專利名稱：：反向饋電以太網(wǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：-本實用新型與以太網(wǎng)交換機等符合IEEE802.3系列協(xié)議有關(guān)端口的以太網(wǎng)裝置有關(guān)。技術(shù)背景寬帶網(wǎng)絡(luò)是20世紀(jì)末期才興起的行業(yè)。FTTH(光纖到戶)是寬帶接入的最終發(fā)展方向，而在目前情況下，F(xiàn)TTB/C(光纖到戶/交接箱)是FTTH的最佳過渡方案，技術(shù)最成熟，投資最低。在FTTB/C網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)交換機是其核心設(shè)備，然而，隨著大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運行，發(fā)現(xiàn)在用戶端對接入層樓道以太網(wǎng)交換機的供電存在供電不方便，施工難度大，運維費用高，管理不方便等諸多缺點，給寬帶運營帶來了極大不方便。目前對接入層樓道以太網(wǎng)交換機主要有兩種供電方式，即本地供電和上端遠程供電。本地供電采用的方式是交換機內(nèi)置或外置轉(zhuǎn)換電源，即轉(zhuǎn)換電源連接AC220V的市電網(wǎng)，把AC220V的電壓轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)交換機所需的電壓，本地供電由于現(xiàn)在的住宅都采用電線暗埋的方式，取電非常困難，而且費用也比較高，且不適合大規(guī)模運維。上端遠程供電樓道交換機是通過機房或上端的遠程供電設(shè)備獲得電源。上端遠程供電設(shè)備把遠程交換機的信號和電源合并到一個網(wǎng)絡(luò)端口，通過傳輸介質(zhì)把數(shù)據(jù)和電源同時傳輸?shù)綐堑澜粨Q機。而上端遠程供電由于受以太網(wǎng)雙絞線傳輸距離的限制，所以使用受到很大的局限，同時，不論有無用戶上網(wǎng)，遠程供電設(shè)備都一直在對本地樓道以太網(wǎng)交換機供電，增加了運維成本也同時降低了以太網(wǎng)交換機的使用壽命。隨著FTTH的推進，光纖到樓道后，對樓道交換機，光纖收發(fā)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電問題日益突出，是困擾FTTH推進的一大問題，所以，解決對樓道交換機等以太網(wǎng)裝置供電的向題非常迫切。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低廉，節(jié)能的反向饋電以太網(wǎng)裝置。本實用新型是這樣實現(xiàn)的-本實用新型反向饋電以太網(wǎng)裝置，第一以太網(wǎng)交換機l和第一用戶端2通過端口連接構(gòu)成，第一用戶端2的交流——直流電壓交換單元3與市電電源接口連接，交流——直流電壓變換單元3的輸出與第一端口4連接，第一端口4與第二端口5連接，第二端口5與用戶計算機連接,第一端口4通過雙絞線與第一以太網(wǎng)交換機1的第三端口6連接，第三端口6和第五端口19的直流電源線與直流——直流電壓變換單元7或第一隔離變壓器8連接，第三端口6和第五端口19的信號線經(jīng)第一隔離變壓器8、第一物理層接口芯片ll，交換芯片9與配置單元12和存儲器10連接，交換芯片9的信號線經(jīng)第二物理層接口芯片14、第二隔離變壓器15與第四端口16連接，直流——直流電壓變換單元7的電源線分別與存儲器10、第一、二物理層接口芯片、交換芯片9和第四端口16連接，第四端口16通過雙絞線與第二以太網(wǎng)交換機1的第三端口6連接，第一以太網(wǎng)交換機與第二以太網(wǎng)交換機的結(jié)構(gòu)相同。物理層接口芯片11為獨立芯片或集成在交換芯片19中。第二用戶端與第一用戶端相同，第二用戶端的第一端口4與第二以太網(wǎng)交換機1的第五端口19連接。