KR100662166B1 - 전력 및 데이터 통신을 동시에 제공하는 구조화 케이블링시스템 - Google Patents

전력 및 데이터 통신을 동시에 제공하는 구조화 케이블링시스템 Download PDF

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Abstract

발명은 허브, 다수의 노드, 통신 케이블링, 전원 분배기를 포함하는 LAN을 공개한다. 상기 통신 케이블링은 데이터 통신 제공을 위해 허브에 다수의 노드를 연결하고, 상기 전원 분배기는 통신 케이블링을 통해 다수의 노드에 작동 전력을 제공하도록 작동한다.

Description

전력 및 데이터 통신을 동시에 제공하는 구조화 케이블링 시스템{STRUCTURED CABLING SYSTEM PROVIDING ELECTRICAL POWER AND DATA COMMUNICATIONS SIMULATANEOUSLY}
본 발명은 구조화 케이블링 시스템에 관한 것이고, 특히 근거리 통신망에 사용되는 구조화 케이블링 시스템에 관한 것이다.
구조화 케이블링 시스템은 조직 내부구조에 이용하도록 잘 알려져 있다. 이러한 시스템은 동적 통신 환경을 위해 표준화되면서도 유연한 플랫폼을 제공한다. 일반적으로, 구조화 케이블링 시스템은 지정 표준에 따라 설치되는 꼬임형 구리쌍을 이용한다. 구조화 케이블링 시스템은 전화, 데이터 통신, 경보 장치, 보안 및 접근 제어 장치에도 이용된다.
현재, 이더넷 근거리 통신망(LAN)과 광역 통신망(WAN)을 구성하는 내부구조는 네트워크 장치간 높은 비트 속도의 데이터 통신 신호를 운반하고 분배하는 구조를 가진다. 네트워크 소자나 요소는 예를 들어, 허브, 스위치, 브리지, 라우터, 연결 장비, 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 갖춘 여러 소자, 데이터 서버, 데스크탑 PC, 휴대용 PC, 그리고 그외 다른 여러 네트워크 장비를 포함할 수 있다. 여러 다른 것 중에도 공통적으로 모든 소자가 가지는 것은 작동을 위해 필요한 전력이 다. 각 경우에, 이 소자들에 의해 소모되는 전력은 내부/외부 배터리나 전력 설비로부터 공급되는 AC 전력에 의해 공급된다.
오늘날, 자체 전력 발생 능력이 없는(즉, 내부나 외부 배터리를 포함하는) 모든 네트워크 요소 소자는 한 개 이상의 네트워크 연결부에 추가하여 전원에의 연결부를 필요로한다. 전원에 연결하기 위한 네트워크 장치의 필요성은 설비를 복잡하게 하고, 비용을 증가시킨다. 추가적으로, 이는 전력 연결부와 데이터 네트워크 연결부가 필요한 위치로 네트워크 요소의 위치를 제한한다. 궁극적으로, 두 개의 분리된 네트워크가 구축 및 관리되어야 하며, 이때 각각의 네트워크는 네트워크 장치에 연결된다. 한 개의 네트워크는 전력 분배를 공급하고, 다른 하나의 네트워크는 데이터 통신망에 연결을 제공한다.
더욱이, 부분적이거나 완전한 전력 공급 간섭이나 정전 중 네트워크 장치를 작동시키기 위해, 각각의 네트워크 장치는 내부 배터리 백업 시스템을 갖추어야하고, 또는 무정전전원(UPS)에 연결되어야 한다. IP나 LAN 전화 등을 갖춘 장치에 따라, 정전 중 작동해야하는 네트워크 장치가 매우 많을 수 있다.
따라서, 배터리로부터 작동하지 않는 각각의 네트워크 장치가, 네트워크 연결부에 추가하여, 표준 AC 전기 리셉터클(receptacle)과 같은 AC 전원에 연결되어야할 필요성을 제거할 필요가 있다. 이는 전기 케이블, AC 리셉터클, 관련 연결부의 수를 크게 감소시킬 수 있고, 그래서 네트워크 장치의 실치를 단순화시킬 수 있다. 추가적으로, 이는 다중 네트워크 장치에 무정전 전원을 제공하기 위한 비용 절감 수단을 또한 제공한다.
데이터 통신 네트워크 내부구조가 고대역폭 저전력 데이터 통신 신호를 운반하도록 고안되고 최적화되었으며 전력 전달을 위해 고안된 것이 아니라는 점이 중요하다. IEEE 802.3 표준은 전송 케이블 상에서 전달되는 전압이 분리되어야 하고 양 단부에서의 접지 표준과 균형을 이뤄야할 것을 요구한다. 카테고리 3-5의 LAN 케이블, RJ 4-5 커넥터, 네트워크 장치의 라인 인터페이스, 그리고 네트워크 내의 HEMS IEEE 802.3 호환 장치는 다수의 네트워크 장치 작동을 위한 전력을 충분히 전달시키도록 고안되지 않았다.
따라서, 전력을 분배하고 네트워크 데이터 통신을 동시에 제공하기 위해 LAN 내부구조를 이용하는 해법은 아래의 사항을 처리하여야 한다. 즉, 1) LAN 내부구조 상의 전력 분배가 가용 수준 너머로 네트워크 비트 오류율(BER)을 증가시키거나 어떤 방식으로든 정상 데이터 통신을 방해하면 안된다. 2) LAN 내부구조 상의 전력은 사용자와 네트워크 관리자에게 해를 끼치거나 위험한 상황을 야기하는 어떤 가능성도 가지면 안된다. 3) LAN 내부구조 상의 전력은 데이터 통신 네트워크로부터 전력을 수용하도록 고안되지 않은 표준 LAN 장비에 해를 끼치거나 손상을 입히면 안된다. 4) 데이터 통신 네트워크 상에 전력을 가하는 것이 네트워크의 신뢰도를 저하시켜서도 안된다.
전력 네트워크 상에서 데이터 통신 신호를 전달하는 시스템은 당 분야에 공지되어 있다. 전력 라인 반송파 시스템이 공지되어 있고, 저주파 전력 케이블링 상에 고주파 데이터 신호를 상대적으로 포개놓는 기능을 한다. 그러나 이 시스템은 LAN과는 매우 다른 전력 라인 상에서 작동하도록 고안된다. LAN 매질은 데이터 통 신 신호를 전달하도록 고안되고 구축된다. 따라서, 케이블, 커넥터, 라인 인터페이스 회로, 단말기 장치는 높은 수준의 전력을 조작하도록 설계되지 않았다. 이는 전력 라인 네트워크 상에 낮은 에너지 수준의 데이터 통신 신호를 포개놓는 것과 매우 다르다.
기존 데이터 통신 네트워크의 예를 도시하는 블록도표가 도 25에 도시된다. 상기 예에서는 네트워크 장치가 AC 메인 전원에 연결된다. 이 네트워크는 LAN 환경에서 일반적으로 발견되는 여러 네트워크 요소를 도시하도록 제시된다. 네트워크(3010)는 IP 전화 서버(3014)와 한 개 이상의 서비스 제공자(3015)에 연결되는 WAN/LAN 백본(3012)을 포함하고, 상기 WAN/LAN 백본은 전기 플러그(3022)를 통해 AC 전원에 연결되는 LAN 브리지/라우터(3016)에 또한 연결된다. IP 전화 서버(3014)는 다수의 인터넷이나 IP 전화(3052, 3036, 3028)용 전화 서비스를 제공하는 기능을 한다.
LAN 브리지/라우터(3016)는 두 개의 LAN 허브나 스위치(3018, 3020)에 연결된다. IP 전화(3028, 3036), 랩탑이나 그외 다른 휴대용 컴퓨터(3032), 그리고 데스크탑 컴퓨터(3040)는 네트워크 데이터 연결부(3031)를 통해 LAN 허브/스위치(3018)에 연결된다. LAN 허브/스위치(3018)는 전기 플러그(3024)를 통해 이격된 AC 전원에 연결된다. IP 전화(3028, 3036), 휴대용 컴퓨터(3032), 데스크탑 컴퓨터(3040)는 각각 전기 플러그(3030, 3038, 3034, 3042)를 통해 AC 전원에 연결된다.
LAN 허브/스위치(3020)는 전기 플러그(3026)를 통해 이격된 AC 전원에 또한 연결된다. 비디오 카메라(3044), 휴대용 컴퓨터(3048), IP 전화(3052)는 네트워크 데이터 연결부(3047)를 통해 LAN 허브/스위치(3020)에 연결된다. 비디오 카메라(3044), 휴대용 컴퓨터(3048), IP 전화(3052)는 각각 전기 플러그(3046, 3050, 3054)를 통해 AC 전원에 연결된다.
각각의 네트워크 장치는 분리된 데이터 통신 연결부와 전원으로의 연결부를 필요로한다. 데이터 네트워크 연결부는 기존 허브, 스위치, 라우터 등으로의 표준 LAN 케이블링을 이용하여 기존 방식으로 만들어진다. 각 네트워크 장치로의 전력은 다수의 AC 메인 리셉터클을 통해 공급된다. 따라서, 각각의 네트워크 장치에는 두 개 이상의 유틸리티 훅 업이 제공되어야 한다. 한 개는 데이터 통신 네트워크에, 다른 한 개는 AC 전력 네트워크에 제공되어야 한다.
본 발명은 향상된 구조화 케이블링 시스템 및 이 시스템을 이용하는 근거리 통신망에 관한 것이다.
본 발명을 이용한 네트워크 설치는 단순화되고 비용이 절감될 수 있다. 왜냐하면, 전력 케이블, 전력 리셉터클, AC 전원이나 어댑터의 수가 크게 감소하기 때문이다. 또한, AC 리셉터클의 위치나 존재에 상관없이 네트워크 장치, 단말기, 그리고 그외 다른 네트워크 장비가 위치할 수 있다.
본 발명의 시스템은 단전시에 중요 네트워크 장치와 단말기에 무정전/예비 전력을 제공할 때 상당한 비용 절감을 제공한다. 이는 LAN 내부 구조를 통해 네트워크의 몇 지점으로부터 무정전 전원으로부터의 예비 전력을 분배하는 것이 각각의 중요 네트워크 요소를 그 전용 UPS나 예비 전력선에 연결하는 것보다 훨씬 효율적이기 때문이다. 네트워크 요소의 상대적으로 작은 부분, 가령, 허브, 스위치, 라우터 등이 무정전 전용 전원에 연결될 필요가 있고 나머지 장치는 LAN 내부구조를 통해 작동 전력을 수신한다는 것이 대부분의 시간에 유효한 가정이다.
본 발명에 따른 시스템의 또다른 장점은 LAN 내부 구조 상에서 전달되는 저압으로부터 전력이 공급될 수 있기 때문에 안정성 요구사항 및 네트워크 단말기 장비의 비용이 감소될 수 있다는 점이다. 이는 언더라이터즈 래버러터리(UL)와 같이 한 개 이상의 검사 조직에 의해 네트워크 장치가 인증을 수령함을 필요로하는 내/외부 110/220V AC 전원을 제공하는 현방법에 대조를 이룬다. 요즘 유행하는 IP 전화의 경우에, LAN 상에서 전력을 제공하는 것은 PSTN에 연결된 아날로그 기반 전화가 오늘날 유행하는 것과 같이 무정전 전원을 IP 전화가 가지게 한다.
아래에 제시되는 내용은 디지털 통신용으로 고안된 LAN 네트워크 내부구조 상에서 전력을 발생시키고 전달하며 관리하는 방법 및 장치를 기술한다. 발명은 데이터 통신에 대한 어떤 가능한 방해를 감소시키고, IEEE 802.3 및 다른 관련 표준과 호환성을 유지하는 기능을 한다.
본 발명의 LAN 시스템 상의 전력은 고대역폭 데이터 통신 네트워크, 가령 10, 100, 1000 Mbps로 작동한다. 이 대역폭들은 단부 근처의 잡음 및 이질 누화가 생기기 쉽다. 추가적으로, 본 발명은 현대 LAN에 의해 부과되는 케이블 길이의 제한을 고려한다. 즉, PSTN, ISDN, HDSL 통신선에서 킬로미터당 수백 미터의 케이블 길이 제한을 고려한다. 발명은 더 짧은 홀 케이블 런(haul cable run)에 보다 적합 한 새로운 원격 전력 공급 방법을 공개한다.
더욱이, LAN 상에서 분배되는 전력은 DC나 저주파 AC 전압으로 전달될 수 있다. 이 두 전압은 데이터 통신 신호와 최소한으로 간섭할 것이다. 데이터 통신 케이블 상에서 전달되는 전력은 케이블의 한 개 이상의 여벌 쌍을 이용하여 전송될 수 있다. 이더넷 통신은 2쌍(4개의 전도체)을 필요로한다. 4쌍(8전도체) 카테고리 3, 4, 5 케이블이 사용될 경우, 2쌍은 데이터 통신에 사용되지 않는다. 전력은 한 개 이상의 케이블 와이어 쌍을 이용하여 전송될 수 있다. 대안으로, 데이터 케이블이 두쌍만을 포함할 경우, 전력은 한 개나 두 개의 가용쌍을 이용하여 분배된다. 즉, 수신 및 송신 와이어를 이용하여 분배된다. 따라서, 발명에 따라, 데이터 통신 케이블의 사용/비사용 복합 쌍 와이어의 조합 상에서 전달될 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따라, 허브, 다수의 노드, 통신 케이블링, 전원 분배기를 포함하는 근거리 통신망이 제공된다. 상기 통신 케이블링은 데이터 통신 제공을 위해 다수의 노드를 허브에 연결하고, 상기 전원 분배기는 통신 케이블링을 통해 다수의 노드 일부에 일부 작동 전력을 제공한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 구조화 케이블링 시스템을 포함한다.
본 발명의 또다른 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기가 허브 내에 위치한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 전원 분배기가 허브 외부에 위치한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 부분적으로 허브 내부에, 부분적으로 허브 외부에 위치한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 상기 전원 분배기에 의해 상기 통신 케이블링을 통해 상기 다수의 노드에 공급되는 작동 전력은 예비 전력을 포함한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너를 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 허브 내에 위치한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 허브 내에 위치하며 전원 분배기와 컴바이너를 포함한다. 상기 컴바이너는 데이터 통신 콘센트레이터로부터 데이터를 운반하는 통신 케이블링에 전원으로부터 전력을 연결한다.
데이터 통신 콘센트레이터는 데이터 통신 스위치/리피터로 작용하는 LAN 스위치를 포함한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 다수의 노드는 다음 여러 종류의 노드를 포함한다. 즉, 무선 LAN 접근 지점, 긴급 발광 시스템 요소, 페이징 라우드스피커, CCTV 카메라, 경보 센서, 출입문 센서, 접근 제어 유닛, 랩탑 컴퓨터, IP 전화, 허브, 스위치, 라우터, 모니터, 그리고 (PC 및 워크스테이션용) 메모리 예비 유닛이 그 예이다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포 함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러를 포함하며, 각각의 커플러는 전원 출력에 연결된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하며, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR를 통해 전원의 출력에 연결된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 전원은 단전 예비 설비를 포함한다.
추가적으로, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함한다. 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결한다. 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하고, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하 고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR를 통해 전원의 출력에 연결된다.
허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하고, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
추가적으로, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하고, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다.
허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하며, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
추가적으로, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결한다. 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다 수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하고, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 디지털 통신의 수용불가한 저하없이 통신 케이블링을 따라 전력을 제공하도록 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 한 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터 역시 전송되는 꼬임 와이어 쌍 상에서 전력이 전송된다.
허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 전원 인터페이스와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 전원 인터페이스를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 전원 인터페이스는 다수의 필터와 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하며, 각각의 필터는 SREAR를 통해 전원 출력에 연결된다.
추가적으로, 본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 두 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍과는 다른 꼬임 와이어 쌍 상에서 전력이 전송된다.
허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 전원 인터페이스와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 전원 인터페이스를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 전원 인터페이스는 다수의 필터와 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하며, 각각의 필터는 SREAR를 통해 전원의 출력에 연결된다.
추가적으로, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 전원 인터페이스와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 전원 인터페이스를 통해 노드에 연결하고, 전원 인터페이스는 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하며, 각각의 SPEAR는 전원의 출력에 연결된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 스마트 전력 할당 및 보고 회로(SPEAR)를 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원에 연결되고, 각각의 커플러는 두 개 이상의 포트를 가지며, 그 중 하나는 데이터 통신 콘센트레이터의 포트에 연결되고, 다른 하나는 통신 케이블링을 통해 다수의 노드 중 하나에 연결된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브, 다수의 노드, 통신 케이블링, 전력 분배기를 포함하는 근거리 통신망(LAN)에 사용되는 근거리 통신망 노드(LAN 노드)가 또한 제공된다. 상기 통신 케이블링은 다수의 노드를 허브에 연결하여 디지털 통신을 제공하고, 상기 전원 분배기는 허브와 통신 케이블링을 통해 다수의 노드 일부에 작동 전력을 제공한다. LAN 노드는 통신 케이블링 인터페이스를 포함하고, 상기 통신 케이블링 인터페이스는 전력 및 데이터를 모두 수신하고, 전력을 노드 전력 입력에, 데이터를 노드 데이터 입력에 제공한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기가 허브 내에 위치한다. 전원 분배기가 허브 외부에 위치하기도 한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 자진 전력 관리의 노드 개시 슬립 모드 작동에 대해 작동한다. 노드는 자진 전력 관리의 노드 개시 슬립 모드 작동의 기능을 가진다. 즉, 노드 최종 활동 이후로 시간 구간 TD1을 측정한다. TD1이 제 1 한계값을 넘으면, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자나 시스템의 입력이 없을 경우 , 노드는 전력 소모 감소를 포함하는 슬립 모드로 작동한다.
추가적으로, 노드는 자진 전력 관리의 노드 개시 슬립 모드 작동의 기능을 가진다. 즉, 노드의 최종 통신 이래 시간 구간 TD2를 측정한다. TD2가 제 1 한계값을 넘으면, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자나 시스템 입력이 없을 경우, 전력 소모 감소를 포함하는 슬립 모드로 노드가 작동한다.
더욱이 발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 주기적으로 발생하는 시간 슬롯 내에서 정상적으로 노드를 작동하는 기능으로, 그리고 주기적으로 발생하는 시간 슬롯 외부의 슬립 모드에서 노드를 작동하는 기능으로 노드가 작동할 수 있다.
게다가, 노드는 감지된 오류 조건의 결과로 슬립 모드로 작동할 수도 있다. 노드는 주기적으로 자체 검사를 실행하는 노드 기능을 가지는 것이 선호된다. 노드가 검사를 통과하면, 노드는 정상적으로 작동한다. 그러나 노드가 검사를 통과하지 못하면, 노드는 슬립 모드로 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 자진 전력 관리의 전원 분배기 개시 슬립 모드 작동에 대해 작동한다. 노드는 자진 전력 관리에서 전원 분배기 개시 슬립 모드 작동의 기능을 가진다. 즉, 노드의 최종 작동 이래 시간 구간 TD1을 측정 한다. TD1이 제 1 측정한계값을 넘으면, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자/시스템 입력이 없을 경우 노드는 전력 소모 감소를 포함하는 슬립 모드로 작동한다.
추가적으로 본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 노드의 최종 통신 이래 시간 구간 TD2를 측정하는, 자진 전력 관리의 전원 분배기 개시 슬립 모드 작동의 기능을 가진다. TD2가 제 1 한계값을 넘으면 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자/시스템 입력이 존재하지 않을 경우, 노드는 전력 소모 감소를 포함하는 슬립 모드로 작동한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 전원 분배기가 노드 상에서 검사를 주기적으로 실행하는 기능을 가진다. 노드가 검사를 통과하면 노드는 정상으로 작동한다. 그러나 노드가 검사를 통과하지 못하면, 노드는 슬립 모드로 작동한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링 인터페이스는 다수의 노드에 대해 내부에 위치한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링 인터페이스는 다수의 노드에 대해 외부에 위치한다.
추가적으로 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 디지털 통신을 크게 저하시키지 않으면서 통신 케이블링을 따라 전력을 제공한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 한 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍 상에서 전력 역시 전송된다.
추가적으로 발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연 결되는 두 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍과는 다른 꼬임 와이어 쌍에서 전력이 전송된다.
전원 분배기는 디지털 통신을 크게 저하시키지 않으면서 통신 케이블링을 따라 전력을 제공한다.
추가적으로, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 한 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함할 수 있고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍 상에서 전력 역시 전송된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각각의 노드에 연결되는 두 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍과는 다른 꼬임 와이어 쌍에서 전력이 전송된다.
전원 분배기는 디지털 통신을 크게 저하시키지 않으면서 통신 케이블링을 따라 전력을 제공하도록 작동한다. 통신 케이블링을 따라 전력을 제공한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 한 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍 상에서 전력도 전송된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 두 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍과는 다른 꼬임 와이어 쌍에서 전력이 전송된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너, 관리 및 제어 유닛, 전원을 포함하며, 통신 케이블링 은 상기 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR를 통해 상기 전원의 출력에 연결되고, 상기 SPEAR는 이에 연결된 노드의 전력 소모를 관리 및 제어 유닛에 보고하도록 작동한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결되고, SPEAR는 이에 연결된 노드에 공급되는 최대 전류를 제한한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 전원의 출력에 SPEAR과 필터를 통해 연결되며, SPEAR는 지정 시간 주기의 경과에 이어지는 과전류 조건을 디스플레이하면서 이에 연결된 노드를 자동으로 단절하게 한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터 및 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 SPEAR과 필터를 통해 전원 의 출력에 연결되고, SPEAR은 정해진 시간 주기 경과 후 과전류 조건을 디스플레이하면서 이에 연결된 노드로부터 전력을 자동으로 단절시키고, 과전류 조건이 더 이상 나타나지 않을 때 노드를 전력에 자동으로 재연결한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 상기 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR를 포함한다. 각각의 커플러는 필터와 SPEAR를 통해 전원의 출력에 연결되고, SPEAR는 전원으로부터 전압 입력 Vin을 수신하는 전류 센서를 포함하며, 상기 전류 센서는 이를 지나는 전류에 비례하는 신호를 발생시킨다. SPEAR은 다수의 비교기를 또한 포함하고, 상기 비교기는 전류 센서로부터 신호를 수신하고 기준 전압 소스로부터 기준 전압 Vref를 또한 수신한다.
기준 전압 소스는 프로그래밍가능한 기준 전압 소스로서, 관리 및 제어 회로로부터 제어 입력을 수신한다.
추가적으로, 다수의 비교기의 출력은 전류 리미터 및 스위치에 공급될 수 있고, 상기 전류 리미터 및 스위치는 전류 센서를 통해 입력 전압 Vin을 수신하고 전류제한된 전압 출력 Vout을 제공한다.
더욱이, 비교기의 출력은 관리 및 제어 회로에 공급되어, SPEAR을 통해 흐르는 DC 전류에 관한 정보를 제공하는 감시 입력으로 작용할 수 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘 센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러를 포함하며, 상기 커플러는 각각 한 쌍 이상의 변압기를 포함하고, 그 각각의 변압기는 보조 변압기에서 중앙 탭을 가지고, 이를 통해 DC 전압이 꼬임 쌍의 각 와이어에 공급된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 한 개 이상의 변압기를 각각 가지는 다수의 커플러를 포함하며, 변압기는 두 개의 분리된 권선으로 나누어지는 보조 변압기와 두 분리 권선 사이에 연결되는 커패시터를 포함하며, 상기 커패시터는 고주파 신호에 대해 직렬로 두 권선을 효과적으로 연결하지만, DC 용으로는 두 권선을 효과적으로 분리시킨다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너, 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 데이터 통신 콘센트레이터에 DC가 도달하는 것을 효과적으로 차단하는 한쌍의 커패시터를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드까지 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 데이터 통신 콘센트레이터에 DC가 도달하는 것을 방지하기 위한 두 쌍의 커패시터를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하 고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 자체 교정 커패시터 없는, 그리고 변압기 없는 공통 모드 연결 회로를 포함한다.
통신 케이블링 인터페이스는 세퍼레이터와 한쌍의 변압기를 포함하고, 각각의 변압기는 주변압기에서 중앙 탭을 가지고, 이를 통해 꼬임 쌍의 각 와이어로부터 DC 전압이 추출된다.
추가적으로, 통신 케이블링 인터페이스는 한 개 이상의 변압기를 포함하는 세퍼레이터를 포함하고, 변압기는 두 개의 권선으로 나뉘어지는 주변압기와 두 분리 권선 사이에 연결되는 커패시터를 포함하며, 상기 커패시터는 고주파 신호에 대해 직렬로 두 권선을 연결하고, DC에 대해 두 권선을 효과적으로 분리시킨다.
더욱이, 통신 케이블링 인터페이스는 노드의 데이터 입력에 DC가 도달하는 것을 방지하는 한 쌍의 커패시터로 이루어지는 세퍼레이터를 포함한다.
추가적으로, 통신 케이블링 인터페이스는 노드의 데이터 입력에 DC가 도달하는 것을 방지하는 두 쌍의 커패시터로 이루어지는 세퍼레이터를 포함한다.
추가적으로, 통신 케이블링 인터페이스는 자체 교정 커패시터없는, 그리고 변압기 없는 공통 모드 연결 회로를 포함하는 세퍼레이터를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 완전 기능 및 슬립 모드 기능으로 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 제어기, 스위치, 감시 회로, 한 개 이상의 전원, 노드 회로를 포함하고, 스위치는 센서로부터의 제어 입력과 감시 회 로로부터의 제어 입력을 수신하는 제어기로부터의 제어 입력을 수신하고, 이는 한 개 이상의 전원에 의해 연속적으로 전력을 공급받는다.
추가적으로, 노드는 전원을 또한 포함하고, 상기 전원은 한 개 이상의 충전식 에너지 저장 요소를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브, 다수의 노드, 통신 케이블링, 전원 분배기를 포함하는 LAN이 또한 제공된다. 이때 상기 통신 케이블링은 상기 다수의 노드를 허브에 연결하여 데이터 통신을 제공하고, 상기 전원 분배기는 통신 케이블링을 통해 다수의 노드 일부에 작동 전력을 제공하도록 작동하며, 상기 전원 분배기는 전력 관리 기능을 포함한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 기능은 통신 케이블링을 통한 다수의 노드로의 전력 공급을 통제한다. 전력 관리 기능은 노드의 전력 소모를 감시하고 관리한다. 더욱이, 전력 관리 기능은 과전류 상황을 감지하고, 전력 컷오프를 적절하게 실행한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 기능은 비자발적 전력 관리 모드와 자발적 전력 관리 모드 중 어느 하나로 작동한다. 비자발적 전력 관리 모드에서, 전원 분배기가 노드로의 통신 케이블링 상에서 전력 송신용으로 전력이 부족한 상황을 감지할 경우, 노드에 전력 감소량을 공급한다. 더욱이, 전원 분배기는 감소 전력 모드로 작동하도록 노드에 제어 입력을 또한 제공한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 자발적 전력 관리 모드에서, 감소된 전력 유용성이 감소된 활동도로 여러번 지정된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 기능은 다음의 기능 요소를 포함한다. 즉, 1) 통신 케이블링을 통해 해당 노드까지 전력을 전송하고자 의도한 노드인 지를 파악하기 위해 노드에 대한 통신 케이블링 연결을 질의하고, 2) 사전설정된 매개변수와 노드에 대한 통신 케이블링 연결에 질의한 결과를 바탕으로, 노드에 대한 개별 전압 및 전류 한계를 설정하며, 3) 원격 노드에 적절한 신호 메시지를 송신하고, 4) 노드에 연결된 라인의 상태를 관리 워크스테이션에 보고한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 기능은 다음의 기능 요소를 포함할 수 있다. 즉, 전력 송신이 없을 경우 통신 케이블링 상에서 전력을 송신하고자 라인에 상응하게, 전원 분배기의 출력에서 전압이 측정된다. 전압의 절대값이 사전 한계값보다 높을 경우, 라인은 외부 소스로부터 존재하는 전압을 가지는 것으로 분류된다. 전압의 절대값이 정해진 한계값보다 크기 않을 경우, 전류 한계가 정해진 한게값으로 설정되고, 전력이 이 라인을 따라 전송된다. 그후, 지정 시간에서 라인에 대한 전원 분배기의 출력에서 전압 및 전류가 측정되고, 앞서의 측정을 바탕으로, 연결된 라인 및 노드 상태가 결정된다. 라인과 노드 상태의 결정은 다음의 결정 사항 중 한 개 이상을 포함한다.
