專利名稱：使用有源插孔管理網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信組件，尤其涉及使用有源插孔管理網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來越大越來越密集，使用局域網(wǎng)(LAN)來服務(wù)廣泛范圍的通信需 要繼續(xù)迅速增加。記錄并管理LAN的問題同樣增加了對連接問題產(chǎn)生時作出及時響應(yīng)的 需要。當(dāng)替代傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)功能但在相同LAN上作為數(shù)據(jù)服務(wù)運行的因特網(wǎng)上語音協(xié)議 (VOIP)出現(xiàn)時，這就更為重要了。局域網(wǎng)包括了越來越多的用來承擔(dān)公司或家庭的全部電 子通信能力的責(zé)任。 提供記錄、管理和故障查找能力的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)做到這點，同時使人們對訪問點或接 插板上介入的需要保持為最低。通常，電話網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為兩個具有自己的布線要求 和特性的網(wǎng)絡(luò)來維護。這主要是因為對提供重要通信聯(lián)絡(luò)線(lifeline)的能力的電話服 務(wù)的管理要求和諸如相對較高的DC振鈴聲調(diào)電壓的電氣問題。 在許多方面中，LAN布線方案是仿效包括帶回到接插板的墻面插孔板的電話方案 的。然而，電纜類型和特性保持為不同。這對大型辦公室、居所和小型辦公室-家庭辦公 (SOHO)和多住所單元(MDU)而言是事實。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一方面，提供了使用有源電插孔的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，有 源插孔可位于企業(yè)辦公室的墻上、電纜配線線路設(shè)備內(nèi)的接插板中、一個用戶裝置或兩個 或多個這些區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，有源插孔包括至少兩個10/100Mb/s的以太網(wǎng) 端口，并且是局域網(wǎng)(LAN)上的網(wǎng)絡(luò)元件(NE)。有源插孔的一個以太網(wǎng)端口是網(wǎng)絡(luò)端口， 并與LAN系統(tǒng)的水平布線相連。至少一個其它端口是諸如個人計算機(PC)或IP上語音 (VOIP)電話的以太網(wǎng)使能裝置插入其中以便于訪問LAN的用戶端口。 根據(jù)本發(fā)明一實施例，物理位置信息(即房間、樓層等)與有源插孔的MAC地址相 關(guān)聯(lián)。因為有源插孔具有MAC地址，所以它響應(yīng)來自網(wǎng)絡(luò)的地址轉(zhuǎn)換協(xié)議(ARP)請求，并在 加電或查詢時傳送ARP消息以表示在網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)。ARP消息和有源插孔的相關(guān)聯(lián)物理位置 信息可用來提供有關(guān)于結(jié)構(gòu)化電纜系統(tǒng)(即LAN電纜配線線路設(shè)備)的連接信息。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，有源插孔是需要可從諸如IEEE 802. 3AF兼容源的供電裝 置(PSE)中獲得的DC電源之源的電子元件。這些源可在網(wǎng)絡(luò)中用作所附的通電裝置(PD) 的DC電源之源，諸如根據(jù)跨網(wǎng)絡(luò)電源方案接收電源的VOIP電話。根據(jù)本發(fā)明的一些實施 例，有源插孔的功率消耗是最小的，其中如果連接了通電裝置(PD)則剩下的功率被轉(zhuǎn)送給 了通電裝置(PD)。
向有源插孔提供DC電源有幾種方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用諸如以太網(wǎng) 交換機或IP路由器的PSE裝置。根據(jù)另一實施例，可使用接插板或中等長度的接插板。當(dāng) 接插板裝備有源插孔時，則獲得受控的結(jié)構(gòu)電纜PSE系統(tǒng)。如果在接插板和終端設(shè)備之間 使用了有源插孔，則可增強接插板具有的管理范圍。 電纜線路管理和安全的現(xiàn)有方法依賴于使水平電纜系統(tǒng)和/或接插板狀態(tài)保持 相當(dāng)固定。此外，如果改變發(fā)生，則很好地記錄這些改變并手動輸入到安全/管理系統(tǒng)數(shù)據(jù) 庫。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用有源插孔便于監(jiān)視接插線和水平電纜系統(tǒng)的狀態(tài)，以提 供受控的結(jié)構(gòu)化的電纜系統(tǒng)。如果移除或移動特定電纜，則由電纜連接的有源插孔將丟失 上游網(wǎng)絡(luò)連接。接插板中的有源插孔將例如通過發(fā)給上游交換機的每秒1次的"心跳"IP 傳送來周期性地檢測這種變化。由于PSE和PD相互通信，所以PSE可即時報告接插線的斷 開?；蛘呤?，有源插孔可向相鄰的有源插孔發(fā)送報告通信問題的消息。當(dāng)連接重新接上時， 有源插孔可發(fā)出ARP消息以指示它與任何與之相連的裝置恢復(fù)連接。當(dāng)連接重新建立時， 到接插板端的轉(zhuǎn)換端得以識別，這是管理接插線連接的重要方面。因為物理位置信息能與 有源插孔相關(guān)聯(lián)，即使電纜線路短暫變化也能被識別和記錄。 因為有源墻面插座是受控的網(wǎng)絡(luò)元件，所以通過通信網(wǎng)絡(luò)的管理和操作組件獲得 遠(yuǎn)程可見性。有源插孔提供遠(yuǎn)程監(jiān)視，消除或減少了派出技術(shù)人員確定裝置狀態(tài)的需要。服 務(wù)可遠(yuǎn)程中止或恢復(fù)。此外，也可盤點并控制使用有源插孔與網(wǎng)絡(luò)相連的端點裝置。
