KR20030032196A - Ｕｔｐ 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 이용하여 데이터 터미널 장치에 전원을 공급하는 이더넷 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 이더넷 시스템은 전원과 제 1 전원 케이블(21)을 통하여 연결되고 허브와 제 1 UTP 케이블(23)을 통하여 연결되어 상기 전원으로부터 공급되는 전원과 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치 사이에서 전달되는 이더넷 신호를 병합하는 파워 오버 랜 모듈과, 상기 파워 오버 랜 모듈과 제 2 UTP 케이블(25)을 통하여 연결되는 한편, 상기 데이터 터미널 장치와 제 2 전원 케이블(27)과 제 3 UTP 케이블(28)을 통하여 연결되며, 상기 파워 오버 랜 모듈에서 병합된 공급 전원과 이더넷 신호를 분리하여 상기 제 2 전원 케이블(27)과 상기 제 3 UTP 케이블(28)을 통하여 상기 분리된 공급 전원과 이더넷 신호를 상기 데이터 터미널 장치로 공급하는 스플리터를 포함한다.

Description

ＵＴＰ 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템{Ethernet System Capable of Supplying Electric Power by using a UTP Cable}

본 발명은 이더넷 시스템의 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 이용하여 데이터 터미널 장치에 전원을 공급하는 이더넷 시스템에 관한 것이다.

이더넷(Ethernet)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3에서 정의된 근거리 통신망 기술인 근거리 통신망(LAN: Local Area Network)의 표준 규격이다. IEEE 802.3은 이더넷 통신을 수행하기 위하여 몇 가지 배선 표준을 명시하고 있다. 이 중 대표적인 것으로는 동축케이블을 기반으로 하는 10BASE-5, 10BASE-2 배선 표준과 UTP 케이블을 기반으로 하는 10BASE-T, 100BASE-T, 그리고 광 케이블을 기반으로 하는 10BASE-F 배선 표준이 있다.

현재 가장 보편적인 이더넷 시스템은 10BASE-T 이며, 대략 10 Mbps의 전송 속도를 제공한다. 고속 전송이 가능한 새로운 표준의 필요성에 따라 최근 제안된 100BASE-T는 최고 100 Mbps까지의 데이터 전송 속도를 제공하고 있다. 이더넷 시스템에서, UTP 케이블은 RJ-45 커넥터를 사용하여 네트워크 카드와 허브/스위치간을 연결하며, 이를 이용한 네트워크 형태를 '10/100BASE-T'라고 지칭한다.

도 1을 참조하면, UTP 케이블을 기반으로 하는 10/100BASE-T 표준 배선을 따르는 전형적인 이더넷(Ethernet) 시스템의 구성이 예시된다.

이더넷 시스템은 허브(10)와 수 m 내지 최대 100 m의 거리를 두고 UTP 케이블(12)을 통하여 허브(10)에 접속된 다수개의 데이터 터미널 장치(Data Terminal Equipment, 이하 DTE라 지칭함)(14)로 구성된다. 허브(10)는 각각의 DTE(14)가 연결되는 다수개의 포트를 가지고 있으며, DTE(14)들 간에 데이터를 주고받을 수 있는 가상의 경로를 만들어주는 기능을 수행한다. UTP 케이블(12)은 모두 8개의 신호선(Signal Line)으로 구성되어 있지만, 실제로 사용되는 신호선은 송신 신호선(TX+, TX-) 및 수신 신호선(RX+, RX-)으로 사용되는 (1, 2, 3, 6)번 신호선뿐이다. 그리고, 나머지 네 개의 (4, 5, 7, 8)번 신호선은 미사용 신호선으로 유보되어 있다.

각각의 DTE(14)에는 이더넷 카드 혹은 LAN 카드(미도시)가 장착되어 있으며, 허브(10)를 경유하여 다른 DTE와 데이터 통신을 수행한다. 또한, 도 1에 예시된 바와 같이, 각각의 DTE(14)에는 전원(16)으로부터 별개의 전원 케이블(18)을 통하여 전압이 공급되고 있다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 이더넷 시스템을 구축하는 경우에는 허브(10)와 다수의 DTE(14)를 각기 UTP 케이블(12)로 연결하고, 또 다시 각각의 DTE(14)를 별개의 전원 케이블(18)로 연결하여야 한다. 이 때, DTE(14)가 실외에 있거나 허브(10)로부터 멀리 떨어져 있는 위치에 배치되는 경우에는 전원 케이블(18) 역시 이격된 거리만큼 길게 연결되어야 하기 때문에, 배선에 어려움이 따르게 된다. 또한, 전술한 배선이 완료된 후에는 UTP 케이블(12)과 전원 케이블(18)이 서로 복잡하게 뒤엉킬 수 있기 때문에 유지 보수 등 관리에 어려움이 있다는 문제가 있다.

그러므로, 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 UTP 케이블을 기반으로 하는 이더넷 시스템에서 각각의 DTE에 공급되는 전원을 UTP 케이블을 통하여 제공되도록 하는 이더넷 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 전원, 허브 및 상기 전원으로부터 공급되는 전원에 의해 구동하며 상기 허브와 이더넷 신호를 송수신하는 적어도 하나의 데이터 터미널 장치를 구비하는 이더넷 시스템은,