用戶端2的第二端口5的電源線依次經(jīng)過第三物理層接口芯片17，第三隔離變壓器18與第一端口4連接，第一、二、三隔離變壓器8、15、18為P0E隔離變壓器，第一、二隔離變壓器與直流——直流電壓變換單元7連接，且分別與第三、五端口和第四端口連接。交流——直流電壓變換單元3的全橋整流電路BR1的輸出經(jīng)開關(guān)電路Q,與變壓器的初級繞組連接，變壓器的第一次級繞組一端經(jīng)電感L,、電容C5、C6構(gòu)成的濾波器與第一端口4連接，另一端經(jīng)晶體三極管Q2和電阻R7組成的限流控制電路與第一端口4連接，第一端口4為RJ45插座，變壓器的第二次級繞組經(jīng)光電管PC與開關(guān)電路Q,的控制端連接。直流——直流電壓變換單元7有集成塊IC1和變壓器Tl的初級繞組一端連接，集成塊IC1的輸出經(jīng)場效應(yīng)管Ql與變壓器Tl的另一端初級繞組連接，變壓器Tl的次極繞組依次經(jīng)濾波電路、穩(wěn)壓電路和限流電路輸出直流電壓。交流——直流電壓變換單元3的全橋整流電路BR1的輸出經(jīng)電阻R1和晶體管Ql與變壓器的初級繞組連接，變壓器的次級經(jīng)濾波電路、穩(wěn)壓電路與第一端口4端連接。直流——直流電壓變換單元7為集成塊IC101，其輸出端連接儲能電感L101和電容C102構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，其輸入端有電容C101與串聯(lián)電阻RIOI、R102連接。直流——直流電壓變換單元7有主變壓器T101的初級繞組經(jīng)第一、二場效應(yīng)管QlOl、Q102與集成塊IC101連接，主變壓器T101的次級繞組經(jīng)濾波電路輸出直流電壓。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，主要采用兩種供電傳輸方案，第一種方案利用用戶端的市電經(jīng)交流一一直流電壓變換后經(jīng)用戶端的雙絞線中的空閑線對4，5，7，8給反向饋電以太網(wǎng)裝置供電，雙絞線中的l，2，3，6線對則傳輸用戶端的數(shù)據(jù)信號。第二種方案采用直流電壓和數(shù)據(jù)信號同時通過雙絞線中的l，2，3，6線對同時傳輸。當(dāng)有l(wèi)個或多個用戶上網(wǎng)時，所有用戶同時為反向饋電以太網(wǎng)裝置供電，當(dāng)沒有用戶上網(wǎng)時，則反向饋電以太網(wǎng)裝置自動斷電，解決了樓道取電施工困難的問題。供電成本低廉，節(jié)能，增加了以太網(wǎng)裝置的使用壽命，降低了運行維護成本。本實用新型與和目前流行的機房遠程供電交換機存在以下主要區(qū)別1、技術(shù)實現(xiàn)手段不同。目前的遠供交換機采用從機房等取電，直接對整個交換機供電，只有一個供電電源；本實用新型采用反向饋電的方式，每個用戶端都是反向饋電以太網(wǎng)裝置的供電電源，既可一個用戶端單獨供電，也可多個用戶端并聯(lián)供電。2、適用的范圍不同。目前的遠供交換機必須要求機房端距離樓道交換機的距離不超過100米，而機房等電源絕大部分距離樓道交換機的距離大大超過100米。而采用反向端饋電以太網(wǎng)裝置，則完全不受上端電源和設(shè)備距離樓道交換機的距離限制。3、采用機房遠供的方式，不論有沒有用戶計算機在使用時，交換機都在工作，消耗了能源，同時也減短了交換機的使用壽命；而采用反向饋電以太網(wǎng)裝置，則沒有用戶計算機上網(wǎng)的時候，不提供對交換機的供電，節(jié)約了能源，同時也增加了交換機的使用期限，降低了運行維護成本。-圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖之一。圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖之二。圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖之三。圖4為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖之四。圖5為交流一直流電壓變換單元原理圖之一。圖6為直流一直流電壓變換單元原理圖之一。圖7為交流一直流電壓變換單元原理圖之二。