CN105140747A - 乙太网络y型电缆 - Google Patents

Abstract

一种乙太网络Y型电缆，具有第一端、第二端以及第三端。乙太网络Y型电缆包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及第一电感。第一端的第一接脚通过第一电容耦接第三端的第一接脚，第一端的第二接脚通过第二电容耦接第三端的第二接脚，第一端的第三接脚通过第三电容耦接第三端的第三接脚，第一端的第四接脚通过第四电容耦接第三端的第四接脚以及第二端的第三接脚，第二端的第一接脚通过第一电感耦接第三端的第一接脚，第二端的第二接脚与第二端的第四接脚相接。

Description

乙太网络Y型电缆

技术领域

本发明涉及一种乙太网络Y型电缆(EthernetYCable)，且特别涉及应用于通过乙太网络Y型电缆供电的供电系统。

背景技术

电子设备皆需要电源才能够执行工作，当然网络设备也是如此。若一个本地端网络设备(例如乙太网络交换器)连接有三个远程网络设备(例如无线网络基站)，则总共需要四个电源才能让此区域网络工作，然而在一些较远离插座的位置，例如户外、屋顶、围墙上等等，网络设备并不易连接至市电插座。

近年来已发展出乙太网络供电系统(PoweroverEthernet,PoE)，其由供电装置(PowerSourcingEquipment,PSE)以及受电装置(PoweredDevice,PD)所组成，受电装置可以经由乙太网络电缆接收来自供电装置的电力。相关于乙太网络供电系统的应用，包括如何设计适用的乙太网络电缆，乃目前业界所致力的课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙太网络Y型电缆，使得受电装置不仅能够接收供电装置的电源，并且能同时与另一装置传送数据信号。

本发明提供一种乙太网络Y型电缆，具有第一端、第二端以及第三端。乙太网络Y型电缆包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及第一电感。第一端的第一接脚通过第一电容耦接第三端的第一接脚，第一端的第二接脚通过第二电容耦接第三端的第二接脚，第一端的第三接脚通过第三电容耦接第三端的第三接脚，第一端的第四接脚通过第四电容耦接第三端的第四接脚以及第二端的第三接脚，第二端的第一接脚通过第一电感耦接第三端的第一接脚，第二端的第二接脚与第二端的第四接脚相接。

本发明还提供一种乙太网络Y型电缆，具有第一端、第二端以及第三端。乙太网络Y型电缆包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及第一电感。第一端的第一接脚通过第一电容耦接第三端的第一接脚，第一端的第二接脚通过第二电容耦接第三端的第二接脚，第一端的第三接脚通过第三电容耦接第三端的第三接脚，第一端的第四接脚通过第四电容耦接第三端的第四接脚以及第二端的第三接脚，第二端的第一接脚通过第一电感耦接第三端的第一接脚，第二端的第二接脚耦接第三端的第五接脚，第二端的第四接脚耦接第三端的第六接脚。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示乙太网络供电系统的示意图；

图2绘示依据本发明一实施例的供电系统的示意图；

图3绘示应用本发明一实施例的乙太网络Y型电缆的供电系统示意图；

图4绘示依据本发明一实施例的乙太网络Y型电缆的示意图；

图5绘示依据本发明一实施例的乙太网络Y型电缆的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1绘示乙太网络供电系统的示意图。供电装置10经由乙太网络电缆连接至受电装置12，供电装置10例如是网络交换器(NetworkSwitch)、无线网络转接器(WiFiAdapter)等等具有供应电源能力的设备，受电装置12例如是网络电话(IPtelephone)、无线网络基站(WirelessAP)、网络摄影机(IPcamera)等等的网络设备，供电装置10可以经由乙太网络电缆提供电力并且传送数据至受电装置12，受电装置12也可以经由乙太网络电缆传送数据至供电装置10。

乙太网络电缆例如是CAT-5线(Category5cable)、CAT-5e线(Category5enhancedcable)、或是CAT-6线。乙太网络电缆包括有四组双绞线(Twistedpair)，共有8个脚位(Pin)，每一组双绞线用以传送一对差分信号(DifferentialSignal)。图1以四组双绞线的方式绘示乙太网络电缆，双绞线的配对方式如图1所示，第1脚位与第2脚位以差分信号传送数据(TX+,TX-)，第3脚位与第6脚位以差分信号接收数据(RX+,RX-)，另两组双绞线分别为第4脚位与第5脚位的组合、第7脚位与第8脚位的组合。

