KR101019330B1

KR101019330B1 - 미사용 와이어 연결의 동적 종단 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101019330B1
Application number: KR1020040005611A
Authority: KR
Inventors: 마이클더블유 카라피에로
Original assignee: 아바야 테크놀러지 코퍼레이션
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2011-03-07
Also published as: US20040146061A1; US8098681B2; KR20040070042A

Abstract

본 발명은 미사용 와이어 연결의 동적인 종단을 위한 시스템 및 방법에 대한 것으로, 상호연결된 컨트롤러, 스위치, 및 소정의 이벤트에 반응하여 통신인터페이스의 적어도 하나의 미사용 와이어 연결을 접지시키기 위한 종단회로를 포함하여 구성된다. 통신 인터페이스의 하나 이상의 미사용 와이어 연결의 동적인 종단은 통신 장치의 작동을 유지하기 위한 인터페이스를 통한 전력의 전송중에도 가능하다.

통신 인터페이스, 동적 종단, 미사용 와이어 연결

Description

미사용 와이어 연결의 동적 종단 장치 및 그 방법{A METHOD AND APPARATUS FOR DYNAMIC TERMINATION OF UNUSED WIRED CONNECTION}

도 1은 종래기술에 의한 전력 전달을 가능케 하는 통신장치의 입력부의 예시적 블록도이며,

도 2는 종래기술에 의한 전력 전달을 가능케 하는 통신 인터페이스의 핀 배열을 예시적으로 도시하는 도표이며,

도 3은 종래기술에 의한 전력 전달을 가능케 하는 통신장치의 입력부의 파라메터 요구사항을 도시한 블록도이며,

도 4는 종래기술에 의한 예시적인 격리 스위치(Isolation Switch)를 도시하는 블록도이며,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 동적 종단이 제공되는 통신장치의 입력부의 블록도이다.

본 발명은 일반적으로 통신 서비스에 관한 것이다. 구체적으로는 통신 인터 페이스에 있어서 사용되지 않는 와이어 연결의 동적인 종단을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

통신 시스템(예를들어, 공중전화 교환망시스템, 케이블 TV, LAN(Local Area Network)등)은 수년간 고속 광대역 통신서비스를 제공하기 위하여 시장에서 폭발적으로 성장해왔다. 양질의 통신 서비스를 제공하는데 있어 중요한 요소는 수신단에서 수신된 신호의 신호대 잡음비를 낮추는 통신매체에 있어서의 간섭(예를들어, 전자파 장애 - EMI, 스퓨리어스 방사, 노이즈)을 줄이거나 제거하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 원치않는 간섭을 줄이는데 유용한 여러 종류의 통신 매체(예를들어, 동축케이블, 차폐연선(STP), 광섬유)들이 개발되어 왔다.

그러나, 통신매체를 통하여 수신측 통신 장치로 전력 및 데이터전송을 가능하게하는 새로운 통신 서비스는 보다 엄격한 간섭 감소 방법을 필요로 한다. 전력/데이터 통신표준의 예로 이하에서 참조적으로 포함되는 2002년 2월의 IEEE 802.3af 3.0 드래프트에 따른 PoLAN(Power over LAN)을 들 수 있다. 상기 표준은 서비스 제공자가 통신 매체(예를들어, 카테고리 5 - CAT 5 케이블)를 이용하여 입력포트(예를들어, 8핀 Rj45포트)를 통해 수신측 통신장치로 전력과 데이터를 전송하는 것이 가능하도록 최근 랜(예를들어, 이더넷)환경에 개방되었다.