圖8為直流一直流電壓變換單元原理圖之二。圖9為直流一直流電壓變換單元原理圖之三。具體實施方式-實施例1:本實用新型由以太網(wǎng)交換機1和用戶端2組成。以太網(wǎng)交換機通過網(wǎng)線與用戶端電源連接。從用戶家中取電，可采用兩種方式對以太網(wǎng)交換機供電1、利用雙絞線中的空閑線對4、5、7、8線對交換機供電，數(shù)據(jù)信號仍然通過l、2、3、6線對傳輸2、數(shù)據(jù)信號和直流電源利用相同的線對傳輸，即都利用雙絞線的1、2、3、6線對傳輸以太網(wǎng)交換機基本器件組成<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>交換芯片還可采用目前流行的RTL8309，KS8997等交換芯片，同時其對應(yīng)的配置單元芯片，存儲器芯片都要做相應(yīng)的調(diào)整。LMX576可用L4960系列型號、LMX596、LMX678等相同相似電路替代。用戶端基本器件組成-<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>Ql可由MJE1300113008，BUT11A等功率三極管或K3115、K537、K3067、K792、K1507、K118等端效應(yīng)管。以上器件也可以選用功能相同或相似元件或集成器件。本實用新型僅僅列舉一種常見以太網(wǎng)裝置的硬件組成，本實用新型設(shè)計的供電方式使用于任何一款交換機芯片或其他任何符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)裝置。而且電壓轉(zhuǎn)換單元芯片可根據(jù)實際需求或設(shè)計的不同，選擇適合其需求的芯片。(一)工作流程1、用戶上網(wǎng)后，插上反向端饋電以太網(wǎng)裝置的用戶端設(shè)備。2、反向饋電交換裝置通過雙絞線線獲得用戶端提供的DC-48V電壓，啟動工作，同時打開與此用戶端連接的反向饋電以太網(wǎng)裝置的相應(yīng)端□。3、當(dāng)有另外的用戶計算機工作時，同樣的方法，也對反向饋電以太網(wǎng)裝置提供電源，同時反向饋電以太網(wǎng)裝置打開相應(yīng)的端口。4、當(dāng)用戶下網(wǎng)，關(guān)閉用戶端設(shè)備電源，則此用戶端停止對反向饋電以太網(wǎng)裝置的供電，反向饋電以太網(wǎng)裝置同時關(guān)閉與此用戶端連接的相應(yīng)端口。5、當(dāng)所有用戶都下網(wǎng)并關(guān)閉用戶端設(shè)備，則反向饋電以太網(wǎng)裝置斷電，停止工作。本例的交流——直流電壓變換單元的工作原理如下如圖5所示AC220V交流市網(wǎng)電壓通過BR1橋式整流后獲得直流電壓310V，當(dāng)開關(guān)電路Ql上導(dǎo)通直流電壓將能量儲存于變壓器初級繞組中，當(dāng)Ql關(guān)斷后，儲存在變壓器初級繞組中的能量通過次級繞組上的二極管D2整流經(jīng)由電感L1、電容C5、C6組成的平滑濾波器后向負載端輸出直流電壓和電流，二極管Zl和光電管PC1分別組成穩(wěn)壓反饋電路，三極管Q2和電阻R7等組成限流控制電路，D4為并聯(lián)防反二極管。然后通過雙絞線把用戶電腦的數(shù)據(jù)信號和直流電壓48V—起傳輸?shù)浇粨Q機的RJ45端口。Ql可釆用T0P、TNY、TNK全系列，Viper全系列、NCP全系列、KA1X全系列、FSDM全系列、FAN全系列、ICE3X;ICE2X全系列等控制心片。直流直流變換單元的工作原理如下如圖9所示直流電壓48V按高低電位的順序接入電路的對應(yīng)+Vin，-Vin端，經(jīng)C101穩(wěn)壓濾波儲能后送至主變壓器T101的中心抽頭中，連接至主變壓器T101的兩組繞線圈的Q101、Q102通過IC101的控制作用，使Q101、Q102分別導(dǎo)通和截止來通過主變壓的初級繞組中在Q101、Q102導(dǎo)通期間的儲能向變壓器次級回路釋放能量。次級通道經(jīng)D101、D102形成全波整流電路將次級的交流脈沖電壓整流后再經(jīng)C102、L101、L102、C103組成的兀型濾波電路向載供給純凈的直流電壓。