NO LOAD: 모든 T1, T2, T3에 대해 Vout > V2이고 IO의 절대값 < I2일 때.
SHORT CIRCUIT: 모든 T1, T2, T3에 대해, Vout > V3이고 IO의 절대값 > I3일 때.
NIC LOAD: VoutT3 < V4이고 절대값의 경우 IOT1 < IOT2 < IOT3일 때,
POL LOAD: VoutT1 > V5이고 VoutT2 > V5이며 VoutT3 > V5이고 IOT1의 절대값 > I5이거나 IOT2의 절대값 > 15이거나, IOT3의 절대값 > I5일 때.
이때 NO LOAD 조건은 노드가 라인에 연결되지 않은 경우이다.
SHORT CIRCUIT 조건은 노드의 라인 업스트림이나 노드에서 양의 전도체와 음의 전도체 사이에 단락 회로가 존재하는 경우이다.
NIC LOAD 조건은 노드의 라인 사이에 네트워크 인터페이스 카드 라인 변압기가 연결된 경우이다.
POL LOAD 조건은 노드의 라인 사이에 POWER OVER LAN(LAN 상의 전력) 세퍼레이터가 연결된 경우이다.
V0는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에서의 전압이다.
V1은 전력이 라인을 따라 전송되지 않을 때 몇분의 주기동안 전압 Vout의 최고값을 측정함으로서 도달하는 정해진 프로그래밍값이다.
V2는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 어떤 부하도 연결되지 않을 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않는 몇분의 주기동안 전압 Vout을 측정함으로서 도달하는 정해진 프로그래밍값이다.
V3는 라인에 대한 상기 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 저항이 연결될 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분의 주기동안 Vout의 최고값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
V4는 라인에 대한 상기 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 저항이 연결될 때, 그리고 전력이 라인을 따라 전송되지 않을 때 몇분간 전압 Vout의 최고값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
V5는 노드 전원이 작동을 개시하는 Vin의 전형적인 한계값을 나타내는 지정 프로그래밍값이다.
VoutT1은 제 1 시간 T1에서 측정된 Vout이다.
VoutT2는 제 2 시간 T2에서 측정된 Vout이다.
VoutT3은 제 3 시간 T3에서 측정된 Vout이다.
IO는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에 흐르는 전류다.
IL1은 라인에 대한 전원 분배기의 출력의 지정 프로그래밍값.
I2는 라인에 대한 전원 부냅기의 출력에 어떤 부하도 연결되지 않을 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분간 전류 IO의 최대값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
I3는 라인에 대한 상기 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 저항이 연결될 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분간 전류 IO의 최소값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍 값이다.
I5는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에 어떤 부하도 연결되지 않을 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분간 전류 IO의 최대값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
IOT1은 시간 T1에서 측정된 IO고,
IOT2는 시간 T2에서 측정된 IO며,
IOT3는 시간 T3에서 측정된 IO이다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 기능은 각 노드에 대한 감지 전 류를 포함하는 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능을 포함한다. 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능은 일반적으로 각 노드에 대한 주기적 전류 감지를 포함한다. 더욱이, 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능은 각 노드에 대한 전류 감지와, 각 라인에 대한 지정 프로그래밍 기준값과의 비교를 포함할 수 있다. 추가적으로, 발명의 선호되는 실시예에 따라, 각각의 노드는 과전류, 감전류, 또는 정상으로 분류될 수 있다. 과전류 분류는 프로그래밍방식으로 조절가능한 값을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 정상 분류는 액티브 모드, 슬립 모드, 저전력 모드의 서브 분류 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능은 다음의 기능 중 한 개 이상을 바탕으로 과전류로 분류되는 노드 작동을 제어하도록 작동한다. 즉, 노드의 전류가 정해진 시간동안 정규 과전류 한계값보다 클 경우, 지정 시간후 상기 노드로의 전력이 단절되고, 노드에 공급되는 전류가 높은 과전류 한계값을 넘는 것이 허용되지 않는다. 또한, 정규 과전류 한계값과 상기 높은 과전류 한계값 사이에서 한 개 이상의 중간 한계값이 규정된다. 그리고 상기 중간 한계값을 넘는 시간의 함수로 컷오프에 대한 지정 시간이 결정된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능은 다음 기능 중 한 개 이상을 바탕으로 감전류로 분류되는 노드 작동을 제어하도록 작동한다. 즉, 감전류 노드의 다음 감지에 따른 상대적으로 짧은 지정 시간 내에서, 이러한 노드로의 전류 공급이 종료된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 근거리 통신망(LAN)은 전체 전류 흐름을 다음과 같이 감시하는 기능을 포함한다. 즉, 병렬로, 모든 라인 상에서 모든 노드로의 모든 전류 흐름이 감시되고, 전체 전류 흐름이 프로그래밍 가능하게 결정된 기준값과 비교되며, 이 비교를 바탕으로, 전원 분배기와 이에 연결된 노드가 과전류나 정상으로 함께 분류된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 과전류 분류는 프로그래밍가능하게 조절가능한 한계값을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능은 다음의 기능 중 한 개 이상을 바탕으로 과전류로 분류되는 전원 분배기의 작동을 제어하도록 작동한다. 즉, 전체 전류가 지정 시간동안 정규 전체 과전류 한계값을 넘을 경우, 지정 시간 후 노드로의 전력이 감소되거나 단절되고, 어느 경우에도, 높은 전체 과전류 한계값을 전체 전류가 넘을 수 없다. 이는 상기 전체 정규 과전류 한계값을 넘는다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 상기 허브의 일부를 형성한다. 대안으로, 전원 분배기는 상기 허브의 일부를 형성하지 않는다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 정규 전체 관전류 한계값과 높은 전체 과전류 한계값 사이에 중간 한계값이 규정되고, 지정된 단절 시간은 이러한 중간 한계값을 넘는 시간의 함수로 정해진다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 다음의 기능에 따라 작동한다. 즉, 노드에 현재 공급하고 있는 총 전력과 전원 분배기에서 가용한 총전력을 먼저 결정하고, 현재의 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재의 총 전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우에, 우선순위에 따라 차례로 완전한 전력을 추가 노드에 공급한다. TPC/TPA가 상기 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다 클 경우, 우선 순위에 따라 개별 노드에서 전력을 차례로 단절시킨다. 그러나, 상기 제 1 한계값과 제 2 한계값 사이에 TPC/TPA가 존재할 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지 조사하고, 그리고, 새 노드가 전력을 필요로 하고 새 노드보다 낮은 우선순위의 노드가 현재 전력을 수신 중일 경우, 낮은 우선순위의 노드를 전력으로부터 단절시키고, 높은 우선순위의 노드를 전력에 연결한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 개별 노드에 응급 오버라이드를 가지는 어떤 무기능 작동이나 완전한 작동 중 한 개 이상을 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 다음 기능에 따라 작동한다. 즉, 주어진 노드에서 전력에 대한 응급 수요를 감지하고, 그후 주어진 노드에 가장 높은 우선 순위를 부여한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리에서 완전 기능, 또는 무기능 작동의 큐-제어 우선 순위를 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동의 다음 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 먼저, 전력 분배기에 가용한 총전력뿐 아니라 현재 모든 노드에 현재 공급되고 있는 총 전력을 결정하고, 현재의 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재의 총전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작다면, 큐-제어 우선 순위 원칙에 따라 차례로 총전력을 추가 노드에 공급하고, TPC/TPA가 제 1 한 계값보다 큰 제 2 한계값보다 클 경우, 우선순위에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 단절시킨다. 그러나 TPC/TPA가 상기 제 1 한계값과 제 2 한계값 사이에 있을 경우 새 노드가 전력을 필요로 하는 지 조사하고, 그리고 새 노드가 전력을 필요로할 경우, 큐의 하부에 새 노드를 추가한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리에 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 완전 기능 작동 또는 무기능 작동 중 한 개 이상을 제공하도록 작동한다. 추가적으로, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 다음의 기능에 따라 작동한다. 즉, 모든 노드에 현재 공급되고 있는 총전력과 전원 분배기에 가용한 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력(TPC)의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 시간 분할 우선 순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 완전한 전력을 공급한다. TPC/TPA가 상기 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다 클 경우에, 우선 순위 원칙에 따라 차례로 전력을 개별 노드로부터 단절시킨다. 그러나, TPC/TPA가 제 1, 2 한계값 사이에 있을 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지를 조사하고, 지정된 최소 시간보다 킨 시간 동안 노드가 전력을 수신할 때 노드가 낮은 우선 순위를 가질 경우, 낮은 우선 순위의 노드로부터 전력을 단절시키고, 높은 우선 순위의 노드를 전력에 연결한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 공급될 전력의 변화를 노드에 미리 알린다. 더욱이, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 완전한 기능 작동 및 감소 기능 작동 중 하나를 개별 노드에 제공한다. 전원 분배기는 다음의 기능에 따라 작동한다 즉, 전원 분배기에 가용한 총전력과, 상기 노드에 현재 공급하고 있는 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 완전한 전력을 추가 노드에 공급하고, TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 개별 노드로의 전력을 감소시킨다. 그러나, TPC/TPA가 제 1, 2 한계값 사이에 있을 경우, 새 노드가 전력을 필요로하거나 노드가 추가 전력을 필요로하는 지를 조사하고, 새 노드가 전력을 필요로하거나 노드가 추가 전력을 필요로하고 새 노드보다 낮은 우선 순위의 노드가 현재 전력을 수신 중일 경우, 낮은 우선 순위의 노드로의 전력을 감소시키고, 새 노드에 전력을 공급하거나 추가 전력을 필요로하는 노드에 증가 전력을 공급한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 추가 노드에 응급 오버라이드를 가지는 완전 기능 작동이나 감소 기능 작동 중 한 개 이상을 제공하도록 작동한다. 추가적으로, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 다음의 기능에 따라 작동한다. 즉, 주어진 노드에서 전력에 대한 응급 수용을 감지하고, 주어진 노드에 가장 높은 우선순위를 부여한다.
발명의 한 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리에서 완전한 기능이나 감소된 기능의 작동을 큐-제어 우선순위로 제공한다. 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 다음의 기능에 따라 작동한다. 즉, 현재 모든 노드에 공급하는 있는 총전력과 전력 분배기에 가용한 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총 전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총 전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 큐-제어 우선 순위 방식에 따라 차례로 현재 전력을 수신하는 노드에 추가 전력을 공급하거나 추가 노드에 전력을 공급한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다도 클 경우, 우선 순위 원칙에 따라 차례로 갭려 노드로의 전력을 감소시킨다. 그러나, TPC/TPA가 제 1, 2 한계값 사이에 있을 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지, 또는 노드가 추가 전력을 필요로 하는 지 조사하고, 새 노드가 전력을 필요로하거나 노드가 추가 전력을 필요로할 경우, 큐의 하부에 노드를 추가한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리에서 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 완전 기능이나 감소 기능 작동을 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 다음의 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 즉, 전원 분배기에 가용한 총 전력과, 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총 전력을 먼저 결정하고, 현재 총 전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총 전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 시간 분할, 우선 순위 원칙에 따라 차례로 노드에 추가 전력을 공급하거나 추가 노드에 전력을 공급한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다도 클 경우, 우선 순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 감소시킨다. 그러나, TPC/TPA가 제 1, 2 한계값 사이일 경우, 노드가 추가 전력을 필요로하는 지, 또는 새 노드가 전력을 필요로하는 지를 조사하고, 정해진 최소 시간보다 긴 시간동안 전력을 수신하고 있다는 측면에서 낮은 우선순위의 노드가 현재 전력을 수신하고 있다면, 낮은 우선순위 노드로의 전력을 감소시키고 높은 우선순위의 노드에 전력을 공급한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 비자발적 전력 관리 작동에서 개별 노드에 완전/비기능 작동을 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 다음의 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 즉, 현재 상기 노드에 공급하고 있는 총전력과, 전력 보존 프로그램에 따라 전원 분배기에 가용한 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총 전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총 전력 소모(TPA) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작으면, 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 완전 전력을 공급하고, TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다도 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 단절시킨다. 그러나, TPC/TPA가 상기 제 1, 2 한계값 사이에 위치할 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지를 조사하고, 새 노드가 전력을 필요로하고 새 노드보다 낮은 우선 순위의 노드가 현재 전력을 수신중이면, 낮은 우선 순위 노드를 전력으로부터 단절시키고, 고우선순위 노드를 전력에 연결한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동에서 개별 노드에 응급 오버라이드를 가진 완전/비기능 작동을 제공한다. 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동의 다음 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 즉, 주어진 노드에 전력에 대한 응급 수요를 감지하고, 주어진 노드에 가장 높은 우선순위를 부여한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 자발적 전력 관리의 완전/비기능 작동 큐-제어 우선 순위를 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동에서 다음 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 즉, 전력 보존 프로그램에 따라 전원 분배기에 가용한 총전력과, 현재 모든 노드에 공급하고 있는 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총 전력 소모(TPA) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 큐-제어 우선 순위 원칙에 따라 차례로 완전 전력을 추가 노드에 공급한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다도 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 단절시킨다. 그러나, TPC/TPA가 상기 제 1, 2 한계값 사이에 있을 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지를 조사하고, 정해진 최소 시간보다 긴 시간 동안 전력을 수신하고 있는 측면에서, 낮은 우선 순위의 노드가 현재 전력을 수신하고 있다면, 낮은 우선순위 노드로부터 전력을 단절시키고, 높은 우선 순위의 노드를 전력에 연결한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 자발적 전력 관리 작동에서 완전/감소 기능 작동을 개별 노드에 제공하도록 전원 분배기가 작동한다. 추가적으로, 다음의 기능에 따라 전원 분배기가 작동한다. 즉, 전력 보존 프로그램에 따라 전원 분배기에 가용한 총전력과, 현재 상기 노드에 공급하고 잇는 총 전력을 먼저 결정하고, 현재 총 전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총 전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 우선순위 원칙에 따라 추가 노드에 완전 전력을 공급한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다도 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 감소시킨다. 그러나, TPC/TPA가 상기 제 1, 2 한계값 사이에 있을 경우, 새 노드가 전력을 필요로 하는 지, 또는 노드가 추가 전력을 필요로 하는 지를 조사하고, 새 노드가 전력을 필요로하거나 노드가 추가 전력을 필요로하며 새 노드보다 낮은 우선 순위의 노드가 현재 전력을 수신 중이면, 낮은 우선 순위 노드로의 전력을 감소시키고 추가 전력을 필요로 하는 노드에 증가 전력을 공급하거나 새 노드에 전력을 공급한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동에서 응급 오버라이드를 가진 완전/감소 기능작동을 개별 노드에 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동에서 다음의 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 즉, 주어진 노드에서 전력에 대한 응급 수요를 감지하고, 주어진 노드에 가장 높은 우선순위를 부여한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 자발적 전력 관리에서 완전 기능 작동이나 감소 기능 작동의 큐-제어 우선 순위를 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동에서 다음의 기능에 따라 작동한다. 즉, 전력 보존 프로그램에 따라 가용한 총전력과, 현재 모든 노드에 공급하고 있는 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 현재 전력을 수신하는 노드에 추가 전력을 제공하거나 추가 노드에 전력을 큐-제어 우선순위 원칙에 따라 차례로 공급한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값보다도 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 감소시킨다. 그러나, TPC/TPA가 상기 제 1, 2 한계값 사이에 있을 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지, 노드가 추가전력을 필요로하는 지를 조사하고, 새 노드가 전력을 필요로하거나 노드가 추가 전력을 필요로할 경우, 큐의 하부에 노드를 추가한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 자발적 전력 관리에서 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 완전 기능이나 감소 기능 작동을 제공하도록 작동한다. 전원 분배기는 자발적 전력 관리 작동에서 아래 기능에 따라 작동하는 것이 선호된다. 전력 보존 프로그램에 따라 가용한 총전력과, 현재 모든 노드에 공급하고 있는 총전력을 먼저 결정하고, 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계를 결정한다. TPC/TPA가 제 1 한계값보다 작을 경우, 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 전력을 노드에 제공하거나 전력을 추가 노드에 공급한다. TPC/TPA가 상기 제 1 한계값보다 큰 제 2 한게값보다도 클 경우, 우선 순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력을 감소시킨다. 그러나, TPC/TPA가 상기 제 1, 2 한계값 사이에 있을 때, 노드가 추가 전력을 필요로하는 지, 또는 새 노드가 전력을 필요로하는 지를 조사하고, 지정 최소 시간보다 긴 시간동안 전력을 수신하고 있다는 측면에서, 낮은 우선 순위의 노드가 현재 전력을 수신 중이면, 낮은 우선 순위의 노드로의 전력을 감소시키고, 높은 우선순위 노드에 전력을 공급한다.
전원 분배기는 통신 케이블링을 통해 여러 노드에 공급되는 전력을 감시하고 제어하는 전력 관리 및 제어 유닛을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 전력 관리 및 제어 유닛의 작동을 통제하도록 작동하는 관리 워크스테이션을 포함한다.
관리 워크스테이션은 다중 전력 관리 및 제어 유닛의 작동을 통제한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 및 제어 유닛은 데이터 통신 콘 센트레이터를 통해 여러 노드와 통신하여, 전력 이용의 현재 모드를 통제한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 및 제어 유닛은 제어 메시지를 통해 여러 노드와 통신하고, 상기 제어 메시지는 노드에서 해독되고, 완전 기능 또는 부분 기능이 제공되는 지를 제어하기 위해 사용된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 및 제어 유닛은 상기 전원 분배기로의 주전력이 가용하지 않고 예비/감소 전력 모드에서 노드를 작동하게 하는 제어 메시지를 전송한다.
노드는 중요 회로와 비중요 회로를 포함하는 것이 선호된다. 중요 회로는 완전 기능과 감소 기능 작동 모두에 필요하고, 비중요 회로는 감소 기능 작동에서 필요가 없다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 스위치와 제어기를 포함하여, 비중요 회로를 선택적으로 작동하는 스위치 작동을 제어한다. 노드는 전원을 또한 포함하고, 제어기는 전원으로부터의 출력에 따라 작동한다. 추가적으로, 노드는 센서를 또한 포함할 수 있고, 상기 제어기는 상기 센서로부터 수신하는 입력에 따라 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 센서는 전원에 공급될 전력의 전압 수준을 감지한다. 더욱이, 센서는 전원 분배기로부터 통신 케이블링을 통해 전송될 제어 신호를 감지한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 제어기는 주전력이 가용함을 표시하는 전원 으로부터 제어 입력을 수신한다. 중요 회로와 비중요 회로에 전력이 공급되도록 스 위치를 작동시킨다. 주전력이 가용하지 않음을 표시하는 전원으로부터 제어기가 제어 입력을 수신할 때, 센서는 통신 케이블링을 통해 충분한 전력이 가용함을 표시한다. 제어기는 중요 회로와 비중요 회로에 전력이 공급되도록 스위치를 작동시킨다. 제어기는 전원을 통해 주전력이 가용하지 않음을 표시하는 전원으로부터 제어 입력을 수신하는 것이 선호된다. 센서는 충분한 전력이 가용하지 않음을 표시한다. 중요 회로에 최우선순위로 적절한 전력이 공급되도록 제어기가 스위치를 작동시키고, 중요 회로에 의해 필요한 범위 이상의 추가 전력이 가용할 경우, 스위치를 통해 비중요 회로에 공급된다.
감시 회로가 통신 케이블링을 통해 제어 메시지나 노드를 이용하고자 하는 의도를 표시하는, 완전 기능모드에서 작동할 필요를 표시하는, 사용자 입력을 수신하고, 완전 기능 모드에서 상기 노드 회로를 작동시키도록 스위치가 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 센서는 한 개 이상의 전원에 공급되는 전력의 전압 수준을 감지한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 센서는 전원 분배기로부터 통신 케이블링을 통해 전송될 제어 신호를 감지한다.
추가적으로 발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드 회로는 중요 노드 회로와 비중요 노드 회로를 포함한다. 스위치는 중요 노드 스위치와 비중요 노드 회로 스위치를 또한 포함한다. 제어기는 주전력이 가용함을 표시하는 한 개 이상의 전원으로부터 제어 입력을 수신하고, 상기 중요 노드 회로와 비중요 노드 회로에 전력이 공급되도록 그리고 주전력이 한 개 이상의 전원을 통해 가용하지 않을 때 중요 노 드 회로 스위치와 비중요 노드 회로 스위치를 상기 제어기가 작동시키고, 그렇지만 센서는 충분한 전력이 통신 케이블링을 통해 가용함을 표시하고, 중요 노드 회로와 비중요 노드 회로에 전력이 공급되도록 중요 노드 회로 스위치와 비중요 노드 회로 스위치를 제어기가 작동시킨다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 제어기는 주전력이 한 개 이상의 전원을 통해 가용하지 않음을 표시하는 한 개 이상의 전원으로부터 제어 입력을 수신한다. 센서는 충분한 전력이 가용하지 않음을 나타낸다. 적절한 전력이 최우선순위로 중요 노드 회로에 공급되도록 중요 노드 회로 스위치를 제어기가 작동시키고, 상기 중요 노드 회로에 의해 요구되는 추가 전력이 또한 가용할 경우, 상기 비중요 노드 회로 스위치를 통해 비중요 노드 회로에 공급된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 노드는 세 모드 중 하나에서 작동한다. 즉, 중요 및 비중요 노드 회로가 작동할 때의 1) 완전 기능 모드, 중요 노드 회로가 작동할 때 2) 중요 기능 모드, 그리고 중요 노드 회로의 일부가 작동하지 않을 때의 3) 슬립 기능 모드 중 하나에서 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원은 제한된 예비 전력을 제공한다. 추가적으로, 전원은 매우 제한된 전력이 통신 케이블링 상에서 전송되는 상황에서 노드의 중간 작동을 가능하게 한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, LAN에 사용되는 LAN 전원 분배기가 또한 제공된다. 이때의 LAN은 허브, 다수의 노드, 통신 케이블링을 포함하고, 상기 통신 케이블링은 다수의 노드를 허브에 연결하여 그 사이의 디지털 통신을 제공하고, 전 원 분배기는 통신 케이블링을 통해 상기 다수의 노드 일부에 일부 작동 전력을 제공한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기가 허브 내에 위치한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기가 허브 외부에 위치한다. 전원 분배기가 부분적으로 허브 내에 부분적으로 허브 외부에 위치할 수도 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기에 의해 통신 케이블링을 통해 다수의 노드에 공급되는 작동 전력은 예비 전력을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너를 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결한다.
발명의 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 허브 내에 또한 위치한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 상기 전원 분배기는 허브 내부에 위치하고 전원과 컴바이너를 포함하며, 상기 컴바이너는 데이터 통신 콘센트레이터로부터 데이터를 운반하는 통신 케이블링까지 전원으로부터 전력을 연결한다.
컴바이너는 다수의 커플러를 포함하는 것이 선호되고, 각각의 커플러는 전원의 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하고, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
더욱이, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR를 포함할 수 있고, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 전원을 포함하고, 전원은 전력 단전 예비 장비를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하고, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR를 포함하는 것이 선호되고, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR를 통해 전원의 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함하고, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR를 또한 포함할 수 있고, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다.
더욱이, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터를 포함할 수 있고, 각각의 커플러는 필터를 통해 전원의 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전원 분배기는 디지털 통신을 크게 저하시키지 않으면서 통신 케이블링을 따라 전력을 제공하도록 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각각의 노드에 연결된 한 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송될 꼬임 와이어 쌍 상에서 전력이 전송된다.
전원 분배기는 전원 인터페이스와 전원을 포함하고, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 전원 인터페이스를 통해 노드에 연결하며, 전원 인터페이스는 다수의 필터와 다수의 SPEAR를 포함하고, 각각의 필터는 전원의 출력에 SPEAR를 통해 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링은 각 노드에 연결되는 두 개 이상의 꼬임 와이어 쌍을 포함하고, 데이터가 전송되는 꼬임 와이어 쌍과는 다른 꼬임 와이어 쌍에서 전력이 전송된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 전원 인터페이스와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 전원 인터페이스를 통해 상기 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 상기 전원 인터페이스는 다수의 필터와 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 필터는 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결되고, 각각의 커플러는 두 개 이상의 포트를 가지고, 한 포트는 데이터 통신 콘센트레이터의 포트에 연결되고, 다른 한 포트는 통신 케이블링을 통해 다수의 노드 중 하나에 연결된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너, 관리 및 제어 유닛, 전원을 포함하며, 통신 케이블인 은 컴바이너를 통해 노드에 상기 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함한다. 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결되고, SPEAR은 연결된 노드의 전류 소모를 관리 및 제어 유닛에 보고하도록 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다. SPEAR은 연결된 노드에 공급되느 최대 전류를 제한하도록 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러와 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함하며, 각각의 커플러는 필터 및 SPEAR을 통해 전원의 출력에 연결된다. SPEAR은 프로그래밍가능한 지정 시간 주기의 경과 후 과전류 조건을 나타내는 노드를 자동적으로 단절시키도록 작동한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러, 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR를 포함하며, 각각의 커플러는 필터와 SPEAR을 통해 전 원의 출력에 연결되고, SPEAR은 정해진 시간 주기 결과 후 과전류 조건을 나타내는 노드로부터 전력을 자동 단절시키고, 과전류 조건을 더 이상 나타내지 않을 때 노드를 전력과 자동적으로 다시 연결한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 상기 컴바이너는 다수의 커플러, 다수의 필터, 그리고 다수의 SPEAR을 포함하며, SPEAR는 전원으로부터 전압 입력 Vin을 수신하는 전류 센서를 포함하고, 상기 전류 센서는 통과하는 전류에 비례하는 신호를 발생시키며, 상기 SPEAR는 전류 센서로부터 신호를 수신하는 다수의 비교기를 또한 포함하고, 상기 다수의 비교기는 기준 전압 소스로부터 기준 전압 Vref를 또한 수신한다.