根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，當(dāng)客戶使用軟IP電話或VOIP外部硬件電話時利用這 些管理和安全方面。有源墻面插座可在以太網(wǎng)上提供電源(以向電話提供電源)和/或提 供物理位置地址以支持E911服務(wù)。 為了支持重要的通信聯(lián)絡(luò)線的VOIP，可使用PSE交換機來確保所有的企業(yè)交換機 有足夠的DC電源來度過AC斷供期。內(nèi)部的交換機將繼續(xù)引導(dǎo)并管理打到外面的VOIP電 話，但拒絕其它的IP數(shù)據(jù)事務(wù)處理。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，帶有有源插孔的電源接插 板的一個優(yōu)點是它可在AC電源斷供期切斷上游交換機的電源。然后通信可從接插板被導(dǎo) 向"重要通信聯(lián)絡(luò)線"VOIP的網(wǎng)關(guān)，其中"重要通信聯(lián)絡(luò)線"VOIP的網(wǎng)關(guān)支持語音通信和/ 或數(shù)量減少的數(shù)據(jù)通信。


在附圖中 圖la是有源墻面插座的立體圖； 圖lb是有源墻面插座的側(cè)視圖； 圖2a是有源墻面插座的示意圖； 圖2b是有源墻面插座的另一個實施例的示意框圖； 圖3a、3b和3c示出輸出面板中有源和標(biāo)準(zhǔn)墻面插座的不同配置； 圖4a、4b4c和4d是根據(jù)本發(fā)明的有源墻面插座的其它實施例的側(cè)視圖； 圖5是示出位置數(shù)據(jù)進入有源墻面插座的框圖； 圖6是示出用于有源墻面插座的電源分布和電纜管理方案的框圖； 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的使用有源插孔的通信網(wǎng)絡(luò)的框圖； 圖8是示出包括具有有源插孔的接插板的緊急供電系統(tǒng)的框4
圖9是帶有有源插孔和共享電路的接插板的示意圖； 圖10是根據(jù)本發(fā)明一實施例的有源插孔的示意圖； 圖11是根據(jù)本發(fā)明一實施例的接插板實現(xiàn)的框圖； 圖12是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的接插板實現(xiàn)的框圖； 圖13是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的接插板實現(xiàn)的框圖； 圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的接插板實現(xiàn)的框圖； 圖15是根據(jù)本發(fā)明一實施例的多住所單元網(wǎng)絡(luò)的框圖；以及 圖16是根據(jù)本發(fā)明一實施例的網(wǎng)絡(luò)的框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參看附圖，從圖la開始，示出有源插孔10的立體結(jié)構(gòu)圖。有源插孔10包括兩 個外殼12a和12b，它們可形成如外殼12b的示圖中所示的插頭開口 14。根據(jù)本發(fā)明的另一 實施例，有源插孔10的一個連接器是插頭，而另一個連接器則是絕緣位移式連接器(IDC)。 外殼12a和12b可以是用于通信連接器的類型，如在Doorhy等人在2002年4月16日發(fā)表 的題為"Low Crosstalk Modular Co匪nicationCo騰ctor，，(低串音干擾的模塊化通信連 接器)的美國專利6，371，793所述，其內(nèi)容通過引用在此全部引入。安裝在插頭開口內(nèi)的 是多根導(dǎo)線16，它們在插頭與有源插孔10相連時形成與通信插頭的彈性觸點。導(dǎo)線16穿 過有源插孔10的外殼，與印刷電路板(PCB)18接觸。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，PCB 18的 x方向尺寸約為5/8英寸，y方向尺寸約為2英寸，并且是具有用于散熱的最大銅區(qū)域填充 的多層結(jié)構(gòu)，并能夠支持電子組件20。外殼在分解圖中與電路板18錯開示出，以展現(xiàn)熱觸 點22，該熱觸點在一實施例中有助于從電路板18和組件20向諸如組件12b的外殼散熱。 在圖lb中，有源插孔10相對于通常用作墻位置中通信端口類型的可安裝面板24示出。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，有源插孔的熱設(shè)計支持?jǐn)?shù)據(jù)出口的外殼內(nèi)的環(huán)境。由于根 據(jù)某些實施例在該外殼中實際上并沒有氣流，所以散熱并不是有效的。有源插孔設(shè)計可通 過圖lb所示的連接器外殼12b將低熱敏電阻觸點結(jié)合到外殼的外部。在本發(fā)明的另一實 施例中，外殼由諸如金屬浸漬材料的高傳熱材料制成，以有助于所產(chǎn)生熱量的散熱。在本發(fā) 明的又一實施例中，在有源插孔10的外殼12a和12b之一或兩者內(nèi)提供印刷電路板18上 的電子組件20。 現(xiàn)在參看圖2a，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的有源墻面插座10的示意圖。根據(jù)本發(fā) 明一實施例的有源插孔電源10的組件被安裝在PCB 18上。在圖2a中示出的組件被示為可 以各種集成形式實現(xiàn)的功能單元。這些組件包括至少一個雙端口以太網(wǎng)物理裝置(PHY) 26， 它包括接收器28a和28b以及發(fā)送器30a和30b。盡管雙端口以太網(wǎng)裝置示于圖2中，可以 理解本發(fā)明的各個原理可應(yīng)用于具有兩個以上端口的有源插孔，如下進一步討論。
