專利名稱：一種數(shù)據(jù)接口及該接口的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)接口，特別涉及一種依靠數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)類型決定供電和電話的數(shù)據(jù)接口，用該接口就可以同時完成接入以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、接入PSTN網(wǎng)傳送語音以及向終端設(shè)備提供電源。
背景技術(shù)：
網(wǎng)線供電的技術(shù)背景通過普通用戶線路接入，不僅可以接入以太網(wǎng)接受/發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，在需要供電時，還能提供遠程供電。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，IP電話、無線局域網(wǎng)接入點和IP安全攝像機，更加普及，這些設(shè)備耗電量減少，通過以太網(wǎng)網(wǎng)線遠程供電非常迫切?，F(xiàn)在常用網(wǎng)絡(luò)終端(無線本地網(wǎng)接入設(shè)備、筆記本電腦和網(wǎng)絡(luò)照相機、IP電話)設(shè)備的接口一個連接到電信企業(yè)本地網(wǎng)，另外一個連接到交流供電網(wǎng)，隨著企業(yè)、部門內(nèi)種種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增加，為這些設(shè)備提供交流電力也帶來了一筆昂貴的開銷。商務(wù)人員在旅行時就再也不用攜帶各種不同的插頭了。以太網(wǎng)網(wǎng)線RJ45插頭將成為通用的電源插頭。以太網(wǎng)網(wǎng)線供電已經(jīng)在市場上廣泛應(yīng)用了，特別是在IP電話、無線局域網(wǎng)和IP安全市場。這項應(yīng)用的支持者稱，由于不用安裝另外的電源線和電源插座，這項技術(shù)可以節(jié)省50％的安裝費用。
網(wǎng)線供電及公共開關(guān)電話網(wǎng)絡(luò)PSTN語音的技術(shù)背景本項技術(shù)在網(wǎng)線供電的基礎(chǔ)上有又發(fā)展，增加了PSTN語音的傳送能力，目前網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的信息化需求強烈，純粹通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)和語音的IP電話雖然能滿足這一需求，但是需要各地網(wǎng)關(guān)的配合，目前還沒有大規(guī)模使用。本發(fā)明定義的接口正是將大規(guī)模使用的PSTN語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合在一起，適用于桌面信息電話等既需要語音又需要大量數(shù)據(jù)服務(wù)的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種接口及該接口的用途，該接口通過一根RJ45網(wǎng)線(4對雙絞線)實現(xiàn)了同時傳輸數(shù)據(jù)、饋電和饋送PSTN語音信號；使用的RJ45網(wǎng)線與普通網(wǎng)線或?qū)骶W(wǎng)線相同，依終端設(shè)備要求而異；數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以是普通網(wǎng)卡、按本接口要求適配設(shè)計的遠程供電的網(wǎng)絡(luò)終端類設(shè)備，對不同的終端設(shè)備，本發(fā)明能夠自動識別，并選擇是否饋電和提供PSTN電話信號。
一種具有語音信號傳輸和饋電保護機制的RJ45接口，所述接口包括以太網(wǎng)接口線RJ45網(wǎng)線和變壓耦合器，RJ45網(wǎng)線中4對雙絞線也就是8根線按順序定為(1、2、3、4、5、6、7、8)，其中(1、2、3、6)四根線定義為數(shù)據(jù)/電話線，(4、5)兩根線定義為電源正端線，(7、8)兩根線定義為電源負端線，(4、5)兩根線并連傳輸電源的正端，(7、8)兩根線并連傳輸電源的負端，(1、2)兩根線分別與變壓耦合器兩端相連，變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連，(3、6)兩根線分別與另一變壓耦合器兩端相連，該變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連。
所述RJ45接口在提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r提供了模擬語音的傳輸能力，該接口在提供饋電的同時提供了依據(jù)負載類型決定供電的饋電保護機制。
所述RJ45接口利用極短時間內(nèi)的恒壓供電，測試負載的電流或電壓狀況，當負載電流或電壓處在一定的范圍內(nèi)時才向負載供電。
由于本發(fā)明的接口不僅是普通的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，同時還可為遠端供電的專用終端設(shè)備提供電源，接口設(shè)計簡便，能滿足客戶端小型化、連線簡化、“一口多用”的要求和目的。使符合本接口要求的終端設(shè)備能夠僅通過一根RJ45線就能滿足其所有的外圍連線，從而使終端設(shè)備更簡化。


