專利名稱：通信系統(tǒng)、分配單元和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有分配單元的通信系統(tǒng)，其中所述分配單元具有供電單元，在該通信系統(tǒng)上可連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(尤其是通信終端設(shè)備)。此外本發(fā)明還涉及在該通信系統(tǒng)中所使用的分配單元和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
為了在工作和日常生活中在較大程度上整合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，諸如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、揚(yáng)聲器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)或通信設(shè)備，一個(gè)重要的前提就是減少連接所需的電纜。通過(guò)諸如無(wú)線LAN、藍(lán)牙和DECT的技術(shù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸雖然節(jié)省了數(shù)據(jù)傳輸所需的所謂“雙絞線”，但是為了供電大多還需要一個(gè)電源線。在又被稱作以太網(wǎng)供電(Power overEthernet，PoE)的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3af中通過(guò)雙絞線來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電，這樣就可以取消供電線。這不但沒有對(duì)用戶的舒適性產(chǎn)生影響，而且尤其對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商降低了安裝開銷和安裝成本。
以太網(wǎng)供電是用于有線因特網(wǎng)的一種技術(shù)，是當(dāng)今最廣泛的LAN技術(shù)(Local Area Network，局域網(wǎng))。PoE實(shí)現(xiàn)了通過(guò)數(shù)據(jù)電纜而不是通過(guò)供電線來(lái)提供用于驅(qū)動(dòng)單個(gè)設(shè)備所需的電功率。由此可以減少為安裝網(wǎng)絡(luò)而必需敷設(shè)的電纜的數(shù)量，這導(dǎo)致在安裝時(shí)的較低的造價(jià)、較短的停機(jī)時(shí)間、較簡(jiǎn)單的維護(hù)和較高的靈活性。從而不必給網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)接入節(jié)點(diǎn)配備電氣安裝并還安裝插座。這種技術(shù)尤其適合于諸如因特網(wǎng)協(xié)議(IP)電話的應(yīng)用。
在標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3af中劃分了兩種基本部件。耗電器稱為“PoweredDevices”(PD)，供電器稱為“Power Sourcing Equipment”(PSE)。
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定利用48V的直流電壓來(lái)進(jìn)行傳輸，其中在連續(xù)運(yùn)行中的電流消耗限制于350mA。最大供電功率限制于15.4瓦，終端設(shè)備的最大功率消耗在扣除線路損耗后限制于13瓦。在延續(xù)100ms的啟動(dòng)階段中，該終端設(shè)備可以下降為500mA。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的3類或5類電纜和標(biāo)準(zhǔn)的R145插頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中該方法利用了以下事實(shí)，即在10Base-T和100Base-TX-Ethernet的情況下在現(xiàn)有的四個(gè)線芯對(duì)中僅使用了兩對(duì)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
802.3af標(biāo)準(zhǔn)的中心點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別。這通過(guò)稱為“阻性功率探測(cè)(resistive Power Discovery)”的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在通過(guò)電纜提供驅(qū)動(dòng)電流之前，該供電設(shè)備(Power Sourcing Equipment)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(Powered Device)驗(yàn)證兼容性。為此，它以周期性的間隔提供一個(gè)最小電流，并以這種方法來(lái)識(shí)別該終端設(shè)備是否具有25千歐姆的終端電阻。如果是這種情況，那么就可以通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行供電。接著該供電設(shè)備給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)微小的功率。現(xiàn)在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將它的關(guān)于它屬于所支持的五個(gè)功率類中的哪一個(gè)的標(biāo)識(shí)進(jìn)行信令發(fā)送。于是該供電設(shè)備給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供所期望的功率。這種識(shí)別總共延續(xù)約1秒。在下列表格中列出了在標(biāo)準(zhǔn)802.3af中所定義的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在其中運(yùn)行的不同類。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功率消耗對(duì)于供電設(shè)備中的節(jié)能是重要的。對(duì)于最佳的能量管理來(lái)說(shuō)，重要的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備確切地鑒別其功率類。如果在啟動(dòng)階段不能鑒別確切的功率類，那么就總是認(rèn)為功率類0(缺省)是合關(guān)系密切的。該供電設(shè)備從而必須與實(shí)際所需的能量需求無(wú)關(guān)地給每個(gè)所連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供最大12.95瓦的能量需求。
