BRPI0515912B1

BRPI0515912B1 - Sistema de comunicação, elemento de distribuição e unidade de rede

Info

Publication number: BRPI0515912B1
Application number: BRPI0515912-1A
Authority: BR
Inventors: Brieskorn Jürgen
Original assignee: Unify Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2018-05-02
Also published as: KR101168457B1; KR20070056045A; EP1792438A1; CN101027870B; EP1792438B1; DE102004046401A1; TW200625866A; TWI380623B; DE102004046401B4; US20070263622A1; WO2006032588A1; BRPI0515912A; JP2008515258A; US7898107B2; CN101027870A

Abstract

"sistema de comunicação, elemento de distribuição e unidade de rede". a presente invenção refere-se a um sistema de comunicação (10) com um elemento de distribuição (1) que é acoplado a uma unidade de abastecimento de corrente (2) onde pode ser conectado um grande número de unidades de rede (3). cada uma das unidades de rede (3) conectadas ao elemento de distribuição (1) possui pelo menos um elemento de rede (31, 32, 33), sendo que cada um das unidades de rede (3) é abastecida com energia e com mensagens pelo elemento de distribuição (1). um grupo construtivo (4) disposto em cada unidade de rede (3) está preparado para determinar de uma rede (5) de elementos construtivos passivos (51, 52, 53) um parâmetro que caracteriza a rede (15) que permite uma informação sobre a demanda de energia da unidade de rede (3), sendo que cada um dos elementos de rede (31, 32, 33) da unidade de rede (3) possui pelo menos um elemento construtivo passivo (51, 52, 53) que é parte integrante da rede (5).

Description

(54) Título: SISTEMA DE COMUNICAÇÃO, ELEMENTO DE DISTRIBUIÇÃO E UNIDADE DE REDE (73) Titular: UNIFY GMBH & CO. KG, Sociedade Alemã. Endereço: Hofmannstrasse 51, MÜNCHEN, ALEMANHA (DE), 81379 (72) Inventor: JÜRGEN BRIESKORN

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 02/05/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 02/05/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE COMUNICAÇÃO, ELEMENTO DE DISTRIBUIÇÃO E UNIDADE DE REDE.

A presente invenção refere-se a um sistema de comunicação com um elemento de distribuição com uma unidade de abastecimento de corrente, ao qual pode ser conectado um grande número de unidades de rede - especialmente terminais de comunicação. A presente invenção referese ainda a um elemento de distribuição e a uma unidade de rede para serem usados no sistema de comunicação.

Para integrar mais ao cotidiano profissional e privado unidades de rede, tais como, por exemplo, câmeras de rede, alto-falantes, ponto de acesso para redes ou terminais de comunicação sem fio, é um pré-requisito importante reduzir os cabos necessários para a conexão. A transmissão de dados sem fio através de tecnologias tais como wireless LAN, Bluetooth e DECT, por um lado, dispensa o assim chamado twisted fair cable que é necessário para a transmissão de dados, porém, por outro lado, para o abastecimento com tensão na maioria dos casos ainda é necessário um cabo de corrente elétrica. Na norma IEEE 802.3af, aliás power over ethernet (PoE), o abastecimento de energia elétrica das unidades de rede ocorre através de cabos twisted fair, de modo que o cabo para o abastecimento com corrente elétrica possa ser dispensado. Isto não tem apenas conseqüências para o conforto do usuário, e sim, também diminui especialmente o dispêndio de instalação e os custos de instalação para uma operadora de rede.

Power over Ethernet é uma tecnologia para a Internet com fio, a tecnologia hoje muito difundida, LAN (Local Area Network). Power over

Ethernet possibilita colocar à disposição a potência elétrica necessária para a operação das unidades individuais através dos cabos de dados no lugar de cabos de abastecimento de energia elétrica. Assim sendo, o número dos cabos que precisam ser colocados para se instalar uma rede podem ser minimizados, o que produz custos menores, tempos de avaria mais curtos, manutenção mais simples e flexibilidade maior na instalação. Dispensa-se, portanto, a necessidade de equipar cada nó de acesso da rede de uma instalação elétrica e da instalação de tomadas adicionais. A tecnologia é

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* · especialmente apropriada para aplicações tais como, por exemplo, a telefonia através do protocolo da Internet (IP).