接收器28和發(fā)送器30與相應(yīng)的接收變壓器32a和32b以及發(fā)送變壓器34a和 34b電連接。接收變壓器32a和32b以及發(fā)送變壓器34a和34b進一步與相應(yīng)外殼12a和 12b的多根電線(圖1中標(biāo)號16)電連接。電線可采取網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接37和用戶側(cè)連接39的 形式。PHY 26與以太網(wǎng)媒體訪問控制器(MAC)處理器36相連，該處理器在功能上形成兩端 口的以太網(wǎng)交換機。 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，有源插孔10的電路的電源從符合IEEE 802. 3AF的PSE源中獲得，該PSE源根據(jù)一實施例向負(fù)干線38提供從接收變壓器32a的中央抽頭提取的負(fù) 共模電壓，并向正干線40提供從發(fā)送變壓器34a提取的正共模電壓。IEEE 802. 3AF標(biāo)準(zhǔn) 還允許負(fù)線和正線交換。DC-到-DC轉(zhuǎn)換器42與負(fù)干線38和正干線40相連，并向有源插 孔10的電路提供電源。具有足夠電阻的電阻器44放置在電壓干線38和40之間，以向PSE 發(fā)送出現(xiàn)電源要求裝置(PD)的信號。根據(jù)本發(fā)明一實施例，電阻器44具有26千歐的電阻 值，盡管更大或更少的電阻器可用于本發(fā)明的特定實施例中。在供電通過量模式中，電壓干 線38和40通過任選開關(guān)46與發(fā)送變壓器34b和接收變壓器32b的中央抽頭電連接，以使 其它下游PD能從PSE獲得電源。IEEE 802. 3AF標(biāo)準(zhǔn)草案不包括給定電路上的多個PD，從 而諸如有源插孔10的中間PD的功率要求可非常小，通常小于1瓦?？扇芜x的開關(guān)46可由 本地MAC處理器控制，以提供用于管理和/或安全目的的下游PD上的電源控制，并如下作 進一步討論。 控制發(fā)光二極管(LED) 48的MAC處理器36也在圖2a中示出。根據(jù)本發(fā)明一實施 例，MAC處理器36用作網(wǎng)絡(luò)端口標(biāo)識組件，在請求時存儲并提供標(biāo)識信息。可有兩個或多 個這樣的受通信連接中的MAC處理器36控制的LED 48 :至少一個表示鏈接狀態(tài)，另一個則 表示發(fā)送/接收動作。根據(jù)一個實施例，LED 48被安裝在PC板18上，且光線由光導(dǎo)管50 導(dǎo)向外部的插座外殼12b。在其它實施例中，LED可安裝在外殼12上，并與PCB 18電連接。 根據(jù)其它實施例， 一個或多個LED可與每個有源插孔10以及每個插座外殼12相關(guān)聯(lián)。根 據(jù)本發(fā)明的一些實施例，其它LED端口或不同色彩的LED燈光，可用于支持端點裝置的控制 或監(jiān)視。例如，不同的彩色光或其它光可用來表示安裝完成或未完成，并有助于電纜連接的 監(jiān)視和維護。這樣的實施例可向安裝或維護人員提供定位電纜連接中的斷點，從而查明需 要注意的連接所需的信息。 現(xiàn)在參看圖2b，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的另一有源插孔。在圖2b的實施例中， 邏輯芯片51實現(xiàn)有源插孔的功能，包括諸如通過有源插孔轉(zhuǎn)發(fā)通信，通過有源插孔重新產(chǎn) 生信號，監(jiān)視并報告數(shù)據(jù)通信量、用于安裝指令和用戶指令的存儲器存儲、有源插孔的邏輯 標(biāo)識，以及開關(guān)有源插孔以通過有源插孔啟用或禁用通信。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，邏輯 芯片51包括一存儲器組件，用于存儲使安裝者遵從的指令模板，和/或使安裝者在有源插 孔的安裝期間能填充的一個或多個數(shù)據(jù)字段。邏輯芯片51與網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接53和用戶側(cè)連接 55相連。 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，有源插孔可用于以太網(wǎng)上電源的環(huán)境。在這些實施例 中，有源插孔可消耗其操作所需的功率，同時落于在以太網(wǎng)上電源環(huán)境中將有源插孔標(biāo)識 為通電裝置的功率消耗水平之下。這種環(huán)境中的有源插孔將所供應(yīng)的電源轉(zhuǎn)發(fā)給通電裝置。 現(xiàn)在參看圖3a，示出具有有源插孔10的根據(jù)本發(fā)明一實施例的面板24a。另一實 施例是圖3b所示的具有兩個有源插孔10a-b的面板24b。又一實施例是圖3c所示的具有 兩個有源插孔10a-b和一個無源插座52的面板24c?？梢岳斫猓捎枚鄠€有源和無源插座 的若干其它實施例可在特定安裝時實現(xiàn)。如圖3a、3b和3c所示，LED指示燈49是為了便 于有源插孔的安裝和維護。 現(xiàn)在參看圖4a，根據(jù)本發(fā)明一實施例，有源插孔單元10被裝在面板24之后安裝在 墻54中的墻面板，從而用戶側(cè)插座外殼12b可在用戶區(qū)域56中進入，如圖所示。有源插孔單元10通過終端插頭60與水平電纜58相連，它便于有源插孔單元10或水平電纜58的測 試和修復(fù)?；蛘撸性床蹇讍卧?0可通過絕緣位移一連接器與水平電纜相連。
根據(jù)本發(fā)明的有源插孔還支持在一個有源插孔單元內(nèi)使用多個用戶側(cè)連接和/ 或多個網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接。這種實施例可應(yīng)用于實現(xiàn)一個用戶裝置與網(wǎng)絡(luò)側(cè)一個以上網(wǎng)絡(luò)相連。 此外，一個以上用戶裝置或網(wǎng)絡(luò)上屬于一個以上帳戶所有者的用戶裝置，可與單個有源插 孔相連，并訪問有源插孔的網(wǎng)絡(luò)側(cè)上的一個或多個網(wǎng)絡(luò)。具有多個網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接的有源插孔 的構(gòu)建還支持有源插孔的雙歸操作。在該操作中，有源插孔可監(jiān)視一個以上網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接的 可操作性。如果主要網(wǎng)絡(luò)連接變得不可操作，或者遭受其它通信問題，則根據(jù)本發(fā)明的有源 插孔可自動地切換到次要網(wǎng)絡(luò)連接。提供網(wǎng)絡(luò)連接的冗余可極大地提高在采用這種雙歸系 統(tǒng)的有源插孔上網(wǎng)絡(luò)訪問的可靠性。 