鑒別正確的功率類在所謂的模塊化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中是尤其重要的，其中模塊化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在通信終端設(shè)備中是知曉的，這是因?yàn)樵谄涔β氏木哂胁煌瑪?shù)量的結(jié)構(gòu)分級(jí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須按照配置劃分為不同功率類。用于最佳地求出在供電設(shè)備中要提供的能量的已知方法是基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本初始化的專有協(xié)議，其中該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將所需的功率消耗進(jìn)行信令傳輸。但是這種優(yōu)選方法的缺點(diǎn)在于，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為此必須首先轉(zhuǎn)換到一種狀態(tài)中，在該狀態(tài)中可以進(jìn)行軟件基礎(chǔ)的配置。
另外公開的是在供電設(shè)備中介入管理，尤其在向供電設(shè)備報(bào)告功率類0(缺省)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。在此實(shí)際的功率消耗被通知給該供電設(shè)備，并從而不超過(guò)該供電設(shè)備的構(gòu)造形式所要求的功率界限。首先，在其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備經(jīng)常更換并被替換為其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，這種管理開銷在組織和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)方面是個(gè)缺點(diǎn)。
從而本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題在于，揭示了以簡(jiǎn)單的方式和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)將實(shí)際所需的能量需要通知給供電器的措施。
該技術(shù)問(wèn)題通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的一種通信系統(tǒng)、并通過(guò)具有權(quán)利要求8的特征的一種分配單元和具有權(quán)利要求9的特征的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而得到解決。
有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中給出。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)具有一個(gè)稱作分配單元的供電設(shè)備，其中該分配單元與一個(gè)供電單元相連接，在該分配單元上可連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。連接到該分配單元的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都具有至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由該分配單元來(lái)提供能量和消息。另外在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中都分配了一個(gè)組件，該組件被配置用于從無(wú)源部件的網(wǎng)絡(luò)中求出表征該網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，該參數(shù)能夠闡明該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能量需求，其中該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元都具有至少一個(gè)無(wú)源部件，該無(wú)源部件是該網(wǎng)絡(luò)的組成部分。
利用本發(fā)明的通信系統(tǒng)尤其可以毫無(wú)問(wèn)題地對(duì)模塊化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備關(guān)于其功率類進(jìn)行精確的分級(jí)。按照該模塊化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的結(jié)構(gòu)分級(jí)，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有不同的參數(shù)，該參數(shù)由該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的不同的無(wú)源部件產(chǎn)生。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組合方式在此通過(guò)各網(wǎng)絡(luò)單元的數(shù)量和組分來(lái)確定。
在本發(fā)明的符合目的的擴(kuò)展方案中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)單元相互連接，并且各網(wǎng)絡(luò)單元的無(wú)源部件通過(guò)一個(gè)總線相互連接。由此以尤其簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)了無(wú)源部件至網(wǎng)絡(luò)的電氣連接，由此所述組件可以求出表征該網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。
在另一改進(jìn)方案中，各網(wǎng)絡(luò)單元的無(wú)源部件通過(guò)總線并聯(lián)。
作為無(wú)源部件優(yōu)選地使用電阻、電容和二極管。在此如果在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元中分別僅設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的無(wú)源部件、諸如一個(gè)電阻，那么這就足夠了。由于通過(guò)總線連接了無(wú)源部件，在組件上的總電阻就變化了，那么就可以按照IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)來(lái)給總電阻分配一個(gè)功率類。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案，直接與該分配單元相連接的網(wǎng)絡(luò)單元由一種通信終端設(shè)備、也即由一種基于因特網(wǎng)系統(tǒng)工作的電話來(lái)構(gòu)成，其他的網(wǎng)絡(luò)單元體現(xiàn)為通信擴(kuò)展部件。這些通信擴(kuò)展部件比如涉及用于連接耳機(jī)的音響適配器、顯示模塊、附加鍵盤或讀卡器。
