由单极电缆压盖162离开机柜150。外部以太网电缆164不需要由一束电缆组成，但可以是单极电缆。利用这种设置，网络用户可以立即访问以太网交换机200，并且可以毫无困难地重新配置网络拓扑。该用户侧的便利性是以外部以太网电缆164和外部以太网交换机200都必须受到入口保护或
‘
强化’为代价实现的，因为它们必须在没有进一步保护的情况下承受机柜150外部的环境。
6.cn202095192u公开了一种完全防尘、防水的工业以太网交换机，因此可能适用于图2所图示的用例。
7.期望提供一种网络交换机，以消除这些缺点中的至少一些缺点。


技术实现要素：

8.一个目标是提供一种网络交换机，用于连接入口保护外壳中的联网设备和该外壳
外部的多个联网设备。特定目标是减少对网络交换机本身和/或与网络交换机一起使用的电缆的入口保护的要求。又一目标是提供包括这种网络交换机的入口保护外壳。
9.这些和其他目标通过由权利要求1定义的本发明实现。从属权利要求涉及有利的实施例。
10.提供了一种适用于形成入口保护外壳的一部分的网络交换机。网络交换机包括：面向内部的盖，具有用于连接联网设备的至少一个面向内部的端口；面向外部的盖，具有用于连接联网设备的多个面向外部的端口；以及处理电路系统，被配置为在面向内部的端口和面向外部的端口之间建立网络连接。
11.具有这些特点的网络交换机允许操作员在未经授权进入外壳的情况下，朝着入口保护外壳外部的联网设备重新配置连接。机柜内部未被塞满朝着多个外部联网设备的以太网电缆。此外，本发明的网络交换机是有利的，因为它只需要对位于入口保护外壳外部的这种连接的组件或设备(例如电缆)进行入口保护。
12.如本文使用的，“入口保护外壳”是指外壳，包括多组件壳体或屏蔽，限制固体颗粒和/或液体进入。此外，入口防护外壳还可以由建筑物分隔物(例如墙壁、地板、天花板)、机械、电连接器或电缆、安装面板、垫圈、密封件、接头、套管、索环、引入线等组成。存在标准化和系统化的入口保护方法以及入口保护设备或外壳的测试和分级。iec 60529和en 60529中定义的ip代码构成了一个示例。
13.在本公开中，限定词“面向内部”和“面向外部”指入口防护外壳，例如分别朝着外壳内部和远离外壳。此外，“建立网络连接”包括向被(物理)连接至网络交换机的面向内部或面向外部的端口的联网设备提供连接性。连接性可以包括向同一网络中的其他设备发送数据或从同一网络中的其他设备接收数据的能力。除了建立的物理连接之外，连接可能需要指派或确认联网设备的网络地址。
14.通常，权利要求中使用的所有术语都将根据其在技术领域中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。除非另有明确规定，否则对“元件、装置、组件、部件、步骤等”的所有引用都要被公开解释为指代元件、装置、组件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确规定，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。
附图说明
15.各个方面和实施例现在仅通过示例参照附图描述，其中：
16.图1是用于连接一个内部联网设备和多个外部联网设备的第一现有技术设置的示意性图示，其中网络交换机被布置在入口保护外壳内部；
17.图2示出了解决相同问题的第二现有技术设置，其中网络交换机被布置在入口保护外壳外部；
18.图3示出了包括根据本发明的实施例的网络交换机的设置，该网络交换机被安装在入口保护外壳的边界处；
19.图4包括根据本发明的实施例的网络交换机的后视图(面向外部)、前视图(面向内部)、侧视图和透视图；
20.图5是网络交换机的分解图；以及
21.图6示出了从外部(图6a)和内部(图6b)看到的具有连接器的网络交换机和入口保
护外壳的一部分。
具体实施方式
22.本发明现在将参照附图更充分地描述，某些实施例被示出在附图上。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且所公开的实施例不应该被解释为限制；相反，这些实施例是通过示例提供的，使得本公开将是彻底且完整的，并且将本发明的所有方面的范围充分传达给本领域技术人员。相同的数字在整个描述中指代相同的元件。
23.图1和图2是上面已经作为本发明的技术背景讨论的网络设置的示意性图示。
24.图3示出了一种网络设置，其中网络交换机300被安装在入口保护机柜150的安装面板153中，优选地通过机柜150和网络交换机300的组合形成入口保护外壳的这种方式。机柜150还限定了检查孔152，诸如可打开的机柜门或舱口，该检查孔152在其关闭位置满足与机柜150相同的入口保护级别。虽然检查孔152被提供在机柜150的前壁中，但安装面板153可以位于后壁或侧壁中，甚或在机柜150的顶板或底板中。作为机柜的替代方案，建筑物的适当密封的房间可以构成或组成入口保护外壳的一部分。
25.连接时的内部网络电缆163从网络交换机300的面向内部的端口延伸至位于机柜150内部的计算机170。内部网络电缆163是承受机柜150内部(相对有利)普遍存在的条件的类型。它不需要承受机柜150外部的环境，这将导致昂贵的超大尺寸，并且带来电缆163的次要缺点(诸如直径和刚度增加等)。网络交换机300具有多个面向外部的端口。当这些在使用中时，许多外部网络电缆会朝着机柜150外部的联网设备180离开。至少针对路径的一部分，外部网络电缆可以被组合为永久或临时束161。该束161可以远离网络交换机300来拆分，以允许各个电缆到达相应的联网设备180。回想起，不需要主动或被动网络设备来从该束161拆分网络电缆。
