JP5507457B2 - 動作不能のネットワークデバイスをバイパスする方法及びネットワークインターフェース装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して、複数の関連するネットワークデバイスにコンテンツ（例えば、オーディオ及び／又はビデオコンテンツ）を分配可能なネットワーク（例えば、イーサネット（登録商標）ネットワーク）に関し、より具体的に、動作不能の又は故障したネットワークデバイスをバイパス可能なネットワークインターフェース装置に関する。

例えばイーサネット（登録商標）ネットワークのようなネットワークで、１つのネットワークデバイスの不具合は、ネットワーク全体を通る信号のフローに計り知れない影響を及ぼしうる。これは、特に、信号が１つのネットワークデバイスから他のネットワークデバイスへ送られるデイジー・チェーン形式で接続されているネットワークに当てはまる。このようなデイジー・チェーン接続ネットワークは、例えば飛行機及びその他の環境でオーディオ及び／又はビデオ信号を分配するために使用されうる。例えば、デイジー・チェーン接続ネットワークは、システム設計を簡単化し且つ必要とされるケーブルの長さ及び数を最小限とするために、このような環境で使用されうる。

しかし、デイジー・チェーン接続ネットワークで、デイジー・チェーン接続ライン沿いの１つのネットワークデバイスが機能しなくなる場合に、デイジー・チェーン接続ラインにおいて後段にある残りのネットワークデバイスの全ても、分配されるコンテンツへのアクセスを失う。例えば飛行機のような環境では、このような消失は、全ての乗客を故障したデバイスに残し、その後に、フライト中に分配コンテンツ（例えば、オーディオ及び／又はビデオコンテンツ）へのアクセスを有さない。このアクセス消失は、また、多くの不満な乗客とともに、収入の潜在的な損失をも生み出す可能性がある。

従って、ネットワーク（例えば、イーサネット（登録商標）ネットワーク）で使用され、前述の問題を回避するとともに、動作不能のネットワークデバイスがバイパスされることを可能にするネットワークインターフェース装置が必要とされる。ここで記載される発明は、これらの及び／又は他の関連する問題に対処する。

本発明の態様に従って、ネットワークインターフェース装置が開示される。例となる実施形態に従って、ネットワークインターフェース装置は第１及び第２の変圧器を有する。ネットワーク入力部及びネットワーク出力部は夫々、第１の変圧器の第１の側及び第２の変圧器の第１の側に結合される。ターミナル入力部及びターミナル出力部は夫々、第１の変圧器の第２の側及び第２の変圧器の第２の側に結合される。スイッチアセンブリは、第１及び第２の変圧器の第２の側に結合される。スイッチアセンブリが第１の状態にある場合に、第１の変圧器の第２の側はターミナル出力部に結合され、スイッチアセンブリが第２の状態にある場合に、第１の変圧器の第２の側は、ターミナル出力部をバイパスしながら第２の変圧器の第１の側に結合される。

本発明の他の態様に従って、動作不能のネットワークデバイスをバイパスする方法が開示される。例となる実施形態に従って、当該方法は、第１の変圧器の第１の側から第１のビデオ信号を受信し、前記第１の変圧器の第２の側で前記第１のビデオ信号を表す第２のビデオ信号を生成するステップと、制御信号に応答してスイッチアセンブリを動作させるステップと、前記スイッチアセンブリが第１の状態で動作する場合に、前記第２のビデオ信号をネットワークデバイスのターミナル出力部に結合し、前記第２のビデオ信号を前記ネットワークデバイスの前記ターミナル出力部から第２の変圧器の第２の側に結合するステップと、前記スイッチアセンブリが第２の状態で動作する場合に、前記第２のビデオ信号を前記ターミナル出力部をバイパスしながら前記第２の変圧器の前記第２の側に結合するステップと、前記第２の変圧器の第１の側で前記第２のビデオ信号を表す第３のビデオ信号を生成するステップとを有する。

本発明の実施に適したシステムの例である。 本発明の原理に従う例となるバイパススイッチを有する図１のシステムの一部である。 図２の例となるバイパススイッチの更なる詳細を示す。 本発明の実施例に従うネットワークインターフェース装置を含む図である。 本発明の実施例に従ってネットワーク信号から動作電圧を生成する回路である。