根據(jù)另一有利的擴(kuò)展方案，該分配單元分別直接在該通信系統(tǒng)接入后就求出對(duì)該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行表征的各個(gè)參數(shù)，以求出各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的最大功率需求。也就是說(shuō)，這意味著，為了求出表征能量消耗的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的參數(shù)，必須是還沒有進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全的啟動(dòng)。尤其沒有必要的是，在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中執(zhí)行的軟件將該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置進(jìn)行傳輸，并把一個(gè)相應(yīng)的狀態(tài)以一個(gè)參數(shù)的形式傳輸?shù)皆摻M件并繼續(xù)傳輸?shù)皆摲峙鋯卧?。相反，該組件可以從該無(wú)源總線的所產(chǎn)生的雙極參數(shù)中求出該參數(shù)，并從而求出功率類，其中該參數(shù)由通過(guò)(無(wú)源)總線連接的無(wú)源部件的網(wǎng)絡(luò)來(lái)形成。在此該總線保證了不用處理器或軟件的參與在組件的啟動(dòng)階段中通過(guò)門邏輯就已經(jīng)可以求出一個(gè)任意配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相應(yīng)功率類的選擇。這種求出從而可以按照IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.2af的規(guī)范來(lái)進(jìn)行。
下面借助附圖
來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。
在附圖中示出了一種通信系統(tǒng)10。該通信系統(tǒng)具有一個(gè)分配單元1和一個(gè)比如與之相連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3。為了簡(jiǎn)化而僅僅示出了單獨(dú)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3。實(shí)際上在該分配單元1上可以連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3。在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3和該分配單元1之間通過(guò)一個(gè)電纜9相連接，其中該電纜由多個(gè)導(dǎo)線6、7、8組成。
在該分配單元1中可以集成一個(gè)供電單元2，如附圖所示。這種配置稱作“端電壓插入”。其中比如是一個(gè)諸如開關(guān)的有源部件，該有源部件通過(guò)該電纜9給所連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3直接提供電流。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)在于將功能緊湊集中在一個(gè)單元中。也可以考慮以下一種實(shí)施，其中該分配單元1和該供電單元2作為分離的部件來(lái)實(shí)施。這種布置稱作“中間電壓插入”。在這種擴(kuò)展方案中，與該分配單元1相對(duì)應(yīng)的一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)與一個(gè)所謂的電源集線器(Hub)相連接，其中該電源集線器承擔(dān)了所連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3的供電。
該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3通過(guò)該電纜9的一個(gè)導(dǎo)線7而被提供電流，并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線8來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此外還設(shè)置有一個(gè)線對(duì)(附圖標(biāo)記6)，借助該線對(duì)來(lái)連接在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3中所設(shè)置的組件4。該組件4另外還與至少由無(wú)源部件51、52、53組成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)5相連接。在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的啟動(dòng)階段中，由該分配單元1通過(guò)該線對(duì)6來(lái)查詢組件4的終端電阻。該終端電阻就是表征該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3的一個(gè)參數(shù)，通過(guò)該參數(shù)該分配單元1就可以根據(jù)IEEE 802.af標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分一個(gè)功率類。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)3尤其適合于模塊化構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在本實(shí)施例中，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元31，其中該網(wǎng)絡(luò)單元比如可以由一個(gè)通信終端設(shè)備(一個(gè)基于因特網(wǎng)協(xié)議運(yùn)行的電話)來(lái)構(gòu)成。其中設(shè)置有組件4以及至少一個(gè)無(wú)源組件51。另外比如還設(shè)置有另外兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元32、33，其中這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元分別通過(guò)一個(gè)電纜9與該網(wǎng)絡(luò)單元31相連接。在本發(fā)明的實(shí)施例中僅僅比如按照以下方式來(lái)連接即各網(wǎng)絡(luò)單元31、32、33相互串行連接。比如體現(xiàn)為通信擴(kuò)展單元(比如顯示器、附加鍵盤等)的其他網(wǎng)絡(luò)單元32、33中的每一個(gè)都同樣具有至少一個(gè)無(wú)源部件52或53。