비록 상기 표준이 수신 통신 장치(DTE(data terminal equipment) 또는 PD(powered device))에서 회로의 나머지 부분으로 부터 공급되는 LAN전력을 격리시키는 기술들을 규정하고 있지만, 전력과 데이터 통신에 있어 8개중 4개의 핀(예를 들어, 핀 1 내지 3, 및 6)만이 사용되기 때문에 입력포트의 미사용 핀으로부터 야기될 수 있는 스퓨리어스 방사를 제거하거나 감소시키는 것에 대해서는 전혀 언급하지 않고 있다. 서비스 제공자로부터의 전력 전송과 서비스 제공자와의 데이터 통신중에, 커플링(스퓨리어스 방사로 부터의)이 LAN 케이블로부터 입력포트의 미사용 핀으로 발생할 수 있으며, 이는 통신 장치(예를들어, 컴퓨팅 장치, 전화, 카메라, 무선 통신 장치 등)의 동작 중단을 일으킬 수도 있다. 그러나, 상기 표준의 검출단계(Detection Phase) 때문에 이러한 미사용 핀을 영구적으로 종단 (termination)하는 것은, 장치에 전력을 공급하기 이전에 통신 장치들이 표준에 호환되는 통신장치임을 적절하게 실별하기 위하여 랜 서비스 제공자들의 전원 공급 장치(PSE)로 소정의 입력 임피던스(예를들어, 신호)를 제공하여야 하므로 가능한 해법이 아니다. 즉, 미사용 핀의 영구 종단은 소정의 임피던스 값을 변경시켜 장치가 작동을 개시하는데 필요한 전력의 공급을 막는다.

따라서, 통신장치의 통신 인터페이스의 미사용 핀으로 부터의 스퓨리어스 방사에 의한 상기의 문제점이 영구종단으로 해소될 수 없기 때문에, 통신장치가 정상 작동을 유지할 수 있도록 인터페이스를 통해 통상적인 전력을 송신하는 것을 가능하게 하면서 이러한 미사용 핀들의 동적인 종단을 가능하게 하는 것이 필요하다.

본 발명의 시스템과 방법은 통신 장치의 통신 인터페이스에서 미사용 와이어 연결을 동적으로 종단함으로써 상기의 문제점들을 극복한다. 적어도 하나 이상의 통신 인터페이스의 미사용 와이어 연결을 소정의 이벤트에 대응하여 접지시키기 위한 상호연결된 컨트롤러, 스위치, 및 종단회로가 제공된다. 후술하는 본 발명의 실시예들은 통신장치가 동작을 개시하거나 유지하기 위한 통상의 전력을 인터페이스를 통하여 통신장치에 제공하면서 통신 인터페이스의 미사용 와이어 연결을 동적으로 종단할 수 있다는 이점을 가진다.

도 1은 종래기술에 의한 전력전달(주입)이 가능한 통신장치(미도시)의 입력부(100)를 도시한 블록도이다. 입력부(100)는 입력포트(102), 전자기 (EMI)필터(104, 110), 레지스터(106), 격리스위치(isolation switch : 108), 트랜시버 물리 장치(PHY : 109), 및 DC-DC 전원 공급장치(112)를 포함한다. 입력포트 (102)는 RJ-45(registered jack 45) 및 변압부(Transformer Portion)를 포함할 수 있다. 격리스위치(108) 및 레지스터(106)는 후술하는 바와 같이 검출모드 (Detection Mode)에서 입력부(100)의 회로를 돕는다. DC-DC 전원 공급장치(112)는 통신장치의 전원공급장치로 기능하며 12.95와트 미만의 전력 소모, 1500Vrm 미만의 입력-출력 격리 등의 규격을 규정한 IEEE 802.3 af - 그러나 이에 한정되는 것은 아닌 - 를 준수한다.

입력포트(102)는 LAN 서비스 제공자로 하여금 바람직하게 카테고리-5(CAT-5) 케이블링을 통해 LAN 호환의 통신장치와 데이터 통신을 하고 전력을 전송하는 것을 가능케 하는 LAN(예를들어, 이더넷)장치를 위한 표준 데이터/전력 연결을 제공하는 통신 인터페이스로 기능할 수 있다. PHY(109)는 데이터 라인(101)을 통해 입력포트(102)로 부터 또는 입력포트(102)로 데이터 통신을 수행하기 위한 트랜시버로 작동하며, 전원공급장치(112)로부터 전원을 입력받는다. 비록 미도시되었지만, 다른 트랜시버인 PHY들은 통신 장치의 다른 통신 인터페이스(예를들어, PCMCIA방식)를 위한 트랜시버로 사용될 수 있으며, 상호연결된 전원공급장치(112)로부터 전원을 인가받는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 입력포트(102)는 IEEE 802.3af 규약에 따라 통신 장치와 정보를 주고 받고 LAN 케이블 연결로 통신하기 위한 8개의 와이어 핀(연결)을 포함한다. 이 8개의 핀은 다른 핀(즉, 핀 4-5, 및 7-8)들은 미사용인 채 두고 데이터를 전송하고 통신장치에 전력을 전송하기 위해 이용될 수 있는 데이터 핀 1 - 3, 및 6을 포함한다. 또한, 입력포트(102)는 LAN 서비스 제공자로부터 공급받은 전원을 통신장치의 전원 공급장치(112)로 전송/변환하기 위한 수신/송신 변압기를 포함한다. 바람직하게는, 이러한 변압기들은 IEEE 802.3af 규격을 준수하며, 최고 및 평균 전류값으로 각각 450mA 및 350mA인 전류를 제어할 수 있다. 연결된 통신 장치는 전화, 컴퓨터 장치, 카메라, 무선 통신 장치등의 임의의 LAN 호환 장치를 포함할 수도 있으며, 그밖의 다른 LAN 호환 장치를 포함할 수도 있으나 이에 한정되지는 않는다.