使用多個用戶側(cè)和/或網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接的根據(jù)本發(fā)明的有源插孔實施例在圖4b、4c和 4d中示出。圖4b、4c和4d的有源插孔被裝入墻面板中，但可以理解它們可按需裝入其它 網(wǎng)絡(luò)組件。圖4b示出具有兩個網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接器外殼12a和12c的有源插孔，用于與兩個網(wǎng)絡(luò) 側(cè)終端插頭60a和60b相連，而這兩個終端插頭又通過兩條水平電纜58a和58b與一個或 多個網(wǎng)絡(luò)相連。圖4b的有源插孔允許用戶區(qū)域56內(nèi)的一個連接以使用一個以上的網(wǎng)絡(luò)連 接。盡管已示出兩個網(wǎng)絡(luò)連接，但可以理解在該實施例和其它實施例中可在網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用兩 個以上網(wǎng)絡(luò)連接。 現(xiàn)在參看圖4c，有源插孔具有兩個用戶側(cè)連接器外殼12b和12d，用于與兩個用戶 裝置相連。 一個網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接器外殼12a被示為與網(wǎng)絡(luò)側(cè)終端插頭60相連，該插頭60又通 過水平電纜58與網(wǎng)絡(luò)相連。該實施例使兩個用戶裝置能與有源插孔組件相連。此外，因為 用戶側(cè)連接器外殼12b和12d的每一個可支持獨立有源插孔的功能，圖4c的實施例使所有 有源插孔功能可通過直接的墻面連接而等同地應(yīng)用于一個以上用戶側(cè)裝置上。盡管已示出 了兩個用戶側(cè)連接，但可以理解在該實施例和其它實施例中可采用兩個以上用戶側(cè)連接。
圖4d示出一個有源插孔實施例，其中采用了兩個網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接器外殼12a和12c，以 及兩個用戶側(cè)連接器外殼12b和12d。在該實施例中，諸如VOIP電話或其它用戶裝置的一 個以上用戶裝置可與一個以上的網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接相連。圖4d的實施例允許具有多個用戶側(cè)有 源插孔的有源插孔墻面組裝件的雙歸應(yīng)用。因而，在主要網(wǎng)絡(luò)失敗或出現(xiàn)其它通信問題時， 可向插座的多個用戶或用戶側(cè)56的多個用戶裝置提供冗余。 在一通信網(wǎng)絡(luò)中，需要能夠標(biāo)識每個用戶的物理位置。這在支持VOIP的電子緊急 情況911數(shù)據(jù)庫時就特別重要，其中位置信息可極大地促進相關(guān)人員對緊急情況作出響應(yīng) 的能力。位置信息還可支持受控的結(jié)構(gòu)化電纜線路?，F(xiàn)在參看圖5，示出安裝在區(qū)域62的 墻54上的有源插孔。它通過水平電纜58與接插板64相連，并通過接插線66連接到IP路 由器68。根據(jù)本發(fā)明一實施例，特定有源插孔10與數(shù)據(jù)庫中其物理位置信息相關(guān)聯(lián)。為了 使有源插孔10與其物理位置相關(guān)聯(lián)，區(qū)域62的物理位置可關(guān)聯(lián)于數(shù)據(jù)庫70中有關(guān)有源插 孔的信息(例如其MAC地址)，根據(jù)某些實施例該數(shù)據(jù)庫70是E911數(shù)據(jù)庫或由E911程序 識別的數(shù)據(jù)庫。 此外，區(qū)域62之內(nèi)且與有源插孔10相連的裝置可根據(jù)項目類型或項目模型來標(biāo) 識，從而使能對與有源插孔IO相連的各項的盤點，以及實時監(jiān)視通過有源插孔10與網(wǎng)絡(luò)相 連的裝置的。例如，在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中，分布在各個教室的有源插孔允許對通過有源插孔與學(xué)校網(wǎng)絡(luò)相連的裝置的集中化監(jiān)視。因而，如果需要特定計算機或光學(xué)投影儀，則只要該特定計 算機或光學(xué)投影儀與網(wǎng)絡(luò)相連，除了計算機網(wǎng)絡(luò)中該裝置的邏輯位置之外，還可簡便地確 定該裝置的物理位置。根據(jù)本發(fā)明一實施例，對應(yīng)于與網(wǎng)絡(luò)相連的裝置的物理位置的盤點 信息可與網(wǎng)絡(luò)的物理位置地圖相關(guān)聯(lián)，以提供對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)裝置位置的實時描述。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，通過使用在PC 72上運行的應(yīng)用程序輸入位置信息，參加 安裝有源插孔的人員可使有源插孔關(guān)聯(lián)于有源插孔的物理位置，其中該PC 72與相連的如 上所述具有自己的MAC地址的本地有源插孔IO通信。在有源插孔安裝的工作周期之后，本 地有源插孔10的MAC地址與位置數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)可記錄在PC72上，隨后可傳送給管理數(shù)據(jù)庫 70。在另一實施例中，關(guān)聯(lián)信息通過相連的網(wǎng)絡(luò)直接輸入到數(shù)據(jù)庫70。在另一方法中，人 們使用提供更簡單界面但獲得相同結(jié)果的測試裝置74。測試裝置74還可執(zhí)行各種網(wǎng)絡(luò)測 試，以確保適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)安裝和連接。在又一實施例中，網(wǎng)絡(luò)化計算機76用來基于工作順序 條目信息更新位置數(shù)據(jù)庫。如圖5所示的數(shù)據(jù)庫70可駐留為網(wǎng)絡(luò)管理器系統(tǒng)的一部分、IP 路由器68的一部分、或者VOIP系統(tǒng)的語音網(wǎng)關(guān)的一部分。 