Na norma IEEE 802.3af distingue-se entre dois componentes básicos. Os consumidores de energia são denominados de powered devices (PD), os fornecedores de energia são denominados de power sourcing equipmenr (PSE).

A norma estipula uma transmissão com uma tensão contínua de 48 V, sendo que a absorção de corrente em operação permanente se restringe a 350 mA. A potência de alimentação máxima é restringida para 15,4 watts e a máxima absorção de energia do terminal depois de descontar as perdas de potência, é restringida para 13 watts. Durante uma fase inicial que dura 100 ms, o terminal pode absorver 500 mA. O abastecimento com corrente das unidades para serem conectadas à rede ocorre através de cabos comuns kat.3 ou Kat.5 e das tomadas tipo RJ45 padronizadas. Nisso, o processo aproveita o fato de que dos quatro pares de fios existentes, no caso do 10Base-T e 100Base-TX-Ethernet, somente dois são usados para a transmissão de sinais.

Um ponto central na norma 802.3af é o reconhecimento automático das unidades para serem conectadas à rede. Isto é realizado através de um processo denominado de resistive power discovery”. O equipamento de abastecimento de energia elétrica (power sourcing equipment) examina a unidade para ser conectada à rede (powered device) quanto à compatibilidade, antes que forneça energia de serviço através do cabo. Para tal, a intervalos periódicos, alimenta uma corrente mínima, reconhecendo assim, se o terminal dispõe de uma resistência de conexão de 25 kOhm. Em caso afirmativo pode acontecer o abastecimento de energia através da rede. Em seguida, o equipamento de abastecimento de energia abastece a unidade para ser conectada à rede com uma potência pequena. Agora, este último pode sinalizar com sua identificação, a qual das classes de potência apoiadas ele pertence. Assim, o equipamento de abastecimento de energia pode abastecer a unidade para ser conectada à rede com a potência desejada. Esta identificação dura ao todo aproximadamente 1 segundo. Na tabela a •·· · • · ··* R·» r> - j · · 4 · · t · · 4 4 4* * ' · »· · · · · · · • »··«»··· • ··· * · ··* * ·«· seguir são listadas as diversas classes definidas na norma 802.3af, nas quais as unidades de rede são operadas.

Classe	Uso	Potência de retirada máxima (PD)	Resistência à conexão	Corrente máxima
0	Default	0,44 a 12,95 W	4420 Ω±1%	15,4 W
1	Opcional	0,44 a 3,84 W	953Ω±1%	4,0 W
2	Opcional	3,84 a 6,49 W	549 Ω± 1%	7,0 W
3	Opcional	6,49 a 12,95 W	357Ω±1%	15,4W
4	Opcional	__	255Ω±1%	15,4 W

O consumo de energia das unidades de rede é essencial para a administração da energia na unidade de abastecimento de corrente. Para uma administração de energia otimizada é importante que as unidades de rede identifiquem precisamente sua classe. Se a classe de potência não puder ser identificada durante a fase inicial, então muitas vezes é usada a classe de potência 0 (default) como sendo a relevante. Assim sendo, a unidade de abastecimento de corrente precisa providenciar, independentemente do consumo de energia realmente necessário, o consumo de energia máximo de 12, 95 watts para cada unidade de rede conectada.

A identificação da classe de potência correta é especialmente relevante nas chamadas unidades de rede modulares como o são os terminais de comunicação, uma vez que estes com um número diferente de módulos de construção precisam ser classificados no seu consumo de potência em função da configuração em diferentes classes de potência. Processos conhecidos para a determinação otimizada da energia a ser colocada à disposição nas unidades de abastecimento de corrente são protocolos proprietários depois da inicialização básica das unidades de rede onde estes sinalizam o consumo de potência requisitada. A desvantagem deste modo de procedimento, porém, é que a unidade de rede para tal, primeiro precisa ser colocada em um estado onde a configuração pode ser feita na base de software.