图1所示为一种通过乙太网络电缆供应电源的方式，供电装置10包括有电压源101，电压源101例如可提供直流电源，电压源101可以是从市电的交流电源经变压与整流后而形成的直流电压源。在供电装置10的数据输出输入端，包括第1脚位与第2脚位的组合以及第3脚位与第6脚位的组合，使用中央抽头变压器(center-tappedtransformer)产生所需的差分信号，电压源101的输出耦接至变压器的中央抽头，作为共模信号(commonmodesignal)。在受电装置12的相对应连接处，即同样是乙太网络电缆的脚位1、2、3、6，亦设置有对应的中央抽头变压器，以使得电源能够提供至受电装置12内部的负载121。因此乙太网络电缆当中的第1、2、3、6脚位，不仅负责传送数据信号，并且负责提供受电装置12所需的电源。

为了避免任意的装置经由乙太网络电缆连接到供电装置10时皆会被供电而导致损坏，在供电装置10内部可作适当的设计，以辨识所连接的受电装置12是否为相容(亦即可以供电)的对象。例如当供电装置10(例：无线网络转接器)是设计为供电给特定的网络摄影机，则当一台笔记型电脑(Laptopcomputer)经由乙太网络电缆连接到供电装置10时，仅会有数据传输，供电装置10不会供电给笔记型电脑，以避免造成笔记型电脑内部电路损坏。同样的，在受电装置12(例：网络摄影机)内部亦可以作适当的设计，以使得当连接上供电装置10时，能够被成功辨识出为相容的受电装置，而使得供电装置10提供电源至此受电装置12。

图2绘示依据本发明一实施例的供电系统S1的示意图。供电装置2连接乙太网络电缆3，供电装置2包括开关电路20、电源电路22、以及检测电路24。电源电路22经由开关电路20耦接电源供应输出端Vout。检测电路24依据乙太网络电缆3其中的第一接脚P1以及第二接脚P2之间的第一电阻值RV，控制开关电路20的状态。

受电装置4通过乙太网络电缆3连接供电装置2，受电装置4将乙太网络电缆3其中的第一接脚P1以及第二接脚P2相接，使得第一接脚P1及第二接脚P2之间短路或接近于短路状态。供电装置2例如是无线网络转接器，受电装置4例如是网络摄影机，乙太网络电缆3的两端例如是RJ45接口，两端分别有8个对应的脚位。

电源电路22例如可以是从市电转换的直流电压源，提供例如12V或48V的直流电压，藉由开关电路20在导通(On)与断开(Off)状态之间切换，控制电源电路22是否输出电压至电源供应输出端Vout，电源供应输出端Vout例如是图1所绘示的变压器中央抽头处。因此，开关电路20的状态控制供电装置2是否会输出供应电压，以供电给藉由乙太网络电缆3连接到的受电装置4。开关电路20的状态受控于检测电路24所检测到在乙太网络电缆3第一接脚P1以及第二接脚P2之间的第一电阻值RV。

当乙太网络电缆3第一接脚P1以及第二接脚P2之间为开路(Open)时，即当未连接任何受电装置时，相当于第一电阻值RV是一个非常大的数值，此时开关电路20的状态为断开，供电装置2不会供应电源。

当乙太网络电缆3的另一端有连接受电装置4’(与图2的受电装置4不同)时，则检测电路24会检测到在第一接脚P1以及第二接脚P2之间有一个第一电阻值RV，第一电阻值RV例如来自受电装置4’内部的电阻，当第一电阻值RV不小于临界电阻值Rth时，则不属于供电装置2预先设定的供电对象，开关电路20状态为断开。

当第一电阻值RV小于临界电阻值Rth时，例如图2所示，受电装置4将乙太网络电缆3的第一接脚P1以及第二接脚P2相接，则检测电路24检测到的第一电阻值RV很小(仅乙太网络电缆3上的电阻)，此时开关电路20状态为导通，供电装置2会通过乙太网络电缆3供应电源至受电装置4。