現(xiàn)在參看圖6，示出了三條連接路徑，以說明使用有源插孔10來管理結(jié)構(gòu)化互連 電纜網(wǎng)絡(luò)78的方法。用于該示例的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)是通過接插線82與具有作為端口的無源插 座的第一接插板84相連、并通過接插線86與具有作為端口的有源插孔10c的第二接插板 88相連的PSE IP交換機/路由器80。在圖6的第一連接路徑中，諸如V0IP電話的用戶裝 置92a通過無源插座52與網(wǎng)絡(luò)78相連。用于本發(fā)明的本實施例和其它實施例的用戶裝置 可以是諸如VOIP電話的電話、計算機等，并可以是從網(wǎng)絡(luò)連接中獲取電源的通電裝置。在 第一連接路徑90中，如果在電纜系統(tǒng)中任何地方有開路連接，或者如果裝置92a是通電裝 置并從墻面插座52斷開，則裝置92a將掉電。這可通過PSE IP交換機/路由器80檢測， 但不能確定原因_例如電纜線路問題、辦公室連接或裝置掉電。如果移動接插線82或連接 水平電纜94a，則該移動被檢測為裝置92a的掉電。包含作為端口的有源插孔的接插板可 被視為受控互連的接插板，因為它使能實現(xiàn)類似于與交叉接的接插板系統(tǒng)連接的監(jiān)視和控 制，同時僅需要一塊接插板。 在圖6的第二個連接路徑96中，用戶裝置92b通過有源墻面插座10a與網(wǎng)絡(luò)78相 連。在該情形中，接插線82或水平電纜94b中的電纜移動或電路開路使用戶裝置92b(如 果用戶裝置是通電裝置)和有源插孔10a掉電。此時，PSE IP交換機/路由器80可在數(shù) 據(jù)庫中注明用戶裝置92b和有源插孔10a不再出現(xiàn)，即不再汲取電源。當(dāng)電源恢復(fù)時(在 開路情形中通過更換或修復(fù)電纜)，PSE IP交換機/路由器80注明由于檢測到PSE IP交 換機/路由器80上的電源請求而連接通電裝置。此外，有源插孔10a和裝置92b在加電時 發(fā)送以太網(wǎng)ARP消息，表示在網(wǎng)絡(luò)上的出現(xiàn)。如果僅裝置92b斷開，則其丟失將由PSE IP 交換機/路由器80檢測，并且通過管理軟件仍然能聯(lián)系并查詢有源插孔10a。此外，當(dāng)僅用 戶裝置92b斷開并隨后重新連接時，在電源恢復(fù)時只有重新通電的裝置92b將用以太網(wǎng)ARP 消息作出響應(yīng)。有源插孔10a進而用戶裝置92b可與給定物理位置相關(guān)聯(lián)，有助于用中斷 服務(wù)的通知進行管理。 當(dāng)在接插板88中使用有源插孔使，如第3個連接路徑98所示，墻面中的有源插孔 便于維護結(jié)構(gòu)化和受控的電纜線路。然而，在接插板和客戶機目標(biāo)點上具有有源插孔技術(shù) 可導(dǎo)出一些其它功能。在第三個連接路徑98中，用戶裝置92c通過有源墻面插座10b和水平電纜94c到包含有源插孔10c的接插板88連接到網(wǎng)絡(luò)78。接插板88通過接插線86與 PSE IP交換機/路由器80相連。在該情形中，開路斷點、電纜移動、和/或用戶裝置92c的 移動可分離，并可分開標(biāo)識為相連網(wǎng)絡(luò)被有源裝置92c、10b和10c分段。所述每個有源裝 置響應(yīng)于以太網(wǎng)ARP請求并在加電情形時產(chǎn)生以太網(wǎng)ARP消息。例如，如果移動接插線86， 則用戶裝置92c、有源插孔10b和接插板插座10c都將掉電。此時PSE注意到用戶裝置改 變了所請求電源量的狀態(tài)，因而可在只有用戶裝置92c移除及水平或接插線開路和/或移 動之間區(qū)分。當(dāng)電源恢復(fù)時，所有先前掉電的裝置在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送表示出現(xiàn)的以太網(wǎng)ARP請 求。此外，如果PSE裝置80的端口和接插板88的有源端口之間、或者接插板88和有源插 孔10b的互連已改變，則可確定并管理改變的位置。 現(xiàn)在參看圖7，示出了使用有源插孔10來控制對LAN 100的網(wǎng)絡(luò)訪問。在該實施 例中，諸如VOIP電話的用戶裝置102a-n通過在相應(yīng)位置104a-n的相應(yīng)有源插孔10a-n連 接網(wǎng)絡(luò)上。盡管在四個位置上僅示出四個用戶裝置，可以理解根據(jù)本說明書的系統(tǒng)和方法 可在許多位置使用眾多裝置。有源插孔10a-n通過水平電纜線路108與接插板106相連。 接插板106與PSE IP路由器裝置IIO相連，而PSE IP路由器與不間斷電源(UPS)112相 連，并通過IEEE 802. 3AF標(biāo)準(zhǔn)草案向諸如102a-n和10a-n等下游的需要電源的裝置提供 電源。PSE裝置110與也可用作VOIP網(wǎng)關(guān)且與數(shù)據(jù)庫116相連的或包含數(shù)據(jù)庫116的IP 路由器114相連。網(wǎng)絡(luò)管理器118還可與LAN IOO相連，且在本發(fā)明一實施例中，該管理器 118能通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息來監(jiān)視并控制各種網(wǎng)絡(luò)元件，諸如路由器110和 114以及有源插孔10a-n。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，網(wǎng)絡(luò)管理器執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理程序用于實 現(xiàn)網(wǎng)關(guān)管理任務(wù)。 如圖2所示，有源插孔10具有受本地處理器36控制的DC電源開關(guān)46。有源插 孔10包含開關(guān)46，因而與任何下游裝置的數(shù)據(jù)連接和電源可通過例如本地處理36受到控 制，以使實現(xiàn)增強的安全特征，諸如端點隔離、裝置盤點和授權(quán)。網(wǎng)絡(luò)管理器118可控制網(wǎng) 絡(luò)元件，以在周期性間隔上或響應(yīng)于諸如對服務(wù)的未經(jīng)授權(quán)請求的外部剌激禁用對任何端 點的網(wǎng)絡(luò)訪問。