기준 전압 소스는 프로그래밍가능한 기준 전압 소스이고, 관리 및 제어 회로로부터 제어 입력을 수신한다.
추가적으로, 다수의 비교기의 출력은 전류 리미터 및 스위치에 공급될 수 잇다. 상기 전류 리미터 및 스위치는 전류 센서를 통해 입력 전압 Vin을 수신하고, 전류 제한 전압 출력 Vout을 제공한다.
더욱이, 비교기의 출력은 관리 및 제어 회로에 공급될 수 있어서, SPEAR을 따라 흐르는 DC 전류에 관한 정보를 제공하는 감시 입력으로 작용할 수 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러를 포함하며, 각각의 커플러는 한쌍 이상의 변압기를 포함하며, 각각의 변압기는 보조 변압기에서 중앙 탭을 가지고, 이를 통해 DC 전압이 꼬임 쌍의 각 와이어에 공급된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 다수의 커플러를 포함하고, 각각의 커플러는 한 개 이상의 변압기를 포함하며, 변압기는 두 분리 권선으로 나누어지는 보조 변압기와, 두 분리 권선 사이에 연결되는 커패시터를 포함한다. 이는 고주파 신호에 대해 직렬로 두 권선을 연결하고, DC에 대해 두 권선을 효과적으로 분리시킨다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드로 연결하고, 컴바이너는 데이터 통신 콘센트레이터에 DC가 도달하는 것을 방지하는 한쌍의 커패시터를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 데이터 통신 콘센트레이터를 컴바이너를 통해 노드에 연결하고, 컴바이너는 데이터 통신 콘센트레이터에 DC가 도달하는 것을 방지하는 두쌍의 커패시터를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브는 데이터 통신 콘센트레이터를 포함하고, 전원 분배기는 컴바이너와 전원을 포함하며, 통신 케이블링은 컴바이너를 통해 노드에 데이터 통신 콘센트레이터를 연결하고, 컴바이너는 자체 교정 커패시터없는, 그리고 변압기없는 공통 모드 연결 회로를 포함한다.
전원 분배기가 전력 관리 기능을 포함하는 것이 선호된다.
전원 분배기는 통신 케이블링을 통해 여러 노드에 공급되는 전력을 감시하고 제어하는 전력 관리 및 제어 유닛을 포함할 수 있다.
전원 분배기는 전력 관리 및 제어 유닛의 작동을 통제하도록 작동하는 관리 워크스테이션을 포함할 수 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 관리 워크스테이션은 다중 전력 관리 및 제어 유닛의 작동을 통제한다.
전력 관리 및 제어 유닛은 데이터 통신 콘센트레이터를 통해 여러 노드와 통신하여, 전력 이용의 현재 모드를 통제한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 관리 및 제어 유닛은 제어 메시지를 통해 여러 노드와 통신한다. 상기 제어 메시지는 노드에서 해독되고, 완전 기능이나 부분 기능이 제공되는 지를 제어하도록 사용된다.
전력 관리 및 제어 유닛은 전원 분배기에 대한 주전력이 가용하지 않은 것을 감지하고, 예비나 감소 전력 모드로 노드를 작동시키도록 제어 메시지를 전송한다.
노드는 중요 회로와 비중요 회로를 포함하고, 중요 회로는 완전 기능 및 감소 기능 작동 모두에 필요하고, 비중요 회로는 감소 기능 작동에 필요하지 않다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, LAN을 설정하는 방법이 아래에 제공된다. 즉, 허브를 제공하고, 다수의 노드를 제공하며, 통신 케이블을 이용하여 데이터 통 신을 제공하기 위해 다수의 노드를 허브에 연결하고, 상기 통신 케이블을 통해 다수의 노드에 작동 전력을 제공하기 위한 전원 분배기를 작동하는, 이상의 단계를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 아래의 단계를 포함하는 LAN에서 LAN 노드를 설정하는 방법이 또한 제공된다. 즉, 허브를 제공하고, 다수의 노드를 제공하며, 통신 케이블링을 이용하여 디지털 통신을 제공하기 위한 허브에 다수의 노드를 연결하고, 상기 통신 케이블링과 상기 허브를 통해 다수의 노드에 작동 전력을 제공하기 위해 전원 분배기를 작동시키는, 이상의 단계를 포함한다. 이때 상기 LAN 노드는 통신 케이블링 인터페이스를 포함하고, 상기 통신 케이블링 인터페이스는 전력 및 데이터를 수신하고, 노드 전력 입력에 전력을 제공하고 노드 데이터 입력에 데이터를 제공한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 아래의 단계로 이루어지는 LAN을 설정하는 방법이 또한 제공된다. 즉, 허브를 제공하고, 다수의 노드를 제공하며, 통신 케이블링을 통해 데이터 통신을 제공하기 위한 허브에 다수의 노드를 연결하고, 통신 케이블링을 통해 다수의 노드에 작동 전력을 제공하기 위해 전원 분배기를 작동시키는, 이상의 단계로 이루어지고, 이때 전원 분배기는 전력 관리 기능을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 아래의 단계로 이루어지는 LAN에서 이용하기 위한 LAN 전원 분배기를 설정하는 방법이 또한 제공된다. 즉, 허브를 제공하고, 다수의 노드를 제공하며, 통신 케이블링을 통해 디지털 통신 제공을 위한 허브에 다수의 노드를 연결하는, 이상의 단계를 포함하고, 상기 전원 분배기는 통신 케이 블링을 통해 다수의 노드에 작동 전력을 제공하도록 작동한다.
본 발명에 따라, 데이터 통신 케이블링 내부 구조 상에서 전력을 소모하는 한 개 이상의 네트워크 장치로 전력을 분배하는 시스템이 제공된다. 전력을 소모하는 상기 네트워크 장치는 데이터 통신 케이블링 네트워크, 전원, 한 개 이상의 전력/데이터 컴바이너, 한 개 이상의 전력/데이터 스플리터를 포함하고, 상기 한 개 이상의 전력/데이터 컴바이너는 전원과 데이터 통신 케이블링 네트워크에 연결되며, 상기 한 개 이상의 전력/데이터 컴바이너는 데이터 통신 케이블링 네트워크 상에 이어 출력되는 조합 전력/데이터 신호를 도출하도록 데이터 통신 케이블링 네트워크로부터 수신되는 데이터 통신 신호로 저주파 전력 신호를 발생시키고 분출시키며, 상기 한 개 이상의 전력/데이터 스플리터는 조합된 전력/데이터 신호를 수신하고 원래의 데이터 통신 신호와 저주파 전력 신호를 추출하고 분리시킨다.
데이터 통신 네트워크는 이더넷 기반의 근거리 통신망(LAN)을 포함할 수 있다. 전력/데이터 컴바이너는 LAN 허브나 LAN 스위치에 일체화된 독립형 장치로 구현될 수 있다.
전력/데이터 컴바이너는 다수의 데이터 전용 입력 포트와 다수의 데이터 및 전력 출력 포트를 포함할 수 있고, 입력 포트 및 데이터/전력 출력 포트의 각각의 데이터는 분리 채널을 형성한다. 추가적으로, 전력/데이터 컴바이너는 AC 메인 전력 리셉터클, 무정전 전원(UPS), 또는 또다른 전력/데이터 컴바이너로부터 전기를 수신한다.
1) 고주파 잡음 및 리플을 여파하고, 2) 저주파 전력 신호의 전류를 감지하 며, 3) 조합 출력 전력/데이터 신호에/로부터 저주파 전력 신호를 연결/분리시키고, 4) 조합 출력 전력/데이터 신호 상의 비부하 및 과부하 조건을 감지하는 수단이 전력/데이터 컴바이너에 제공된다.
시스템은 데이터 통신 케이블링 네트워크에 위치하는 전력/데이터 컴바이너와 전력/데이터 스플리터를 데이터 통신 케이블링 네트워크를 통해 감시하고 공급하는 관리 수단을 추가로 포함한다.
전력/데이터 스플리터는 독립형 장치로 구현될 수도 있고, 네트워크 장치에 통합될 수도 있다. 전력/데이터 컴바이너는 추출된 저주파 전력 신호를 한 개 이상의 출력 전압으로 변환하기 위한 AC/DC 또는 DC/DC 전력 변환기를 포함할 수 있다.
발명에 따라, 데이터 통신 케이블링 내부구조 상에서 한 개 이상의 전력 소모 네트워크 장치에 전력을 분배하기 위한 방법이 또한 제공된다. 상기 방법은 1) 저주파 전력 신호를 전력 소스로부터 발생시키고, 2) 조합 전력/데이터 신호 발생을 위해 데이터 통신 케이블링 네트워크 상에서 운반되는 데이터 통신 신호로 저주파 전력 신호를 데이터 통신 신호로 분출시키며, 3) 조합된 전력/데이터 신호를 데이터 통신 케이블링 네트워크로 전송하고, 데이터 통신 케이블링 네트워크 상에서 운반되는 조합된 전력/데이터 신호를 수신하고, 저주파 전력 신호로부터 분리되는 데이터 통신 신호를 도출하도록 조합 전력/데이터 신호를 분리하는, 이상의 단계를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 데이터 통신 네크워크는 이더넷 기반의 근거리 통신망(LAN)을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 전력 소스는 AC 주전력 리셉터클을 포함한다. 전력 소스는 무정전 전원(UPS)을 또한 포함할 수 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 상기 방법은, 1) 고주파 잡음과 리플을 상기 저주파 신호로부터 여파하고, 2) 상기 저주파 전력 신호의 전류를 감지하며, 3) 조합 출력 전력/데이터 신호에/로부터 저주파 전력 신호를 연결/단절시키고, 상기 조합 출력 전력/데이터 신호 상의 비부하 및 과부하 조건을 감지하며, 추출된 저주파 전력 신호를 한 개 이상의 출력 전압으로 변환하는, 이상의 단계를 포함한다.
발명에 따라, 데이터 통신 케이블링 내부구조 상에서 한 개 이상의 전력 소모 네트워크 장치에 전력을 분배하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 데이터 통신 케이블링 네트워크, 전력 소스, 전력 소스로부터 저주파 전력 신호를 발생시키기 위한 전원 수단, 데이터 통신 케이블링 네트워크에 연결되는 컴바이너 수단, 저주파 전력 신호를 데이터 통신 신호로 분출하는 것을 조절하는 레귤레이터 수단, 그리고 추출 수단을 포함한다. 상기 컴바이너 수단은 조합 전력/데이터 신호를 도출하도록 데이터 통신 케이블링 네트워크 상에서 운반되는 데이터 통신 신호 상에서 저주파 전력 신호를 분출하고, 상기 레귤레이터 수단의 조절 과정은 저주파 전력 신호의 분출을 중단시키고 그 전류를 제한하며, 상기 추출 수단은 조합 전력/데이터 신호로부터 저주파 전력 신호를 추출하고 원래의 데이터 통신 신호와 저주파 전력 신호를 출력한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 데이터 통신 네트워크는 이더넷 기반의 LAN을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, AC 주전력 리셉터클로부터 전기를 수신하도록 전원 장치가 만들어진다. 전원 장치는 무정전 전원(UPS)으로부터 전기를 수령할 수 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 컴바이너 장치는 고주파 잡음 및 리플을 여파하기 위한 여파 수단을 가진다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 레귤레이터 장치는 저주파 전력 신호의 전류를 감지하기 위한 수단을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 레귤레이터 수단은 조합 출력 전력/데이터 신호 상에서 비부하 및 과부하 조건을 감지하기 위한 수단을 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 시스템은 데이터 통신 케이블링 네트워크를 통해 전력/데이터 컴바이너와 전력/데이터 스플리터를 감시하고 제공하는 관리 유닛을 또한 포함한다. 상기 컴바이너와 스플리터는 데이터 통신 케이블링 네트워크에 위치한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 추출 장치는 추출된 저주파 전력 신호를 한 개 이상의 출력 전압으로 변환하기 위해 AC/DC 전력 변환기를 포함한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 추출 장치는 추출된 저주파 전력 신호를 한 개 이상의 출력 전압으로 변환하기 위한 DC/DC 전력 변환기를 포함한다.
도 1A와 1B는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 통신 케이블링 상에서 LAN 노드에 전력을 제공하도록 전원을 포함하는 LAN의 두 실시예를 나타내는 블록도표.
도 2A와 2B는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 통신 케이블링 상에서 LAN 노드에 전력을 제공하도록 전원을 포함하는 LAN의 두 실시예의 블록도표.
도 3A와 3B는 도 1A와 1B의 실시예에 유용한 허브의 블록도표.
도 4A와 4B는 도 2A와 2B의 실시예에 유용한 허브 및 전원 서브시스템의 블록도표.
도 5는 도 3A, 3B, 4A, 4B의 실시예에 유용한 SPEAR의 블록도표.
도 6은 도 5의 실시예의 단순화된 도면.
도 7A와 7B는 도 1A 및 2A와 도 1B 및 2B의 실시예에 이용되는 LAN 노드 인터페이스 회로의 블록도표.
도 8A-G는 도 3A와 4A의 실시예에 유용한 컴바이너의 여러 실시예의 도면.
도 9A-9G는 도 8A-8G의 컴바이너와 조합된 도 1A, 2A, 7A의 실시예에 유용한 세퍼레이터의 여러 실시예의 도면.
도 10A와 10B는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 통신 케이블링 상에서 관리 및 전원 공급을 포함하는 통신 네트워크의 두 선택적 실시예의 도면.
도 11A와 11B는 통신 케이블링 상에서 LAN 노드에 전력을 제공하기 위해 전원 공급 및 관리 유닛을 포함하는 LAN의 두 실시예 도면.
도 12A와 12B는 도 10A와 10B의 실시예에 유용한 허브의 도면.
도 13A와 13B는 도 11A와 11B의 실시예에 유용한 허브와 전원 공급 및 관리 시스템의 도면.
도 14A와 14B는 도 10A, 10B, 11A, 11B의 실시예에 유용한 두 다른 노드 구조의 도면.
도 15는 도 14A와 14B에 도시되는 특징을 조합한 노드 구조의 도면.
도 16은 도 10A, 10B, 11A, 11B의 네트워크의 정상 작동 모드 및 감소 전력 모드에서의 전력 관리를 나타내는 도면.
도 17은 도 16의 순서도에서 한 단계를 설명하는 순서도.
도 18A와 18B는 도 17에 도시되는 질의 및 초기 전원 공급 기능의 선호되는 실시예를 나타내는 순서도.
도 19A-D는 도 16의 순서도의 비자발적 전력 관리 단계에서 완전 기능 작동이나 비기능 작동에 대한 가능한 메카니즘을 도시하는 순서도.
도 20A-D는 도 16의 순서도에서 비자발적 전력 관리 단계의 완전 기능 작동이나 감소 기능 작동에 대한 메카니즘을 도시하는 순서도.
도 21A-D는 도 16의 순서도의 자발적 전력 관리 단계에서 노드 개시 슬립 모드 작동에 대한 메카니즘의 순서도.
도 22A-D는 도 16의 순서도의 자발적 전력 관리 단계의 허브 개시 슬립 모드 작동에 대한 메카니즘의 순서도.
도 23A-D는 도 16의 순서도의 자발적 전력 관리 단계에서 완전 기능 우선 순위 작동이나 비기능 우선순위 작동에 대한 메카니즘의 순서도.
도 24A-D는 도 16의 순서도의 자발적 전력 관리 단계에서 완전 기능 우선 순위 작동이나 감소 기능 우선순위 작동에 대한 메카니즘의 순서도.
도 25는 네트워크 장치가 AC 메인 전원에 연결되는 기존 데이터 통신 네트워크의 블록도표.
도 26A와 26B는 네트워크 장치가 전기 및 네트워크 연결을 동일 케이블을 통해 수신하는, 본 발명에 따른 데이터 통신 시스템의 블록도표.
도 27은 데이터 통신 내부구조 상에 전력을 위치시키기 위한 전력/데이터 컴바이너 유닛의 블록도표.
도 28은 데이터 통신 내부구조로부터 전력을 분리시키기 위한 전력/데이터 스플리터의 블록도표.
도 1A는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 근거리 통신망(LAN)을 도시한다. 도 1A에 도시되는 바와 같이, 데스크탑 컴퓨터(12), 웹카메라(14), 팩스(16), IP 전화라 알려진 LAN 전화(18), 컴퓨터(20), 서버(22)와 같이 다수의 LAN 노드에 케이블링(11)에 의해 연결되는 허브(10)를 포함하는 LAN이 제공된다.
케이블링(11)은 공통 재킷 하에서 함께 이어진 네 쌍의 꼬임 구리 와이어를 가지는 LAN 케이블링인 것이 선호된다. 도 1A의 실시예에서, 꼬임 구리 와이어 쌍이 사용되어, 네트워크 노드에 데이터와 전력을 전송한다. 일반적으로 이러한 두 개의 쌍이 사용되어, 허브를 각 노드에 연결하는 각각의 라인을 따라 데이터 및 전 력을 전송하고, 한 개의 이러한 쌍은 데이터만을 전송하고, 네 번째 쌍은 여벌로 유지되고, 데이터나 전력을 운반하지 않는다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 여러 LAN 노드에 허브를 연결하는 통신 케이블링과 허브(10)를 통해 상기 다수의 노드에 예비 전력을 제공하도록 작동하는 전원 공급 서브시스템(30)이 제공된다.
도 1A의 실시예에서, 서브시스템(30)은 허브(10) 내에 위치하여, 작동 전력 및 예비 전력을 여러 LAN 노드에 통신 케이블링을 통해 공급하는 전원(32)을 포함한다. 통신 케이블링은 컴바이너(36)를 통해 여러 LAN 노드에 LAN 스위치(34)를 연결한다. 컴바이너는 전원(32)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드로 전력을 연결한다. LAN 스위치(34)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 컴바이너(36)를 통과한다.
허브(10)로부터 데스크탑 컴퓨터(12), 팩스(16), 컴퓨터(20)로의 통신 케이블링(11)은 데이터 및 예비 전력을 운반하고, 허브(10)로부터 허브 카메라(14)와 LAN 전화(18)로의 통신 케이블링은 데이터 및 작동 전력을 둘다 운반하며, 허브로부터 서버로의 통신 케이블링은 데이터만을 운반한다는 것을 알 수 잇다.
데이터와 전력이 동일한 꼬임 구리 쌍에서 운반되는 것은 도 1A의 실시예의 특징이다.
통신 케이블링 상에서 전력을 수신하는 LAN 노드(12-20) 각각은 데이터로부터 전력을 분리시키는 세퍼레이터를 포함한다. 도 1A의 도시되는 실시예에서, 각 노드 내부에 세퍼레이터가 위치하고 이 세퍼레이터들은 분리되게 고안되지 않으면, 별개로 구분된 세퍼레이터들이 사용될 수도 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 LAN의 도면이 도 1B에 도시된다. 도 1B에 도시되는 바와 같이, 케이블링(61), 선호되기로는 구조화 케이블링 시스템에 의해, 데스크탑 컴퓨터(62), 웹카메라(64), 팩스(66), IP 전화라 알려진 LAN 전화(68), 컴퓨터(70), 서버(72) 등과 같은 다수의 LAN 노드에 연결되는 허브(60)를 포함하는 LAN이 제공된다.
케이블링(61)은 공통 재킷 하에서 함께 케이블링된 네쌍의 꼬임 구리 와이어를 가지는 기존 LAN 케이블링이다. 도 1B의 실시예에서, 도 1A에 대해 앞서 기술된 것과는 비교되게, 꼬임 구리 와이어 중 한 쌍 이상이 전력을 네트워크 노드에 전송하기 위해 사용되고, 그리고 한 쌍 이상의 꼬임 구리 와이어가 데이터 전송에만 사용된다. 일반적으로 이러한 두 개의 쌍이 데이터 전송을 위해 사용되고, 두 개의 이러한 쌍이 허브를 각 노드에 연결하는 각 라인을 따라 전력을 공급하기 위해서만 사용된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 여러 LAN 노드에 허브를 연결하는 통신 케이블링(61)과 허브(60)를 통해 다수의 노드에 작동 전력이나 예비 전력을 제공하도록 전력 공급 서브시스템(80)이 제공된다.
도 1B에서, 서브시스템(80)은 허브(60) 내에 위치하여, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 작동 전력과 예비 전력을 공급하는 전원(82)을 포함한다. 통신 케이블링은 전원 인터페이스(86)를 통해 여러 LAN 노드에 LAN 스위치(84)를 연결한다. 전원 인터페이스(86)는 전원(82)으로부터, 데이터 전송에 사용되지 않는 통신 케이블링(61)의 꼬임 쌍을 따라 LAN 노드에 전력을 분배한다. LAN 스위치(84)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 전원 인터페이스(86)를 통과한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 전형적인 LAN 배열에서, 허브(60)로부터 데스크탑 컴퓨터(62), 팩스(66), 컴퓨터(70)로의 통신 케이블링은 데이터 및 예비 전력을 분리 꼬임 쌍을 따라 운반하고, 허브(60)로부터 허브 카메라(64)와 LAN 전화(68)로의 통신 케이블링(61)은 분리 꼬임 쌍을 따라 데이터 및 작동 전력을 운반한다. 또한, 허브(60)로부터 서버(72)로의 통신 케이블링(61)은 데이터만을 전송한다.
각각의 통신 케이블링 라인의 분리 꼬임 구리 쌍 상에서 데이터 및 전력이 운반되는 것은 도 1의 실시예의 특징이다.
통신 케이블링(61) 상에서 전력을 수신하는 LAN 노드(62-70)는 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터는 전력을 운반하는 꼬임 쌍을 노드 전원에 연결하고, 노드의 데이터 입력에 데이터 운반 꼬임 쌍을 분리식으로 연결한다. 도 1B의 실시예에서, 커넥터는 각 노드 내부에 위치하고, 분리식으로 고안되지 않는다. 분리식 커넥터가 사용될 수도 있다.
도 1A와 1B는 여러 LAN 노드에 허브를 연결하는 통신 케이블링과 허브를 통해 다수의 LAN 노드에 전력을 제공하는 시스템의 두 실시예를 도시한다. 여러 LAN 노드에 허브를 연결하는 통신 케이블링과 허브를 통해 다수의 LAN 노드에 전력을 제공하는 시스템의 두 실시예가 도 2A와 2B에 도시된다. 도 2A와 2B는 통신 케이블링 상에서 전력을 LAN 노드에 제공하도록 작동하는 전원을 포함하는 LAN을 도시한 다.
도 2A에서, 기존 허브(100)는 통신 케이블링(10) 상에서 전력을 제공하지 않으며, 전원 서브시스템(130)은 허브(100) 외부에 위치하며, 통신 케이블링(101)을 통해 여러 LAN 노드에 작동전력과 예비 전력을 공급하는 전원(132)을 포함한다. 통신 케이블링은 전원 서브시스템(130)에서 기존 허브(100)의 LAN 스위치(134)를 컴바이너(136)에 연결하고, 컴바이너를 여러 LAN 노드에 연결한다. 컴바이너(136)는 전원(132)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드까지 전력을 제공한다. LAN 스위치(134)로부터의 양방향 데이터 전송은 컴바이너(136)를 간섭없이 통과한다.
케이블링(101)은 공통 재킷 하에서 함께 케이블링된 네쌍의 꼬임 구리 와이어를 가지는 기존 LAN 케이블링이 선호된다. 도 2A에서, 네트워크 노드에 데이터 및 전력을 전송하기 위해 한쌍 이상의 꼬임 구리 와이어가 사용된다. 일반적으로 각 노드에 전원 서브시스템(130)을 연결하는 각각의 라인을 따라 데이터 및 전력을 전송하기 위해 두 개의 이러한 쌍이 사용된다. 한 개의 이러한 쌍은 데이터만을 운반하고, 네 번째 쌍은 여벌로 유지되고 데이터나 전력을 전송하지 않는다.
전원 서브시스템(130)으로부터 데스크탑 컴퓨터(112), 팩스(116), 컴퓨터(120)로의 통신 케이블링(101)이 데이터 및 예비 전력을 운반하고, 전원 서브시스템(130)으로부터 허브 카메라(114)와 LAN 전화(118)로의 통신 케이블링은 데이터 및 작동 전력을 모두 운반하며, 허브(100)로부터 서버(122)로의 통신 케이블링은 데이터만을 운반하고, 서브시스템(130)을 통과할 필요는 없다. 이는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 전형적인 LAN 배열에서 나타난다.
데이터 및 전력이 동일한 꼬임 구리 쌍에서 실행되는 것이 도 2A의 실시예의 특징이다.
도 2A에서, 전력을 수신하는 각각의 LAN 노드(112-120)에는 통신 케이블링에 연결된 전력으로부터 데이터를 분리시키기 위한 외부 세퍼레이터가 제공된다. 각 노드(112-120)에 연관된 외부 세퍼레이터는 참조 번호(142-149)에 의해 표시된다. 이러한 각각의 세퍼레이터는 통신 케이블링 입력과 분리 데이터 및 전력 출력을 가진다. 모든 노드(112-120)에 내부 세퍼레이터가 준비될 수 있고, 모든 노드(112-120)에 외부 세퍼레이터가 준비될 수도 있다.
LAN 노드에 추가하여, 본 발명은 무선 LAN 접근 지점, 응급 발광 시스템 요소, 페이징 라우드스피커, CCTV 카메라, 경보 센서, 출입 센서, 접근 제어 유닛, 랩탑 컴퓨터, 네트워크 요소(허브, 스위치, 라우터 등), 모니터, PC 및 워크스테이션용 메모리 예비 유닛과 같이 다른 적절한 노드로 유용하다.
도 2B에서, 기존 허브(150)는 통신 케이블링(151) 상에서 전력을 제공하지 않으며, 전원 서브시스템(18)은 허브(150) 외부에 위치하며 통신 케이블링(151)을 통해 여러 LAN 노드에 작동 전력이나 예비 전력을 공급하는 전원(182)을 포함한다. 통신 케이블링은 전원 서브시스템(180)에서 기존 허브(150)의 LAN 스위치(184)를 전원 인터페이스(186)에 연결하고, 전원 인터페이스(186)를 여러 LAN 노드에 연결한다. 전원 인터페이스는 전원(182)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드에 전력을 분배한다. LAN 스위치(184)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 전원 인터페이스(186)를 통과한다.
케이블링(151)은 공통 재킷 하에서 함께 케이블링되는 네쌍의 꼬임 구리 와이어를 가지는 LAN 케이블링이 선호된다. 도 2B에서, 도 2A와는 비교되게, 네트워크 노드에 전력 전송을 위해 한쌍 이상의 꼬임 구리 와이어가 사용되고, 데이터 전송을 위해 한 쌍 이상의 꼬임 구리 와이어가 또한 사용된다. 일반적으로, 데이터만을 전송하기 위해 두개의 이러한 쌍들이 이용되고, 각각의 노드에 허브를 연결하는 각각의 라인을 따라 전력을 공급하기 위해 두 개의 이러한 쌍이 사용된다.