如图1所示的乙太网络供电方式中，乙太网络电缆的第4、5、7、8脚位并未被指定特定用途，因此在此实施例中可以利用第4、5、7、8脚位以检测第一电阻值RV。第一接脚P1可以是一对双绞线组合的第4脚位或第5脚位，第二接脚P2可以是另一对双绞线组合的第7脚位或第8脚位，例如一种实施方式是以第4脚位作为第一接脚P1，以第7脚位作为第二接脚P2，另一种实施方式是以第5脚位作为第一接脚P1，以第8脚位作为第二接脚P2。

供电装置2与受电装置4是互相配对的设计。受电装置4藉由将第一接脚P1以及第二接脚P2相接，使得检测电路24检测到的第一电阻值RV小于临界电阻值Rth，因而决定能够供电至受电装置4，临界电阻值Rth例如是25Ω或50Ω，视实际设计需求而决定。相对的，当不同于受电装置4的另一装置(例如笔记型电脑)连接时，由于此另一装置内部并没有将第一接脚P1以及第二接脚P2相接，检测电路24检测到的第一电阻值RV例如是150Ω，例如是来自此另一装置在第4脚位与第7脚位之间的电阻，则供电装置2决定不会供电给另一装置，以避免未预期的供电行为造成其损坏。

请参考图3，其绘示应用本发明一实施例的乙太网络Y型电缆9的供电系统示意图。受电装置4通过乙太网络Y型电缆9同时连接至供电装置2以及数据设定装置8，使得供电装置2提供电源至受电装置4的同时，数据设定装置8能够与受电装置4经由网络连线传输数据。举例而言，受电装置4是网络摄影机，数据设定装置8是个人电脑，在设定的同时，网络摄影机依然由供电装置2提供电源，因此受电装置4(例如网络摄影机)是同时连接至供电装置2(例如无线网络转接器)以及数据设定装置8(例如个人电脑)。以下详细说明此供电系统中所使用的乙太网络Y型电缆9。

图4绘示依据本发明一实施例的乙太网络Y型电缆91的示意图。乙太网络Y型电缆91具有第一端、第二端、第三端，如图3所示，第一端可用以连接数据设定装置8，第二端可用以连接供电装置2，第三端可用以连接受电装置4。在一实施例中，第一端是公头接口，第二端是公头接口，第三端是母头接口，在受电装置4与乙太网络Y型电缆91的第三端之间，可通过另一乙太网络电缆进行连接，如此可使得乙太网络Y型电缆91的线材长度较短，便于使用者使用并且能够减少乙太网络Y型电缆91的生产成本。

第一端包括第一接脚P11、第二接脚P12、第三接脚P13、第四接脚P14。第二端包括第一接脚P21、第二接脚P22、第三接脚P23、第四接脚P24。第三端包括第一接脚P31、第二接脚P32、第三接脚P33、第四接脚P34、第五接脚P35、第四接脚P36。

乙太网络Y型电缆91包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、以及第一电感L1。第一端的第一接脚P11通过第一电容C1耦接第三端的第一接脚P31，第一端的第二接脚P12通过第二电容C2耦接第三端的第二接脚P32，第一端的第三接脚P13通过第三电容C3耦接第三端的第三接脚P33，第一端的第四接脚P14通过第四电容C4耦接第三端的第四接脚P34以及第二端的第三接脚P23。第二端的第二接脚P22耦接第三端的第五接脚P35，第二端的第四接脚P24耦接第三端的第六接脚P36。

由于数据设定装置8以及受电装置4之间需要进行数据传输，而乙太网络电缆的第1脚位与第2脚位以差分信号传送数据(TX+,TX-)，第3脚位与第6脚位以差分信号接收数据(RX+,RX-)，因此在一实施例中，第一端的第一～第四接脚可以分别是乙太网络电缆的第1、2、3、6脚位，第三端的第一～第四接脚亦可以分别是乙太网络电缆的第1、2、3、6脚位。