圖1為供電、電話和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在RJ45上的傳輸圖。
圖2為負載識別及供電原理框圖。
圖3為ADSL桌面信息電話系統(tǒng)圖。
圖4為按本發(fā)明設(shè)計的交換機接口框圖。
具體實施例方式
一種數(shù)據(jù)接口，所述接口包括以太網(wǎng)接口線RJ45網(wǎng)線和變壓耦合器，RJ45網(wǎng)線中4對雙絞線也就是8根線按順序定為(1、2、3、4、5、6、7、8)，其中1、2、3、6四根線定義為數(shù)據(jù)/電話線，4、5兩根線定義為電源正端線，7、8兩根線定義為電源負端線，如表1；RJ45共有8根線，連接電纜包含4對雙絞線，電氣和電子工程師協(xié)會IEEE802.3標準定義了數(shù)據(jù)傳輸使用1、2和3、6兩對雙絞線，其他兩對雙絞線沒有用或保留。IEEE802.3af在IEEE802.3定義的基礎(chǔ)上利用剩余的兩對電纜或數(shù)據(jù)線作饋電。我們除了要實現(xiàn)饋電和數(shù)據(jù)傳輸外還要傳輸電話，而且要保證與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兼容，與不帶饋電的網(wǎng)絡(luò)終端互聯(lián)時能夠正確的傳輸局域網(wǎng)數(shù)據(jù)，與帶饋電的網(wǎng)絡(luò)終端互聯(lián)時不會導致終端設(shè)備損壞，因而這種接口的在本發(fā)明中定義與上述兩個標準兼容，具體定義如表1表1 RJ45網(wǎng)線中8根線的定義

按表1的定義，電源用了兩對雙絞線，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收發(fā)也要用兩對雙絞線，這樣電話信號就沒有單獨的線路傳輸，本發(fā)明利用幻象原理實現(xiàn)了電話與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混合傳輸，從而實現(xiàn)了在一根RJ45線上同時傳輸數(shù)據(jù)、饋電和饋送電話信號。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兩端都會有隔離變壓器，使用帶有中心抽頭的變壓器，并利用其中心抽頭來耦合電話信號，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線上實現(xiàn)同時傳輸電話。以附圖1來說明實現(xiàn)原理，圖示中4、5兩根線并連傳輸電源的正端，7、8兩根線并連傳輸電源的負端，1、2兩根線分別與變壓耦合器兩端相連，變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連，3、6兩根線分別與另一變壓耦合器兩端相連，該變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連。1、2雙絞線傳輸接收或發(fā)送的一對數(shù)據(jù)線，3、6雙絞線傳輸發(fā)送或接收的一對數(shù)據(jù)線，電話線的一端通過接收或發(fā)送變壓器的中心抽頭耦合到1、2線上，同樣電話線的另一端也通過中心抽頭耦合到3、6線上。在終端設(shè)備上用同樣的中心抽頭的方式可以還原出電話信號，這樣就實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與電話的同線傳輸。
依靠數(shù)據(jù)終端類型決定供電的電路的實現(xiàn)方式普通以太網(wǎng)卡RJ45的4對雙絞線分別連接一電阻后并聯(lián)在一起。本發(fā)明就是利用這一負載特性來識別終端類型，并決定是否向終端設(shè)備供電的。負載的類型主要有以下四種1普通以太網(wǎng)卡，2按本接口設(shè)計的終端，3空載，4負載短路?？蛰d時的負載電流為零；短路時的負載電流很大。這四種負載按大小排列如下4短路＞1普通網(wǎng)卡＞2按本接口設(shè)計的終端＞3空載，因此如能識別出負載的大小，就能對應(yīng)的判別負載類型。我們設(shè)定兩個值，一個是允許電流的上限值，一個是電流的下限值，如果電流超過了電流上限，或低于電流的下限值，即認為與端口相連的是普通網(wǎng)卡或其他異常情況，對此切斷供電開關(guān)和電話控制開關(guān)，不向終端設(shè)備供電和電話線路，僅局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通道仍保持連接，此時該接口與不帶饋電的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完全相同。相反如果負載電流在合適的范圍內(nèi)，認為終端設(shè)備符合供電要求，供電開關(guān)和電話控制開關(guān)打開，向終端設(shè)備饋電和提供電話。
在負載識別出來之前，直接給負載提供長時間大電流就會燒毀普通網(wǎng)卡上的兩個電阻，為避免出現(xiàn)這種情況，采取供電電壓不變，而供電時間極短的方法，在很短的供電期間，迅速測量負載的特性，判斷出其類型，如果是符合要求的負載，就會持續(xù)供電，否則到下一個判斷周期再重新供電測試。附圖2是依據(jù)這一思路設(shè)計的硬件控制的原理框圖。下面對照框圖說明依靠數(shù)據(jù)終端類型決定饋電的原理。