L101有濾波和儲能的作用，用以提供QlOl、Q102截止期間向負載提供能量的連續(xù)性。Z102提供過壓保護電路。PLIOI、ZlOl、RlOl、R102、C104提供輸出電壓穩(wěn)定作用。QlOl、Q102可采用場效應(yīng)管或晶體硅三極管。IC101可采用UCX825、UCX525、UX846、TL494、KA7500、UCX524等相同系列的雙推動P麗電路。Z102過壓保護可更換為可控硅誤差放大器、光電耦合器、變壓器組成的各類電路。實施例2:直流一一直流變換單元工作原理如下如圖8所示直流電壓48V經(jīng)電容C101儲能濾波后，由集成電路ICIOI，電感LlOl、電容C102組成的串聯(lián)型脈寬調(diào)制穩(wěn)壓器，其中IC101為主要控制集成電路，D101為儲能二極管，L101為儲能電感，C102為儲能電容超濾波穩(wěn)壓作用，RlOl、R102組成輸出反饋電阻，以提供所需變換的電壓。如5V、3.3V、2.5V等，轉(zhuǎn)變后的電壓對各芯片模塊供電。電容C101起到過壓保護作用。IC101可采用:L4960系列型號、LMX576、LMX596、LMX678等相同相似電路。其余與實施例l相同。，實施例3:交流——直流電壓變換單元工作原理如下如圖7所示AC220V市電電壓經(jīng)整流BR1、Cl整流濾波儲能后獲得310V直流電壓，當(dāng)R1啟動電阻給Q1提供導(dǎo)通電流后，輔助驅(qū)動繞組獲得正反饋雪崩電壓加速Q(mào)l迅速導(dǎo)通，將初級直流電壓的能量儲存在變壓器中，當(dāng)Ql從飽和導(dǎo)通狀態(tài)退出到截止?fàn)顟B(tài)后，變壓器中初級的儲能開始向次級端輸送，通過D3的整流，再經(jīng)C5、Ll、C6組成的兀型濾波給負載端提供穩(wěn)定純凈的直流電壓。R8、C7、R9、Q3、PC、R12、R8組成限流電路，PC1、R12、Rll、C8、Q3組成穩(wěn)壓電路。Ql可由:MJE1300113008，BUT11A等功率三極管或K3115、K537、K3067、K792、K1507、K118等端效應(yīng)管。穩(wěn)壓電路還可由光電耦合器分別與誤差放大器、變壓器、精密基準(zhǔn)電路構(gòu)成。D4為并聯(lián)防反二極管。其余與實施例1相同。權(quán)利要求1、反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于第一以太網(wǎng)交換機(1)和第一用戶端(2)通過端口連接構(gòu)成，第一用戶端(2)的交流——直流電壓變換單元(3)與市電電源接口連接，交流——直流電壓變換單元(3)的輸出與第一端口(4)連接，第一端口(4)與第二端口(5)連接，第二端口(5)與用戶計算機連接，第一端口(4)通過雙絞線與第一以太網(wǎng)交換機(1)的第三端口(6)連接，第三端口(6)和第五端口(19)的直流電源線與直流——直流電壓變換單元(7)或第一隔離變壓器(8)連接，第三端口(6)和第五端口(19)的信號線經(jīng)第一隔離變壓器(8)、第一物理層接口芯片(11)，交換芯片(9)與配置單元(12)和存儲器(10)連接，交換芯片(9)的信號線經(jīng)第二物理層接口芯片(14)、第二隔離變壓器(15)與第四端口(16)連接，直流——直流電壓變換單元(7)的電源線分別與存儲器(10)、第一、二物理層接口芯片、交換芯片(9)和第四端口(16)連接，第四端口(16)通過雙絞線與第二以太網(wǎng)交換機(1)的第三端口(6)連接，第一以太網(wǎng)交換機與第二以太網(wǎng)交換機的結(jié)構(gòu)相同，物理層接口芯片(11)為獨立芯片或集成在交換芯片(19)中。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于第二用戶端與第一用戶端相同，第二用戶端的第一端口(4)與第二以太網(wǎng)交換機(1)的第五端口(19)連接。