此外，如图2所示的供电系统S1，供电装置2检测在第一接脚P1(乙太网络电缆的第4脚位或第5脚位)以及第二接脚P2(乙太网络电缆的第7脚位或第8脚位)之间的电阻值，以决定是否供应电源至受电装置4。因此在一实施例中，第二端的第一接脚P21可以是乙太网络电缆的第1脚位，第二端的第二接脚P22可以是乙太网络电缆的第4脚位或第5脚位，第二端的第三接脚P23可以是乙太网络电缆的第6脚位，第二端的第四接脚P24可以是乙太网络电缆的第7脚位或第8脚位。第三端的第五接脚P35可以是乙太网络电缆的第4脚位或第5脚位，第三端的第六接脚P36可以是乙太网络电缆的第7脚位或第8脚位。如此连接于第二端的供电装置2可检测第二接脚P22与第四接脚P24之间的电阻值以决定是否供电，若决定供电，可经由第一接脚P21与第三接脚P23将电源供应至连接于第三端的受电装置4。

在上述的实施例中，连接于第二端的供电装置2是经由乙太网络电缆的第1脚位及第6脚位，提供电源至连接于第三端的受电装置4，然而连接方式并不限于此。可参考图1绘示的乙太网络供电方式，供电装置2亦可以经由乙太网络电缆的下列多种脚位组合供应电源至受电装置4：第1脚位及第3脚位、第2脚位及第3脚位、第2脚位及第6脚位。举例而言，当供电装置经由乙太网络电缆的第2脚位及第3脚位供电时，则第二端的第一接脚P21可以是乙太网络电缆的第2脚位，第二端的第三接脚P23可以是乙太网络电缆的第3脚位，并且对应改变第一端以及第三端各接脚所对应的乙太网络电缆脚位，例如第一端与第三端的第一～第四接脚分别是乙太网络电缆的第2、1、6、3脚位。在第一端与第三端的连线途径中设置有第一～第四电容C1～C4，以隔绝直流信号，并使得特定频率的交流信号得以通过。具体而言，供电装置2例如提供直流电压12V作为受电装置4的供应电源，藉由第一～第四电容C1～C4隔绝，数据设定装置8不会受到此直流电压12V的影响，避免数据设定装置8内部电路受到过大的电流而损坏。另一方面，由于数据设定装置8需传输数据至受电装置4，关于数据设定的交流信号则可以通过第一～第四电容C1～C4传送到受电装置4。

在第二端与第三端的连线途径中设置有第一电感L1，则是用以通过直流信号，并使得特定频率的交流信号无法通过。如此可使得供电装置2能够正常供应电源至受电装置4，而对于数据设定的交流信号，由于第一电感L1的效应，第二端相当于被隔开，供电装置2不致影响数据设定装置8与受电装置4之间的数据传输。

第一～第四电容C1～C4的电容值以及第一电感L1的电感值，相关于乙太网络电缆传送的控制信号的频率，以控制交流信号是否能够通过。在一实施例中，第一～第四电容C1～C4的电容值范围是0.1μF～0.2μF，第一电感的电感值范围是4μH～8μH。

于本发明上述实施例的乙太网络Y型电缆，同时连接供电装置、受电装置、数据设定装置，能够使得供电装置经由乙太网络Y型电缆提供电源至受电装置，同时使得数据设定装置经由乙太网络Y型电缆对受电装置进行设定。由于乙太网络Y型电缆内设置有适当的电容以及电感，能够根据信号频率控制信号是否通过，以使得电源供应信号以及数据传输信号不致互相干扰。

使用上述实施例的乙太网络Y型电缆91，供电装置能够藉由检测电阻值，以判断所连接的受电装置是否为适当的供电对象，当检测到的电阻值符合预设范围时，才将电源供应至受电装置，如此有助于供电装置与受电装置之间的配对关系，能够使得供电装置选择性的供电，能够避免当其他装置通过乙太网络Y型电缆连接供电装置时，未预期地被供电而导致的电路受损。

本发明另提出一种乙太网络Y型电缆92，可用于当供电装置2无须检测受电装置4的使用情形，以进一步简化乙太网络Y型电缆的线路并节省接脚数目。此使用情形例如是用于熟悉操作情形的使用者或是技工，或是固定的使用模式(例如机器安装设定)，这种情况中可使得供电装置2固定提供电源至受电装置4，而无须检测受电装置4内部的电阻值。