허브(150)로부터 데스크탑 컴퓨터(162), 팩스(166), 컴퓨터(170)로의 통신 케이블링(151)은 데이터와 예비 전력 모두를 운반하고, 허브(150)로부터 허브 카메라(164)와 LAN 전화(168)로의 통신 케이블링은 데이터와 작동 전력을 운반하며, 허브(150)로부터 서버(172)까지의 통신 케이블링은 데이터만을 운반하고, 서브시스템(180)을 통과할 필요는 없다.
도 2B에서 데이터 및 전력은 각각의 통신 케이블링 라인의 분리 꼬임 구리 쌍에서 실행된다.
도 2B에서, 전력을 수신하는 각각의 LAN 노드(162-170)에는 통신 케이블링으로부터 데이터 및 전력을 분리 제공하기 위해 외부 커넥터가 제공된다. 각 노드(162-170)와 관련된 외부 커넥터는 참고 번호(192-199)로 표시된다. 이러한 각각의 커넥터는 통신 케이블링 입력과, 분리 데이터 및 전력 출력을 가진다. 모든 노드(162-170)에는 내부 커넥터가 제공될 수 있고, 모든 노드(162-170)에 외부 커넥터가 제공될 수 있다.
앞서 기술된 LAN 노드에 추가하여, 발명은 무선 LAN 접근 지점, 응급 발광 시스템 요소, 페이징 라우드스피커, CCTV 카메라, 경보 센서, 출입 센서, 접근 제어 유닛, 랩탑 컴퓨터, 네트워크 요소(허브, 스위치, 라우터), 모니터, (PC 및 워크스테이션용) 메모리 예비 유닛과 같이 다른 적절한 노드로 유용하다.
도 1A의 실시예에 유용한 허브(10)와 같이 허브의 단순한 블록도표인 도 3A를 참고할 수 있다. 허브(10)는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하는 기존 LAN 스위치(34)를 포함하고, 컴바이너(36)에 연결된다. 컴바이너(36)는 다수의 커플러(220)를 포함하고, 각각의 커플러(220)는 필터(222)를 통해 SPEAR(224)에 연결된다. 각각의 SPEAR(224)는 전원(32)에 연결되어, 전력을 수신한다 전원(32)은 허브(10) 외부에 위치할 수 있다. 전원(32)에는 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 장비가 제공될 수 있다.
각각의 커플러(220)는 두 개의 포트를 가진다. 한 포트는 LAN 스위치(34)의 포트에 연결되는 것이 선호되고, 다른 한 포트는 통신 케이블링을 통해 LAN 노드에 연결되는 것이 선호된다.
커플러(220)는 데이터 통신과 간섭없이 통신 케이블링에 전력을 연결하도록 작동하는 것이 선호된다.
필터(222)는 "누화"로 알려진 포트간 쌍간 불요한 연결을 방지하도록 작동하는 것이 선호되고, 통신 케이블링에 전원(32)으로부터의 잡음이 통신 케이블링에 도달하는 것을 차단하도록 작동한다. 필터(222)가 제공될 필요는 없다.
중앙 관리 미 제어 서브시스템(226)은 전원(32), LAN 스위치(34), 커플러(220), 필터(222), SPEAR(224)의 작동을 제어한다.
도 1B의 실시예에 사용되는 허브(60)와 같은 허브의 블록도표가 도 3B에 도시된다. 허브(60)는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하는 LAN 스위치(84)를 포함하고, 전원 인터페이스(86)에 연결된다. 전원 인터페이스(86)는 다수의 필터(272)를 포함하고, 각각의 필터는 SPEAR(274)에 연결된다. 각각의 SPEAR(274)는 전력 수신을 위해 전원(82)에 연결된다. 전원(82)은 허브(60) 외부에 위치할 수 있다. 전원(82)에는 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 설비가 제공될 수 있다.
필터(272)는 "누화"라 불리는 불요한 포트간 연결을 방지하도록 작동하고 전원(82)으로부터의 잡음이 통신 케이블링에 도달하는 것을 차단하도록 작동한다.
중앙 관리 및 제어 서브시스템(276)은 전원(82), LAN 스위치(84), 필터(272), SPEAR(274)의 작동을 제어하는 것이 선호된다.
도 3B의 실시예에서, 분리 꼬임 쌍에서 데이터가 전력 및 데이터가 전송될 정도로 커플러가 제공되지 않는다. 전원 인터페이스를 통해 전도체 상에서 실행되는 데이터는 전원 인터페이스의 작동에 의해 영향받지 않는다.
도 2A의 실시예에서 이용되는 허브(100)와 전원 서브시스템(130)의 단순한 블록도표인 도 4A를 참고해보자. 허브(100)는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하는 LAN 스위치(134)를 포함하고, 전원 서브시스템(130)의 일부를 형성하는 컴바이너(136)에 연결된다. 컴바이너(136)는 다수의 커플러(320)를 포함하고, 각각의 커플러는 필터(322)를 통해 SPEAR(324)에 연결된다. 각각의 SPEAR(324)는 전력을 수신하기 위해 전원(132)에 연결된다. 전원(132)은 전원 서브시스템(130) 외부에 위치할 수 있다. 전원(132)에는 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 설비가 제공될 수 있다.
각각의 커플러(320)는 두 개의 포트를 가지고, 한 포트는 LAN 스위치(134)의 포트에 연결되고, 다른 한 포트는 통신 케이블링을 통해 LAN 노드에 연결된다.
커플러(320)는 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 통신 케이블링에 전력에 연결하도록 작동하는 것이 선호된다.
필터(322)는 전원(132)으로부터의 잡음이 통신 케이블링에 도달하는 것을 차단하기 위해 그리고 "누화"로 알려진 포트간 쌍간 불요한 연결을 방지하기 위해 작동한다.
중앙 관리 및 제어 서브시스템(326)은 전원(132), 커플러(320), 필터(322), SPEAR(324)의 작동을 제어한다.
도 2B의 실시예에 사용되는 전원 서브시스템(180)과 허브(150)의 단순화된 블록도표인 도 4B를 참고할 수 있다. 허브(150)는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하는 LAN 스위치(184)를 포함하고, 전원 서브시스템(180)의 일부를 형성하는 전원 인터페이스(186)에 연결된다. 전원 인터페이스(186)는 다수의 필터(372)를 포함하고, 각각의 필터는 SPEAR(374)에 연결된다. 각각의 SPEAR(374)는 전력 수령을 위해 전원(182)에 연결된다. 전원(182)이 전원 서브시스템(180)의 외부에 위치할 수 있다. 전원(182)은 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 설비를 갖출 수 있다.
필터(372)는 "누화"로 알려진 불요한 포트간 쌍간 연결을 방지하기 위해, 그리고 전원(182)으로부터의 잡음을 통신 케이블링에 도달하는 것을 차단하도록 작동한다.
중앙 관리 및 제어 서브시스템(376)은 전원(182), 필터(372), SPEAR(374)의 작동을 제어한다.
도 4B에서, 전력 및 데이터가 분리 꼬임 쌍에서 전송되도록 커플러가 제공되지 않는다. 전원 인터페이스를 통해 전도체 상에서 실행되는 데이터는 전원 인터페이스의 작동에 의해 영향받지 않는다.
전원(32)(도 3A), 전원(82)(도 3B), 전원(132)(도 4A), 전원(182)(도 4B)이 한쌍의 전도체를 따라 각각 SHEAR(224, 274, 324, 374)에 출력 전력을 제공하고, 그 중 하나는 양의 전도체로 지정되고 (+)로 표시되며, 그 중 다른 하나는 음의 전도체로 지정되고 (-)로 표시된다. 양의 전도체와 음의 전도체에 각각 공급되는 전압은 +Vin과 -Vin으로 표시된다. 그 차이는 Vin으로 표시된다.
특히 DC 전류가 통신 케이블링에 연결된 경우에, 도 3A 및 3B와 도 4A 및 4B의 실시예에 사용되는 SPEAR(400)의 블록도표가 도 5에 도시된다.
SPEAR(400)는 전원으로부터 전압 입력 +Vin을 수신하고 이를 통과하는 전류에 비례하는 신호를 발생시키는 전류 센서(402)를 포함한다. 전원(32, 82, 132, 182)으로부터 수신된 전압 입력 -Vin은 전압 입력 -Vin으로부터 변경되지 않는 전압 출력 -Vout을 제공한다.
전류 센서(402)의 출력은 A/D 변환기에 구현되는 프로그램이 기준 전압 소스(406)로부터 기준 전압 Vref를 또한 수신하는 다수의 비교기(404)에 공급된다. 프로그래밍 기준 전압 소스(406)는 관리 및 제어 회로(226, 276, 326, 376)로부터 버스(407)를 통해 제어 입력을 수신한다. 대안으로, 전압 소스(406)가 프로그래밍 될 필요가 없다.
비교기(404)의 출력은 전류 리미터 및 스위치(408)에 공급되고, 상기 전류 리미터 및 스위치(408)는 전류 센서(402)를 통해 입력 전압 Vin을 수신하고, 전류제한된 전압 출력 Vout을 제공한다. 출력 전압 +Vout과 -Vout이 A/D 변환기(409)에 입력으로 가해지고, 상기 변환기(409)는 버스(407)를 통해 관리 및 제어 회로(226, 276, 326, 376)에 +Vout과 -Vout간의 차인 Vout의 디지털 표현을 출력한다. 비교기(404)의 출력은 관리 및 제어 회로(226, 276, 326, 376)에 버스(407)를 통해 공급되어, SPEAR을 따라 흐르는 DC 전류에 관한 정보를 제공하는 감시 입력으로 작용한다.
비교기(404)의 일부 출력은 전류 리미터 및 스위치(408)로 직접 공급되고, 비교기(404)의 다른 일부 출력은 타이머(410)와 플립/플롭(412)을 통해 공급된다. 전류 리미터 및 스위치(408)에 직접 공급되는 출력을 가지는 비교기는 상대적으로 높은 한계값에서 즉각적 전류 제한을 제공하고, 타이머(410)와 플립/플롭(412)을 통해 전류 리미터 및 스위치(408)에 공급되는 출력을 가지는 비교기는 상대적으로 낮은 한계값에서 지연된 액션의 전류 컷오프를 제공한다.
플립-플롭(412)은 관리 및 제어 회로(226, 276, 326, 376)에 의해 버스(407)를 통해 전류 리미터 및 스위치(408)의 작동을 원격제어하는 외부 입력에 따라 응답한다.
앞서 기술한 SPEAR 회로가 음의 리드에서 작동할 수 있다. 이러한 경우에, Vin과 Vout 사이에 단락-리드가 연결될 것이다.
SPEAR의 성분이 대안의 순서로 조직화될 수도 있다.
도 5의 실시예의 선호되는 구현의 단순화된 도면 설명이 도 6에서 이루어진다. 도 5와 6에서 동일한 참조 번호가 사용된다.
외부 세퍼레이터(142-149)로 도 1A와 2A의 실시예에서 사용되는 LAN 노드 인터페이스 회로의 단순화된 블록도표가 도 7A에 도시된다. 도 7A의 회로는 도 1A의 LAN 노드에 내장될 수 있다.
도 7A는 노드 기능에 따라 데이터 송수신기(502), 주전원(504), 여러 다른 요소(506)를 포함하는 네트워크 노드(500)의 구성 성분을 도시한다. 인터페이스 회로는 통신 케이블링 상에서 데이터 및 전력을 수신하도록 작동하는, 그리고 데이터 출력을 데이터 송수신기(502)에 제공하고 통신 케이블링-공급 전원(510)에 분리 전력 출력을 제공하도록 작동하는, 세퍼레이터(508)를 포함한다. 이는 데이터 송수신기(502)와 기타 가능한 적절한 회로에 전력을 공급하는 네트워크 노드(500)의 일부를 형성한다.
외부 커넥터(192-199)와 같이 도 1B와 2B의 실시예에서 이용되는 LAN 노드 인터페이스 회로의 단순화된 블록도표가 도 7B에 도시된다. 도 7B의 회로가 도 1B에서와 같이 LAN 노드에 내장될 수도 있다.
도 7B는 네트워크 노드(550)의 전형적인 구성요소를 도시한다. 상기 네트워크 노드(550)는 노드 기능에 따라, 데이터 송수신기(552), 주전원(554), 여러 다른 요소(556)를 포함한다. 인터페이스 회로는 커넥터(558)를 포함하고, 상기 커넥터(558)는 통신 케이블링 상에서 데이터 및 전력을 수신하도록 작동하고 통신 케이블링-공급 전원(560)에 분리 전력 출력과 데이터 송수신기(552)에 데이터 출력을 제공하도록 작동한다. 이는 데이터 송수신기(552)와 기타 적절한 회로에 전력을 제공하는 네트워크 노드(550)의 일부를 형성한다.
도 3A와 4A의 실시예에 사용되는 커플러의 여러 실시예의 단순화된 블록도표가 도 8A-8G에 도시된다. 여러 실시예는 균형을 잃지 않으면서 DC 전력을 통신 케이블링에 연결하는 공통의 용도를 가진다. 이때 라인 독립성의 최소 변화를 생성하고, 여기에 연결된 라인 변압기의 포화나 단선을 방지한다.
도 8A는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN용으로 적합한 커플러(220, 320)와 같이 커플러(600)를 기술한다. 이는 각 채널에 한쌍의 추가 변압기(610)를 포함한다. 변압기(610)는 일반적으로 1:1 변압기이고, 변압기는 보조 변압기에서 중앙 탭을 포함하고, 보조 변압기를 통해 DC 전압이 꼬임 쌍의 두 와이어에 공급된다.
이 구조는 라인의 균형을 유지하고, 핵 포화를 방지한다. 이 구조는 다음과 같은 장점을 가진다. 즉, 동일한 전압이 꼬임쌍의 두 와이어 상에서 동시에 전달도기 때문에, 단락 회로의 발생이 전력 과부하를 유발하지 않을 것이다. 이 구조의 추가적인 장점은 꼬임 쌍에서 전력 수용을 위해 특별히 적응되지 않은 LAN 노드의 단선을 유발하지 않을 것이라는 점이다.
도 8B는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 사용되는 커플러(220, 320)와 같은 커플러(620)를 나타낸다. 이 커플러(620)는 각 채널에 대해 한쌍의 추가 변압기(630)를 포함한다. 변압기(630)는 일반적으로 1:1 변압기로서, 두 개의 분리 권선(634, 636)으로 나누어지는 보조 변압기(632)를 포함하는 특징을 가진다. 커패시 터(640)는 권선(634, 636) 사이에 연결된다. 커패시터는 데이터 신호와 같이 고주파 신호에 대해 직렬로 두 권선을 연결하지만, DC의 경우 두 권선을 분리시킨다.
이 구조는 동일한 꼬임 쌍을 통해 양전압과 음전압을 두 권선이 운반하게 한다. 이 구조의 장점은 다음과 같다. 즉, 꼬임 쌍을 통해 알짜 0 DC 전류를 가하여, 꼬임 쌍이 동일 방향으로 DC 전류를 운반하였다면 존재하였을 자기장을 제거한다는 점이다. 도 8C는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 사용되는 커플러(220, 320)와 같은 커플러(650)를 나타낸다. 상기 커플러는 DC가 LAN 스위치에 도달하는 것을 효과적으로 차단하는 한쌍의 커패시터(660)를 포함한다. 이 구조는 상대적으로 간단하고 추가 변압기를 필요로하지 않는다.
도 8D는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 사용되는 커플러(220, 320)와 같은 커플러(670)를 나타낸다. 커플러는 DC가 LAN 스위치에 도달하는 것을 효과적으로 차단하는 두쌍의 커패시터(680, 690)를 포함한다. 이 구조는 상대적으로 간단하고 추가적 변압기를 필요로하지 않는다.
이 구조는 다음의 장점을 또한 가진다. 즉, 꼬임 쌍의 두 와이어 상에서 동일한 전압이 동시에 운반되기 때문에, 단락 회로의 발생은 전력 과부하를 유발하지 않는다. 이 구조의 추가 장점은 꼬임 쌍 상에서 전력 수신을 위해 특별히 적응하지 않은 LAN 노드의 단선을 유발하지 않을 것이라는 점이다.
도 8E는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 사용되는 커플러(220, 320)와 같은 커플러(700)를 나타낸다. 상기 커플러(700)는 자체 교정 공통 모드 연결 회로이다. 컴바이너(700)는 조절가능한 두쌍의 액티브 균형 회로(702, 704)를 포함하 고, 이 두 회로는 감지 및 제어 회로(706, 708)와 연계하여 작동한다.
감지 및 제어 회로(706, 708)와 연계하여 작동하는 두쌍의 조절가능한 액티브 균형 회로(702, 704)가 꼬임 쌍을 포함하는 두 와이어의 각각에 동일한 전압을 유지하도록 작동한다는 것이 도 8E의 실시예의 특징이다.
LAN 스위치의 출력은 커플러(700)의 일부가 아닌 고립 변압기(710)를 통해 통신 케이블링에 연결된다. 정확하게 동일한 전압이 꼬임 쌍을 포함하는 두 와이어의 각각에 적용될 때, 고립 변압기(710)의 보조 권선 사이에 DC 전압이 존재하지 않고, 따라서 DC 전류가 흐르지 않는다. 이는 DC 고립 커패시터에 대한 수요를 제거하고, 따라서 컴바이너의 균형과 임피던스 정합 양식을 개선시킨다.
도 8e의 실시예에서 제공되는 바와 같이 액티브 균형조절이 이상적인 시스템에서는 필요하지 않을 것이나, 실제로는 전체 통신 케이블링 시스템을 따라 DC 저항이 변하기 때문에, 액티브 균형조절 없이는 꼬임 쌍의 두 와이어 각각에서 DC 전압은 동일하지 않을 것이고, 따라서 변압기(710)의 단선이나 포화를 유발할 수 있는 변압기(710)의 보조 변압기 사이에 DC 전압 강하가 나타날 것이다.
도 8E의 실시예의 선호되는 구현을 블록도표로 나타낸 것이 도 8F이다.
도 8E의 실시예의 선호되는 구현을 블록도표로 나타낸 것이 도 8G이다.
도 8A-G의 컴바이너와 연계하여 도 1A, 2A, 7A의 실시예에서 이용하는 세퍼레이터의 여러 실시예의 블록도표가 도 9A-G이다.
도 9A-G에 포함된 성분에 추가하여, 이 세퍼레이터들은 쌍간 포트간 누화를 방지하기 위해 적절한 필터를 포함할 수 있다.
여러 실시예들은 균형을 흐뜨리지 않으면서 통신 케이블링으로부터 ED 전력을 분리할 공통 목적을 가진다. 이때 연결된 라인 변압기의 포화나 단선을 방지하고 라인 임피던스의 최소 변화를 생성한다.
도 9A는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 사용되는 세퍼레이터(142)(도 2A)와 같은 세퍼레이터(1600)를 나타낸다. 상기 세퍼레이터(1600)는 각 채널에 대한 한 쌍의 추가 변압기(1610)를 포함한다. 변압기(1610)는 일반적으로 1:1 변압기로서, 변압기는 주변압기 에 중앙 탭을 포함하고, 이 주변압기를 통해 꼬임 쌍의 두 와이어로부터 DC 전압이 추출된다.
이 구조는 라인 균형을 유지하고, 핵 포화를 방지한다. 이 구조는 다음의 장점을 또한 가진다. 즉, 꼬임 쌍의 두 와이어 상에서 동일한 전압이 동시에 운반되기 때문에, 단락 회로의 발생은 전력 과부하를 유발하지 않을 것이다. 이 구조의 추가적 장점은 꼬임 쌍 상에서 전력 수신을 위해 특별히 적응되지 않은 LAN 노드의 단선을 유발하지 않을 것이라는 점이다.
도 9B는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 사용되는 세퍼레이터(142)(도 2A)와 같은 세퍼레이터(1620)를 나타낸다. 상기 세퍼레이터(1620)는 각 채널에 대해 한 쌍의 추가 변압기(1630)를 포함한다. 변압기(1630)는 1:1 변압기로서, 두 개의 분리 권선(1634, 1636)으로 나누어지는 주변압기(1632)를 포함하는 것이 특징이다. 권선(1634, 1636) 사이에 커패시터(1640)가 연결된다. 커패시터는 고주파 신호에 대해 직렬로 두 개의 권선을 효과적으로 연결하지만, DC의 경우 두 권선을 효과적으로 분리한다.
이 구조는 동일한 꼬임 쌍을 통해 양전압과 음전압을 두 개의 권선이 각각 운반하게 한다. 이 구조의 장점은 꼬임 쌍을 통해 0의 알짜 DC 전류를 공급하고, 따라서, 꼬임 쌍이 DC 전류를 동일 방향으로 운반하였을 경우 존재할 수 잇는 자기장을 제거한다.
도 9C는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN을 이용하는 세퍼레이터(142)(도 2A)와 같은 세퍼레이터(1650)를 나타낸다. 상기 세퍼레이터(1650)는 한쌍의 커패시터(1660)를 포함하고, 상기 커패시터(1660)는 노드 회로에 DC가 도달하는 것을 효과적으로 차단한다. 이 구조는 상대적으로 간단하고 추가 변압기를 필요로하지 않는다.
도 9D는 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN을 이용하는 세퍼레이터(142)(도 2A)와 같은 세퍼레이터(1670)를 나타낸다. 상기 세퍼레이터(1670)는 두쌍의 커패시터(1680, 1690)를 포함하고, 상기 커패시터는 DC가 노드 회로에 도달하는 것을 효과적으로 차단한다. 이 구조는 상대적으로 간단하고 추가 변압기를 필요로하지 않는다.
이 구조는 다음과 같은 장점을 가진다. 즉, 꼬임 쌍의 두 와이어에서 동일한 전압이 동시에 운반되기 때문에, 단락 회로의 발생은 전력 과부하를 이끌지 않을 것이다라는 점이다. 이 구조의 추가적 장점은 꼬임 쌍에서 전력 수신을 위해 특별히 적응되지 않은 LAN 노드의 단선을 유발하지 않을 것이다라는 점이다.
도 9E는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 LAN에 이용되는 세퍼레이터(142)(도 2A)와 같은 세퍼레이터(1700)를 나타낸다. 이 세퍼레이터(1700)는 두쌍의 조절가능한 액티브 균형 회로(1702, 1704)를 포함하고, 이 두 쌍의 회로는 감지 및 제어 회로(1706, 1708)와 연계하여 작동한다.
감지 및 제어 회로(1706, 1708)와 연계하여 작동하는 두쌍의 조절가능한 액티브 균형 회로(1702, 1704)가 꼬임 쌍을 포함하는 두 와이어 각각에 동일한 전압을 유지하도록 작동한다는 점이 도 9E의 실시예의 특징이다.
고립 변압기(1710)를 통해 통신 케이블링에 LAN 노드의 입력이 연결된다. 변압기(1710)는 세퍼레이터(1700)의 일부가 아니다. 정확하게 동일한 전압이 꼬임 쌍을 포함하는 두 와이어 각각에서 유지될 때, 고립 변압기(1710)의 주권선 사이에 DC 전압이 존재하지 않고, 따라서 DC 전류가 흐르지 않는다. 이는 DC 고립 커패시터에 대한 필요성을 제거하고, 따라서 세퍼레이터의 균형 조절 및 임피던스 정합 양식을 개선시킨다.
이론적으로 이상적인 시스템에는 도 9E의 실시예에서와 같이 액티브 균형조절이 필요없을테지만, 실제로는 전체 통신 케이블링 시스템을 통해 DC 저항이 일정하지 않기 때문에, 꼬임 쌍의 두 와이어 각각에서의 DC 전압은 액티브 균형조절이 없을 경우 동일하지 않을 것이며, 따라서 변압기(1710)의 포화나 단선을 유발할 수 있는 주변압기(1710) 사이에 DC 전압 강하를 생성할 수 있다.
요소(1702, 1706)를 포함하여, 도 9E의 실시예의 선호되는 구현의 단순화 도면인 도 9F가 도시된다.
요소(1704, 1708)를 포함하여, 도 9E의 실시예의 선호되는 구현의 단순화된 도면인 도 9G가 도시된다.
꼬임 쌍의 양 리드에서 전압이 동일함을 보장하기 위해 도 9F와 9G의 회로가 제공된다. 변압기(1710)를 따라 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 꼬임 쌍에 회로가 연결된다. 이는 요소(1706, 1708) 제어 하에서 액티브 필터(1702, 1704)를 따라 흐르는 전류를 변경시킴으로서 도 9F와 9G의 회로에 의해 달성된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 통신 케이블링 상에서 전력 공급 및 관리를 포함하는 통신 네트워크의 블록도표가 도 10A에 도시된다.
도 10A에 도시되는 바와 같이, 케이블링, 즉 구조화 케이블링 시스템(선호됨)에 의해 다수의 LAN 노드에 연결되는 허브(2010)를 포함하는 LAN이 제공된다. 상기 다수의 LAN 노드의 예로는 데스크탑 컴퓨터(2012), 웹카메라(2014), 팩스(2016), IP 전화라고 알려진 LAN 전화(2018), 컴퓨터(2020), 서버(2022)가 있다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브를 여러 LAN 노드에 연결하는 통신 케이블링과 허브(2010)를 통해 상기 다수의 노드에 작동 전력이나 예비 전력을 제공하도록 작동하는 전원 서브시스템(2030)이 제공된다.
도 10A의 도시되는 실시예에서, 서브시스템(2030)은 허브(2010) 내부에 위치하고, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 예비 전력과 작동 전력을 공급하는 전원(2032)을 포함한다. 통신 케이블링은 컴바이너(2036)를 통해 여러 LAN 노드에 LAN 스위치(2034)를 연결한다. 컴바이너는 전원(2032)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드에 전력을 연결한다. LAN 스위치(2034)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 컴바이너(2036)를 통과한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 서브시스템(2030)에 의해 공급되는 전력을 제어하고 감시하는 전력 관리 및 제어 유닛(2038)이 허브(2010)에 제공된다. 전력 관리 및 제어 유닛(2038)은 LAN이나 WAN을 통해 관리 워크스테이션(2040)과 통신한다. 관리 워크스테이션(2040)은 전력 관리 및 제어 유닛(2038)의 작동을 통제하기 위해 오퍼레이터의 제어하에서 작동한다.
다중 전력 관리 및 제어 유닛(2038)의 작동을 관리 워크스테이션(2040)이 통제할 수 있다. 전력 관리 및 제어 유닛(2038)은 노드에 표준 LAN 메시지를 제공함으로서 LAN 스위치(2034)를 통해 여러 LAN 노드와 통신할 수 있고, 전력 이용의 현재 모드를 통제한다. 가령, 전력 관리 및 제어 유닛(2038)은 제어 메시지를 전송할 수 있고, 상기 전송 메지시는 LAN 노드에서 해독되고, 완전 기능이나 부분 기능이 제공되는 지를 제어하기 위해 도 14A와 14B의 회로에서 제어기에 의해 이용된다.
한 특정 경우에, 전력 관리 및 제어 유닛(2038)이 전원(2032)에 대한 주전력이 가용하지 않음을 감지할 때, 예비 또는 감소 전력 모드에서 여러 LAN 노드를 작동시키도록 LAN 스위치(2034)를 통해 제어 메시지를 전송할 수 있다.