EMI 필터(104)는 외부의 서지(surge)나 ESD(정전기 방전)또는 기타 테스팅에 의한 스파이크로부터 입력부(100)의 회로를 보호하며, 입력부 회로로 부터 발생하 는 방사를 필터링한다. EMI 필터(110)는 격리 스위치(108)가 회로에 대하여 검출(시그너쳐 모드)를 시작할 때 회로의 (RJ-45 인터페이스를 통한) 연결측(link side)을 DC-DC 전원공급장치(112)로부터 격리시킨다.

IEEE 802.3af에 따라, 전력의 전송 전에 LAN 서비스 제공자는 시그너쳐(검출) 모드를 개시하여 전원 공급장치가 오픈 링크, 호환가능한 PoLAN 장치 또는 비호환의 PoLAN 장치에 연결되었는지 여부를 파악한다. 만일 서비스 제공자가 PoLAN 호환장치가 아님을 발견하면 전원이 공급되지 않는다. 도 3에 도시된 바와 같이 적절한 시그너쳐 검출를 위한 입력부(100)의 회로 파라메터는 802.3af 규격을 준수한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 키 검출 모드(Key Detection Mode)의 구성요소는 레지스터(106 : 25KΩ 레지스터)와 격리 스위치(108)이다. 시그너쳐(검출)모드에서는 저전압(예를들어. 30볼트 미만)이 입력부(100)로 인가되고, 25KΩ 레지스터(106)에 의해 형성된 소정의 입력 임피던스가 서비스 제공자에 의해 검출된다. 이러한 임피던스 시그너쳐가 검출되면 입력라인을 통한 전압이 적어도 통신장치의 임계전압(즉, 최소구동전압)인 30V까지 상승한다. 스위치(108)가 최소 30V 이상 36V(또다른 임계전압인 통신 장치의 정지전압(turn-off voltage)) 미만의 전압을 검출하면 스위치(108)가 활성화되어 장치의 작동에 필요한 전압 - 장치의 다양한 부분(예를들어, 프로세서, 디스플레이, 하드 드라이브, CD롬 드라이브 등)으로 공급하기 위한 라인(114)으로의 출력 - 을 생성하기 위해 링크(케이블)측과 DC-DC 전원 공급장치(112)를 연결시킨다. 도 4에 도시된 바와 같이, 격리 스위 치(108)는 30볼트가 되면 DC-DC 전원 공급장치(112)로의 연결을 완성시키기 위해 "턴-온"쪽으로 바이어스 되는 MOSFET 회로(400)일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 종단을 제공하는 통신 장치에로의 입력부(200)를 도시한 블록도이다. 입력부 100 과 공통된 입력부 200 의 구성요소들은 도 5에도 그대로 도시하였다. 입력부(200)의 새로운 구성요소는 상호연결된 스위치 컨트롤러(124), 스위치(122), 및 종단 회로(120)를 포함한다. 바람직하게 스위치 컨트롤러(124)는 전원 공급장치(112)로부터 전원을 인가 받을 수 있고, 스위치(122)는 1500Vrms에 견디는 릴레이 회로로 구현될 수 있다. 비록 별개의 구성요소로 도시되어 있으나, 종단 회로(120) 및 스위치(122)는 함께 위치될 수 있고, 도 5에 도시된 구성은 전적으로 예시적인 것이며 본 발명을 제한하는 것으로 해석될 수 없다.