26.根据本发明的实施例的网络交换机300的可能实施方式如图4所图示的。
27.图4a是网络交换机300的后视图，主要示出了面向外部的盖420和十个面向外部的端口421，用于经由相应电缆连接多达十个联网设备。面向外部的端口421的具体类型可以鉴于机柜150外部的环境中的预期条件来选择；例如可以使用强化的以太网连接器、m12连接器、推拉式连接器、重载连接器或这些的组合。面向外部的盖420本身可以例如满足iec 60529下的至少ip 54。
28.图4b是网络交换机300的前视图410。面向内部的盖410的前表面是可见的。在所示实施例中，在网络交换机300被嵌入机柜150的壁中的情况下，面向内部的盖410可以进一步包括侧表面，这些侧表面在图5中更清晰地示出。面向内部的盖410可以是金属的。在一些实施例中，它具有比面向外部的盖420更低的入口防护等级，诸如最多ip 20。
29.面向内部的盖410限定了端口和/或连接器。在图4所示的示例中，在网络交换机300从机柜150的内部供电的情况下，这些端口包括网络输入端口411a、网络输出端口411b和电源连接器412。网络端口411a、411b可以是rj45、ix、mini-io端口或类似类型的端口。电源连接器412优选地具有在不断开的情况下承受正常振动、冲击等的锁定机构。从网络端口411a、411b离开的向前的网络线可以是内部类型的网络电缆163(参见图6)，它具有与面向内部的盖410本身相同或类似的入口防护等级。面向内部的盖410还限定用于通风414和用于示出可变视觉指示413的孔。视觉指示413可以由多个可照明光源提供，并且可以被用于
指示网络交换机300的条件或操作状态。具体地，通过检查孔152访问机柜150的操作员可以同时检查计算机170，并且通过机柜150的内部监测显示在网络交换机300的视觉指示413上的诊断消息。
30.图4c中的侧视图和图4d中的透视图示出了网络交换机300的凹陷形状。更精确地，面向外部的盖420略高于面向内部的盖410，从而形成顶部和底部安装肩部。在网络交换机300的安装位置中，面向外部的盖420直接或间接(例如没有或具有密封垫圈)靠在机柜150的壁或提供在所述壁中的安装面板的外部或内部。
31.图5中的网络交换机300的分解图示出它包括电路板430，该电路板430承载被配置为执行网络切换操作的处理电路系统(未示出)。例如，处理电路系统可以被配置为在以太网网络中执行切换。在一些实施例中，处理电路系统被配置为在开放系统互连(osi)层2或更高上操作。电路板430可以是印刷电路板(pcb)或表面安装电路板。每个面向外部的端口421的连接器插件422可以被安装在电路板430上。可以保持电子电路系统的连接器插件422从电路板430向外延伸通过面向外部的盖420中的对应孔424，它被拟合到连接器基座423。连接器基座423使得网络电缆能够朝着外部联网设备180物理连接。当连接器插件422和连接器基座422被拟合在一起时，电路板430被保留在网络交换机300内部，该网络交换机300也与机柜150外部的环境封离(例如高达ip 54)。孔424处的密封(可以通过垫片、垫圈、衬套等实现)更为重要，因为该实施例中的面向内部的盖410被提供有通风孔414，从而允许污染物进入机柜150的内部。
32.面向内部的盖410和面向外部的盖420可以通过非永久性接头接合，诸如螺钉连接或螺钉接头。图5图示了这种螺钉连接可以如何通过使面向外部的盖420继续横向形成翼片来提供，翼片以直角弯曲以向内延伸，并且被提供有与面向内部的盖410的侧面上的孔对准的合适数量的螺孔。盖410、420的接合应该满足与面向内部的盖410本身相同或类似的入口保护等级。为此，可选的密封垫圈可以被插入到盖410、420之间。盖410、420可以通过松开螺钉来分离。在一些实施例中，当网络交换机300处于安装位置时，即，当它形成入口保护外壳的一部分时，故意使螺钉不可接近。例如，螺钉头可能被外壳壁内部的尖头覆盖。
33.图6示出了当安装在入口保护外壳的一部分中并且连接至面向内部的网络电缆163和向外的网络电缆束161时的网络交换机300。图6a是外部视图，并且图6b是内部视图。在所描绘的示例中，入口保护外壳包括具有安装面板153的机柜150(参见图1)，该安装面板153可以被附接至机柜150的外壁或构成机柜150的外壁的集成部分。安装面板153限定了一个或多个孔611，孔611的尺寸适用于容纳具有兼容尺寸的网络交换机300和设备，并且被提供有螺孔。为了外壳的完整性，安装面板153的任何额外的孔611都要用盲板、板等覆盖。在所描述实施例的变化中，网络交换机300可以被直接安装到机柜150的壁中，即，没有中间安装面板153。
34.网络交换机300在安装面板153中的安装可以如下进行：围绕一个或多个孔611的垫圈613被放置在内部，网络交换机300被放置在垫圈613的顶部，使得顶部和底部安装肩部上的螺孔与安装面板153的相应孔611上的螺孔对准，于是螺栓或螺钉612从外部插入和紧固。优选地，为了便于组装，安装肩部上的螺孔是带螺纹的或者被提供有与螺钉或螺栓接合的内笼螺母。垫圈613可以是平面的或圆形的；面向外部的盖420或安装面板153可以包括用于容纳圆形垫圈613的浅凹口。
35.本发明的各个方面主要参照几个实施例来描述。然而，如本领域技术人员容易了解的，除了上面公开的实施例之外的其他实施例在由所附专利权利要求限定的本发明的范围内同样是可能的。