這可通過網(wǎng)絡(luò)管理器118向位于有源插孔10上的處理器36發(fā)送信號來完 成，以在特定位置上斷開開關(guān)46，從而防止數(shù)據(jù)在那些位置上流動。有可以在某天的某些 時間限制對受控網(wǎng)絡(luò)的訪問的應(yīng)用程序。在網(wǎng)絡(luò)中使用有源插孔IO還允許使用情況監(jiān)視。 例如，它還可用于限制從某些辦公室對敏感性或受限制的因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站或位置的訪 問。如果開始了未經(jīng)授權(quán)的訪問，則知道侵入的網(wǎng)絡(luò)管理器118可選擇關(guān)閉有源插孔10，或 者記錄請求裝置正在使用的有源插孔的位置。 現(xiàn)在參看圖8，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的一種系統(tǒng)，它通過接插板提供應(yīng)急電 源，并使用接插板上的有源插孔來管理結(jié)構(gòu)化的電纜系統(tǒng)。用戶區(qū)域121a-n中的用戶VOIP 電話120a-n經(jīng)由水平電纜線路108通過有源墻面插座10a-n與通電接插板122相連。通電 接插板122與上游IP交換機124相連，該交換機在正常操作期間是用于VOIP電話102a-n 的理路由裝置。通電的接插板122還與諸如應(yīng)急電池的本地應(yīng)急電源126，以及應(yīng)急語音網(wǎng) 關(guān)128相連，該網(wǎng)關(guān)還與本地應(yīng)急電源126相連。在電力斷供期，上游交換機124可掉電， 且電源接插板122可將語音通信轉(zhuǎn)移到本地網(wǎng)關(guān)128。根據(jù)一些實施例，數(shù)據(jù)服務(wù)可在電源 斷供期中縮減，但保持用于緊急情況的語音服務(wù)。 根據(jù)本發(fā)明一實施例，有源插孔在作為三端口裝置的接插板122內(nèi)提供。在該實
9施例中，一個端口用于用戶連接，一個端口用于網(wǎng)絡(luò)連接，而第三個端口用來與應(yīng)急語音網(wǎng) 關(guān)128相連。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，從接插板122到應(yīng)急網(wǎng)關(guān)128的連接是通過共享以 太網(wǎng)連接的。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，接插板使用網(wǎng)絡(luò)側(cè)的交換單元來使接插板有源插孔 的網(wǎng)絡(luò)端口與共享以太網(wǎng)總線130相連。 現(xiàn)在參看圖9，示出通電接插板122的一個實施例的框圖。在該實施例中，24-端 口接插板122的有源插孔單元10a-x被安裝在公用的印刷電路板上。處理器134通過總線 136與有源插孔10a-x電連接，并控制其動作。DC-到-DC電源轉(zhuǎn)換器138將輸入的電源轉(zhuǎn) 換成本地電路所需的電源。例如，電源轉(zhuǎn)換器138可將輸入的48伏電源轉(zhuǎn)換成本地電路所 需的3. 3伏。本地電路的電源沿到有源插孔10a-x的電源連接140分布，以便于將電源傳 送到下游通電裝置。根據(jù)一實施例，有源插孔10x被指派從上游PSE提取48伏，并通過與 DC-到-DC轉(zhuǎn)換器138的輸入電源連接142分配該48伏?？扇芜x地，諸如有源插孔10w的 其它有源插孔還可在例如從冗余上游PSE中提取電源時用于電源提取。DC-到-DC電源轉(zhuǎn) 換器138可確定從哪個源(例如10w或10x)可使用電源。在另一實施例中，其它插座可被 唯一地用于電源提取。 現(xiàn)在參看圖IO，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的有源插孔144的另一結(jié)構(gòu)。有源插孔 144可例如用于圖9的實施例，其中使用公用處理器134和公用DC-到-DC電源轉(zhuǎn)換器138， 且各個插座不需要從上游PSE提取電源。圖10的有源插孔144包括分別與上游驅(qū)動器150 和152相連的上游變壓器146和148，以及分別與下游驅(qū)動器158和160相連的下游變壓器 154和156。交換機162可操作地與電源連接140相連，且通過總線136的處理器下控制可 通過下游電源連接器164和166來控制電源在下游變壓器154和156上的分配，以便于將 電源傳送到下游的通電裝置。因而，只有下游變壓器154和156才需要為了傳送電源而從 中心抽頭。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，為了中斷數(shù)據(jù)連接，交換機162還能可操作地連接到 接收(Rx)和發(fā)送(Tx)信號。 根據(jù)圖9接插板122的一個實施例，有源插孔10還裝有幫助交叉連接或互連系統(tǒng) 的安裝者的LED。圖11示出一互連系統(tǒng)，其中關(guān)聯(lián)于接插板122上有源插孔10的LED 168 可發(fā)光或閃爍圖案以幫助安裝者。例如，LED可標(biāo)識接插線86或水平電纜108在何處要與 接插板122相連。在圖11的實施例中，接插板122沿PSEIP交換機/路由器170和水平 電纜108之間的通信路徑放置。根據(jù)一實施例，有源插孔LED的發(fā)光通過來自管理實體的 SNMP消息實現(xiàn)。除了便于LED功能所提供的安裝，通過向維護人員提供不工作電纜位于何 處的可視指示，并通過提供在通信網(wǎng)絡(luò)中整理電纜的可視指令，LED還在安裝后允許改進的 電纜管理。盡管僅示出了關(guān)聯(lián)于每個有源插孔144的一個LED，但可以理解在本發(fā)明的某些 實施例中多個LED與每個有源插孔相關(guān)聯(lián)。 本發(fā)明的另一個實施例在圖12中示出，其中接插板122a和122b以級聯(lián)的主從結(jié) 構(gòu)來進行配置。如圖12所示以級聯(lián)方式配置的接插板使能實現(xiàn)交叉連接系統(tǒng)，其中每個面 板上的LED 168向安裝者指示哪里要移除或安裝接插線。 根據(jù)如圖13所示的通電接插板122的一個實施例，可從本地電源172中獲得諸如 48伏DC電源的電源，其中本地電源172可以是使通電接插板122成為PSE裝置的AC線路 PSE或緊急DC電池組。根據(jù)另一實施例，可從上游PSE通過圖9所示的本地插座10x之一 來獲取諸如48伏DC電源的電源。