허브(2010)로부터 데스크탑 컴퓨터(2012), 팩스(2016), 컴퓨터(2020)로의 통신 케이블링은 데이터 및 예비 전력을 운반하고, 허브(2010)로부터 허브 카메라(2014)와 LAN 전화(2018)까지의 통신 케이블링은 데이터와 작동 전력을 운반하며, 허브로부터 서버(2022)로의 통신 케이블링은 데이터만을 운반하고, 이는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 전형적 LAN 배열의 결과이다.
통신 케이블링 상에서 전력을 수신하는 LAN 노드(2012-2020) 각각은 데이터로부터 전력을 분리시키기 위해 세퍼레이터를 포함한다. 도 10A의 실시예에서, 세퍼레이터는 노드 내부에 위치하고, 따로 지정되지 않는다. 하지만 분리 세퍼레이터가 사용될 수도 있다.
데이터와 전력이 동일한 꼬임 구리 쌍에서 운반되는 것이 도 10A의 실시예의 특징이다.
도 10A는 여러 LAN 노드에 허브를 연결하는 통신 케이블링과 허브를 통해 다수의 LAN 노드에 전력을 제공하는 시스템의 한 실시예를 도시한다. 허브를 여러 LAN 노드에 연결하는 통신 케이블링과 허브를 통해 다수의 LAN 노드에 전력을 제공하는 시스템의 또다른 실시예가 도 11A에 도시된다. 도 11A는 통신 케이블링 상에서 전력을 LAN 노드에 제공하도록 작동하는 전원 및 관리 유닛을 포함하는 LAN을 도시한다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 통신 케이블링 상에서 전력 공급 및 관리를 포함하는 통신 네트워크의 블록도표가 도 10B에 도시된다.
도 10B에 도시되는 바와 같이, 데크스탑 컴퓨터(2062), 웹카메라(2064), 팩스(2066), IP 전화라 불리는 LAN 전화(2068), 컴퓨터(2070), 서버(2072)와 같이 다수의 LAN 노드에 구조화 케이블링 시스템과 같은 케이블링에 의해 연결되는 허브(2060)를 포함하는 LAN이 제공된다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 허브를 여러 LAN 노드에 연결하는 통신 케이블링과 허브(2060)를 통해 상기 다수의 노드에 작동이나 예비 전력을 제공하도록 작동하는 전원 서브시스템(2080)이 제공된다.
도 10B의 실시예에서, 서브시스템(2080)은 허브(2060) 내에 위치하고, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 작동 전력과 예비 전력을 공급하는 전원(2082)을 포함한다. 통신 케이블링은 전원 인터페이스(2086)를 통해 여러 LAN 노드에 LAN 스위치(2084)를 연결한다. 전원 인터페이스는 전원(2082)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드에 전력을 제공한다. LAN 스위치(2084)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 전원 인터페이스(2086)를 통과한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 서브시스템(2080)에 의해 공급되는 전력을 감시하고 제어하는 전력 관리 및 제어 유닛(2088)이 허브(2060)에 제공된다. 전력 관리 및 제어 유닛(2088)은 LAN이나 WAN을 통해 관리 워크스테이션(2090)과 통신하는 것이 선호된다. 관리 워크스테이션(2090)은 전력 관리 및 제어 유닛(2088)의 작동을 통제하도록 오퍼레이터의 제어하에서 작동한다.
관리 워크스테이션(2090)이 다중 전력 관리 및 제어 유닛(2088)의 작동을 통제할 수 있다. 전력 관리 및 제어 유닛(2088)은 노드에 표준 LAN 메시지를 제공함으로서 LAN 스위치(2084)를 통해 여러 LAN 노드와 통신할 수 있고, 따라서 전력 이용의 현재 모드를 통제할 수 있다. 가령, 전력 관리 및 제어 유닛(2088)은 제어 메시지를 전송할 수 있고, 상기 제어 메시지는 LAN 노드에서 해독되고, 완전 기능이나 부분기능이 제공되는 지를 제어하기 위해 도 14A와 14B의 회로에서 제어기에 의해 이용된다.
한 특정 경우에, 전력 관리 및 제어 유닛(2088)이 전원(2082)으로의 주전력이 가용하지 않다는 것을 감지할 경우, 예비/감소 전력 모드에서 여러 LAN 노드를 작동시키도록 LAN 스위치(2084)를 통해 제어 메시지를 전송할 수 잇다.
허브(2060)로부터 데스크탑 컴퓨터(2062), 팩스(2066), 컴퓨터(2060)로의 통신 케이블링은 데이터 및 예비 전력을 운반하고, 허브(2060)로부터 허브 카메라(2064) 및 LAN 전화(2068)로의 통신 케이블링은 데이터와 작동 전력을 운반하며, 허브로부터 서버(2072)로의 통신 케이블링은 데이터만을 운반한다. 이는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 전형적 LAN 배열에 따른 것이다.
통신 케이블링 상에서 전력을 수신하는 LAN 노드(2062-2070) 각각은 전력 및 데이터를 달리 제공하기 위해 커넥터를 포함한다. 도 10B에서, 커넥터는 노드 내부에 위치하고 달리 지정되지 않으며, 분리 커넥터가 사용될 수도 있다.
각각의 통신 케이블링 라인의 분리식 꼬임 구리 쌍에서 데이터와 전력이 운반된다는 것이 도 10B의 실시예의 특징이다.
도 10B는 허브를 여러 LAN 노드에 연결하는 통신 케이블링과 허브를 통해 다수의 LAN 노드에 전력을 제공하는 시스템의 한 실시예를 도시한다. 여러 LAN 노드에 허브를 연결하는 통신 케이블링과 허브를 통해 다수의 LAN 노드에 전력을 제공하는 시스템의 또다른 실시예가 도 11B에 도시된다. 도 11B는 통신 케이블링 상에서 LAN 노드에 전력을 제공하도록 작동하는 전력 공급 및 관리 유닛을 포함하는 LAN을 도시한다.
도 11A의 실시예에서, 기존 허브(2100)는 통신 케이블링 상에서 전력을 제공 하지 않으며, 전력 공급 및 관리 서브시스템(2130)은 허브(2100) 외부에 위치하고, 전력 관리 및 제어 유닛(2133)뿐 아니라 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 작동전력과 예비 전력을 공급하는 전원(2132)을 포함한다.
통신 케이블링은 전력 공급 및 관리 서브시스템(2130)에서 기존 허브(2100)의 LAN 스위치(2134)를 컴바이너(2136)에 연결하고, 여러 LAN 노드에 컴바이너를 연결한다. 컴바이너(2136)는 전원(2132)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드에 전력을 연결한다. LAN 스위치(2134)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 컴바이너(2136)를 통과한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 서브시스템(2130)에 의해 공급되는 전력을 감시하고 제어하는 전력 관리 및 제어 유닛(2133)이 전원 및 관리 서브시스템(2130)에 제공된다. 전력 관리 및 제어 유닛(2133)은 LAN이나 WAN을 통해 관리 워크스테이션(2140)과 통신하는 것이 선호된다.
관리 워크스테이션(2140)은 전력 관리 및 제어 유닛(2133)의 작동을 통제하도록 오퍼레이터의 제어하에서 작동한다. 관리 워크스테이션(2140)은 다중 전력 관리 및 제어 유닛(2133)의 작동을 통제할 수 있고, 다중 허브(2100)의 작동을 통제할 수 있다.
허브(2100)로부터 데스크탑 컴퓨터(2112), 팩스(2116), 컴퓨터(2120)로의 통신 케이블링은 데이터와 예비 전력을 운반하고, 허브(2100)로부터 허브 카메라(2114)와 LAN 전화(2118)로의 통신 케이블링은 데이터와 작동 전력을 운반하 며, 허브(2100)로부터 서버(2122)로의 통신 케이블링은 데이터만을 운반하지만 서브시스템(2130)을 통과할 필요는 없다. 이는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 전형적 LAN 배열에 따른 것이다.
도 11A의 도시되는 실시예에서, 전력을 수신하는 LAN 노드(2112-2120) 각각에는 통신 케이블링에 연결되는 전력으로부터 데이터를 분리시키기 위한 외부 세퍼레이터가 제공된다. 노드(2112-2120)와 관련된 외부 세퍼레이터는 (2142-2150)으로 표시된다. 이러한 세퍼레이터 각각은 통신 케이블링 입력과 분리 데이터 및 전력 출력을 가진다. 모든 노드(2112-2120)에 내부 세퍼레이터가 제공될 수 있고, 또한 모든 노드(2112-2120)에 외부 세퍼레이터가 제공될 수 있다.
앞서 기술한 LAN 노드에 추가하여, 발명은 다른 적절한 노드로 유용하다. 즉, 다른 적절한 노드의 예로는 무선 LAN 접근 지점, 응급 발광 시스템 요소, 페이징 라우드스피커, CCTV 카메라, 경보 센서, 출입 센서, 접근 제어 유닛 랩탑 컴퓨터, 네트워크 요소(허브, 스위치, 라우터 등), 모니터, PC 및 워크스테이션용 메모리 예비 유닛이 있다.
도 11B의 실시예에서, 기존 허브(2150)는 통신 케이블링 상에서 전력을 제공하지 않고, 전력 공급 및 관리 서브시스템(2180)은 허브(2150) 외부에 위치하고, 전력 관리 및 제어 유닛(2183) 뿐 아니라 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 작동 전력이나 예비 전력을 공급하는 전원(2182)을 포함한다.
통신 케이블링은 전력 공급 및 관리 서브시스템(2180)에서 기존 허브(2150)의 LAN 스위치(2184)를 전원 인터페이스(2186)에 연결하고, 컴바이너를 여러 LAN 노드에 연결한다. 전원 인터페이스(2186)는 전원(2182)으로부터 통신 케이블링을 따라 LAN 노드에 전력을 제공한다. LAN 스위치(2184)로부터의 양방향 데이터 통신은 간섭없이 전원 인터페이스(2186)를 통과한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 통신 케이블링을 통해 여러 LAN 노드에 서브시스템(2180)에 의해 공급되는 전력을 감시하고 제어하는 전력 관리 및 제어 유닛(2183)이 전력 공급 및 관리 서브시스템(2180)에 제공된다. 전력 관리 및 제어 유닛(2183)은 LAN이나 WAN을 통해 관리 워크스테이션(2190)과 통신한다.
관리 워크스테이션(2190)은 전력 관리 및 제어 유닛(2183)의 작동을 통제하도록 오퍼레이터의 제어 하에서 작동한다. 관리 워크스테이션(2190)은 다중 전력 관리 및 제어 유닛(2183)의 작동을 통제할 수 있고, 다중 허브(2150)의 작동을 통제할 수 있다.
허브(2150)로부터 데스크탑 컴퓨터(2162), 팩스(2166), 컴퓨터(2170)로의 통신 케이블링은 데이터와 예비 전력을 운반하고, 허브(2150)로부터 허브 카메라(2164)와 LAN 전화(2168)로의 통신 케이블링은 데이터와 작동전력을 운반하며, 허브(2150)로부터 서버(2172)로의 통신 케이블링은 데이터만을 운반하지만 서브시스템(2180)을 통과할 필요는 없다. 이는 발명의 선호되는 실시예에 따라 작동하고 만들어진 전형적 LAN 배열에 따른다.
도 11B의 실시예에서, 전력을 수신하는 LAN 노드(2162-2170) 각각에는 통신 케이블링으로부터 데이터와 전력을 따로 제공하기 위한 외부 커넥터가 제공된다. 노드(2162-2170)와 연관된 외부 커넥터는 (2192-2199)로 표시된다. 각각의 이러한 커넥터는 통신 케이블링 입력과 분리 데이터 및 전력 출력을 가진다. 모든 노드(2162-2170)에 내부 커넥터가 제공될 수 있고, 모든 노드(2162-2170)에 외부 커넥터가 제공될 수도 있다.
앞서 기술한 LAN 노드에 추가하여, 무선 LAN 접근 지점, 응급 발광 시스템 요소, 페이징 라우드스피커, CCTV 카메라, 경보 센서, 출입 센서, 접근 제어 유닛, 랩탑 컴퓨터, 네트워크 요소(허브, 스위치, 라우터), 모니터, 그리고 PC 및 워크스테이션용 메모리 예비 유닛과 같이 다른 적절한 노드에 본 발명이 유용하다.
도 10A의 요소에 사용되는 허브(2010)와 같은 허브의 도면이 도 12A에 도시된다. 허브(2010)는 LAN 스위치(2034)(도 10A)와 같은 LAN 스위치를 포함한다. 이는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하고, 도 3A에 도시되는 바와 같이 커플러(220)와 필터(222)를 포함하는 커플러와 필터 유닛(2037)에 연결된다. 그리고 컴바이너(2036)의 일부를 형성한다.
커플러와 필터 유닛(2037)은 다수의 SPEAR(2224)에 연결된다. 각각의 SPEAR(2224)는 전력을 수신하기 위해 전원(2032)(도 10A)에 연결된다. 전원(2032)은 허브(2010)의 외부에 위치할 수 있다. 전원(2032)에는 배터리 연결같이 전력 단전 예비 설비가 제공될 수 있다.
전력 관리 및 제어 유닛(2038)(도 10A)은 SPEAR 제어기(2160)를 포함하고, 상기 제어기(2160)는 버스(2162)를 통해 마이크로프로세서(2164), 메모리(2166), 통신 회로(2168)에 연결된다. 상기 통신 회로의 예로는 모뎀이 있다. 전력 관리 및 제어 서브시스템(2038)은 전원(2032)의 작동을 제공함은 물론 컴바이너(2036)에서 모든 커플러, 필터, SPEAR의 작동을 제어하도록 작동한다. 전력 관리 및 제어 서브시스템(2038)은 시스템의 여러 작동 모드에서 여러 LAN 노드에 할당된 전력의 오퍼레이터 제어 및 감시를 이행하기 위하여 관리 워크스테이션(2040)과 통신한다.
도 10B의 실시예에서 이용되는 허브(2060)와 같이 허브의 단순화된 블록도표가 도 12B에 도시된다. 허브(2060)는 LAN 스위치(2084)(도 10B)와 같은 기존의 LAN 스위치를 포함하는 것이 선호되고, 이는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하고 필터 유닛(2087)에 연결된다. 상기 필터 유닛(2087)은 도 3B에 도시되는 바와 같이 필터(222)를 포함하고, 전원 인터페이스(2086)(도 10B)의 일부를 형성한다.
필터 유닛(2087)은 다수의 SPEAR(2274)에 연결된다. 각각의 SPEAR(2274)는 전력을 수신하기 위해 전원(2082)(도 10B)에 연결된다. 전원(2082)은 허브(2060) 외부에 위치할 수 있다. 전원(2082)에는 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 설비가 제공될 수 있다.
전력 관리 및 제어 유닛(2088)(도 10B)은 SPEAR 제어기(2276)를 포함하고, 상기 제어기(2276)는 버스(2278)를 통해 마이크로프로세서(2280), 메모리(2282), 통신 회로(2284)에 연결되고, 통신 회로의 예로는 모뎀이 있다. 전력 관리 및 제어 서브시스템(2284)은 전원(2082) 작동의 제어뿐 아니라 전원 인터페이스(2086)에서 모든 필터와 SPEAR의 작동을 제어하도록 작동한다. 전력 관리 및 제어 유닛(2088)은 시스템의 여러 작동 모드에서 여러 LAN 노드에 할당된 전력의 오퍼레이터 제어 및 감시를 이행하기 위해 관리 워크스테이션(2090)(도 10B)과 통신한다.
도 11A의 실시예에서 이용되는 전력 공급 및 관리 서브시스템과 허브의 도면 이 도 13A에 도시된다. 허브(2100)(도 11A)는 기존 LAN 스위치(2134)를 포함하고, 상기 LAN 스위치(2134)는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하고 전원 서브시스템(2130)의 일부를 형성하는 컴바이너(2136)에 연결된다.
컴바이너(2136)는 도 4A에 도시되는 바와 같이 커플러(320)와 필터(322)를 포함하는 커플러 및 필터 유닛(2137)을 포함한다.
커플러 및 필터 유닛(2137)은 다수의 SPEAR(2324)에 연결된다. 각각의 SPEAR(2324)는 전력 수신을 위해 전원(2132)(도 11A)에 연결된다. 전원(2132)은 전력 공급 및 관리 서브시스템(2130) 외부에 위치할 수 있다. 전원(2132)에는 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 설비가 제공될 수 있다.
전력 관리 및 제어 유닛(2133)(도 11A)은 버스(2362)를 통해 마이크로프로세서(2364), 메모리(2366), 통신 회로(2368)에 연결되는 SPEAR 제어기(2360)를 포함한다. 상기 통신 회로(2368)의 예로는 모뎀을 포함한다. 전력 관리 및 제어 유닛(2133)은 컴바이너(2136)에서 모든 커플러, 필터, SPEAR의 작동을 제어하도록, 그리고 전원(2132)의 작동을 제어하도록 작동한다.
전력 관리 및 제어 서브시스템(2133)은 시스템의 여러 작동 모드에서 여러 LAN 노드에 할당된 전력의 오퍼레이터 제어 및 감시를 이행하기 위해 관리 워크스테이션(2140)(도 11A)과 통신한다.
도 11B의 실시예에서 이용되는 전력 공급 및 관리 서브시스템과 허브의 블록도표가 도 13B에 도시된다. 허브(2150)는 기존 LAN 스위치(2184)를 포함한다. 상기 LAN 스위치(2184)는 데이터 통신 스위치/리피터로 기능하고 전원 서브시스템(2180) 의 일부를 형성하는 전원 인터페이스(2186)에 연결된다.
전원 인터페이스(2186)는 도 4B에 도시되는 바와 같이 필터(372)를 포함하는 필터 유닛(2187)을 포함한다.
필터 유닛(2187)은 다수의 SPEAR(2374)에 연결된다. 각각의 SPEAR(2374)는 전력을 수신하기 위해 전원(2182)(도 11B)에 연결된다. 전원(2182)은 전력 공급 및 관리 서브시스템(2180)의 외부에 위치할 수 있다. 전원(2182)에는 배터리 연결과 같이 전력 단전 예비 설비가 제공될 수 있다.
전력 관리 및 제어 유닛(2183)은 버스(2378)를 통해 마이크로프로세서(2380) 메모리(2382), 통신 회로(2384)에 연결되는 SPEAR 제어기(2376)를 포함한다. 이때 통신 회로의 예로는 모뎀이 있다. 전력 관리 및 제어 유닛(2183)은 전원 인터페이스(2186)에서 모든 필터와 SPEAR의 작동을 제어하도록 작동할 분 아니라 전원(2182)의 작동을 제어하도록 작동한다.
전력 관리 및 제어 유닛(2183)은 시스템의 여러 작동 모드에서 여러 LAN 노드에 할당된 전력의 오퍼레이터 제어 및 감시를 이행하기 위해 관리 워크스테이션(2190)(도 11B)과 통신한다.
도 10A, 10B, 11A, 11B의 실시예에 이용되는 두 다른 노드 구조의 블록도표가 도 14A와 14B에 도시된다.
도 14A의 회로는 노드에서 구현되는 회로를 포함하며, 그 회로의 일부가 상기 노드와 연관된 커넥터나 세퍼레이터에서 구현될 수 있다.
도 10A의 노드(2012-2020), 도 10B의 노드(2062-2070), 도 11A의 노드(2112- 2120), 도 11B의 노드(2162-2170)는 완전 기능 및 감소 기능 작동에 요구되는 회로를 포함한다. 이 회로를 "중요 회로(2400)"라 한다. 또한 감소 기능 작동에 필요하지 않은 회로, 즉 "비중요 회로(2402)"를 포함한다. 가령, 노드가 IP 전화를 포함할 경우, 중요 회로(2400)는 전화상에서 사용자가 듣고 말할수 있도록 하는 회로를 포함하고, 비중요 회로(2402)는 자동 리다이얼, 전화 디렉토리, 스피커톤 기능과 같은 부기능을 제공한다.
노드의 일부인 회로(2400, 2402)는 (2404)로 표시된다. 노드 내에 통합될 수도, 되지 않을 수도 있는 다른 회로가 이제부터 기술될 것이다. 전원(510)(도 7A), 전원(560)(도 7B)과 같은 전원(2406)은 통신 케이블링을 통해 도 7A의 세퍼레이터(508)와 같은 세퍼레이터로부터, 또는 도 7B에 도시되는 커넥터(558)와 같은 커넥터로부터 전력을 수신한다. 전원(2406)은 비중요 회로(2402)에 스위치(2410)를 통해, 그리고 따라 중요 회로(2400)에 전력을 공급한다. 스위치(2410)는 주전력에 연결된 전원(2412)으로부터 전력의 전송을 수신하고 제어할 수 있다.
스위치(2410)는 이진 출력을 제공하는 기존 마이크로제어기인 제어기(2414)로부터 제어 입력을 수신한다. 제어기(2414)는 센서(2416)로부터 제어 입력을 수신한다. 제어기(2414)는 전원(2412)으로부터 제어 입력을 또한 수신한다.
센서(2416)는 가능한 여러 방법으로 구현될 수 있다. 가령, 전원(2406)에 공급되는 전력의 전압 레벨을 감지할 수 있다. 추가적으로, 도 11A의 실시예에서와 비슷한 회로로부터, 또는 컴바이너(2036)(도 10A)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2038)로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 제어 신호를 감지할 수 있다. 대안으로, 도 11B의 실시예와 유사한 회로로부터 또는 전원 인터페이스(2086)(도 10B)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2088)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다.
센서(2416)는 세퍼레이터(508)(도 7A)나 커넥터(558)(도 7B)의 전력 및 데이터 출력으로부터 입력을 수신할 수 있다. 세퍼레이터(508)나 커넥터(558)의 데이터 출력으로부터 수신하는 입력은 제어 신호 해독 기능을 포함할 수 있는 중요 회로에 입력으로부터 태핑될 수 있고, 하지만, 해독된 제어 신호를 제공하는 중요 회로의 출력으로부터 도출될 수도 있다.
제어기(2414)의 기능은 다음과 같이 요약된다. 제어기(2414)가 주전력이 가용하다는 것을 표시하는 전원(2412)으로부터 제어 입력을 수신할 때, 전력이 중요 회로(2400)와 비중요 회로(2402)에 모두 공급되도록 스위치(2410)를 작동시킨다.
주전력이 전원(2412)을 통해 가용하지 않지만, 센서(2416)는 통신 케이블링을 통해 충분한 전력이 가용함을 나타낼 때, 중요 회로(2400)와 비중요 회로(2402)에 전력이 공급되도록 제어기(2414)가 스위치(2410)를 작동시킨다.
그러나 주전력이 전원(2412)을 통해 가용하지 않고 충분한 전력이 가용하지 않음을 센서(2416)가 표시하면, 적절한 전력이 가장 높은 우선순위로 중요 회로(2400)에 공급되도록 제어기가 스위치(2410)를 작동시킨다. 중요 회로(2400)에 의해 소요되는 추가 전력이 또한 가용할 경우, 스위치(2410)를 통해 비중요 회로(2402)에 추가 전력이 공급될 수 있다.
대안으로, 제어기(2414)에 의한 스위치(2410)의 작동은 단독으로 결정되지 않을 수 있고, 가용 전력에 의해 결정되지 않는다. 차라리 센서(2416)에 의해 감지된 제어 신호에 의해 단독으로 결정될 수 있고, 가용 전력에 는 부분적으로든 전체적으로든 독립적이다.
도 14B를 참고해보자. 도 14B의 회로는 회로가 노드에 연계된 세퍼레이터나 커넥터에서 구체화될 수 있다. 전원(510)(도 7A), 전원(560)(도 7B)과 같은 전원(2436)은 도 7A에 도시되는 세퍼레이터(508)와 같은 세러페이터로부터 통신 케이블링을 통해 전력을 수신한다. 전원(2436)은 노드의 회로(2440)에 스위치(2438)를 통해 전기를 공급한다. 스위치(2438)는 주전력에 연결된 전원(2442)으로부터 전력을 또한 수신한다.
스위치(2438)는 이진 출력을 제공하는 기존 마이크로제어기인 제어기(2444)로부터 제어 입력을 수신한다. 제어기(2444)는 감시 회로(2448)로부터 제어 입력과, 센서(2446)로부터 제어 입력을 수신한다. 전원(2436)이나 전원(2442)에 의해 전력을 계속 공급받는 감시 회로(2448)는 슬립 모드 기능으로부터 완전 기능까지 시프트를 위해 LAN 노드의 필요성을 감지한다. 가령, 노드 이용 의도를 표시하는 사용자 입력을 수신함으로서, 또는 통신 케이블링을 통해 제어 메시지를 수신함으로서, 필요성을 감지할 수 있다. 제어기(2444)는 전원(2442)으로부터 제어 입력을 또한 수신할 수 있다.
센서(2446)는 여러 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 가령, 전원(2446)에 공급되는 전력의 전압 수준을 감지할 수도 있다. 추가적으로, 도 11A의 실시예와 유 사한 회로로부터, 또는 컴바이너(2036)(도 10A)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2038)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다. 대안으로, 도 11B의 실시예와 유사한 회로로부터, 또는 전원 인터페이스(2086)(도 10B)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2088)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다.
스위치(2438)는 이진 출력을 제공하는 기존 마이크로제어기인 제어기(2444)로부터 제어 입력을 수신한다. 제어기(2444)는 감시 회로(2448)로부터 제어 입력뿐 아니라 센서(2446)로부터 제어 입력을 수신한다. 전원(2436)이나 전원(2442)에 의해 계속 전력공급받는 감시 회로(2448)는 슬립 모드 기능으로부터 완전 기능으로 시프트를 위해 LAN 노드의 필요성을 감지한다. 예를 들어, 노드 이용 의도를 표시하는 사용자 입력을 수신함으로서, 또는 통신 케이블링을 통해 제어 메시지를 수신함으로서, 이 필요성을 감지할 수 있다. 제어기(2444)는 전원(2442)으로부터 제어 입력을 또한 수신할 수 있다.
센서(2446)는 여러 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 가령, 전원(2446)에 공급되는 전력의 전압 수준을 감지할 수 있다. 추가적으로, 도 11A의 실시예의 유사한 회로로부터, 또는 컴바이너(2036)(도 10A)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2038)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다. 대안으로, 도 11B 실시예의 유사 회로로부터, 또는 전원 인터페이스(2086)(도 10B)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2088)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다.
제어기(2444)의 기능은 다음과 같이 요약될 수 있다. 감시 회로(2448)로부터, 또는 센서(2446)로부터와는 반대로 어떤 표시가 없을 경우, 제어기는 회로(2440)가 동작하지 않도록 스위치(2438)를 작동시킨다. 회로(2440) 작동에 대한 요구를 표시하는 적절한 입력이 감시 회로(2448)나 센서(2446)로부터 수신될 경우, 제어기(244)는 회로(2444) 작동을 위해 스위치(2438)를 작동시킨다.
도 15를 참고해보자. 도 15에 도시되는 회로는 노드에서 구현되는 것이 선호되는 회로를 포함하며, 그 회로들은 그 노드와 연계된 세퍼레이터에서 구체화될 수도 있다.