窄脈沖發(fā)生器周期性的發(fā)出窄脈沖，此窄脈沖信號驅(qū)動控制電路給終端設(shè)備供電，在很短的供電期間中，電流取樣電路取得負載電流特性，窗口比較器對電流進行比較判別，如符合供電條件，窗口比較器輸出有效信號，保持持續(xù)供電，同時電話開關(guān)也打開，饋電、電話網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以同時傳輸；如果窗口比較器對采樣電流比較不符合供電條件，窗口比較器就不會輸出有效信號，則窄脈沖測試電壓完成后，向負載的供電就停止了，直到下一測試周期才又重新發(fā)出測試窄脈沖，而測試的窄脈沖占空比很小，平均功率很小，不會對普通網(wǎng)卡上的電阻造成損害，這樣就達到了保護普通網(wǎng)卡負載的目的，從而實現(xiàn)了依靠數(shù)據(jù)終端類型供電，從而也實現(xiàn)了該接口對多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容。
根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的實例有具有本接口的終端設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)一優(yōu)選實施例有具有本接口的交換機。
非對稱數(shù)字用戶線ADSL桌面信息電話系統(tǒng)本系統(tǒng)適合于小規(guī)模的辦公環(huán)境，系統(tǒng)通過連接到因特網(wǎng)Internet，語音部分利用現(xiàn)有的PSTN電話線路。系統(tǒng)連接關(guān)系見附圖3。
采用ADSL接入實現(xiàn)數(shù)據(jù)功能，并利用捆綁或獨立的PSTN線路傳輸語音。通過路由ADSL調(diào)制解調(diào)器，將數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)桨幢景l(fā)明設(shè)計的交換機中，PSTN電話線路同時也接到該交換機中，交換機將電源、數(shù)據(jù)和語音組合到每個RJ45端口上，通過RJ45網(wǎng)線，與各桌面信息電話連接，桌面信息電話僅需這樣一根網(wǎng)線，就能提供普通的語音服務(wù)及Internet服務(wù)，不再需要單獨的電源適配器和分開的電源插座、RJ11和RJ45接口。將三個接口合在一起，使得信息電話的連接方式與普通電話無異，符合使用習慣。按本發(fā)明設(shè)計的交換機接口部分框圖見圖4。
權(quán)利要求
1.一種具有語音信號傳輸和饋電保護機制的RJ45接口，所述接口包括以太網(wǎng)接口線RJ45網(wǎng)線和變壓耦合器，其特征在于RJ45網(wǎng)線中4對雙絞線也就是8根線按順序定為(1、2、3、4、5、6、7、8)，其中(1、2、3、6)四根線定義為數(shù)據(jù)/電話線，(4、5)兩根線定義為電源正端線，(7、8)兩根線定義為電源負端線，(4、5)兩根線并連傳輸電源的正端，(7、8)兩根線并連傳輸電源的負端，(1、2)兩根線分別與變壓耦合器兩端相連，變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連，(3、6)兩根線分別與另一變壓耦合器兩端相連，該變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RJ45接口的用途，其特征在于所述RJ45接口在提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r提供了模擬語音的傳輸能力，該接口在提供饋電的同時提供了依據(jù)負載類型決定供電的饋電保護機制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RJ45接口，其特征在于該接口利用極短時間內(nèi)的恒壓供電，測試負載的電流或電壓狀況，當負載電流或電壓處在一定的范圍內(nèi)時才向負載供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)接口，特別涉及一種依靠數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)類型決定供電和電話的數(shù)據(jù)接口，本發(fā)明的接口包括以太網(wǎng)接口線RJ45網(wǎng)線和變壓耦合器，RJ45網(wǎng)線中4對雙絞線分別定義為(1、2、3、6)四根線定義為數(shù)據(jù)/電話線，(4、5)兩根線定義為電源正端線，(7、8)兩根線定義為電源負端線，(1、2)兩根線分別與變壓耦合器兩端相連，變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連，(3、6)兩根線分別與另一變壓耦合器兩端相連，該變壓耦合器的中心抽頭與電話線相連，用該接口的就可以接入以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信或接入PSTN網(wǎng)傳送語音，同時為終端設(shè)備提供饋電，本發(fā)明提供了一種依據(jù)終端負載自動識別終端類型，并據(jù)此決定向終端設(shè)備提供電源的方法。
文檔編號H04L29/10GK1543165SQ200310111339
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月6日
發(fā)明者劉革興, 黃劍勇 申請人:武漢精倫電子股份有限公司