图5绘示依据本发明一实施例的乙太网络Y型电缆92的示意图。与前一实施例的乙太网络Y型电缆91不同之处，在于乙太网络Y型电缆92第二端的第二接脚P22以及第四接脚P24彼此相接，第二端的第二接脚P22与第四接脚P24未连接到第三端。因此，当乙太网络Y型电缆92的第二端连接如图2所示的供电装置2时，供电装置2检测到的电阻值会很小，会判定需要供应电源，而通过第一接脚P21以及第三接脚P23可以将电源供电至连接第三端的受电装置4。

与前一实施例的乙太网络Y型电缆91相较，乙太网络Y型电缆92所使用的硬件线路更少，并且减少了第三端所需的接脚数目，因此简化了乙太网络Y型电缆的设计，能够进一步降低乙太网络Y型电缆的制造成本。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种乙太网络Y型电缆，具有一第一端、一第二端以及一第三端，各该第一端、该第二端以及该第三端包括一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚以及一第四接脚，其特征在于，该乙太网络Y型电缆包括：

一第一电容，该第一端的该第一接脚通过该第一电容耦接该第三端的该第一接脚；

一第二电容，该第一端的该第二接脚通过该第二电容耦接该第三端的该第二接脚；

一第三电容，该第一端的该第三接脚通过该第三电容耦接该第三端的该第三接脚；

一第四电容，该第一端的该第四接脚通过该第四电容耦接该第三端的该第四接脚以及该第二端的该第三接脚；以及

一第一电感，该第二端的该第一接脚通过该第一电感耦接该第三端的该第一接脚；

其中，该第二端的该第二接脚与该第二端的该第四接脚相接。

2.根据权利要求1所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第三端的该第一接脚是乙太网络电缆的第一脚位，该第三端的该第二接脚是乙太网络电缆的第二脚位，该第三端的该第三接脚是乙太网络电缆的第三脚位，该第三端的该第四接脚是乙太网络电缆的第六脚位。

3.一种乙太网络Y型电缆，具有一第一端、一第二端以及一第三端，各该第一端、该第二端以及该第三端包括一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚以及一第四接脚，该第三端更包括一第五接脚、一第六接脚，其特征在于，该乙太网络Y型电缆包括：

一第一电容，该第一端的该第一接脚通过该第一电容耦接该第三端的该第一接脚；

一第二电容，该第一端的该第二接脚通过该第二电容耦接该第三端的该第二接脚；

一第三电容，该第一端的该第三接脚通过该第三电容耦接该第三端的该第三接脚；

一第四电容，该第一端的该第四接脚通过该第四电容耦接该第三端的该第四接脚以及该第二端的该第三接脚；以及

一第一电感，该第二端的该第一接脚通过该第一电感耦接该第三端的该第一接脚；

其中，该第二端的该第二接脚耦接该第三端的该第五接脚，该第二端的该第四接脚耦接该第三端的该第六接脚。

4.根据权利要求1或3所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第一端的该第一接脚是乙太网络电缆的第一脚位，该第一端的该第二接脚是乙太网络电缆的第二脚位，该第一端的该第三接脚是乙太网络电缆的第三脚位，该第一端的该第四接脚是乙太网络电缆的第六脚位。

5.根据权利要求3所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第三端的该第一接脚是乙太网络电缆的第一脚位，该第三端的该第二接脚是乙太网络电缆的第二脚位，该第三端的该第三接脚是乙太网络电缆的第三脚位，该第三端的该第四接脚是乙太网络电缆的第六脚位，该第三端的该第五接脚是乙太网络电缆的第四脚位或第五脚位，该第三端的该第六接脚是乙太网络电缆的第七脚位或第八脚位。

6.根据权利要求1或3所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第二端的该第一接脚是乙太网络电缆的第一脚位，该第二端的该第二接脚是乙太网络电缆的第四脚位或第五脚位，该第二端的该第三接脚是乙太网络电缆的第六脚位，该第二端的该第四接脚是乙太网络电缆的第七脚位或第八脚位。

7.根据权利要求1或3所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第一端用以连接一数据设定装置，该第二端用以连接一供电装置，该第三端用以连接一受电装置。

8.根据权利要求1或3所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第一端是公头接口，该第二端是公头接口，该第三端是母头接口。

9.根据权利要求1或3所述的乙太网络Y型电缆，其特征在于，该第一电容、该第二电容、该第三电容、该第四电容的电容值是0.1μF～0.2μF，该第一电感的电感值是4μH～8μH。