本発明の上記の及び他の特徴及び利点、並びにそれらを実現する方法は、添付の図面に関連して採られる本発明の実施形態についての以下の記載を参照することでより良く理解されるであろう。

ここで挙げられる例示は、本発明の好ましい実施形態を説明するものであって、如何なる方法によっても本発明の適用範囲を限定するよう解釈されるべきではない。

以下、図面、より具体的には、図１、を参照すると、本発明を実施するのに適した例となるシステムが示されている。例示及び説明のために、図１の例となるシステムは、例えば飛行機又は他の環境のように多数の着席したユーザがいる環境で、イーサネット（登録商標）ネットワークを介して、オーディオ、ビデオ及び／又はデータコンテンツを含むコンテンツを分配するデジタル衛星受信システムとして表されている。なお、当業者には直感的に理解され得るように、本発明の原理は、異なった環境で動作する他のタイプのコンテンツ分配システムに適用可能である。

図１の例となるシステムは、アンテナ１０と、メイン衛星チューナ及びコントローラユニット１５と、１０００ＢＡＳＥ−Ｔスイッチ２０と、複数のセットトップボックス受信器２５と、複数の座席３０とを有する。図１に示されるように、１０００ＢＡＳＥ−Ｔスイッチ２０は、オーディオ及び／又はビデオ信号を含む信号をイーサネット（登録商標）ケーブルを介して、図１の例では区域Ａ〜Ｈと示されている様々な区域にあるセットトップボックス受信器２５に分配する。また、図１に示されるように、各区域のセットトップボックス受信器２５はデイジー・チェーン形式で接続されている。従って、デイジー・チェーン接続ライン沿いの１つのセットトップボックス受信器２５が機能しなくなり、あるいは、別なふうに動作不能となる場合は、デイジー・チェーン接続ラインにおける後段の残りのセットトップボックス受信器２５は分配コンテンツへのアクセスを失う。先に述べたように、このアクセス消失は、多数の不満な乗客ばかりか、航空会社又は他のコンテンツ配給業者にとっての収入の潜在的な損失も生み出す可能性がある。後述されるように、本発明は、動作不能のネットワークデバイス（例えば、図１の動作不能のセットトップボックス受信器２５）を有利にバイパス可能であり、それによって前述の問題を回避するネットワークインターフェース装置を提供する。

ここで図２を参照すると、本発明の原理に従う例となるバイパススイッチを有する図１のシステムの一部分が示されている。例示及び説明のために、図２に示されている図１のシステムの例となる部分は区域Ａのみを含む。図２に示されるように、各セットトップボックス受信器２５は、アクティブ・セットトップボックス回路３５及びバイパススイッチ４０を有する。本発明の原理に従って、各バイパススイッチ４０は、対応するアクティブ・セットトップボックス回路３５が適切に動作しなくなる場合にこの回路３５をバイパスするようスイッチング動作を実行して、故障したセットトップボックス受信器２５からデイジー・チェーン接続ラインにおいて後段にある残りのセットトップボックス受信器２５でサービスを使用可能な状態のままとするよう動作可能である。また、図２に示されるように、各バイパススイッチ４０は４つのターミナルＡ〜Ｄを有する。例となるバイパススイッチ４０の更なる詳細については図３を参照して与える。

図３を参照すると、図２の例となるバイパススイッチ４０の更なる詳細が示されている。図３のバイパススイッチ４０は、本発明の原理に従って使用されうる理想的なバイパススイッチの１タイプを表す。図３におけるバイパススイッチ４０の基本的なタスクは、（図３の右側に配置されている）デバイス回路（図示せず。）が未知の理由により起動し損ない、又は動かなくなる場合に、高速双方向イーサネット（登録商標）接続を維持することである。例となる実施形態に従って、ターミナルＡ及びＢは、イーサネット（登録商標）ネットワークからの信号の受信及び該ネットワークへの信号の出力を夫々行うためのツイストペア・イーサネット（登録商標）ジャックを表す。ターミナルＣ及びＤは、ターミナルＡ及びＢからの信号の受信及びそれらのターミナルへの信号の出力を夫々行うためのデバイス回路（例えば、図２のアクティブ・セットトップボックス回路３５）の物理的端子を表す。