Também são conhecidas intervenções administrativas na unidade de abastecimento de corrente, especialmente no caso de unidades de no

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9,9 * rede que reportam a classe de potência 0 (default) à unidade de abastecimento de corrente. Nisto, o consumo de potência de fato é informado à unidade de abastecimento de corrente e assim um limite de potência condicionada pela construção da unidade de abastecimento de corrente não é ultrapassado. Sobretudo em redes onde as unidades de rede freqüentemente são trocadas e substituídas por outras, este dispêndio administrativo é desvantajoso do ponto de vista de organização e de custo.

Portanto, a presente invenção tem a tarefa de indicar medidas que de modo mais simples permitam a comunicação da demanda de energia de fato ao fornecedor de energia.

Esta tarefa é solucionada com a ajuda de um sistema de comunicação com as características da reivindicação 1, de um elemento de distribuição com as características da reivindicação 8 e de uma unidade de rede com as características da reivindicação 9.

Realizações vantajosas podem ser obtidas das reivindicações dependentes.

O sistema de comunicação de acordo com a presente invenção possui uma unidade de abastecimento de corrente denominada de elemento de distribuição, que é acoplado a uma unidade de abastecimento de corrente, ao qual pode ser conectado um grande número de unidades de rede. Cada uma das unidades de rede conectada ao elemento de distribuição possui pelo menos um elemento de rede, sendo que cada unidade de rede é abastecida com energia e mensagens pelo elemento de distribuição. Além disso, em cada unidade de rede existe um grupo construtivo que está preparado para determinar de uma rede de componentes passivos um parâmetro que caracteriza esta rede, parâmetro este que permite uma informação referente à demanda de energia da unidade de rede, sendo que cada um dos elementos de rede da unidade de rede possui pelo menos um componente passivo que é parte integrante da rede.

Com o presente sistema de comunicação é facilmente possível especialmente a classificação precisa de unidades de rede modulares no que se refere a sua classe de potência. Dependendo da capacidade da uni5

dade de rede modular, a mesma possui um parâmetro diferente que resulta de diversos elementos passivos da unidade de rede. A modularidade da unidade de rede, no caso, é determinada pelo número e a composição dos respectivos elementos de rede.

Em uma realização útil da presente invenção, os elementos de rede da unidade de rede são acoplados uns com os outros e os elementos construtivos passivos de respectivos elementos de rede estão interligados através de um barramento. Assim sendo, de um modo especialmente simples torna-se possível uma conexão em conjunto dos componentes passivos para uma rede, de onde o grupo construtivo pode determinar o parâmetro que caracteriza a rede.

Em uma outra realização, os elementos construtivos passivos dos respectivos elementos de rede são conectados em paralelo através do barramento.

Como elementos construtivos passivos são usados preferencialmente resistências, capacitores e diodos. No caso é suficiente quando em cada um dos elementos de rede está previsto cada vez apenas um único componente passivo, por exemplo, uma resistência. Através da ligação dos elementos construtivos passivos por meio do barramento, a resistência total aplicada no grupo construtivo modifica-se, a qual então pode ser conjugada a uma classe de potência de acordo com a norma IEEE 802.3af.

De acordo com uma realização da presente invenção, o elemento de rede diretamente ligado ao elemento de distribuição é constituído por um terminal de comunicação, isto é, um telefone que funciona na base do protocolo da Internet, e os demais elementos de rede representam componentes de ampliação de comunicação. Estes componentes de ampliação de comunicação podem ser, por exemplo, adaptadores de acústica para a conexão de fones de ouvidos, módulos de display, blocos de teclado adicionais ou leitoras de cartões.

