CN1543165A - 一种数据接口及该接口的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数据接口，特别涉及一种依靠数据终端设备(DTE)类型决定供电和电话的数据接口，本发明的接口包括以太网接口线RJ45网线和变压耦合器，RJ45网线中4对双绞线分别定义为(1、2、3、6)四根线定义为数据/电话线，(4、5)两根线定义为电源正端线，(7、8)两根线定义为电源负端线，(1、2)两根线分别与变压耦合器两端相连，变压耦合器的中心抽头与电话线相连，(3、6)两根线分别与另一变压耦合器两端相连，该变压耦合器的中心抽头与电话线相连，用该接口的就可以接入以太网实现数据通信或接入PSTN网传送语音，同时为终端设备提供馈电，本发明提供了一种依据终端负载自动识别终端类型，并据此决定向终端设备提供电源的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据接口，特别涉及一种依靠数据终端设备(DTE)类型决定供电和电话的数据接口，用该接口就可以同时完成接入以太网实现数据通信、接入PSTN网传送语音以及向终端设备提供电源。
背景技术
网线供电的技术背景：通过普通用户线路接入，不仅可以接入以太网接受/发送网络数据，在需要供电时，还能提供远程供电。随着通信技术的发展，IP电话、无线局域网接入点和IP安全摄像机，更加普及，这些设备耗电量减少，通过以太网网线远程供电非常迫切。现在常用网络终端(无线本地网接入设备、笔记本电脑和网络照相机、IP电话)设备的接口一个连接到电信企业本地网，另外一个连接到交流供电网，随着企业、部门内种种网络设备的增加，为这些设备提供交流电力也带来了一笔昂贵的开销。商务人员在旅行时就再也不用携带各种不同的插头了。以太网网线RJ45插头将成为通用的电源插头。以太网网线供电已经在市场上广泛应用了，特别是在IP电话、无线局域网和IP安全市场。这项应用的支持者称，由于不用安装另外的电源线和电源插座，这项技术可以节省50％的安装费用。
网线供电及公共开关电话网络PSTN语音的技术背景：本项技术在网线供电的基础上有又发展，增加了PSTN语音的传送能力，目前网络终端设备的信息化需求强烈，纯粹通过数据网络传输数据和语音的IP电话虽然能满足这一需求，但是需要各地网关的配合，目前还没有大规模使用。本发明定义的接口正是将大规模使用的PSTN语音传输和数据传输，结合在一起，适用于桌面信息电话等既需要语音又需要大量数据服务的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种接口及该接口的用途，该接口通过一根RJ45网线(4对双绞线)实现了同时传输数据、馈电和馈送PSTN语音信号；使用的RJ45网线与普通网线或对传网线相同，依终端设备要求而异；数据终端设备可以是普通网卡、按本接口要求适配设计的远程供电的网络终端类设备，对不同的终端设备，本发明能够自动识别，并选择是否馈电和提供PSTN电话信号。
一种具有语音信号传输和馈电保护机制的RJ45接口，所述接口包括以太网接口线RJ45网线和变压耦合器，RJ45网线中4对双绞线也就是8根线按顺序定为(1、2、3、4、5、6、7、8)，其中(1、2、3、6)四根线定义为数据/电话线，(4、5)两根线定义为电源正端线，(7、8)两根线定义为电源负端线，(4、5)两根线并连传输电源的正端，(7、8)两根线并连传输电源的负端，(1、2)两根线分别与变压耦合器两端相连，变压耦合器的中心抽头与电话线相连，(3、6)两根线分别与另一变压耦合器两端相连，该变压耦合器的中心抽头与电话线相连。
所述RJ45接口在提供以太网数据传输的同时提供了模拟语音的传输能力，该接口在提供馈电的同时提供了依据负载类型决定供电的馈电保护机制。
所述RJ45接口利用极短时间内的恒压供电，测试负载的电流或电压状况，当负载电流或电压处在一定的范围内时才向负载供电。
由于本发明的接口不仅是普通的网络终端设备，同时还可为远端供电的专用终端设备提供电源，接口设计简便，能满足客户端小型化、连线简化、“一口多用”的要求和目的。使符合本接口要求的终端设备能够仅通过一根RJ45线就能满足其所有的外围连线，从而使终端设备更简化。
附图说明
图1为供电、电话和网络数据在RJ45上的传输图。
图2为负载识别及供电原理框图。
图3为ADSL桌面信息电话系统图。
图4为按本发明设计的交换机接口框图。
具体实施方式
一种数据接口，所述接口包括以太网接口线RJ45网线和变压耦合器，RJ45网线中4对双绞线也就是8根线按顺序定为(1、2、3、4、5、6、7、8)，其中1、2、3、6四根线定义为数据/电话线，4、5两根线定义为电源正端线，7、8两根线定义为电源负端线，如表1；RJ45共有8根线，连接电缆包含4对双绞线，电气和电子工程师协会IEEE802.3标准定义了数据传输使用1、2和3、6两对双绞线，其他两对双绞线没有用或保留。IEEE802.3af在IEEE802.3定义的基础上利用剩余的两对电缆或数据线作馈电。我们除了要实现馈电和数据传输外还要传输电话，而且要保证与其他网络设备兼容，与不带馈电的网络终端互联时能够正确的传输局域网数据，与带馈电的网络终端互联时不会导致终端设备损坏，因而这种接口的在本发明中定义与上述两个标准兼容，具体定义如表1：
表1 RJ45网线中8根线的定义