該無(wú)源部件51、52、53在最簡(jiǎn)單的情況下可以分別由一個(gè)電阻來(lái)構(gòu)成，這些電阻以所示的方法通過(guò)被構(gòu)造為總線的線對(duì)6來(lái)相互并聯(lián)。自然也可以考慮由多個(gè)部件、尤其電阻、二極管、電容來(lái)構(gòu)成無(wú)源部件51、52、53。在任何情況下，由于增加了另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元而使在組件4上的網(wǎng)絡(luò)5的終端電阻發(fā)生變化。從而保證了能夠與網(wǎng)絡(luò)單元32、33的數(shù)量和方式無(wú)關(guān)地通過(guò)組件4來(lái)求出表征該網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)參數(shù)，其中就可以給該組件本身中的參數(shù)或者給該分配單元1中的參數(shù)劃分一個(gè)IEEE802.3af的功率組。
前述解決方法的優(yōu)點(diǎn)在于，為了求出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3的功率類根本無(wú)需運(yùn)行諸如處理器或其上所執(zhí)行的軟件之類的有源部件。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備啟動(dòng)階段之后網(wǎng)絡(luò)5的電阻就直接存在于組件4的相應(yīng)入口上，從而使得分配單元1能夠?qū)Χ鄠€(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3的功率需求進(jìn)行規(guī)劃。
此外現(xiàn)有技術(shù)所推薦的現(xiàn)有的管理開銷或?qū)Ｓ袇f(xié)議從而不再是必要的。
權(quán)利要求
1.通信系統(tǒng)(10)-具有一分配單元(1)，其中該分配單元(1)與一供電單元(2)相連接，在該供電單元上可以連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)，-其中與所述分配單元(1)相連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)都具有至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)都由所述分配單元(1)提供能量和消息，-具有布置在所述每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)中的組件(4)，其中該組件(4)被配置成使得從無(wú)源部件(51、52、53)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(5)中求出表征該網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)能夠闡明所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的能量需求，其中所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)都具有至少一個(gè)無(wú)源部件(51、52、53)，該無(wú)源部件是所述網(wǎng)絡(luò)(5)的組成部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)相互連接，并且各個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)的無(wú)源部件(51、52、53)通過(guò)一個(gè)總線(6)相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)的無(wú)源部件(51、52、53)通過(guò)所述總線(6)相并聯(lián)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，采用電阻、電容和二極管作為無(wú)源部件(51、52、53)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，直接與所述分配單元(1)相連接的網(wǎng)絡(luò)單元(3)由一個(gè)通信設(shè)備來(lái)構(gòu)成，所述其他的網(wǎng)絡(luò)單元(32、33)體現(xiàn)為通信擴(kuò)展部件。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述分配單元(1)分別直接在所述通信系統(tǒng)接入之后求出表征所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的網(wǎng)絡(luò)(5)的所述參數(shù)，以求出各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的最大功率需求。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)包含有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)802.3af的數(shù)據(jù)和電流傳輸裝置。
8.分配單元(1)，用于根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的通信系統(tǒng)中。
9.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)，用于根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的通信系統(tǒng)中。
全文摘要
描述了一種具有分配單元(1)的通信系統(tǒng)(10)，其中該分配單元與供電單元(2)相連接，在該供電單元上可以連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)。與所述分配單元(1)相連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)都具有至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)都由所述分配單元(1)提供能量和消息。布置于所述每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)中的組件(4)被配置使得從無(wú)源部件(51、52、53)的網(wǎng)絡(luò)(5)中求出一個(gè)表征該網(wǎng)絡(luò)(5)的參數(shù)，其中該參數(shù)能夠闡明所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的能量需求，其中所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(3)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元(31、32、33)都具有至少一個(gè)無(wú)源部件(51、52、53)，該無(wú)源部件是所述網(wǎng)絡(luò)(5)的組成部分。
文檔編號(hào)H04L12/10GK101027870SQ200580032247
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
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