在又一實施例中，如圖14所示，提供給接插板122的諸如48伏DC電源的電源可 使用接插板122內(nèi)諸如插孔10k和101的有源插孔、通過接插線176a和176b、從兩個獨立 源PSE 174a和174b中獲取。 現(xiàn)在參看圖15，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的多住所單元(MDU)。使用有源插孔允 許服務(wù)在各個住所單元內(nèi)激活。此外，可便于居所和小型辦公室-家庭辦公(S0H0)的應(yīng)用 通信的安全和管理。寬帶路由器178與廣域網(wǎng)180相連應(yīng)用于外部連接，并通過接插線86 到接插板182而與MDU內(nèi)的分布系統(tǒng)相連，其中接插板可以是帶有通電有源插孔的通電接 插板。接插板182可任選地包括一個或多個有源插孔用于管理。從接插板182中，水平電纜 線路與可以是各個住所的各個位置184a-n相連。每個位置184a-n包括安裝在墻上的有源 插孔10a-n以及用戶裝置186a-n。每個有源插孔10a-n都具有MAC地址以及與該有源插孔 相關(guān)聯(lián)的物理位置信息。有源插孔10和用戶裝置186a-n的電源可從與寬帶路由器178或 接插板182相連的UPS電源獲取。將有源插孔裝入用戶區(qū)域和/或?qū)拵酚善?78允許電 纜架構(gòu)問題的遠(yuǎn)程管理和診斷、電纜架構(gòu)的增強安全性、服務(wù)的激活(即打開或關(guān)閉服務(wù)) 和監(jiān)視、以太網(wǎng)應(yīng)用上的電源、以及裝置物理位置的指示。性能監(jiān)視也得到增強，因為問題 連接的準(zhǔn)確物理和邏輯網(wǎng)絡(luò)位置可集中由服務(wù)供應(yīng)商來識別，而不需要基本位置問題的更 廣泛調(diào)查。 本發(fā)明的多居所單元應(yīng)用，包括在此所述的有源插孔實施例的優(yōu)點，可被擴展到 居所、辦公室和旅館網(wǎng)絡(luò)。有源插孔在這些網(wǎng)絡(luò)中的分布使能各種各樣的有用特性。分布 在網(wǎng)絡(luò)上的有源插孔10a-n的一種使用是實現(xiàn)付費服務(wù)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可在例如每個位置 184a-n是旅館房間或會議室的旅館中實現(xiàn)。有源插孔10a-n使能對數(shù)據(jù)吞吐率的監(jiān)視及其 向網(wǎng)絡(luò)管理員的報告。因而，網(wǎng)絡(luò)管理員可根據(jù)裝置186a-n請求或發(fā)送的數(shù)據(jù)量來收取規(guī) 定的費用。此外，因為每個有源插孔10a-n可由網(wǎng)絡(luò)管理員打開或關(guān)閉，使用在位置184a-n 上有源插孔10a-n的能力可集中受控以僅使付費的人能使用其有源插孔，該能力包括一旦 付費時段已過中止數(shù)據(jù)流通過有源插孔10a-n的能力?？蓪崿F(xiàn)按數(shù)據(jù)分組或其它數(shù)據(jù)單位 付費以及基于時間付費的的付費方案，允許網(wǎng)絡(luò)帶寬在付費人群中有效分配。有源插孔可 在網(wǎng)絡(luò)樹架構(gòu)中分布，從而例如會議室內(nèi)各個有源插孔的若干用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問可由網(wǎng)絡(luò)管 理員簡便管理，而無需在訪問使能區(qū)域內(nèi)尋址每個有源插孔。根據(jù)本發(fā)明，有源插孔可與墻 內(nèi)提供的其它有源插孔、或者接插板內(nèi)提供的有源插孔相連。此外，在根據(jù)本發(fā)明的一些網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)內(nèi)，接插板內(nèi)提供的有源插孔可與接插板內(nèi)提供的其它網(wǎng)絡(luò)插座相連。
通過允許通信問題在電纜的各段范圍內(nèi)識別，如圖15所示的有源插孔在多住所 單元中的使用還增強了服務(wù)供應(yīng)商的電纜管理。有源插孔的集中控制和監(jiān)視還使網(wǎng)絡(luò)管理 員能確定是否嘗試了未經(jīng)授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)訪問-或網(wǎng)絡(luò)"盜用"，并進一步向網(wǎng)絡(luò)管理員提供確 定曾嘗試的未經(jīng)授權(quán)訪問的物理位置所需的信息。 因為裝入接插板的有源插孔或墻面插座可往上游方向?qū)⑦B接信息發(fā)送給遠(yuǎn)程網(wǎng) 絡(luò)管理系統(tǒng)，派出技術(shù)人員到遠(yuǎn)程站點以確定設(shè)備情況或到服務(wù)裝置的需要可減少或在許 多情形中可消除。對于在此所述的其它多用戶實施例，僅示出一些用戶，但可以理解本發(fā)明 可用來便于多得多的用戶的實現(xiàn)。 根據(jù)本發(fā)明的有源插孔可用來擴展以太網(wǎng)系統(tǒng)的物理范圍。通過重新產(chǎn)生所接收 的信號，位于通信路徑上的有源插孔用來增大信號的有效范圍，導(dǎo)致更耐用的通信路徑。此外，由于本發(fā)明一些實施例中的每個有源插孔都重新產(chǎn)生以太網(wǎng)信號，所以沒有必要將IP 交換機和路由器與接插板放置在一起。此外，因為有源插孔可裝在接插板內(nèi)或墻上，通信路 徑可被設(shè)計成最大程度地利用有源插孔的布局，同時使成本保持較低。有源插孔還可與無 線網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)合使用，諸如無線訪問點("WAP")，以在無線網(wǎng)絡(luò)中提供有源插孔的特性。