바람직하게는 스위치(122)는 그라운드에 연결되고, 종단회로(120)는 통신 인터페이스(RJ-45 : 102)의 미사용 와이어 연결(즉, 통신 인터페이스의 미사용 단자 또는 미사용 핀 - 예를들어 핀 4-5 및 7-8)에 연결된다. 종단회로(120)는 RC회로(R+1/jwC 의 임피던스를 가지는)로 구현 될 수 있다. 동작의 시그너쳐 모드(전원의 인가 이전) 중에는 스위치(122)가 열려(불활성화), 스위치(122) 및 종단회로(120)이 - IEEE 802.3af 규격에 따라 - 상기 모드에서 LAN 서비스 제공자에 의해 정해진 예측 임피던스값(예를들어, R=25KΩ)을 변경시키지 않는 효과적인 개방회로((1/jwC)=0)를 구성한다.

일단 통신 장치가 LAN 호환으로 확인되면 서비스 제공자의 전원공급장치는 임계전압인 30볼트를 초과하는 입력전압을 입력포트(102)(즉, 장치를 네트워크에 연결하기 위한 통신 인터페이스)에 제공할 수 있다. 격리스위치(108)가 30볼트 내지 36볼트(또다른 임계전압인 정지전압)의 구동전압을 만족하는 것으로 검출하면 입력포트(102)와 전원공급장치(112) 사이의 회로연결을 완성한다.

스위치(108)을 닫으면 스위치 컨트롤러(124)는 격리스위치(108)에서 생성된 제어 신호(125)를 수신하며, PHY(109)로부터 디지털 제어 신호(127)를 수신한다. 제어 신호(125)는 MOSFET 회로(400)로부터의 닫힌 아날로그 트리거 스위치(108)를 스위치 컨트롤러(124)에 대한 디지탈 제어 신호(125 : 1의 값을 가지는 높은 신호)로 변환하기 위한 아날로그-디지탈(A/D)컨버터(미도시)에 의하여 생성된 디지털 신호일 수 있다. 디지털 제어 신호(127 : link OK)는 최소구동전압이 통신장치의 정상적인 동작을 개시시키는 값에 도달시 "높은" 값(1의 디지탈값)을 갖게 되는 IEEE 802.3af 규약에 따라 PHY(109)에 의해 생성된 디지털 신호일 수 있다. 스위치 컨트롤러(124)에서 두 개의 "높은" 입력 제어 신호(125, 127)의 조합(예를들어, 두 제어 신호의 "AND"와 같은 논리 함수를 통해)은 스위치 컨트롤러(124)로 하여금 제어 신호(129)를 스위치(122)로 전송하여 스위치(122)를 닫고 (따라서, 작동상태로 된다) 종단 회로(120)를 통해 미사용 핀(즉, 통신 인터페이스의 미사용 단자 - 예를들어, 핀4-5, 7-8)들 사이의 접속을 완료하고 접지시키도록 지시한다.

바람직하게, 이러한 과정은 최소구동전압인 30볼트(즉, 임계전압) 아래로 전압이 떨어져 통신장치가 전원이 나간 상태가 된 경우, 상기 과정을 역으로 수행하 여 양 스위치 108 및 스위치 122을 효과적으로 개방(따라서, 부동작상태로 된다)하여 전원 공급장치(112)로부터 통신 연결(케이블)부를 분리하기 위하여 통신장치의 순차적인 전원 인가과정(power-up)에서 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 스위치 컨트롤러(124)는 격리스위치(108)와 PHY(109)로부터 전원이 나간 상태를 가리키는 디지털 로우 신호(즉, "0")를 수신하고, 이를 스위치(122)로 전송되는 제어 신호(129)를 통해 입력포트(102)의 미사용 핀의 그라운드로의 종단 제거를 개시시킨다. 미사용 핀의 접지는 입력포트(102)로의 LAN 연결로 부터 미사용 핀들에로의 전력의 커플링, EMI, 및 다른 노이즈에 의한 스퓨리어스 방사를 감소시키거나 제거한다. 미사용핀 4-5, 7-8은 완전히 예시적인 것이며 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.