도 10A의 노드(2012-2020), 도 10B의 노드(2062-2070), 도 11A의 노드(2012-2070), 도 11B의 노드(2162-2170)와 같은 노드는 완전 기능 및 감소 기능 작동에 필요한 중요회로(2500)와 감소 기능 작동에 필요하지 않은 비중요 회로(2502)를 포함한다. 가령, 노드가 IP 전화를 포함할 경우, 중요 회로(2500)는 사용자가 전화 상에서 말하고 듣는 것을 가능하게 하는 회로를 포함한다. 비중요 회로(2502)는 자동 리다이얼, 전화 디렉토리, 스피커폰 기능과 같은 부기능을 제공한다.
노드의 일부인 회로(2500, 2502)는 (2504)로 표시된다. 노드 내에 통합될 수 있는(통합되지 않을 수도 있는) 다른 회로가 이제부터 기술될 것이다.
도 7A의 전원(510)과 도 7B의 전원(560)과 같은 전원(2506)이 도 7A의 세퍼레이터(508)와 도 7의 커넥터(558)로부터 통신 케이블링을 통해 전력을 수신한다. 전원(2506)은 스위치(2508)를 통해 중요 회로(2500)에 전력을 공급하고, 스위치(2510)를 통해 비중요 회로(2502)에 전력을 공급한다. 스위치(2508, 2510)는 주전력에 연결되는 전원(2512)으로부터 전력의 전달을 수신하고 제어할 수 있다.
스위치(2508, 2510) 각각은 이진 출력을 제공하는 기존 마이크로제어기인 제어기(2514)로부터 제어 입력을 수신한다. 제어기(2514)는 센서(2516)로부터 제어 입력을 수신한다. 제어기(2514)는 전원(2512)로부터 제어 입력을 또한 수신한다.
센서(2516)는 다수의 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 가령, 전원(2506)에 공급되는 전력의 전압 수준을 감지할 수 있다. 추가적으로, 도 11A 실시예의 유사 회로로부터, 또는 도 10A 컴바이너(2036)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2038)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다. 대안으로, 도 11B 실시예의 유사 회로로부터, 또는 전원 인터페이스(2086)(도 10B)를 통해 전력 관리 및 제어 유닛(2088)으로부터 통신 케이블링을 통해 전송되는 신호와 같이 전송되는 제어 신호를 감지할 수 있다.
센서(2516)는 세러레이터(508)(도 7A)나 커넥터(558)(도 7B)의 전력 및 데이터 출력으로부터 입력을 수신할 수 있다. 세퍼레이터(508)의 데이터 출력으로부터, 또는 커넥터(558)로부터 수신하는 입력은 제어 신호 해독 기능을 포함할 수 있는 중요 회로에 입력으로부터 태핑될 수 있지만, 해독 제어 신호를 제공하는 중요 회로의 출력으로부터 도출될 수 있다.
전원(2506)이나 전원(2512)에 의해 전력을 계속 공급받는 감시 회로(2540)는 슬립 모드 기능으로부터 완전 기능으로의 시프트를 위해 LAN 노드의 요구를 감지한다. 가령, 통신 케이블링을 통해 제어 메시지를 수신함으로서, 또는 노드 이용 의도를 표시하는 사용자 입력을 수신함으로서 이 요구를 감지할 수 있다.
제어기(2514)의 기능은 다음과 같이 요약될 수 있다. 즉, 주전력이 가용함을 나타내는 전원(2512)으로부터 제어 입력을 제어기(2514)가 수신할 때, 중요 회로(2500)와 비중요 회로(2502)에 전력이 공급되도록 스위치(2508, 2510)를 작동시킨다.
주전력이 전원(2512)을 통해 가용하지 않지만, 충분한 전력이 통신 케이블링을 통해 가용하다는 것을 센서(2516)가 나타낼 때, 중요 회로(2500)와 비중요 회로(2502)에 전력이 공급되도록 제어기(2514)가 스위치(2508, 2510)를 작동시킨다.
그러나, 주전력이 전원(2512)을 통해 가용하지 않고 충분한 전력이 통신 케이블링을 통해 가용함을 센서(2516)가 표시할 때, 적절한 전력이 최우선순위로 중요 회로(2500)에 공급되도록 제어기가 스위치(2508)를 작동시킨다. 중요 회로(2500)에 의해 요구되는 추가 전력이 가용할 경우, 스위치(2510)를 통해 비중요 회로(2502)에 추가 전력이 공급될 수 있다.
대안으로, 제어기(2514)에 의한 스위치(2510)의 작동이 단독으로 결정되지 않을 수 있고 가용 전력에 의해 결정되지 않지만, 가용 전력에 독립적으로 센서(2516)에 의해 감지되는 제어 신호에 의해 단독으로 결정될 수 있다.
감시 회로(2540)로부터, 또는 센서(2516)로부터 반대 표시가 없을 경우, 제어기는 회로(2500)가 작동하지 않도록 스위치(2508)를 작동시킨다. 회로(2500) 작동 필요성을 나타내는 적절한 입력이 감시 회로(2540)로부터, 또는 센서(2516)로부터 수신될 때, 제어기(2514)는 회로(2500) 작동을 유발하도록 스위치(2508)를 작동 시킨다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 도 14A의 실시예의 전원(2406), 도 14B의 실시예의 전원(2436), 도 15의 실시예의 전원(2506)은 충전식 에너지 저장 요소를 포함하도록 만들어질 수 있다. 이러한 배열에서, 이 전력은 단전이나 다른 적절한 상황에 이용하기 위해 제한된 에비 전력을 제공한다. 통신 케이블링 상에서 매우 제한된 전력이 전송될 수 있는 상황에서 LAN 노드의 중간 작동을 가능하게 할 수 있다.
도 10A, 10B, 11A, 11B의 네트워크의 정상 작동 및 감속 전력 모드에서 전력 관리를 나타내는 순서도가 도 16이다. 도 16에 도시되는 바와 같이, 전력 관리 및 제어 유닛(2038(도 10A))(2088(도 10B))(2133(도 11A))(2138(도 11B))은 도 17을 참고하여 아래에 기술되는 지정 기능에 따라 통신 케이블링을 통해 LAN 노드로의 전력공급을 통제한다.
전력 관리 및 제어 유닛(2038(도 10A))(2088(도 10B))(2133(도 11A))(2138(도 11B))은 상기 LAN 노드의 전력 소모를 감시하고 관리한다. 이는 과전류 상황을 감지하고 전력 컷오프를 적절하게 실행한다. 전력 관리 및 제어 유닛(2038(도 10A))(2088(도 10B))(2133(도 11A))(2138(도 11B))은 자발적 전력 관리 모드나 비자발적 전력 관리 모드로 작동할 수 있다. 일반적으로, LAN이 배치되는 시간에 작동 모드가 선택되지만, 그후 모드 선택을 행하는 것도 가능하다.
작동의 비자발적 전력 관리 모드에서, 전력 관리 및 제어 유닛이 통신 케이블링 상에서 LAN 노드로의 전력 전송을 위해 불충분한 전력 가용도의 상황을 감지 할 경우, LAN 노드에 감소 전력량을 공급하고, 감소 전력 모드로 작동시키도록 LAN 노드에 제어 메시지나 다른 제어 입력을 제공할 수 있다. 자발적 전력 관리 모드에서, 에너지 비용 절감을 위해 야간이나 주말과 같이 감소 활동 시간의 관리에 의해 감소 전력 가용도가 위임된다.
작동의 자발적 전력 관리 모드의 한 실시예에서, 어떤 시간에 어떤 전력 수준을 어느 노드가 수신하는 지를 관리가 결정한다. 이는 비-동적이고, 조건에 따라 좌우되지 않으며, 이어지는 내용의 상세사항으로 처리되지 않는다.
작동의 자발적 전력 관리 모드의 또다른 실시예에서, 관리는 주어진 시간에서 가용 전력의 레벨을 결정하고, 가용 전력으로 관리 우임 전력 레벨을 본 발명의 기능이 다룰 수 있다. 본 발명의 작동은 비자발적 전력 관리의 경우와 유사하나, 한계값 및 응답이 다를 수 있다.
발명에 따라 LAN 노드에 전력 공급을 위한 선호되는 방법이 도 17을 참고로 하여 기술된다.
허브(2010(도 10A))(2060(도 10B))나 전력 공급 및 관리 서브시스템(2130(도 11A))(2180(도 11B))의 초기화에 이어서, 통신 케이블링을 통해 전력을 전송하려는 노드에 대한 통신 케이블링 연결을 질의한다.
허브(2010(도 10A))(2060(도 10B))나 서브시스템(2130(도 11A))(2180(도 11B))의 초기화는 자동적으로 활성화되는 검사 과정을 포함한다 상기 검사 과정은 각 노드에 원하는 작동 매개변수를 포함하는 내부 데이터 베이스를 설정하고 각 노드에 허브나 서브시스템의 원하는 작동 매개변수를 결정할 경우, 관리 워크스테이션(2040(도 10A))(2090(도 10B))(2140(도 11A))(2190(도 11B))과의 허브(2010(도 10A))(2060(도 10B))나 서브시스템(2130(도 11A))(2180(도 11B)) 통신의 요소의 적절한 작동을 보장한다. 시스템의 정상 작동 중, 각 노드에 대한 여러 작동 매개변수는 관리 워크스테이션(2040(도 10A))(2090(도 10B))(2140(도 11A))(2190(도 11B))을 사용하는 오퍼레이터에 의해 수정될 수 있다.
이러한 질의는 도 18A 및 도 18B를 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
질의받은 노드가 LAN 상의 전력형 특성을 가진다고 결정되고 통신 케이블링 상에서 전력을 전송하고자 하는 노드로 내부 데이터베이스에서 분류될 경우, SPEAR 매개변수는 내부 데이터베이스의 내용을 바탕으로 설정되고, 통신 케이블링을 통해 전력이 노드에 전송된다. 적절한 신호 메시지가 원격 노드로 보내지고, 노드에 연결된 라인 상태가 관리 워크스테이션(2040)에 보고된다.
앞서의 가정은 허브(2110)나 서브시스템(2130)의 각 라인에 대해 순차적으로 반복된다.
도 17에 나타난 질의 및 초기 전력 공급 기능의 선호되는 실시예를 나타내는 순서도에 해당하는 도 18A, 18B를 참조하여 설명이 계속된다.
도 18A와 18B에 도시되는 바와 같이, 통신 케이블링 상에서 전력을 전송하고자 하는 라인에 상응하는 SPEAR(224(도 3A))(274(도 3B))(324(도 4A))(374(도 4B))의 출력에서 전압이 측정된다. 전압의 절대값이 정해진 한계값 V1보다 높을 경우, 라인이 외부 소스로부터 존재하는 전압을 가지는 것으로 분류된다. 이러한 경우에, 통신 케이블링 상에서 전력이 공급되지 않는다.
전압의 절대값이 지정 한계값 V1보다 크기 않을 경우, SPEAR 전류 한계 IO는 지정 값 IL1으로 설정된다. SPEAR 스위치(408)(도 5)는 ON으로 켜진다.
세 개의 지정 시간 T1, T2, T3에서, SPEAR의 출력에서의 전압 및 전류가 측정된다. 시간 T1, T2, T3는 허브나 서브시스템과 노드 사이 통신 케이블링의 최대 허용 길이의 최대 라운드트립 DC 저항과 전형적인 NIC 변압기의 인덕턴스에 의해 결정되는 시간 상수에 의해 결정된다. 일반적으로, T1, T2, T3는 시간 상수의 1, 2, 10배와 같다.
T1, T2, T3에 대한 전형적인 값은 4ms, 8ms, 40ms이다.
이 측정을 바탕으로 라인과 노드의 상태가 결정된다. 전형적인 결정 세트가 아래에 설명된다.
NO LOAD: 모든 T1, T2, T3에 대해 Vout > V2이고 IO의 절대값 < I2일 때.
SHORT CIRCUIT: 모든 T1, T2, T3에 대해, Vout > V3이고 IO의 절대값 > I3일 때.
NIC LOAD: VoutT3 < V4이고 절대값의 경우 IOT1 < IOT2 < IOT3일 때,
POL LOAD: VoutT1 > V5이고 VoutT2 > V5이며 VoutT3 > V5이고 IOT1의 절대값 > I5이거나 IOT2의 절대값 > 15이거나, IOT3의 절대값 > I5일 때.
이때 NO LOAD 조건은 노드가 라인에 연결되지 않은 경우이다.
SHORT CIRCUIT 조건은 노드의 라인 업스트림이나 노드에서 양의 전도체와 음의 전도체 사이에 단락 회로가 존재하는 경우이다.
NIC LOAD 조건은 노드의 라인 사이에 네트워크 인터페이스 카드 라인 변압기가 연결된 경우이다.
POL LOAD 조건은 노드의 라인 사이에 POWER OVER LAN(LAN 상의 전력) 세퍼레이터가 연결된 경우이다.
V0는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에서의 전압이다.
V1은 전력이 라인을 따라 전송되지 않을 때 몇분의 주기동안 전압 Vout의 최고값을 측정함으로서 도달하는 정해진 프로그래밍값이다.
V2는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 어떤 부하도 연결되지 않을 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않는 몇분의 주기동안 전압 Vout을 측정함으로서 도달하는 정해진 프로그래밍값이다.
V3는 라인에 대한 상기 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 저항이 연결될 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분의 주기동안 Vout의 최고값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
V4는 라인에 대한 상기 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 저항이 연결될 때, 그리고 전력이 라인을 따라 전송되지 않을 때 몇분간 전압 Vout의 최고값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
V5는 노드 전원이 작동을 개시하는 Vin의 전형적인 한계값을 나타내는 지정 프로그래밍값이다.
VoutT1은 제 1 시간 T1에서 측정된 Vout이다.
VoutT2는 제 2 시간 T2에서 측정된 Vout이다.
VoutT3은 제 3 시간 T3에서 측정된 Vout이다.
IO는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에 흐르는 전류다.
IL1은 라인에 대한 전원 분배기의 출력의 지정 프로그래밍값.
I2는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에 어떤 부하도 연결되지 않을 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분간 전류 IO의 최대값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
I3는 라인에 대한 상기 전원 분배기의 출력에서 +Vout과 -Vout 사이에 저항이 연결될 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분간 전류 IO의 최소값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍 값이다.
I5는 라인에 대한 전원 분배기의 출력에 어떤 부하도 연결되지 않을 때, 그리고 라인을 따라 전력이 전송되지 않을 때 몇분간 전류 IO의 최대값을 측정함으로서 도달하는 지정 프로그래밍값이다.
IOT1은 시간 T1에서 측정된 IO고,
IOT2는 시간 T2에서 측정된 IO며,
IOT3는 시간 T3에서 측정된 IO이다.
발명의 선호되는 실시예에 따라 전력 소모를 감시하고 관리하는 여러 기능을 도 19A-D, 20A-D, 21A-D, 22A-D, 23A-D, 24A-D를 들어 설명한다. 대부분의 기능은 이제부터 기술되는 기본 감시 및 관리 기술을 이용한다.
발명의 선호되는 실시예에 따라, 정상 작동 중 전력 소모를 감시하고 관리하는 기능은 모든 라인 상의 전류 감지를 포함한다. 이는 일반적으로 주기적 방식으로 실행되는 것이 선호된다. 감지된 전류는 각 라인에 대해 지정 기준값과 비교된다. 대안으로, 전압은 이 용도로 감지되고 사용될 수 있다. 이 비교를 바탕으로, 각각의 노드는 과전류, 감전류(under-current), 또는 정상으로 분류된다. 과전류 분류는 높은 과전류와 정규 과전류 같이 조절가능한 한계값을 가질 수 있다. 정상 분류는 액티브 모드, 슬립 모드, 저전력 모드와 같은 서브분류를 가질 수 있다.
시스템은 다음 방식으로 과전류로 분류되는 노드 작동을 제어하도록 작동한다. 노드에서의 전류가 일정 시간동안 전류 한계값 상에서 정규값을 넘을 때, 상기 노드로의 전력이 지정 시간 후 단절된다. 어느 경우에도, 노드에 공급되는 전류는 높은 과전류 한계값을 넘는 것이 허용되지 않는다. 발명의 선호되는 실시예에 따라, 여러 중간 한계값이 정규 과전류 한계값과 높은 과전류 한계값 사이에 규정될 수 있고, 이러한 중간 한계값이 초과되는 것의 함수로 컷오프 시간이 결정된다.
시스템은 다음 방식으로 감전류로 분류되는 노드 작동을 제어하도록 작동한다. 감전류 노드의 감지 이후 상대적으로 짧은 지정 시간 이내에, 이러한 노드에 전류를 공급하는 것이 종료된다. 상기 지정 시간은 잡음에 대한 불필요한 응답을 차단하기 위해 선택된다.
앞서 기술한 기능에 평행하게, 모든 라인 상에서 모든 노드로의 전체 전류 흐름이 감시된다 이 감시는 중앙화 방식으로 일어날 수 있고, 또는 앞서 기술된 선단위 감시에서 수신된 정보의 외삽을 바탕으로 할 수 있다.
감지된 전체 전류는 지정 기준값과 비교되다. 이 비교를 바탕으로, 전체 전력 공급 및 관리 서브시스템(2180)과 이에 연결된 노드는 과전류나 정상으로 분류된다. 과전류 분류는 높은 과전류와 정규 과전류와 같은 조절가능한 한계값을 가질 수 있다.
시스템은 다음 방식으로 과전류로 분류되는 전원 공급 및 관리 서브시스템이나 허브의 작동을 제어하도록 작동한다. 전체 전류가 지정 시간동안 정규 전체 과전류 한계값을 넘을 경우, 일부 노드로의 전력은 지정 시간 후 감소하거나 컷오프될 것이다. 어느 경우에도, 전체 전류가 높은 전체 과전류 한계값을 넘는 것은 허용되지 않는다. 발명의 선호되는 실시예에 따라, 정규 전체 과전류 한계값과 높은 전체 과전류 한계값 사이에 여러 중간 한계값이 지정될 수 있고, 앞서 언급한 컷오프 지정 시간은 이러한 중간 한계값을 넘는 것의 함수로 결정된다.
앞서 기술한 기능에 평행하게, 시스템은 전체 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템의, 그리고 각 노드의 전체 레벨 분류를 외부 감시 시스템에 연속적으로 또는 간헐적으로 보고하도록 작동한다.
앞서 기술한 기능에 평행하게, 시스템은 전류 공급의 계류중인 변화를 노드에 통지하도록 작동한다.
도 15의 순서도에서 비자발적 전력 관리 단계의 완전 기능 작동이나 비기능 작동에 대해 한가지 가능한 메카니즘을 도시하는 순서도가 도 19A, 19B, 19C, 19D에 도시된다.
도 19A는 발명의 선호되는 실시예에 따라 비자발적 전력 관리의 완전 기능이나 비기능 작동에 이용되는 기본 기술을 도시한다. 도 19A에 도시되는 바와 같이, 시스템은 현재 모든 노드에 공급하는 있는 총전력과 가용한 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다.
TPC/TPA가 0.8보다 작을 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 완전 전력이 제공된다. TPC/TPA가 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우선순위 원칙에 따라 차례로 단절된다.
TPC/TPA가 0.8이상 0.95 이하일 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지에 관해 문의가 이루어진다. 그러하다면, 노드는 큐 하부에 추가된다.
도 19D는 발명의 선호되는 실시예에 따라 비자발적 전력 관리에서 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 완전 기능이나 비기능 작동에 유용한 기술을 도시한다. 도 19D에 도시되는 바와 같이, 시스템은 현재 모든 노드에 공급하고 있는 총전력과 가용한 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 그후 결정된다.
TPC/TPA가 0.8 미만일 경우, 가장 긴 이용기간을 가지는 노드가 먼저 컷오프된다는 사실에 입각하여, 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 차례로 완전 전력이 추가 노드에 제공된다. TPC/TPA가 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우선순위 원칙에 따라 차례로 차단된다.
TPC/TPA가 0.8 이상 0.95 이하일 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지에 관한 문의가 진행된다. 그러하다면, 그리고 긴 시간동안 전력을 수신하고 있다는 측면에서, 낮은 우선순위를 가지는 노드가 현재 전력을 수신중이라면, 낮은 우선순위의 노드는 전력으로부터 단절되고, 높은 우선순위의 노드가 전력에 연결된다.
공급될 전력 변화를 미리 노드에 알려주는 것이 바람직하다. 이는 일반적 데이터 전송 모드나 그외 다른 적절한 모드에서 통신 케이블링을 따라 신호처리에 의 해 달성될 수 있다.
도 16의 순서도에서 비자발적 전력 관리 단계의 완전/감소 기능 작동에 대한 한가지 가능한 메카니즘을 도시하는 순서도가 도 20A, 20B, 20C, 20이다.
도 20A는 발명의 선호되는 실시예에 따라 비자발적 전력 관리의 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기본 기술을 도시한다. 도 20A에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과 가용한 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 그후 결정된다.
TPC/TPA가 0.8보다 작을 경우, 우선 순위 원칙에 따라 차례로 완전 전력이 추가 노드에 공급된다. TPC/TPA가 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력은 우선순위 원칙에 따라 차례로 감소한다.
TPC/TPA가 0.8 이상 0.95 미만일 경우, 추가 전력이 노드에 필요한지, 또는 새 노드가 전력을 필요로하는 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러하다면, 그리고 낮은 우선순위의 노드가 현재 전력을 수신중이라면, 낮은 우선순위의 노드의 전력이 감소되고, 높은 우선순위의 노드에 전력이 제공된다.
도 20B는 발명의 선호되는 실시예에 따라 비자발적 전력 관리에서 응급 오버라이드를 가지는 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 20B의 기술은 도 20A의 기술의 환경에 사용될 수 있다.
도 20B에 도시되는 바와 같이, 주어진 노드에서 추가 전력에 대한 응급 수요를 시스템이 감지한다. 이러한 경우에, 주어진 노드에는 최우선순위가 할당되고, 도 20A의 기능이 적용된다. 응급 상황이 더 이상 존재하지 않을 경우, 주어진 노드의 우선순위는 일상 우선순위로 돌아가고, 도 20A의 기능이 이에 따라 작동한다.
도 20C는 발명의 선호되는 실시예에 따라 비자발적 전력 관리의 큐-제어 유선순위를 가지는 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 20C에 도시되는 바와 같이, 시스템은 현재 모든 노드에 공급하고 있는 총전력과 가용한 총전력을 먼저 결정한다. 그후, 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다.
TPC/TPA가 0.8보다 작을 경우에, 큐-제어 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 전력이 공급되거나 노드에 추가 전력이 공급된다. TPC/TPA가 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우선순위 원칙에 따라 차례로 감소된다.
TPC/TPA가 0.8이상 0.95 미만일 경우, 노드에 추가 전력이 필요한 지, 또는 새 노드에 전력이 필요한 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러할 경우, 상기 노드가 큐의 하부에 추가된다.
도 20D는 발명의 선호되는 실시예에 따라 비자발적 전력 관리에서 시간 불할 우선순위 원칙에 따라 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 20D에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과 가용한 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 가용도(TPA)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 그후 결정된다.
TPC/TPA가 0.8보다 작을 경우, 가장 오랜 이용 시간의 노드가 먼저 컷오프되는 원칙으로, 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 전력이 공급되 거나 노드에 추가 전력이 공급된다. TPC/TPA가 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력은 차례로 우선순위 원칙에 따라 감소한다.
TPC/TPA가 0.8 이상 0.95 미만일 경우, 새 노드에 전력이 필요한 지, 또는 노드에 추가 전력이 필요한 지에 관한 질의가 이루어진다. 만약 그러하다면, 그리고 지정 최소 시간보다 긴 시간동안 전력을 수신 중이라는 관점에서, 낮은 우선순위의 노드가 현재 완전 전력(full power)을 수신중이라면, 낮은 우선순위의 노드는 전력 감소될 것이고, 높은 우선순위의 노드에 전력이 제공된다.
도 16의 순서도에서 자발적 전력관리 단계의 노드 개시 슬립 모드 작동에 대한 한가지 가능한 메카니즘을 도시하는 순서도가 도 21A, 21B, 21C, 21D이다.
도 21A는 지정 시간동안 활동 결여의 결과로 슬립 모드에서 HEM가 작동하는 상황을 도시한다. 도 21A에 도시되는 바와 같이, 노드의 최종 활동도 이후의 시간 구간 TD1이 측정된다. TD1이 일반적으로 몇초나 몇분을 초과할 경우, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자나 시스템 입력이 없는 경우에, 노드는 슬립 모드에서 작동하고, 이는 감소 전력 요청사항을 일반적으로 포함한다.
도 21B는 지정 시간 동안 통신 결여의 결과로 슬립 모드에서 노드가 작동하는 상황을 나타낸다. 도 21B에 도시되는 바와 같이, 노드의 최종 통신 이후의 시간 구간 TD2가 측정된다. TD2가 몇초나 몇분을 넘을 경우, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자나 시스템 입력이 없을 경우, 노드는 슬립 모드에서 작동하고, 이는 감소 전력 요청을 일반적으로 포함할 것이다.
도 21C는 클럭 제어에 따라 슬립 모드에서 노드가 작동하는 상황을 도시한 다. 그래서 시스템이나 사용자로부터의 입력이 결여된 주기적으로 발생하는 시간 슬롯 내에서 노드가 액티브하다. 도 21C에 도시되는 바와 같이, 시간 슬롯은 TD3로 규정되고, 잔여 시간은 TD4로 규정된다. 노드는 시간 슬롯 TD3 내에 현재 있는 지를 결정한다. 그렇지 않을 경우, 즉, 시간 TD4일 경우, 슬립모드에서 작동한다.
도 21D는 감지 오류 조건의 결과로 노드가 슬립 모드에서 작동하는 상황을 나타낸다. 도 21D에 도시되는 바와 같이, 노드는 자체 검사를 주기적으로 실행한다. 자체 검사는 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템과 통신하려는 시도일 수 있다. 노드가 검사를 통과하면, 정상적으로 작동한다. 노드가 검사에 실패할 경우, 노드는 슬립 모드에서 작동한다.
도 16의 순서도에서 자발적 전력 관리 단계의 허브나 전력 공급 관리 서브시스템 개시 슬립 모드 작동에 대한 한가지 가능한 메카니즘을 설명하는 순서도가 도 22A, 22B, 22C, 22D이다.
도 22A는 지정 시간동안 활동이 결여된 결과로 노드가 슬립 모드에서 작동한다는 상황을 도시한다. 도 22A에 도시되는 바와 같이, 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템에 의해 감지되는 바와 같이 노드의 최종 활동 이후 시간 구간 TD1이 측정된다. TD1이 몇초나 몇분을 넘을 경우, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자나 시스템 입력이 없을 때, 노드는 슬립 모드로 작동하고, 이는 감소 전력 요청을 일반적으로 포함한다.
도 22B는 지정 시간동안 통신 결여의 결과로 노드가 슬립 모드에서 작동하는 상황을 도시한다. 도 22B에 도시되는 바와 같이, 허브나 전력 공급 및 관리 서브시 스템에 의해 감지되는 바와 같이 노드의 최종 통신 이후 시간 구간 TD2가 측정된다. TD2가 몇초나 몇분을 초과할 경우, 슬립 모드 작동을 금기시하는 사용자나 입력이 없을 때, 노드는 슬립 모드에서 작동하고, 이는 감소 전력 요청을 일반적으로 포함한다.