De acordo com uma outra realização vantajosa, o elemento de distribuição determina cada vez os parâmetros que caracterizam as redes das unidades de rede imediatamente depois de ligar o sistema de comunica-

ção para determinar a demanda de potência máxima das respectivas unidades de rede. Em outras palavras, isto significa que para a determinação do parâmetro que caracteriza o consumo de potência da unidade de rede, a inicialização completa da mesma ainda não precisa ter acontecido. Notadamente, não é necessário que o software rodado na unidade de rede transmita a configuração da unidade de rede e transmita um status correspondente na forma de um parâmetro ao grupo construtivo e também ao elemento de distribuição. Antes, pelo contrário, o grupo construtivo pode determinar o parâmetro e com isso, a classe de potência a partir dos parâmetros bipolares resultantes do barramento passivo, sendo que este parâmetro é formado pela rede dos componentes passivos que são interligados através do barramento (passivo). O barramento garante, no caso, que a escolha da respectiva classe de potência de uma unidade de rede configurada livremente possa ser determinada já na fase de inicialização no grupo construtivo através da lógica de grade, sem uma participação de processador ou de software. A determinação pode, então, ocorrer de acordo com as especificações da norma IEEE 802.3af.

A seguir, a presente invenção é explicada detalhadamente com a ajuda da Figura.

No desenho é mostrado um sistema de comunicação 10. O sistema de comunicação possui um elemento de distribuição 1 e uma unidade de rede 3 conectada a ele a título de exemplo. Por motivos de simplicidade é mostrada apenas uma unidade de rede 3. Na prática, um grande número de unidades de rede 3 pode ser conectado ao elemento de distribuição 1. O acoplamento entre a unidade de rede 3 e o elemento de distribuição 1 são feitos através de um cabo 9 que consiste em várias linhas 6, 7, 8.

No elemento de distribuição 1 pode ser integrada uma unidade de abastecimento de corrente 2 conforme mostra a Figura. Tal configuração é denominada de endspan insertion. Ela é um componente ativo, tal como, por exemplo, um switch que abastece a unidade de rede 3 conectada diretamente com corrente através do cabo 9. A vantagem de tal disposição consiste na convergência compacta das funções em uma unidade. Também se>3

ria possível uma realização, onde o elemento de distribuição 1 e a unidade de abastecimento de corrente 2 são executados como componentes separados. Tal disposição é denominada de midspan insertion. Nesta realização um simples switch que corresponde ao elemento de distribuição 1 pode ser ligado a um chamado power hub que assume o abastecimento com energia das unidades de rede 3 conectadas.

A unidade de rede 3 é abastecida com corrente elétrica através de uma linha 7 do cabo 9, e através de um ou um número de linhas 3 acontece a troca de dados. Além disso, é previsto um par de linhas (referência 6) através do qual é conectado um grupo construtivo 4 previsto na unidade de rede 3. O grupo construtivo 4 é ainda conectado a uma rede 5 de pelo menos um componente passivo 51, 52, 53. Durante a fase de inicialização é consultada, através do par de linhas 6, a resistência de terminação referente ao grupo construtivo 4 através do elemento de distribuição 1. A resistência de terminação é um parâmetro que caracteriza a unidade de rede 3 que possibilita para o elemento de distribuição 1 a atribuição a uma classe de potência de acordo com a norma IEEE 802.3af.

O sistema de comunicação 3 de acordo com a presente invenção é apropriado especialmente para unidades de rede de construção modular. No presente exemplo de execução, a unidade de rede 3 consiste em um elemento de rede 31 que pode ser, por exemplo, um sistema de comunicação (um telefone que funciona na base do protocolo da Internet). Nele está disposto o grupo construtivo 4 e pelo menos um elemento construtivo passivo 51. Além disso, são previstos, a título de exemplo, dois outros elementos de rede 32, 33, respectivamente acoplados ao elemento de rede 31 através de um cabo 9. Apenas a título de exemplo, a conexão no presente exemplo de execução é feita de tal modo que os respectivos elementos de rede 31, 32, 33 estejam conectados em série um com o outro. Cada um dos outros elementos de rede 32, 33 que são, por exemplo, elementos de ampliação de comunicação (por exemplo, um display, um bloco de teclado adicional, etc.) possui também pelo menos um elemento construtivo passivo 52 e 53 respectivamente.