비록 입력부(200)의 구성요소(예를들어, 도 4의 격리스위치(108))에 대하여 특정한 구조가 도시되어 있지만, 이러한 구조는 예시적인 것에 불과하다. 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 구성으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의거하여, 명세서에 개시된 방법과 시스템은 상호연결된 통신 장치에 있어서 PoLAN의 동작을 개시시키기 위한 구동최소전압을 검출시 적어도 하나의 LAN 인터페이스 포트의 미사용 와이어 연결의 동적인 종단을 가능하게 한다.

비록 본 발명은 특정한 실시예를 통해 설명되었지만, 본 발명이 속하는 분야에서 일반적인 지식을 가진 자들은 본 발명의 범위와 정신을 변경하지 않는 한도내에서 변경되거나 변형될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

이와같이 본원에 개시된 방법은 구체적으로 도시된 내용에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 정하여진다.

Claims

컨트롤러;

상기 컨트롤러로부터 제어 신호를 수신하는 스위치; 및

상기 스위치와 상호연결되어 있고 그라운드에 연결되며 통신 인터페이스의 적어도 하나의 미사용 와이어 연결과 상호연결되어 있는 종단회로를 포함하여 구성되는 동적 종단 장치에 있어서,

소정의 이벤트에 반응하여 제어신호를 상기 스위치로 전송하여 상기 종단회를 이용하여 상기 적어도 하나의 미사용 와이어 연결을 그라운드에 접속시키는 것을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 소정의 이벤트는 전압 임계값이 상기 통신 인터페이스의 입력 전압에 의해 충족되는 것임을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
제 2항에 있어서,

상기 전압 임계값은 30볼트인 것을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 통신 인터페이스는 LAN(Local Area Network)통신 인터페이스인 것을 특 징으로 하는 동적 종단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 통신 인터페이스는 통신 장치에 전력 및 데이터가 공급되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 통신 장치는 컴퓨팅 장치, 카메라, 전화 및 무선통신 장치 중에서 선택되는 일종임을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어 신호는 디지털 신호인 것을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 미사용 와이어 연결은 통신 인터페이스의 미사용 핀인 것을 특징으로 하는 동적 종단 장치.
통신 인터페이스의 미사용 단자의 종단방법에 있어서,

장치를 네트워크에 연결하기 위한 통신 인터페이스를 제공하는 단계;

네트워크로부터 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 장치에 전압이 전송되었 는지 검출하는 단계; 및

상기 장치에 전압이 전송된 경우, 통신 인터페이스의 적어도 하나의 미사용 단자를 그라운드에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 인터페이스의 미사용 단자의 종단방법.
제 9항에 있어서,

상기 그라운드에 연결하는 단계는 종단회로내의 스위치를 활성화하여 이 스위치를 통해 적어도 하나의 미사용 단자를 그라운드에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.
제 9항에 있어서,

상기 검출하는 단계는 소정의 제 1 임계값과 통신 인터페이스를 통해 인가된 전압을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.
제 11항에 있어서,

상기 소정의 제 1 임계값은 30볼트인 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.
제 9항에 있어서, 상기 검출하는 단계는

소정의 제 1 임계값과 통신 인터페이스를 통해 인가된 전압을 비교하는 단계;

소정의 제 2 임계값과 통신 인터페이스를 통해 인가된 전압을 비교하는 단계; 및

상기 인가된 전압이 소정의 제 2 임계값을 초과할 경우, 통신 인터페이스의 적어도 하나의 미사용 단자를 그라운드로부터 연결 해제하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.
제 13항에 있어서,

소정의 제 2 임계값이 36볼트인 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.
제 9항에 있어서, 상기 검출하는 단계는

30볼트의 소정의 제 1 임계값과 통신 인터페이스를 통해 인가된 전압을 비교하는 단계;

소정의 제 2 임계값과 통신 인터페이스를 통하여 인가된 전압을 비교하는 단계; 및

상기 인가된 전압이 소정의 제 2 임계값을 초과할 경우 통신 인터페이스의 적어도 하나의 미사용 단자를 그라운드로부터 연결 해제하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.
제 15항에 있어서,

상기 소정의 제 2 임계값이 36볼트인 것을 특징으로 하는 미사용 단자의 종단방법.