도 22C는 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템으로부터 클럭 제어에 따라 노드가 슬립 모드에서 작동하는 상황을 도시한다. 그래서, 시스템이나 사용자로부터 입력이 없는 주기적으로 발생하는 시간 슬롯 내에서 노드가 액티브하다. 도 22C에 도시되는 바와 같이, 시간 슬롯은 TD3로 규정되고, 나머지 시간은 TD4로 규정한다. 노드가 시간 슬롯 TD3 내에 있는 지를 노드가 결정한다. 그렇지 않을 경우, 즉 TD4 중일 경우, 이는 슬립 모드에서 작동한다. 또한, 허브나 전원 공급 관리 서브시스템은 앞서 클럭 제어에 따라 노드로의 전원 공급을 통제함으로서 노드 작동을 제어한다.
도 22D는 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템에 의해 감지되는 오류 조건의 결과로 슬립 모드에서 노드가 작동하는 상황을 도시한다. 도 22D에 도시되는 바와 같이, 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템은 노드 검사를 주기적으로 실행한다. 자체 검사는 허브나 전력 공급 및 관리 서브시스템과 통신하려는 시도일 수 있다. 노드가 검사를 통과하면, 정상으로 작동한다. 노드가 검사에 실패하면, 슬립 모드에서 작동한다.
도 16의 순서도에서 자발적 전력 관리 단계의 완전 기능/비기능 작동에 대한 한가지 가능한 메카니즘을 설명하는 순서도가 도 23A, 23B, 23C, 23D이다.
도 23A는 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리의 완전 기능/비기능 작동에 이용되는 기본 기술을 이용한다. 도 23A에 도시되는 바와 같이, 시스템은 전력 보존 프로그램에 따라 주어진 시간에서의 관리에 의해 할당된 총전력과, 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 할당(TPL)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다.
TPC/TPL이 0.8보다 작을 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 완전 전력이 공급된다. TPC/TPL이 0.95보다 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력이 차단된다.
TPC/TPL이 0.8 이상 0.95 미만일 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지에 관한 질의가 이루어진다. 그러하다면, 그리고, 낮은 우선순위의 노드가 현재 전력을 수신중이라면, 낮은 우선순위의 노드는 전력으로부터 단절되고, 높은 우선순위의 노드에 전력이 공급된다.
도 23B는 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리의 응급 오버라이드를 가진 완전 기능 작동이나 비기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 23B의 기술은 도 23A의 기능의 환경에 사용될 수 있다.
도 23B에 도시되는 바와 같이, 시스템은 주어진 노드에서 전력에 대한 응급 수요를 감지한다. 이러한 경우에, 주어진 노드에 최우선순위가 할당되고, 도 23A의 기능이 적용된다. 응급 상황이 더 이상 존재하지 않을 경우, 주어진 노드의 우선순위가 원래값으로 복귀하고, 도 23A의 기능이 이에 따라 작동한다.
본 발명의 대안의 실시예에 따라, 응급 모드의 기능은 자발적 전력 관리 제 한에 오버라이드하는 것일 수 있다.
도 23C는 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리에서 큐-제어 우선순위를 가지는 완전기능/비기능 작동에 유용한 기술을 도시한다. 도 23C에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과 할당된 총전력을 먼저 결정한다. 그후 현재 총전력 할당(TPL)에 대한 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다. 도 23C의 기술은 도 23A의 환경에서 사용될 수 있다.
TPC/TPL이 0.8보다 작을 경우, 큐-제어 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 완전 전력이 공급된다. TPC/TPL이 0.95보다 클 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 개별 노드로의 전력이 우선 단절된다.
TPC/TPL이 0.8 이상 0.95 이하일 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러하다면, 상기 노드는 큐의 하부에 추가된다.
도 23D는 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리의 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 완전기능 작동이나 비기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 23D에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과 현재 할당된 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 할당(TPL)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다. 도 23D의 기술은 도 23A의 환경에 사용될 수 있다.
TPC/TPL이 0.8 미만일 경우, 가장 오랜 사용 시간을 가진 노드가 먼저 컷오프됨을 원칙으로 하여 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 차례로 완전 전력이 추가 노드에 공급된다. TPC/TPL이 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우선순위 원 칙에 따라 차례로 단절된다.
TPC/TPL이 0.8 이상 0.95 이하일 경우, 새 노드가 전력을 필요로하는 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러하다면, 그리고 최소 지정 시간보다 긴 시간 동안 전력을 수신하고 있다는 측면에서 낮은 우선순위의 노드가 현재 전력을 수신중이라면, 낮은 우선순위의 노드가 전력으로부터 절단되고, 높은 우선순위의 노드가 전력에 연결된다.
공급될 전력의 변화를 미리 노드에 통지하는 것이 바람직하다. 이는 일반적이 데이터 전송 모드나 여러 다른 적절한 모드에서 통신 케이블링을 따라 신호처리에 의해 달성될 수 있다.
도 16의 순서도에서 자발적 전력 관리 단계의 완전/감소 기능 작동에 대한 한가지 가능한 메카니즘을 설명하는 순서도가 도 24A, 24B, 24C, 24D이다.
도 24A는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리의 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기본 기술을 도시한다. 도 24A에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과 할당된 총전력을 먼저 결정한다. 그후, 현재 총전력 할당(TPL)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다. 도 24A의 기술은 도 23A의 환경에 사용될 수 있다.
TPC/TPL이 0.8 미만일 경우, 우선순위 원칙에 따라 차례로 완전한 전력이 추가 노드에 공급된다. TPC/TPL이 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우선순위 원칙에 따라 차례로 감소한다.
TPC/TPL이 0.8 이상 0.95 미만인 경우, 새 노드가 추가 전력을 필요로하는 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러하다면, 그리고 낮은 우선순위의 노드가 현재 전력을 수신 중이라면, 낮은 우선순위의 노드는 전력 공급을 감소시키고, 높은 우선순위의 노드에는 추가 전력이 제공된다.
도 24B는 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리에 응급 오버라이드를 가지는 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 24B의 기술은 도 24A의 기능의 환경에 이용될 수 있다.
도 24B에 도시되는 바와 같이, 주어진 노드에서 추가 전력에 대한 응급 수요를 시스템이 감지한다. 이러한 경우에, 주어진 노드에는 가장 높은 우선순위가 할당되고, 도 24A의 기능이 적용된다. 응급 상황이 더 이상 존재하지 않을 경우, 주어진 노드의 우선순위는 일상적 우선순위로 돌아가고, 도 24A의 기능은 이에 따라 작동한다.
발명의 대안의 실시예에 따라, 응급 모드의 기능은 자발적 전력 관리 제한에서 오버라이드될 수 있다.
도 24C는 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리의 큐-제어 우선순위를 가지는 완전/감소 기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 24C에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과, 할당된 총전력을 먼저 결정한다. 현재 총전력 할당(TPL)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다. 도 24C의 기술은 도 23A의 환경에 이용될 수 있다.
TPC/TPL이 0.8 미만일 때, 큐-제어 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 전력이 추가 노드에 공급된다. TPC/TPL이 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우 선순위 원칙에 따라 차례로 감소된다.
TPC/TPL이 0.8 이상 0.95 미만일 경우, 새 노드가 추가 전력을 필요로하는 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러하다면, 상기 노드가 큐 하부에 추가된다.
도 24D는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 자발적 전력 관리에서 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 완전/추가 기능 작동에 이용되는 기술을 도시한다. 도 24D에 도시되는 바와 같이, 시스템은 모든 노드에 현재 공급하고 있는 총전력과 할당된 총전력을 먼저 결정한다. 그후, 현재 총전력 할당(TPL)에 대한 현재 총전력 소모(TPC) 사이의 관계가 결정된다. 도 24D의 기술은 도 23A의 환경에 사용될 수 있다.
TPC/TPL이 0.8 미만일 경우, 가장 오랜 사용시간의 노드가 먼저 컷오프되는 원칙으로, 시간 분할 우선순위 원칙에 따라 차례로 추가 노드에 추가 전력이 공급된다. TPC/TPL이 0.95보다 클 경우, 개별 노드로의 전력이 우선순위 원칙에 따라 차례로 단절된다.
TPC/TPL이 0.8 이상 0.95 이하일 경우, 새 노드가 추가 전력을 필요로하는 지에 관해 질의가 이루어진다. 그러하다면, 그리고 지정 최소시간 보다 긴 시간동안 전력을 수신하는 점에서 더 낮은 우선순위를 가지는 노드가 현재 완전 전력을 수신 중이면, 낮은 우선순위의 노드로의 전력 공급이 감소되고, 높은 우선순위의 노드에 추가 전력이 제공된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 향상된 구조화 케이블링 시스템은 건물, 캠퍼스, 회사 내의 데이터 통신 네트워크 내부구조 상에서 네트워크 요소에 전력을 발생시키고, 전달하며, 분배하기 위한 시스템에 관한 것이다. 단일 네트워크 상에 전력 분배 및 데이터 통신을 통합하는 것은 네트워크 요소 설치 비용을 절감하고 단전시 중요 네트워크 장치에 무정전 예비 전력을 공급하는 수단을 제공한다.
아래에 제시되는 내용은 디지털 통신용으로 고안된 LAN 네트워크 내부구조 상에서 전력을 발생시키고 전달하며 분배하는 방법 및 장치를 기술한다. 발명은 데이터 통신에 대한 방해 가능성을 감소시키는 기능 및, IEEE 802.3과 그외 관련 표준과의 호환성을 유지하는 기능을 한다.
네트워크 장치가 동일 케이블 상에서 전기 및 네트워크 연결을 수용하는, 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 데이터 통신 시스템의 예가 도 26A와 26B에 도시된다. 네트워크(3060)는 WAN/LAN 백본(3064)을 포함하고, WAN/LAN 백본(3064)에는 IP 전화 서버(3062), 그외 다른 서비스 제공자(3061), LAN 상의 전력 관리 유닛(3164), LAN 브리지 라우터(3066)가 연결된다. 전화 서버(3062)는 네트워크(3060)에 연결되는 다수의 IP 전화에 전화 서비스를 제공한다. LAN 상의 전력 관리 유닛(3164)은 네트워크의 LAN 가능 장치 상의 모든 전력에 대한 전력 관리 기능을 제공한다.
전력/데이터 컴바이너라는 장치에서 전력과 데이터 통신 신호가 조합될 수 있다. 조합된 전력/데이터 신호는 표준 LAN 케이블링, 가령 카테고리 3, 4, 5 LAN 케이블링 상에서 전송된다. 이 케이블링들은 전력으로부터 데이터를 분리시키는 기능을 하는 EIA/TIA 568A나 이와 유사한 구내 케이블링 표준의 네트워크 장치와 부합한다. 데이터 신호는 상기 네트워크 장치의 네트워크 포트로 입력되고, 전력은 상기 네트워크 장치의 전력 입력 커넥터에 입력된다.
한 실시예에서, 전력/데이터 컴바이너 회로는 독립형 외부 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)으로 구현된다. 대안으로, 컴바이너가 허브나 스위치와 같은 네트워크 요소에 통합되어 구현될 수 있고, 통합형 전력/데이터 컴바이너 허브/스위치(3072, 3090)로 불린다.
마찬가지로 한 실시예에서, 전력/데이터 스플리터는 표준형 외부 전력/데이터 스플리터 유닛(3156)으로 구현된다. 이의 대안으로, 전력/데이터 스플리터가 IP 전화(3102)와 같은 네트워크 장치에 통합될 수 있다.
전력/데이터 컴바이너(3168)와 전력/데이터 스플리터(3156)가 외부 독립형 유닛으로 구현되던지 통합형으로 구현되든지 간에, 그 기능은 유사하다. 전력/데이터 컴바이너(3168)는 저주파 전력 신호를 고주파 저전력 데이터 통신 신호에 첨가하는 기능을 한다. 저주파 전력 신호는 DC로부터 50Hz나 60Hz와 같은 기존 전력 주파수까지의 주파수를 가질 수 있다. 전력/데이터 스플리터(3156)는 고주파 저전력 데이터 통신 선로로부터 저주파 전력 신호를 분리하는 기능을 한다.
본 발명에 따른 LAN 상의 전력 시스템에 대한 여러 대안의 실시예가 도 26A와 26B에 도시된다. 모든 네트워크 요소가 LAN 상의 전력에 의해 작동되는 것은 아니다. 기존과 같이 LAN 상의 비전력 네트워크 장치가 동일 네트워크에 존재한다. LAN 상의 전력에 의해 작동되는 장치는 비작동 장치로부터 투명하게 작동한다.
본 발명에 따른 LAN 상의 전력 시스템이 적용될 수 있는 전형적인 네트워크 시스템/요소는 일반적으로 LAN에 연결되는 어떤 시스템이나 요소를 포함하고, 구체 적으로는, IP나 LAN 전화, 디지털 비디오 카메라, 웹 카메라, 비디오 참고 장비, 송신기 및 수신기를 통합한 무선 LAN 제품, 워크스테이션, 네트워크 프린터가 있다. 네트워크에 연결되는 센서와 경보 장치 등의 보안 시스템, LonWorks나 CEBus 호환 제품과 같이 원격 제어되는 스마트 홈 장치, 그리고 허브, 스위치, 라우터, 브리지 등과 같은 모든 종류의 기존 데이터 네트워킹 장비가 또한 포함된다. 앞서 나열된 장치 각각은 LAN 내부구조로부터 작동 전력을 수용하도록 고안될 수 있다. 그러나 LAN 케이블링이 안정성과 비용 측면에서 운반할 수 있는 전력량으로, LAN 상에서 전력을 수신하도록 만들어진 장치의 수와 종류는 제한된다.
LAN 상의 전력 시스템은 어떤 네트워크 레벨에서도 함께 통합될 수 있는 시스템 및 서브시스템을 포함한다. 즉, 네트워크 요소/장치 레벨로부터 네트워크 허브 및 백본 스위치 레벨을 통해 통합될 수 있는 시스템 및 서브시스템을 포함한다. LAN 상의 전력 시스템은 기존 LAN 설비에 추가될 수도 있고, 네트워크 요소 자체에, 즉 허브, 스위치, 라우터, 브리지, 스위칭 등에 통합될 수도 있다.
AC 메인 리셉터클로부터 일부 장치가 전력을 수신하고, 일부 장치는 LAN 케이블링 내부구조 상에서 전력을 수신한다. LAN 브리지/라우터(3066)는 전기 플러그(3068)를 통해 AC 주전력을 수신한다. 마찬가지로, 통합형 전력/데이터 컴바이너 허브/스위치(3072)아 기존 LAN 허브/스위치(3106, 3128)는 전기 플러그(3074, 3108, 3130)를 통해 AC 주전력을 수신한다. 외부 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)은 전기 플러그(3170)를 통해 AC 주전력에 연결되는 UPS(3171)로부터 전력을 수신한다. 통합형 전력/데이터 컴바이너 허브/스위치(3090)는 케이블(3088)을 통해 LAN 케이블 상에서 전력을 수신한다.
통합형 전력/데이터 컴바이너 허브/스위치(3072)는 데이터만을 운반하는 케이블(3070)을 통해 LAN 브리지/라우터(3066)에 연결된다. 허브/스위치(3072)에 연결되는 네트워크 장치는 IP 전화(3076, 3080)를 포함한다. IP 전화(3076)는 조합 전력/데이터 케이블(3086)에 의해 연결되고, 전력/데이터 스플리터를 전화 내에 통합한다. IP 전화(3080)는 분리 데이터 케이블(3082) 및 전력 케이블(3084)을 통해 외부 전력/데이터 스플리터(3078)에 연결된다. 전력/데이터 스플리터(3078)는 전력 및 데이터를 운반하는 케이블(3077)을 통해 허브/스위치(3072)에 연결된다.
통합형 전력/데이터 컴바이너 허브/스위치(3090)에 연결되는 장치는 휴대용 컴퓨터(3096)와 IP 전화(3102)를 포함한다. 휴대용 컴퓨터(3096)는 데이터만 운반하는 케이블(3100)과 전력 케이블(3098)을 통해 외부 전력/데이터 스플리터(3094)에 연결된다. 전력/데이터 스플리터(3094)는 전력 및 데이터를 운반하는 케이블(3092)을 통해 허브/스위치(3090)에 연결된다. IP 전화(3102)는 전력 및 데이터를 운반하는 케이블(3104)에 의해 연결되고, 전력/데이터 스플리터를 전화 내에 통합한다. 허브/스위치(3090)는 허브/스위치(3072)로부터 수신되는 조합된 데이터 통신 신호와 전력 신호를 분리시키기 위한 내부 전력/데이터 스플리터를 포함한다.
기존 LAN 허브/스위치(3106)는 브리지/라우터(3066)에 연결되고, 전기 플러그(3108)를 통해 AC 전력에 연결된다. 허브/스위치(3106)에 연결되는 네트워크 장치는 IP 전화(3112)와 데스크탑 컴퓨터(3118, 3124)를 포함한다. IP 전화는 데이터 만을 운반하는 케이블(3110)을 통해 허브/스위치(3106)에 연결되고, 전기 플러그(3114)를 통해 AC 전력에 연결된다. 데스크탑 컴퓨터(3118, 3124)는 데이터 전용 케이블(3116, 3122)을 통해 허브/스위치(3106)에 연결되고, 전기 플러그(3120, 3126)를 통해 AC 전력에 연결된다.
데이터 통신 전용 케이블(3132)은 브리지/라우터(3066)를 외부 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 연결한다. 데이터 통신 전용 케이블(3166)은 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)을 기존 LAN 허브/스위치(3128)에 연결한다. 상기 LAN 허브/스위치(3128)는 전기 플러그(3130)를 통해 AC 전력에 연결된다. 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)은 네트워크용 비디오 카메라(3136), IP 전화(3142, 3158), 데스크탑 컴퓨터(3150)를 포함하는 다수의 네트워크 장치에 연결된다. 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 연결되는 각각의 네트워크 장치는 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)으로부터 허브/스위치(3128)까지 상응하는 데이터 통신 전용 연결부를 가진다. 정상 작동 조건하에서, 데이터 케이블(3132) 상에서 수신된 통신 신호는 데이터 케이블(3166)까지 전송된다(브리지된다). 그러나 단전시에는, 기존 LAN 허브/스위치(3128)를 회피하고, 데이터 통신 신호는 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 연결되는 네트워크 장치로 직접 진행한다.
네트워크용 비디오 카메라(3136)는 데이터 및 전력을 운반하는 케이블(3138)을 통해 전력/데이터 컴바이너(3168)에 연결된다. IP 전화(3142)는 분리된 데이터 케이블(3144)과 전력 케이블(3146)을 통해 외부 전력/데이터 스플리터(3140)에 연결된다. 전력/데이터 스플리터(3140)는 조합 전력/데이터 케이블(3148)을 통해 전 력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 연결된다. 마찬가지로, IP 전화(158)는 분리된 데이터 케이블(3162)과 전력 케이블(3160)을 통해 외부 전력/데이터 스플리터(3156)에 연결된다. 전력/데이터 스플리터(3156)는 조합된 전력/데이터 케이블(3154)을 통해 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 연결된다. 데스크탑 컴퓨터(3150)는 데이터 통신 전용 케이블(3152)을 통해 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 연결되고, 전기 플러그(3172)를 통해 AC 전력에 연결된다.
앞서 기술한 바와 같이, 네트워크(3060)는 단전시 예비 전력을 제공할 수 있어야 한다. 단전시에도 전력을 공급받아야하는 중요 네트워크 장치에 전력을 제공하기 위해 한 개 이상의 UPS 유닛이 네트워크(3060)에 전략적으로 위치할 수 있다. 그 예로는 IP 전화, 네트워크형 보안 장치, 송신기 및 수신기 통합형 무선 LAN 장치 등이 있다. 도 26A와 26B에 도시되는 네트워크의 예에서, UPS 유닛(3171)은 전기 플러그(3170)를 통해 AC 전력에 연결되고, 외부 전력/데이터 컴바이너 유닛(3168)에 전력을 제공한다. 그 대안으로, 추가적인 UPS 유닛이 네트워크에 위치할 수 있고, UPS(3171)가 두 개 이상의 전력/데이터 컴바이너 장치에 전력을 공급할 수 있다.
LAN 내부구조를 통해 네트워크 상의 몇 개 지점으로부터 무정전 전원으로부터의 예비 전력을 분배하는 것이, 중요 네트워크 요소를 각각의 전용 UPS에 연결하거나 정상 전력 네트워크에 추가해 조직 전체를 통해 UPS 전력 분배 케이블링 시스템을 생성하는 것보다 비용면에서 효과적이다. 단전시, UPS로부터 전력을 필요로하는 중요 네트워크 요소까지 전력이 공급된다. LAN 상의 전력에 의해 작동되는 네트 워크 장치 중 어느 것이 단전시에 전력을 수신할 것인 지는 사전에 전력/데이터 컴바이너 유닛에서 결정될 수 있다. LAN/WAN 백본(3064)에 연결된 관리 유닛(3164)을 통해 원격으로, 또는 관리 포트를 통해 국부적으로 배열이 행하여질 수 있다.
LAN 내부구조 상에서 저압으로 전력이 분배되기 때문에 네트워크 단말기 방비의 비용 및 안전 요구사항이 감소될 수 있다는 것이 본 발명의 시스템의 한가지 장점이다. IP 전화의 경우에, LAN 상에서 전력을 제공하는 것은 오늘날 PSTN 인조이에 연결된 정규 아날로그 기반의 전화와 같이 무정전 전력원을 IP 전화가 가지게 한다.
LAN 상에서 분배되는 전력은 DC나 저주파 AC 전압으로 운반될 수 있다. 어느 경우에도, LAN 내부구조 상에서 전력의 운반은 데이터 통신 신호와 간섭하지 않는다. UL 60950과 두 60950과 같은 안전도 표준과의 호환성 유지를 위해, LAN 케이블링 상에서의 전력 전압은 120V 피크 아래로 유지되며, 전류가 제한된다.
LAN 케이블링 상에서 운반되는 전력은 케이블에서 한 개 이상의 여벌 쌍을 이용하여 전송될 수 있다. 이더넷 통신은 2쌍(4전도체)을 필요로한다. 케이블링 플랜트가 EIA/TIA 568A 호환형이고 4쌍을 포함할 경우, 2쌍이 비사용 상태로 유지된다. 한 개나 두 개의 비사용 쌍을 이용하여 전력이 전송될 수 있다. 이 경우에, 전력 스플리터와 컴바이너가 반드시 필요한 것은 아니며, 전력의 직접적 분출 및 추출이 구현될 수 있다. 대안으로, 데이터 케이블이 오직 두쌍만을 포함할 경우, 한 개나 두 개의 가용쌍, 즉, 수신 및 송신 와이어를 이용하여 전력이 분배된다.
데이터 통신 내부구조 상에 전력을 위치시키기 위한 전력/데이터 컴바이너 유닛을 설명하는 블록도표가 도 27에 도시된다. 앞서 설명한 바와 같이, 전력/데이터 컴바이너는 외부 독립형 유닛으로 구현되거나 네트워크 요소와 일체형으로 구현될 수도 있으며, 조합된 전력/데이터 신호를 형성하기 위해 전력 신호와 데이터 통신 신호를 조합하는 기능을 한다. 다음의 설명은 외부 전력/데이터 컴바이너를 단지 한 예로 이용한다. 그러나, 발명은 일체형 실시예에도 물론 적용될 수 있다.
전력/데이터 컴바이너(3180)는 라인 인터페이스 회로(3181), 여파 및 보호 회로(3182), 전원(3184), 제어기(3186)를 포함한다. 라인 인터페이스 회로(3181)는 다수의 입력 포트(3190)와 출력 포트(3188)를 포함하며, 모든 입력과 출력 사이에 저압 분리가 제공된다. 입력 포트(3190)는 허브나 스위치로부터 데이터전용 신호를 수신한다. 출력 포트(3188)는 연결된 LAN 상의 전력에 의해 작동하는 장치, 가령 전력/데이터 스플리터나 일체형 네트워크 요소에 조합 데이터 및 전력 신호를 출력한다.
전력/데이터 컴바이너 유닛(3180)은 포트(3190)의 데이터를 통해 기존 LAN 10/100/1000 베이스 T 허브나 스위치에 연결된다. 포트에 8개의 데이터가 도시되지만, 전력/데이터 컴바이너는 16, 24, 32와 같이 다른 수의 데이터를 포함할 수 있다. 기존 허브나 스위치와 전력/데이터 컴바이너(3180)는 동일한 수의 포트를 가질 수도 있고, 동일하지 않은 수의 포트를 가질 수도 있지만 동일한 경우가 선호된다. 전력/데이터 컴바이너 유닛(3180)은 각 LAN 채널에 DC나 AC 전력을 분출하는 기능을 한다.
전력/데이터 컴바이너 유닛(3180)은 기본 빌딩의 AC 전력, UPS, 또는 LAN 상 의 전력으로부터 전력을 수용할 수 있고, 이를 한 개 이상의 네트워크 장치에 분배할 수 있다. 각각의 출력 채널은 데이터 통신 신호만, 전력 신호만, 또는 데이터 통신 신호 및 전력 신호를 동시에 운반하는 이더넷 채널을 포함할 수 있다. 전력/데이터 컴바이너 유닛은 데이터 통신에 대한 장애를 최소화하는 회로를 포함한다.
전원(3184)은 커넥터나 케이블(3192)을 통해 AC 전력원에 연결된다. 대안으로, 또다른 전력/데이터 컴바이너 유닛으로부터 전력이 수용될 수도 있다. 전원(3184)은 유닛(3180)의 하향에 연결되는 원격으로 전력을 제공받는 네트워크 장치에 의해 요구되는 총에너지와, 전력/데이터 컴바이너 유닛(3180) 자체의 작동에 필요한 에너지를 제공하는 기능을 한다. 전원(3184)은 채널 수만큼 배가된 채널에 의해 필요한 최악의 경우의 에너지(즉, 최대 에너지)를 지원하도록 만들어지는 것이 선호된다. 대안으로, 전원(3184)은 모든 채널에 의한 전력 소모의 예정치가 존재함을 가정하여 더 작은 양의 전력을 지원하도록 만들어진다.
필터 및 보호 회로(3182)는 입력에서부터 출력까지 고주파 데이터 통신 신호를 무간섭으로 투명하게 통과시키는 역할을 한다. 회로(3182)는 전원의 저임피던스 출력이 데이터 통신 신호를 감쇠시키는 것을 방지하고, 채널 상의 통신 신호가 공통 전원 유닛(3184)을 통해 다른 채널로 누출되는 것을 방지한다. 즉, 누화를 방지한다. 회로는 전원 스위칭에 의해 발생되는 고주파 리플 및 잡음을 여파하는 기능을 하고, 고주파용 전원으로부터 고출력 임피던스를 제공하는 기능을 한다.