圖16示出采用有源插孔來擴展網(wǎng)絡(luò)范圍的通信網(wǎng)絡(luò)的框圖。在圖16的網(wǎng)絡(luò)中，諸 如交換機的網(wǎng)絡(luò)元件188，有網(wǎng)絡(luò)元件可通過有線連接傳遞網(wǎng)絡(luò)信號的第一半徑"R1"。因 而，網(wǎng)絡(luò)元件188具有第一虛線圓"C1"所示的操作區(qū)域。假設(shè)用于有源插孔10的有線連 接192位于網(wǎng)絡(luò)元件188的操作區(qū)域190的圓周附近，將增大系統(tǒng)的有效區(qū)域，因為有源插 孔10可重新產(chǎn)生通信信號。具有第二半徑"R2"的第二個圓"C2"示出當(dāng)采用有源插孔10 時獲得的擴展后有效區(qū)域194。進一步的擴展可通過采用多個有源插孔10或通過提供從有 源插孔10到有源訪問點198的另一有線連接196來獲得。可以理解，用于擴展如圖16所 示的范圍的有源插孔10可被提供為墻面插座或接插板內(nèi)的有源插孔。此外，可以理解，無 線訪問點198和有源插孔IO可按需在特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中以各種結(jié)構(gòu)配置，且有源插孔可在由 無線訪問點服務(wù)的區(qū)域內(nèi)提供，以沿另一電纜線路從無線訪問點重新產(chǎn)生信號。另外，盡管 R1和R2在圖16中被示為幾乎相等，可以理解本發(fā)明的一些實施例可采用兩個不同的半徑。 當(dāng)主要無線訪問點的網(wǎng)絡(luò)問題發(fā)生時，可采用多個無線訪問點和雙歸有源插孔(如上參照 圖4b所述)，以將裝置訪問從主要無線訪問點切換到次要無線訪問點。
盡管已示出并描述了本發(fā)明的特定實施例和應(yīng)用，但可以理解本發(fā)明并不限于在 此揭示的精確結(jié)構(gòu)和組成，并且各種更改、變化和改變可從前面的描述中顯而易見，而不背 離如所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種使用有源插孔的終端用戶設(shè)備的安全系統(tǒng)，其特征在于包括網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器；至少一個有源插孔，所述至少一個有源插孔包括網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接器和用戶側(cè)連接器并具有電子識別模塊，所述電子識別模塊中存儲有識別地址，所述至少一個有源插孔配置為與所述網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器通信，所述至少一個有源插孔還配置為響應(yīng)于從所述網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器接收的指令，通過連接到所述用戶側(cè)連接器的內(nèi)部DC電源開關(guān)控制向終端用戶設(shè)備的供電。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述有源插孔經(jīng)過本地處理器控制所述內(nèi) 部DC電源開關(guān)。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器經(jīng)過所述本地處理 器與所述有源插孔通信。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器指揮所述有源插孔 在周期性間隔期間向所述終端用戶設(shè)備供電。
5. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器指揮所述有源插孔 響應(yīng)于外部剌激向所述終端用戶設(shè)備供電。
6. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理器服務(wù)器指揮所述有源插孔 響應(yīng)于外部剌激去除向所述終端用戶設(shè)備供電。
7. —種在通信網(wǎng)絡(luò)中提供安全性的方法，其特征在于包括在所述通信網(wǎng)絡(luò)的物理位置上提供多個有源插孔，所述有源插孔包括網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接器和 用戶側(cè)連接器并具有電子識別模塊，所述電子識別模塊中存儲有識別地址； 使所述有源插孔的識別地址與提供所述有源插孔的物理位置相關(guān)聯(lián)； 僅對所述物理位置中的特定物理位置授權(quán)；通過指令經(jīng)授權(quán)的有源插孔向經(jīng)授權(quán)的有源插孔的用戶側(cè)連接器供電，僅授權(quán)通過所 述多個有源插孔中與所述經(jīng)授權(quán)的物理位置相關(guān)聯(lián)的特定有源插孔對所述通信網(wǎng)絡(luò)的訪 問。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在周期性間隔上對所述物理位置授權(quán)。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于外部剌激對所述物理位置授權(quán)。
全文摘要
使用有源插孔管理網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明提供了一種用于管理和記錄局域通信網(wǎng)的系統(tǒng)，它通過使用有源電子模塊來配置電源裝置和通電裝置，這些有源電子模塊具有以太網(wǎng)控制器和以太網(wǎng)上電源發(fā)送能力，并作為電纜線路內(nèi)的集成管理組件，以增強網(wǎng)絡(luò)的管理、記錄、安全和應(yīng)急911方面，并擴展網(wǎng)絡(luò)的物理范圍。
文檔編號H04L12/24GK101697516SQ20091016355
公開日2010年4月21日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者A·法銳蒙德, E·法銳蒙德, J·E·卡夫尼, K·C·科茲司基, M·V·多爾西, M·伯羅利-薩蘭颯, R·A·諾丁, R·J·康尼利, S·A·加克斯 申請人:潘都依特有限公司;