例となる実施形態に従って、バイパススイッチ４０のＣＯＭラインが図４中のＮＣ端子に結合されている場合に、ネットワーク信号は最初にターミナルＡからターミナルＣへ伝わる。ターミナルＣに結合されるデバイス回路（例えば、図２のアクティブ・セットトップボックス回路３５）は、ネットワーク信号を受信し、最終的に同ネットワーク信号をターミナルＤへ送る。すなわち、デバイス回路は、ネットワーク信号を、イーサネット（登録商標）ネットワークへの出力のために、ターミナルＢへ送る。対照的に、バイパススイッチ４０のＣＯＭラインが図４中のＮＯ端子に結合されている場合に、ターミナルＡで受信されたネットワーク信号は、直接的にターミナルＢへ送られ、それによってターミナルＣ及びＤ並びにそれらに接続されているデバイス回路をバイパスする。理想的には、電源及びアクティブ・イーサネット（登録商標）受信器／送信器デバイスのいずれも、このようなバイパス用途で必要とされない。しかし、実際の解決法は、半導体スイッチが使用されうるので、ラインでの放電からのある種の分離、及び電力を必要とする。このような実施の詳細について図４を参照して記載する。

図４を参照すると、本発明の例となる実施形態に従うネットワークインターフェース装置を含む図が示されている。図４の例となるネットワークインターフェース装置は、第１及び第２の変圧器Ｔ１及びＴ２を有する。第１及び第２の変圧器は夫々、第１の側及び第２の側を有している。第１及び第２の変圧器Ｔ１及びＴ２の第２の側は、図４に示されるように、基準電圧Ｖｒｅｆに結合されている。ネットワーク入力部４２及びネットワーク出力部４４は夫々、第１の変圧器Ｔ１の第１の側及び第２の変圧器Ｔ２の第１の側に結合されている。図４に示されるように、ネットワーク入力部４２及びネットワーク出力部４４は夫々、ＥＴＨ０及びＥＴＨ１と表されているイーサネット（登録商標）ネットワークからの信号の受信及び該ネットワークへの信号の出力を夫々行うためのツイストペア・イーサネット（登録商標）ジャックに相当する。ターミナル入力部４６及びターミナル出力部４８は夫々、第１の変圧器Ｔ１の第２の側及び第２の変圧器Ｔ２の第２の側に結合される。ターミナル入力部４６及びターミナル出力部４８は夫々、ネットワーク入力部４２及びネットワーク出力部４４からの信号の受信及びそれらへの信号の出力を夫々行うための、ＰＨＹ０及びＰＨＹ１と図４中に表されているデバイス回路の物理的端子に相当する。

また、図４で、スイッチアセンブリ５０は第１及び第２の変圧器Ｔ１及びＴ２の第２の側に結合されている。スイッチアセンブリ５０は、例えば、アナログマルチプレクサスイッチ（例えば、ＳＴＭＵＸ１０００Ｌタイプのスイッチ等）から構成されてよい。図４に示されるように、スイッチアセンブリ５０はインバータ及び複数組のスイッチを有する。例示及び説明のために、４組のスイッチが図４には示されている。しかし、スイッチの組数は設計選択事項として変化してよい。スイッチアセンブリ５０のスイッチは、ＭＯＳＦＥＴ及び／又は他のタイプの半導体素子を用いて構成されてよい。

本発明の原理に従って、スイッチアセンブリ５０は、通常モード（すなわち、第１の状態）及びバイパスモード（すなわち、第２の状態）で動作する。通常モードで、ＥＴＨ０はＰＨＹ０へ通じ、次いで、次のネットワークインターフェース装置へとＰＨＹ１を通ってＥＴＨ１へ送られる。（図４に表される）バイパスモードで、ＥＴＨ０は、ＰＨＹ０又はＰＨＹ１へのアクティブ接続によることなくＥＴＨ１へ通じる。言い換えると、スイッチアセンブリ５０が通常モードにある場合（すなわち、第１及び第３の組のスイッチが閉じられ、第２及び第４の組のスイッチが開く場合）は、第１の変圧器Ｔ１の第２の側はターミナル入力部４６、ＰＨＹ０及びＰＨＹ１を介してターミナル出力部４８に結合される。また、通常モードで、ターミナル出力部４８は、ネットワーク出力部４４及びイーサネット（登録商標）ケーブルを介して第２のネットワークインターフェース装置（図示せず。）の第２のネットワーク入力部に結合される。対照的に、スイッチアセンブリ５０がバイパスモードにある場合（すなわち、図４に示されるように、第１及び第３の組のスイッチが開き、第２及び第４の組のスイッチが閉じられる場合）は、第１の変圧器Ｔ１の第２の側は第２の変圧器Ｔ２の第１の側に結合されて、ターミナル出力部４８、ＰＨＹ０及びＰＨＹ１をバイパスする。