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于用戶端(2)的第二端口(5)的電源線依次經(jīng)過第三物理層接口芯片(17),第三隔離變壓器(18)與第一端口(4)連接，第一、二、三隔離變壓器(8、15、18)為P0E隔離變壓器，第一、二隔離變壓器與直流——直流電壓變換單元(7)連接，且分別與第三、五端口和第四端口連接。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于交流——直流電壓變換單元(3)的全橋整流電路BR1的輸出經(jīng)開關(guān)電路Q,與變壓器的初級繞組連接，變壓器的第一次級繞組一端經(jīng)電感L、電容C5、C6構(gòu)成的濾波器與第一端口(4)連接，另一端經(jīng)晶體三極管Q2和電阻R7組成的限流控制電路與第一端口(4)連接，第一端口(4)為RJ45插座，變壓器的第二次級繞組經(jīng)光電管Pd與開關(guān)電路Q,的控制端連接。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于直流——直流電壓變換單元(7)的集成塊IC1和變壓器Tl的初級繞組一端連接，集成塊IC1的輸出經(jīng)場效應(yīng)管Ql與變壓器Tl的另一端初級繞組連接，變壓器Tl的次極繞組依次經(jīng)濾波電路、穩(wěn)壓電路和限流電路輸出直流電壓。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于交流——直流電壓變換單元(3)的全橋整流電路BR1的輸出經(jīng)電阻R1和晶體管Ql與變壓器的初級繞組連接，變壓器的次級經(jīng)濾波電路、穩(wěn)壓電路輸出直流電壓。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于直流—一直流電壓變換單元(7)為集成塊IC101，其輸出端連接儲能電感L101和電容C102構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，其輸入端有電容C101與串聯(lián)電阻R101、R102連接。8、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反向饋電以太網(wǎng)裝置，其特征在于直流——直流電壓變換單元(7)有主變壓器TIOI的初級繞組經(jīng)第一、二場效應(yīng)管QlOl、Q102與集成塊IC101連接，主變壓器T101的次級繞組經(jīng)濾波電路輸出直流電壓。專利摘要本實用新型為反向饋電以太網(wǎng)裝置，與符合IEEE802.3系列協(xié)議關(guān)于端口標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)裝置有關(guān)，解決寬帶接入網(wǎng)中已有以太網(wǎng)交換機等以太網(wǎng)裝置供電成本高的問題。由第一以太網(wǎng)交換機(1)和第一用戶端(2)通過端口連接構(gòu)成，第一用戶端(2)的交流—直流電壓變換單元(3)與市電電源接口連接，交流—直流電壓交換單元(3)的輸出與第一端口(4)連接，第一端口(4)與第二端口(5)連接，第二端口(5)與用戶計算機連接，第一端口(4)通過雙絞線與第一以太網(wǎng)交換機(1)的第三端口(6)連接，第三端口(6)和第五端端口(19)的直流電源線與直流—直流電壓變換單元(7)連接，第三端口(6)和第五端端口(19)的信號線經(jīng)第一隔離變壓器(8)、第一物理層接口芯片(11)，交換芯片(9)分別與配置單元(12)和存儲器(10)連接，交換芯片(9)的信號線經(jīng)第二物理層接口芯片(14)、第二隔離變壓器(15)與第四端口(16)連接。文檔編號H04L12/02GK201191844SQ20072008103公開日2009年2月4日申請日期2007年9月12日優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日發(fā)明者邢雪陽申請人:成都理想信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司