| 序号 | 1、2 | 4、5 | 3、6 | 7、8 |
| 定义 | 数据/电话 | 电源正端 | 数据/电话 | 电源负端 |
按表1的定义，电源用了两对双绞线，而网络数据的收发也要用两对双绞线，这样电话信号就没有单独的线路传输，本发明利用幻象原理实现了电话与网络数据混合传输，从而实现了在一根RJ45线上同时传输数据、馈电和馈送电话信号。
网络设备的两端都会有隔离变压器，使用带有中心抽头的变压器，并利用其中心抽头来耦合电话信号，这样就能够实现在网络数据线上实现同时传输电话。以附图1来说明实现原理，图示中4、5两根线并连传输电源的正端，7、8两根线并连传输电源的负端，1、2两根线分别与变压耦合器两端相连，变压耦合器的中心抽头与电话线相连，3、6两根线分别与另一变压耦合器两端相连，该变压耦合器的中心抽头与电话线相连。1、2双绞线传输接收或发送的一对数据线，3、6双绞线传输发送或接收的一对数据线，电话线的一端通过接收或发送变压器的中心抽头耦合到1、2线上，同样电话线的另一端也通过中心抽头耦合到3、6线上。在终端设备上用同样的中心抽头的方式可以还原出电话信号，这样就实现了网络数据与电话的同线传输。
依靠数据终端类型决定供电的电路的实现方式
普通以太网卡RJ45的4对双绞线分别连接一电阻后并联在一起。本发明就是利用这一负载特性来识别终端类型，并决定是否向终端设备供电的。负载的类型主要有以下四种：1：普通以太网卡，2：按本接口设计的终端，3：空载，4：负载短路。空载时的负载电流为零；短路时的负载电流很大。这四种负载按大小排列如下：4：短路＞1：普通网卡＞2：按本接口设计的终端＞3：空载，因此如能识别出负载的大小，就能对应的判别负载类型。我们设定两个值，一个是允许电流的上限值，一个是电流的下限值，如果电流超过了电流上限，或低于电流的下限值，即认为与端口相连的是普通网卡或其他异常情况，对此切断供电开关和电话控制开关，不向终端设备供电和电话线路，仅局域网的数据通道仍保持连接，此时该接口与不带馈电的网络设备完全相同。相反如果负载电流在合适的范围内，认为终端设备符合供电要求，供电开关和电话控制开关打开，向终端设备馈电和提供电话。
在负载识别出来之前，直接给负载提供长时间大电流就会烧毁普通网卡上的两个电阻，为避免出现这种情况，采取供电电压不变，而供电时间极短的方法，在很短的供电期间，迅速测量负载的特性，判断出其类型，如果是符合要求的负载，就会持续供电，否则到下一个判断周期再重新供电测试。附图2是依据这一思路设计的硬件控制的原理框图。下面对照框图说明依靠数据终端类型决定馈电的原理。
窄脉冲发生器周期性的发出窄脉冲，此窄脉冲信号驱动控制电路给终端设备供电，在很短的供电期间中，电流取样电路取得负载电流特性，窗口比较器对电流进行比较判别，如符合供电条件，窗口比较器输出有效信号，保持持续供电，同时电话开关也打开，馈电、电话网络数据可以同时传输；如果窗口比较器对采样电流比较不符合供电条件，窗口比较器就不会输出有效信号，则窄脉冲测试电压完成后，向负载的供电就停止了，直到下一测试周期才又重新发出测试窄脉冲，而测试的窄脉冲占空比很小，平均功率很小，不会对普通网卡上的电阻造成损害，这样就达到了保护普通网卡负载的目的，从而实现了依靠数据终端类型供电，从而也实现了该接口对多种网络设备的兼容。
根据本发明实现的实例有具有本接口的终端设备。根据本发明的实现一优选实施例有具有本接口的交换机。
非对称数字用户线ADSL桌面信息电话系统：
本系统适合于小规模的办公环境，系统通过连接到因特网Internet，语音部分利用现有的PSTN电话线路。系统连接关系见附图3。
采用ADSL接入实现数据功能，并利用捆绑或独立的PSTN线路传输语音。通过路由ADSL调制解调器，将数据信号传输到按本发明设计的交换机中，PSTN电话线路同时也接到该交换机中，交换机将电源、数据和语音组合到每个RJ45端口上，通过RJ45网线，与各桌面信息电话连接，桌面信息电话仅需这样一根网线，就能提供普通的语音服务及Internet服务，不再需要单独的电源适配器和分开的电源插座、RJ11和RJ45接口。将三个接口合在一起，使得信息电话的连接方式与普通电话无异，符合使用习惯。按本发明设计的交换机接口部分框图见图4。
Claims (3)
1、一种具有语音信号传输和馈电保护机制的RJ45接口，所述接口包括以太网接口线RJ45网线和变压耦合器，其特征在于：RJ45网线中4对双绞线也就是8根线按顺序定为(1、2、3、4、5、6、7、8)，其中(1、2、3、6)四根线定义为数据/电话线，(4、5)两根线定义为电源正端线，(7、8)两根线定义为电源负端线，(4、5)两根线并连传输电源的正端，(7、8)两根线并连传输电源的负端，(1、2)两根线分别与变压耦合器两端相连，变压耦合器的中心抽头与电话线相连，(3、6)两根线分别与另一变压耦合器两端相连，该变压耦合器的中心抽头与电话线相连。
2、根据权利要求1所述的RJ45接口的用途，其特征在于：所述RJ45接口在提供以太网数据传输的同时提供了模拟语音的传输能力，该接口在提供馈电的同时提供了依据负载类型决定供电的馈电保护机制。
3、根据权利要求1所述的RJ45接口，其特征在于：该接口利用极短时间内的恒压供电，测试负载的电流或电压状况，当负载电流或电压处在一定的范围内时才向负载供电。
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