本発明の原理に従って、スイッチアセンブリ５０のスイッチング状態は、ウォッチドッグ回路６０から供給される選択信号の論理状態を介して制御される。例となる実施形態に従って、ウォッチドッグ回路６０は、例えば、特定のネットワークデバイスが起動し損ない、又は別なふうに適切に動作しない場合のような、適用されるネットワーク内の不良状態を検出するよう動作する。そのような場合に、ウォッチドッグ回路６０は、適用されるスイッチアセンブリ５０のバイパスモードを引き起こすように選択信号を生成して出力するよう動作し、それによって動作不能のネットワークデバイスをバイパスする。この機能は、図４のネットワークインターフェース装置を、例えば、個々のネットワークデバイスがデイジー・チェーン形式で接続されているところの図１の双方向イーサネット（登録商標）ベース・システムのようなシステムでの使用にとって、特に有益なものとする。

図４のネットワークインターフェース装置に関して示す幾つかの付加的な事項は、スイッチアセンブリ５０が、第１及び第２の変圧器Ｔ１及びＴ２によってネットワークから分離されるために、静電気障害に対して相当に耐性を有することである。また、図４に示されるように、望ましくは、終端抵抗Ｒ１及びＲ２がターミナル入力部４６とＰＨＹ０との間に設けられ、更に、望ましくは、終端抵抗Ｒ３及びＲ４がターミナル出力部４８とＰＨＹ１との間に設けられる。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の例となる値は夫々５０オームであるが、特定の用途に基づいて他の値が用いられてもよい。本発明の原理に従って、抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、有利に、バイパスモードの間、伝送線路から除かれ、それによって、伝送ラインが影響を受けないようにする。これにより、高速双方向通信が続けられ得る。

図４のネットワークインターフェース装置の他の態様は、スイッチアセンブリ５０が、インバータ及びＭＯＳＦＥＴが適切に動作することを可能にするよう、望ましくは、常に電力を供給されるべきことである。本発明の原理に従って、スイッチアセンブリ５０及びウォッチドッグ回路６０のための直流動作電圧Ｖ１は、有利に、ネットワーク信号自体から得られる。

図５を参照すると、本発明の例となる実施形態に従ってネットワーク信号から動作電圧Ｖ１を生成するための回路７０が示されている。図５に示されるように、回路７０は複数のダイオードＤ１〜Ｄ４と、複数のキャパシタＣ２及びＣ７〜Ｃ１０とを有する。これらの回路素子の例となる値が図５に示されているが、特定の用途に依存して他の値が使用されてもよい。図５で、ネットワーク入力部４２及び第１の変圧器Ｔ１を介して受信されるネットワーク信号（例えば、イーサネット（登録商標）信号）は、スイッチアセンブリ５０及びウォッチドッグ回路６０に電力を供給するために使用されうる直流動作電圧Ｖ１を生成するよう回路素子Ｄ１〜Ｄ４並びにＣ２及びＣ７〜Ｃ１０によって作用される。このようにして、スイッチアセンブリ５０及びウォッチドッグ回路６０は、有利に、ネットワークがアクティブである場合に常に電力を供給され得る。