필터 및 보호 회로(3182)는 정해진 레벨에 따라 각 채널에 가용한 전력을 제한하고, 각 와이어 쌍에 대한 전류를 감지하며, 최소 및 최대 전류 한계 기준 레 벨, 불균형, 또는 전력 누설을 감지하고, 각 채널에/로부터 전력을 연결하고 연결을 끊는 능력에 관한 기능을 가진다. 최소 및 최대 전류 한계 기준 레벨은 시스템의 구현 및 배치에 따라 관리 유닛을 통해 제어될 수도 있고, 고정될 수도 있다. 회로(3182)의 중요한 기능은 다른 작동 채널이 영향받지 않도록 단락된, 그렇지 않으면 오류있는 포트를 분리시키는 것이다.
적절하게 프로그래밍된 제어기(3186)는 전력/데이터 컴바이너(3180) 내의 성분 작동을 관리하고 제어하며, 외부 관리 회로에 원격 기능을 제공한다. 제어기는 네트워크를 통해 원격으로 또는 국부적으로 연결된 관리 유닛과 통신하는 기능을 한다. 제어기는 각 채널에 분배된 전력의 온라인 수정을 가능하게 한다. 다른 기능으로는 각 채널에 의해 소모되는 전력, 채널 고장, 전력/데이터 컴바이너 자체의 고장에 관한 보고와 같은 상태 보고를 포함한다.
일체형 실시예에서, 전력/데이터 컴바이너 유닛의 기능은 기존 LAN 연결 허브나 스위치, 예를 들어, 10, 100, 1000 BaseT에 통합된다. 허브의 내부 전원은 정상 허브 작동의 부하 증가 및 원격 전력 공급 기능을 지원하도록 수정된다. 출력 포트 및 허브의 내부 네트워킹 회로간에 라인 인터페이스 회로가 삽입된다. 추가적으로, 라인 인터페이스 회로를 전원에 연결하기 위해 여파 및 보호 회로가 추가된다. 표준 LAN 포트 각각은 조합 데이터 및 전력 포트로 대체된다. 이 일체형 실시예는 전체 시스템 비용을 절감시키고, 소요 공간을 감소시키며, 네트워크의 복잡도를 감소시킨다. 그러나, 기존 허브나 스위치의 수정을 필요로한다.
외부형이나 일체형 실시예 중 어느 경우에도, 전력/데이터 컴바이너에 의해 수신되는 데이터는 각 채널 입력으로부터 그 상응하는 채널 출력까지 양방향으로 전송된다. 전력은 각 채널의 출력 포트로 분출된다. 각 출력 채널에 할당된 출력 전력의 크기는 독립적으로 설정될 수 있다. 추가적으로, 각 출력 채널은 단락 회로 및 과부하 조건에 대해 자체 보호된다.
더욱이, 외부 전력/데이터 컴바이너 실시예와 연계하여, 두 개의 추가 LAN 포트가 부가적으로 제공될 수 있다. 입력 LAN 포트 및 출력 LAN 포트가 제공되고, 이에 의해 정상 작동 중에, 두 포트가 함께 브리지될 수 있다. 기존 허브나 스위치는 출력 LAN 출력 포트를 통해 공급된다. 입력 LAN 포트는 상향 네트워크 장치, 예를 들어 허브나 스위치에 연결된다. 단전시에, 전력/데이터 컴바이너 유닛은 입력 및 출력 LAN 포트를 분리시키고, 입력 LAN 포트로부터 직접 한 개 이상의 출력 채널로 데이터 통신을 전환시킨다. 따라서, 상향 데이터 허브나 스위치가 작동하지 않는 경우에 데이터 및 전력 회로가 제공된다.
데이터 통신 내부구조로부터 전력을 분리하기 위한 전력/데이터 스플리터를 도시하는 블록 도표가 도 28에 도시된다. 앞서 설명한 바와 같이, 전력/데이터 스플리터는 동일한 케이블 와이어 상에서 전력 및 데이터를 동시에 운반하는 그 입력에서 LAN 채널을 수용하고, 두 신호를 전력 신호 및 데이터 신호로 분리시키는 기능을 한다. 이 두 신호들은 네트워크 장치로 전달된다. 두 개의 출력 신호는 두 개의 분리된 케이블 연결부를 포함할 수 있다. 하나는 데이터용이고, 다른 하나는 전력용이다. 데이터 케이블 연결부는 데이터 통신용 표준 LAN 데이터 채널과 같이 작동한다. 전력 케이블 연결부는 조합 입력으로부터 추출되는 전력으로 전력 부하를 구동하도록 작동한다. 전력/데이터 스플리터는 출력 전압으로부터 입력 전압을 분리시키는 기능을 한다. 추가적으로, AC/DC나 DC/DC 전압 변환기는 네트워크 장치의 특정 요구사항에 부합하는 한개 이상의 전압 레벨로 입력 전압을 변환하기 위해 사용된다.
전력/데이터 스플리터(3200)는 라인 인터페이스 회로(3202), 여파 및 보호 회로(3206), 전력 변환기(3208), 제어기(3204)를 포함한다. 스플리터(3200)는 LAN 벽의 유출 리셉터클과 네트워크 장치 사이에 연결되는 것이 일반적이다. 전력/데이터 스플리터(3200)는 고주파에 고임피던스를 제시함으로서 고주파 신호가 전력 출력을 통과하는 것을 차단하며, 저주파 및 DC 전력 신호가 투과하게 하며, 전력 변환기 입력으로부터 데이터 채널까지 고주파 잡음의 전도를 차단한다.
라인 인터페이스 회로(3202)는 데이터 및 전력 입력 포트(3210)와 데이터 통신 전용 출력 포트(3212)를 포함한다. 추출된 전력은 전력 출력 포트(3214)를 통해 출력된다. 라인 인터페이스 회로(3202)는 LAN 채널로부터 신호를 수신하고, 데이터 및 전력 입력 포트(3210)로부터 데이터 전용 출력 포트(3212)가지 데이터 통신 신호의 양방향 전송을 허용하도록 고역 여파를 제공한다.
여파 및 보호 회로(3206)는 데이터 및 전력 입력 포트(3210)에서 전력 변환기(3208)의 입력까지 사이에 저역 통과 여파를 제공한다. 전력 변환기(3208)는 LAN 채널로부터 추출되는 전압에 따라 AC/DC나 DC/DC 전압 변환기를 포함할 수 있다. 전력 변환기는 전력/데이터 스플리터(3200)에 부착된 네트워크 장치의 특정 요구사항에 따라 다수의 전압을 생성할 수 있다.
적절히 프로그래밍된 제어기(3204)는 전력/데이터 스플리터(3200) 내의 성분의 작동을 관리하고 제어하며, 외부 관리 장치에 원격 기능을 제공한다. 제어기는 네트워크를 통해 원격으로, 또는 국부적으로 연결되는 관리 유닛과 통신하는 기능을 한다. 다른 부가적 기능은 각 채널에 의해 소모되는 전력, 채널 고장, 전력/데이터 스플리터 자체 내의 고장 등의 사항과 같은 상태 보고를 포함한다.
일체형 실시예에서, 전력/데이터 스플리터 기능은 IP나 LAN 전화, 휴대용 PC나 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 기존 네트워크 장치에 통합된다. 네트워크 장치는 조합 전력/데이터 신호를 수신하도록 수정된다. 표준 LAN 포트 및 저력 포트는 조합 데이터 및 전력 포트로 대체된다. 입력 포트와 내부 네트워크 데이터 및 전력 입력 포트 사이에 라인 인터페이스 회로가 삽입된다. 추가적으로, 라인 인터페이스 회로를 전원에 연결하기 위해 여파 및 보호 회로가 추가된다. 이 일체형 실시예는 전체 시스템 비용을 감소시키고, 소요 공간을 축소시키며, 네트워크 복잡도를 감소시킨다. 그러나 이는 기존 네트워크 장치의 수정을 필요로 한다.
각 네트워크 포트 및 노드가 최대 할당 출력 전력을 동시에 소모하다는 가정 하에 전력 운반 및 분배 네트워크를 구축하는 것은 비용 및 복잡도 측면에서 비효율적이다. 추가적으로, 이러한 전력 네트워크는 데이터 네트워크 상에서 전력의 "병목"을 일으키기 쉽고, 공통 LAN 설치에 대한 비표준의 특정 케이블링 이용을 강요할 수 있다. 더욱이, 이러한 전력 네트워크 구축에 사용되는 장비는 허브, 스위치, 라우터, 그리고 여러 종류의 네트워크 관리 유닛을 위해 고안된 표준 네트워크 장비 캐비넷의 열적, 전기적 세부명세를 초과하기 쉽고, 그래서 이러한 장비 수용 에 고장을 일으키기 쉽다.
따라서, 본 발명의 LAN 상의 전력 시스템은 건물 단전시 1) 정상 네트워크 작동 중과 2) 긴급 작동 중 기대되는 전력 소모를 표시하는 통계 패턴을 전력 네트워크의 구축에 이용할 수 있다.
관리 유닛(3164)(도 26A)은 네트워크에 연결된 서버나 PC에서 실행되는 소프트웨어를 포함한다. 관리 유닛은 네트워크 전체에 분포된 전력/데이터 컴바이너와 스플리터와 같이 LAN 상의 전력 성분에 원격 제어 정보를 통신하는 기능을 한다. 데이터 통신 네트워크 자체는 LAN 상의 전력에 의해 작동하는 장치와 관리 유닛 사이에 데이터 메시지를 전송한다. 관리 유닛은 감시 및 공급 기능을 제공한다. 공급 기능은 가용 전력 리소스를 네트워크 데이터 트래픽과 유사한 방식으로 할당하고, 소스로부터 싱크까지 네트워크간의 전력 경로를 배치하는 역할을 한다.
네트워크 관리자는 비-부하, 과부하, 전류 누출을 표시하는 상기 네트워크 포트를 조작하기 위한 시스템 및 방법을 결정할 수 있다. 오류 포트로의 전력은 끊길 수 있고, 원하는 값으로 제한될 수 있다. 셧다운 상태로부터의 회복은 포트 조건에 따라 자동적일 수도 있고, 수동일 수도 있다. 각각의 포트는 시스템 설정 조건에 따라 개별적으로 배열될 수 있다.
각각의 전력/데이터 컴바이너가 외부 제어를 통해 또는 독립적으로 관리되도록 만들어질 수 있다. 각각의 전력/데이터 컴바이너는 전용 LAN 데이터 연결부를 포함할 수 있다. 또는, 네트워크 LAN에 원격 제어 데이터를 전송하는 네트워크 호스트 시스템으로의 직렬/병렬 통신을 포함할 수 있다.
건물 단전시, 일부 네트워크 장치와 노드, 가령, 허브, 라우터, 브리지, 스위치 등은 중요 네트워크 노드, 단말기, 장치 사이에서 데이터 및 전력 연속성을 유지하기 위해 우회될 필요가 있다. 단리 대형 LAN 채널에 의해 공급되는 전력은 대부분의 경우에 다수의 네트워크 장치를 작동시키기에 충분하여야 한다. 그러나 이 LAN 채널은 정상 네트워크 허브/스위치와 모든 그 연결 네트워크 장치를 동시에 작동시킬만큼 충분하지 않을 것이다. 추가적으로, LAN 장치는 전력 및 데이터 통신을 동시에 수신하지 않으면 일반적으로 쓸모가 없다. 본 발명의 LAN 상의 전력 시스템은 단전시 전력 및 데이터 통신의 흐름을 유지하는 기능을 한다. LAN 노드 유닛, 가령, 허브, 스위치, 등과 네트워크 장치는 건물 단전시 감소 전력 작동 모드로 스위칭한다. 장치가 감소 전력 작동 모드에 있을 때, 이는 데이터 조작 대역폭 및 처리 능력을 감소시킬 것이고, 그 전체 전력 소모를 줄이기 위해 단지 몇 개의 포트를 유지시키고 잔여 포트를 셧다운시킬 것이다. 따라서, 연장된 시간 주기를 위한 다수의 주요 네트워크 요소를 지원하기 위해 전지 기반의 UPS가 사용될 수 있다.

Claims (109)

  1. - 다수의 LAN 노드(12, 14, 16, 18, 20, 22, 62, 64, 66, 68, 70, 77, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020, 2022, 2062, 2064, 2066, 2068, 2070, 2072, 2112, 2114, 2116, 2118, 2120, 2122, 2162, 2164, 2166, 2168, 2170, 2172, 3028, 3032, 3036, 3040, 3044, 3048, 3052, 3076, 3080, 3096, 3102, 3112, 3118, 3124, 3136, 3142, 3150, 3158),
    - LAN 스위치(34, 84, 134, 184, 2034, 2084, 2134, 2184, 3018, 3020, 3072, 3106, 3090, 3128, 3168),
    - 전력 공급 서브시스템(30, 80, 130, 180, 2030, 2080, 2130, 2180), 그리고
    - 데이터 통신을 제공하기 위해 상기 다수의 LAN 노드를 상기 전력 공급 서브시스템을 통해 상기 스위치에 연결하는 통신 케이블(11, 61, 101, 151, 3031, 3047, 3086, 3077, 3088, 3092, 3104, 3110, 3116, 3122, 3138, 3148, 3152, 3154)
    을 포함하는 LAN에 있어서,
    상기 전력 공급 서브시스템은 전력 관리 및 제어 유닛(226, 276, 326, 376, 2038, 2088, 2133, 2183)을 포함하고, 상기 전력 관리 및 제어 유닛은 상기 통신 케이블을 통해 상기 다수의 LAN 노드 중 일부분 이상에 전력을 공급하는 것을 제어하며,
    상기 전력 공급 서브시스템은 데이터 통신에 사용되지 않는 케이블 내의 도선 쌍들을 이용하여 통신 케이블을 통해 LAN 노드 중 일부분에 전력을 공급하도록 동작하며,
    상기 전력 공급 서브시스템은 전력 관리 및 제어 유닛의 제어에 따라, 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 전력을 통신 케이블에 연결하도록 동작하고, 상기 전력 공급 서브시스템은 통신 케이블에 전달되는 전류를 제어하는 전류 제한 회로(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374)를 포함하며,
    상기 전류 제한 회로는 절대 넘어서는 안될 제 1 전류 한도와, 지정 시간 이상 넘어서는 안될 제 2 전류 한도를 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 LAN.
  2. 통신 케이블을 통해 한 개 이상의 LAN 노드에 전력을 제공하는 전력 공급 서브시스템으로서, 상기 전력 공급 서브시스템은,
    - 전력 공급원(32, 82, 132, 182, 2032, 2082, 2132, 2182, 3184),
    - 데이터 통신과 간섭하지 않으면서 상기 전력 공급원으로부터 통신 케이블에 전력을 공급하는 전력 공급원 인터페이스(86, 186, 2086, 2186), 그리고
    - 상기 전력 공급 인터페이스를 통해 상기 통신 케이블에 전달되는 전류를 제어하는 전류 제한 회로(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374)
    를 포함하며, 이때,
    상기 전류 제한 회로는 절대 넘어서는 안될 제 1 전류 한도와, 지정 시간 이상 넘어서는 안될 제 2 전류 한도를 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 서브시스템.
  3. 통신 케이블을 통해 한 개 이상의 LAN 노드에 전력을 제공하는 전력 공급 서브시스템으로서, 상기 전력 공급 서브시스템은,
    - 전력 공급원(32, 82, 132, 182, 2032, 2082, 2132, 2182, 3184),
    - 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 상기 전력 공급원으로부터의 전력을 통신 케이블에 조합하여 전달하는 컴바이너(36, 136, 2036, 2136, 3180),
    - 상기 컴바이너를 통해 상기 통신 케이블에 전달된 전류를 제어하는 전류 제한 회로(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374)
    를 포함하고, 이때,
    상기 전류 제한 회로는 절대 넘어서는 안될 제 1 전류 한도와, 지정 시간 이상 넘어서는 안될 제 2 전류 한도를 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 서브시스템.
  4. LAN의 한 개 이상의 노드에 전력을 공급하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - LAN 스위치(34, 84, 134, 184, 2034, 2084, 2134, 2184, 3018, 3020, 3072, 3106, 3090, 3128, 3168)를 제공하고,
    - 전력 공급 서브시스템(30, 80, 130, 180, 2030, 2080, 2130, 2180)을 제공하며,
    - 상기 LAN 스위치를 상기 전력 공급 서브시스템을 통해 다수의 노드(12, 14, 16, 18, 20, 22, 62, 64, 66, 68, 70, 77, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020, 2022, 2062, 2064, 2066, 2068, 2070, 2072, 2112, 2114, 2116, 2118, 2120, 2122, 2162, 2164, 2166, 2168, 2170, 2172, 3028, 3032, 3036, 3040, 3044, 3048, 3052, 3076, 3080, 3096, 3102, 3112, 3118, 3124, 3136, 3142, 3150, 3158)에 연결하고, 이때, 상기 연결은 통신 케이블로 구현되어 상기 LAN과 상기 다수의 노드 간의 데이터 통신을 제공하게 하며,
    - 상기 LAN 스위치와 상기 다수의 노드 중 한 개 이상 사이에 상기 전력 공급 서브시스템을 연결하며, 그리고
    - 상기 전력 공급 서브시스템으로부터 상기 노드에 전류 제한된 전력을 공급하는
    단계들을 포함하며, 이때, 상기 전류 제한된 전력은 절대 넘어서는 안될 제 1 전류 한도와, 지정 시간 이상 넘어서는 안될 제 2 전류 한도를 나타내는 것을 특징으로 하는 LAN의 한 개 이상의 노드에 전력을 공급하는 방법.
  5. LAN 스위치와 한 개 이상의 노드 간을 연결하기 위한 전력 공급 서브시스템으로서, 상기 전력 공급 서브시스템은 통신 케이블을 통해 한 개 이상의 노드에 전력을 제공하며, 상기 전력 공급 서브시스템은,
    - 관리 및 제어 유닛(226, 276, 326, 376, 2038, 2088, 2133, 2183),
    - LAN 스위치(34, 84, 134, 184, 2034, 2084, 2134, 2184, 3018, 3020, 3072, 3106, 3090, 3128, 3168)에 연결을 위한 한 개 이상의 포트,
    - 상기 한 개 이상의 포트를 통한 LAN 스위치와 한 개 이상의 노드 간의 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 통신 케이블에 전력을 조합하여 전달하는 컴바이너(36, 136, 2036, 2136, 3180),
    - 상기 컴바이너를 통해 상기 통신 케이블에 전달되는 상기 전력의 전류를 제어하는 전류 제한 회로(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374)
    를 포함하고, 이때,
    상기 전류 제한 회로는 전력 관리 및 제어 유닛의 제어에 따라, 절대 넘어서는 안될 제 1 전류 한도와, 지정 시간 이상 넘어서는 안될 제 2 전류 한도를 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 서브시스템.
  6. 통신 케이블을 통해 LAN 스위치에 연결되는 다수의 LAN 노드들에 서비스하는 LAN 스위치로서, 상기 LAN 스위치는,
    - 전력 관리 및 제어 유닛(226, 276, 326, 376, 2038, 2088, 2133, 2183),
    - 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 상기 통신 케이블에 전력을 연결하는 커플러 회로(220, 320, 600, 620, 650, 670, 700), 그리고
    - 상기 전력 관리 및 제어 유닛의 제어에 따라, 상기 커플러 회로에 의해 상기 통신 케이블에 전달되는 전류를 제한하는 전류 제한 회로(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374)
    를 포함하며,
    상기 전류 제한 회로는 넘어서서는 안될 제 1 전류 제한 레벨 한도와, 지정 시간 이상 넘어서서는 안될 제 2 전류 제한 레벨 한도를 제공하도록 동작하고,
    상기 커플러 회로는 상기 전력 관리 및 제어 유닛의 제어에 따라, 연결된 다수의 LAN 노드 중 한 개 이상의 노드에 상기 통신 케이블을 통해 일부 전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 LAN 스위치.
  7. - 다수의 LAN 노드(12, 14, 16, 18, 20, 22, 62, 64, 66, 68, 70, 77, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020, 2022, 2062, 2064, 2066, 2068, 2070, 2072, 2112, 2114, 2116, 2118, 2120, 2122, 2162, 2164, 2166, 2168, 2170, 2172, 3028, 3032, 3036, 3040, 3044, 3048, 3052, 3076, 3080, 3096, 3102, 3112, 3118, 3124, 3136, 3142, 3150, 3158),
    - LAN 스위치(34, 84, 134, 184, 2034, 2084, 2134, 2184, 3018, 3020, 3072, 3106, 3090, 3128, 3168), 그리고
    - 데이터 통신을 제공하기 위해 상기 LAN 스위치에 상기 다수의 LAN 노드들을 연결하는 통신 케이블(11, 61, 101, 151, 3031, 3047, 3086, 3077, 3088, 3092, 3104, 3110, 3116, 3122, 3138, 3148, 3152, 3154)
    을 포함하는 LAN에 있어서, 상기 LAN 스위치는,
    - 전력 관리 및 제어 유닛(226, 276, 326, 376, 2038, 2088, 2133, 2183),
    - 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 전력을 통신 케이블에 연결하는 커플러 회로(220, 320, 600, 620, 650, 670, 700), 그리고
    - 상기 전력 관리 및 제어 유닛의 제어에 따라, 상기 커플러 회로에 의해 상기 통신 케이블에 전달되는 전류를 제한하는 전류 제한 회로(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374)
    를 포함하며,
    상기 전류 제한 회로는 넘어서서는 안될 제 1 전류 제한 레벨 한도와, 지정 시간 이상 넘어서서는 안될 제 2 전류 제한 레벨 한도를 제공하도록 동작하고,
    이에 따라, 상기 LAN 스위치는, 상기 전력 관리 및 제어 유닛의 제어에 따라, 연결된 다수의 LAN 노드 중 한 개 이상의 노드에 상기 통신 케이블을 통해 일부 전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 LAN.
  8. LAN 스위치를 이용하여 다수의 LAN 노드 중 한 개 이상의 노드에 전력을 제공하는 방법으로서, 상기 LAN 노드들은 통신 케이블을 통한 데이터 통신을 위해 LAN 스위치에 연결되며, 상기 방법은,
    - 해당 노드의 특성에 의해 통신 케이블을 통해 해당 노드가 전력을 수신할 수 있는 지를 결정하기 위해, 통신 케이블을 통해 해당 노드까지 전력을 송신할 수 있도록 의도한 노드인지를 다수의 노드 중 한개 이상의 노드에 질의하고,
    - 데이터 통신에 간섭하지 않으면서 통신 케이블에 전력을 연결하여, 상기 결정된 노드의 특성에 따라, 상기 통신 케이블을 통해 상기 한 개 이상의 노드에 일부 전력을 제공하며, 그리고
    - 전력을 통신 케이블에 상기와 같이 연결함으로서 전달되는 전류를 제어하고, 이때, 넘어서서는 안될 제 1 전류 제한 레벨 한도와, 지정 시간 이상 넘어서서는 안될 제 2 전류 제한 레벨 한도를 제공하는
    단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 노드에 전력을 제공하는 방법.
  9. 통신 케이블을 통해 LAN 노드에 전력을 제공하는 전력 공급 서브시스템으로서, 상기 전력 공급 서브시스템은,
    - 전력 관리 및 제어 유닛(226, 276, 326, 376, 2038, 2088, 2133, 2183),
    - 상기 전력 관리 및 제어 유닛에 따라, 프로그램형 전류-제한 출력을 제공하는 프로그램형 전류 제한 회로(programmable current limiting circuitry)(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374),
    - 전압 측정 수단(409), 그리고
    - 상기 프로그램형 전류-제한 출력을 통신 케이블에 연결하도록 동작하는 컴바이너(36, 136, 2036, 2136, 3180) 및 전력 공급 인터페이스(86, 186, 2086, 2186) 중 한 개 이상
    을 포함하며, 상기 전력 관리 및 제어 유닛은,
    - 다수의 지정 구간에서 상기 전압 측정 수단을 이용하여, 상기 연결된 프로그램형 전류-제한 출력에 따라 발전되는 전압을 측정하고, 그리고
    - 노드의 특성에 의해 통신 케이블을 통해 전력을 수신할 수 있는 지를, 상기 측정된 전압의 결과로 결정하는
    것을 특징으로 하는 전력 공급 서브시스템.
  10. 통신 케이블을 통해 LAN 노드에 전력을 공급하는 방법으로서, 이 방법은,
    - LAN 노드에 연결된 통신 케이블에 전류-제한 전류를 공급하고,
    - 다수의 지정 구간에서 상기 통신 케이블 사이에서 상기 제공된 전류-제한 전류에 따라 발전된 전압을 측정하며,
    - LAN 노드의 특성에 의해 통신 케이블을 통해 전력을 수신할 수 있는 지를, 상기 다수의 지정 구간에서 상기 측정된 전압의 결과로 결정하는
    단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  11. 통신 케이블을 통해 전력을 제공하는 LAN으로서, 상기 LAN은,
    - 다수의 LAN 노드(12, 14, 16, 18, 20, 22, 62, 64, 66, 68, 70, 77, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020, 2022, 2062, 2064, 2066, 2068, 2070, 2072, 2112, 2114, 2116, 2118, 2120, 2122, 2162, 2164, 2166, 2168, 2170, 2172, 3028, 3032, 3036, 3040, 3044, 3048, 3052, 3076, 3080, 3096, 3102, 3112, 3118, 3124, 3136, 3142, 3150, 3158),
    - LAN 스위치(34, 84, 134, 184, 2034, 2084, 2134, 2184, 3018, 3020, 3072, 3106, 3090, 3128, 3168),
    - 상기 LAN 스위치와 상기 다수의 LAN 노드들 간의 데이터 통신을 구현하는 통신 케이블(11, 61, 101, 151, 3031, 3047, 3086, 3077, 3088, 3092, 3104, 3110, 3116, 3122, 3138, 3148, 3152, 3154), 그리고
    - 전력 공급 서브시스템(30, 80, 130, 180, 2030, 2080, 2130, 2180)
    을 포함하고, 상기 전력 공급 서브시스템은,
    - 전력 관리 및 제어 유닛(226, 276, 326, 376, 2038, 2088, 2133, 2183),
    - 상기 전력 관리 및 제어 유닛에 따라, 프로그램형 전류-제한 출력을 공급하는 프로그램형 전류-제한 회로(programmable current limiting circuitry)(224, 274, 324, 374, 408, 2224, 2274, 2324, 2374),
    - 전압 측정 수단(409), 그리고
    - 상기 프로그램형 전류-제한 출력을 상기 통신 케이블에 연결하도록 동작하는 컴바이너(36, 136, 2036, 2136, 3180)와 전력 공급 인터페이스(86, 186, 2086, 2186) 중 한 개 이상
    을 포함하며, 상기 전력 관리 및 제어 유닛은,
    - 다수의 지정 구간에서 상기 전압 측정 수단을 이용하여, 상기 연결된 프로그램형 전류-제한 출력에 따라 발전되는 전압을 측정하고, 그리고
    - 상기 다수의 LAN 노드 중 한 개 이상 노드의 특성에 의해 통신 케이블을 통해 전력을 수신할 수 있는 지를, 상기 측정된 전압의 결과로 결정하는
    것을 특징으로 하는 LAN.
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