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Os elementos construtivos passivos 51, 52, 53, no caso mais simples, podem ser respectivamente uma resistência que, de modo mostrado, estão conectados entre si através do par de linhas 6 executado como barramento. É lógico que também é possível, constituir os elementos cons5 trutivos passivos 51, 52, 53 de um grande número de elementos construtivos, especialmente resistências, diodos, capacitores. Em todos os casos, a resistência de terminação da rede 5 aplicada no grupo construtivo 4 modifica-se através da adição de um outro elemento de rede. Com isto é garantido que independentemente do providenciamento do número ou do tipo dos e10 lementos de rede 32, 33 pode ser determinado um parâmetro que caracteriza a rede através do grupo construtivo 4 ao qual pode ser atribuída uma classe de potência da norma IEEE 802.3af no próprio grupo construtivo ou no elemento de distribuição 1.

A vantagem do modo de proceder descrito consiste no fato de que para a determinação da classe de potência em uma unidade de rede 3, elementos construtivos ativos, tais como, por exemplo, processadores ou um software rodando no mesmo, precisam estar operando. Imediatamente depois da fase de inicialização da unidade de rede, a resistência da rede 5 está aplicada nas respectivas entradas do grupo construtivo 4, de modo que o elemento de distribuição 1 possa realizar um planejamento correspondente da demanda de potência de um grande número de unidades de rede 3.

Não é mais necessário um dispêndio administrativo ou protocolos proprietários que vão além disso como foi sugerido no estado da técnica.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de comunicação (10)

- com um elemento de distribuição (1) que é acoplado a uma unidade de abastecimento de corrente (2) ao qual pode ser conectado um grande número de unidades de rede (3),

- onde cada uma das unidades de rede (3) conectadas ao elemento de distribuição (1) possui pelo menos um elemento de rede (31, 32, 33), sendo que cada unidade de rede (3) recebe do elemento de distribuição (1) energia e mensagens,

- com um grupo construtivo (4) disposto em cada unidade de rede (3) que está preparado para determinar de uma rede (5) de elementos construtivos (51, 52, 53) um parâmetro que caracteriza a rede que possibilita uma informação referente à demanda de energia da unidade de rede (3), sendo que cada um dos elementos de rede (31, 32, 33) da unidade de rede (3) possui pelo menos um elemento construtivo passivo (51, 52, 53) que é parte integrante da rede (5).
2. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os elementos de rede (31,32, 33) da unidade de rede (3) estão acoplados entre si e os elementos construtivos passivos (51, 52, 53) dos respectivos elementos de rede (31, 32, 33) estão interligados através de um barramento (6).
3. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os elementos construtivos passivos (51,52, 53) dos respectivos elementos de rede (31,32, 33) estão mantidos em paralelo através do barramento (6).
4. Sistema de comunicação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que como elementos construtivos passivos (51, 52, 53) são usados resistências, capacitores e diodos.
5. Sistema de comunicação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de rede (31) ligado diretamente ao elemento de distribuição (1) é um terminal de comunicação e os demais elementos de rede (32, 33) são componentes de iQ • ·« • · ampliação de comunicação.
6. Sistema de comunicação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de distribuição (1) determina imediatamente depois de o sistema de comunicação ter sido

5 ligado aos parâmetros que caracterizam as redes (5) das unidades de rede (3) para determinar a demanda de potência máxima das respectivas unidades de rede (3).
7. Sistema de comunicação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que possui uma transmissão de

10 dados e de corrente de acordo com a norma IEEE 802.3af.
8. Elemento de distribuição (1) para ser usado em um sistema de comunicação como definido em uma das reivindicações 1 a 7.
9. Unidade de rede (3) para ser usada em um sistema de comunicação como definido em uma das reivindicações 1 a 7.

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