ここで記載されるように、ネットワークインターフェース装置は、次のステップ、すなわち、第１の変圧器（Ｔ１）の第１の側から第１のビデオ信号を受信し、前記第１の変圧器（Ｔ１）の第２の側で前記第１のビデオ信号を表す第２のビデオ信号を生成するステップと、制御信号に応答してスイッチアセンブリ（５０）を動作させるステップと、該スイッチアセンブリ（５０）が第１の状態で動作する場合に、前記第２のビデオ信号をネットワークデバイスのターミナル出力部（４８）に結合し、前記第２のビデオ信号を前記ネットワークデバイスの前記ターミナル出力部（４８）から第２の変圧器（Ｔ２）の第２の側に結合するステップと、前記スイッチアセンブリ（５０）が第２の状態で動作する場合に、前記第２のビデオ信号を前記ターミナル出力部をバイパスしながら前記第２の変圧器（Ｔ２）の前記第２の側に結合するステップと、前記第２の変圧器（Ｔ２）の第１の側で前記第２のビデオ信号を表す第３のビデオ信号を生成するステップとを実行することができる。前記第３のビデオ信号は、次のネットワークインターフェース装置の入力部へ送信され得る。

ここで記載されるように、本発明は、動作不能のネットワークデバイスをバイパスすることができるネットワークインターフェース装置を提供する。本発明は好ましい設計を有するよう記載されてきたが、本発明は、更に、本開示の精神及び適用範囲の中で変更されてよい。従って、本願は、その一般原理を用いて本発明のあらゆる変形例、使用、又は適応を網羅するよう意図される。更に、本願は、本発明が関連し且つ添付の特許請求の範囲の技術的範囲内にある当該技術における既知の又は習慣的な慣例の範囲内となる本開示からのこのような逸脱を網羅するよう意図される。

［関連出願の相互参照］
本願は、２００７年７月２３日に米国特許商標局で出願された仮出願（整理番号６０／９６１，６２４）から生ずる優先権を主張するものである。

Claims (2)

1. ２つの変圧器のみを利用して動作不能のネットワークデバイスをバイパスする方法であって、
   第１の変圧器の第１の側から第１のビデオ信号を受信し、前記第１の変圧器の第２の側で前記第１のビデオ信号を表す第２のビデオ信号を生成するステップと、
   制御信号に応答してスイッチアセンブリを動作させるステップと、
   前記スイッチアセンブリが第１の動作状態である場合に、前記第２のビデオ信号をネットワークデバイスのターミナル入力部に与え、前記ネットワークデバイスのターミナル出力部を第２の変圧器の第２の側に結合するステップであって、前記ネットワークデバイスは前記ターミナル入力部から前記ネットワークデバイスの前記ターミナル出力部に前記第２のビデオ信号を流す、ステップと、
   前記スイッチアセンブリが第２の動作状態である場合に、前記第１の変圧器の前記第２の側からの前記第２のビデオ信号を、前記ネットワークデバイスをバイパスしながら前記第２の変圧器の前記第２の側に直接的に与えるステップと、
   前記第２の変圧器の第１の側で前記第２のビデオ信号を表す第３のビデオ信号を生成するステップと
   を有する方法。
2. 変圧器を２つしか有しないネットワークインターフェース装置であって、
   第１及び第２の変圧器と、
   第１のビデオ信号を受信するために前記第１の変圧器の第１の側に結合された第１の入力手段であって、前記第１の変圧器は該第１の変圧器の第２の側で前記第１のビデオ信号を表す第２のビデオ信号を生成する、第１の入力手段と、
   前記第２の変圧器の第１の側に結合された第１の出力手段と、
   ネットワークデバイスを介して第２の出力手段に結合された第２の入力手段と、
   前記第１の変圧器の前記第２の側及び前記第２の変圧器の第２の側に結合されたスイッチング手段と
   を有し、前記スイッチング手段が第１の状態である場合に、前記第１の変圧器の前記第２の側は前記第２の入力手段に結合され、前記ネットワークデバイスは前記第２の入力手段から前記第２の出力手段に前記第２のビデオ信号を流し、前記第２の変圧器の前記第２の側は前記第２の出力手段に結合され、前記スイッチング手段が第２の状態である場合に、前記ネットワークデバイスをバイパスしながら、前記第１の変圧器の前記第２の側は前記第２の変圧器の前記第２の側に結合されかつ前記第２の入力手段から分離され、前記第２のビデオ信号は前記第２の変圧器の前記第２の側に直接的に与えられる、ネットワークインターフェース装置。

Images