상기 전원과 제 1 전원 케이블을 통하여 연결되고 상기 허브와 제 1 UTP 케이블을 통하여 연결되어 상기 전원으로부터 공급되는 전원과 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치 사이에서 전달되는 이더넷 신호를 병합하는 파워 오버 랜 모듈; 상기 파워 오버 랜 모듈과 제 2 UTP 케이블을 통하여 연결되는 한편, 상기 데이터 터미널 장치와 제 2 전원 케이블과 제 3 UTP 케이블을 통하여 연결되며, 상기 파워 오버 랜 모듈에서 병합된 공급 전원과 이더넷 신호를 분리하여 상기 제 2 전원 케이블과 상기 제 3 UTP 케이블을 통하여 상기 분리된 공급 전원과 이더넷 신호를 상기 데이터 터미널 장치로 공급하는 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 10/100BASE-T 배선 규격을 따르는 전형적인 이더넷 시스템의 블럭 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 10/100BASE-T 배선 규격을 따르는 이더넷 시스템의 전원 공급 장치의 블럭 구성도,

도 3은 도 2에 도시된 파워 오버 랜 모듈의 상세 블럭 구성도,

도 4는 도 3에 도시된 전원/이더넷 병합 블럭의 내부 구성도,

도 5는 RJ-45 커넥터의 접속핀 배열을 도시하는 도면,

도 6은 도 2에 도시된 스플리터의 상세 블럭 구성도,

도 7은 도 6에 도시된 전원/이더넷 분리 블럭의 내부 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 22 : 허브 12, 23, 25, 28 : UTP 케이블

14, 29 : 데이터 터미널 장치 16, 20 : 전원

18, 21, 27 : 전원 케이블 24 : 파워 오버 랜 모듈

26 : 스플리터 34, 36, 61, 67 : RJ-45 커넥터

35 : 전원/이더넷 병합 블럭 62 : 전원/이더넷 분리 블럭

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명한다.

본 발명의 설명에 앞서, 본 발명은 별개의 전원 케이블과 UTP 케이블을 통하여 독립적으로 전달되는 전원과 이더넷 신호가 전원 병합 UTP 케이블을 통하여 전달되도록 한 것으로, 전압만이 공급되는 구간에 사용하는 전원 케이블은 실선으로 도시하고, 이더넷 신호만이 전달되는 구간에 사용하는 UTP 케이블은 점선으로 도시하며, 병합된 전압 및 이더넷 신호가 전달되는 구간에 사용하는 UTP 케이블은 점선과 실선을 함께 사용하여 도시한다. 물론, 이더넷 신호만을 전달하는 UTP 케이블과 병합된 전원 및 이더넷 신호를 전달하는 UTP 케이블은 하드웨어적으로는 동일하지만 기능적으로는 서로 다르다는 점을 설명하기 위한 것임을 알아야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 10/100BASE-T 이더넷 시스템의 구성을 도시한다. 본 발명의 이더넷 시스템은 전원(20), 허브(22), 파워 오버 랜 모듈(Power Over LAN Module)(24), 스플리터(Splitter)(26) 및 적어도 하나의 DTE(29)를 포함한다.

전원(20)은 허브(22)에 연결되는 DTE(29)의 구동에 필요한 전원을 공급한다. 전원(20)으로서는 상용 전원, 예컨대, 220V 60Hz의 교류(AC) 전원을 사용한다.

허브(22)는 DTE(29)가 연결되는 다수개의 포트를 가지고 있는데, 본 발명에서는 이해를 돕기 위하여 허브(22)가 하나의 DTE(29)를 수용하는 하나의 포트만을 가지고 있는 것으로 설명되고 도시된다. 이러한 허브(22)는 DTE(29)들 사이에서 데이터를 주고받을 수 있는 가상의 경로를 만들어주는 기능을 수행한다. 전원(20)과 허브(22)는 각기 제 1 전원 케이블(21)과 제 1 UTP 케이블(23)을 통하여 파워 오버 랜 모듈(24)에 연결된다.

파워 오버 랜 모듈(24)은 그의 일측에서 전원(20)과 허브(22)로부터 제 1 전원 케이블(21)과 제 1 UTP 케이블(23)을 통하여 제공되는 교류 전압과 이더넷 신호를 병합하는 기능을 수행한다. 또한, 파워 오버 랜 모듈(24)은 그의 타측에서 제 2 UTP 케이블(25)을 통하여 스플리터(26)에 연결되어 파워 오버 랜 모듈(24)에서 병합된 전원/이더넷 병합 신호를 제 2 UTP 케이블(25)을 통하여 스플리터(26)에 제공한다.

스플리터(26)는 그의 일측에서 파워 오버 랜 모듈(24)로부터 제 2 UTP 케이블(25)을 통하여 제공되는 전원/이더넷 병합 신호를 직류 전압과 이더넷 신호로 각각 분리한다. 또한, 스플리터(26)는 그의 타측에서 제 2 전원 케이블(27)과 제 3 UTP 케이블(28)을 통하여 DTE(29)와 연결되어 있으며, 스플리터(26)에서 분리된 직류 전압과 이더넷 신호는 각기 제 2 전원 케이블(27)과 제 3 UTP 케이블(28)을 통하여 DTE(29)에 제공된다.

DTE(29)는 제 2 전원 케이블(27)을 통하여 제공되는 전원에 의해 구동되는 한편, 제 3 UTP 케이블(28)을 통하여 제공되는 이더넷 신호를 수신하는 무선랜 AP(Access Point), VOIP(Voice Over Internet Protocol) 폰, 랩탑 컴퓨터 등을 포함한다. 또한, DTE(29)에서 생성된 이더넷 신호는 전술한 이더넷 신호 전달 경로와 반대, 즉, 제 3 UTP 케이블(28), 제 2 UTP 케이블(25), 제 1 UTP 케이블(23)을 경유하여 허브(22)로 전달된다.

제 1 및 제 3 UTP 케이블(23 및 28)은 도 4 및 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 8개의 신호선(Signal Line)으로 구성되어 있으며, (1, 2) 및 (3, 6)번 신호선은 각기 송신 신호선(TX+ 와 TX-) 및 수신 신호선(RX+ 및 RX-)으로 할당되고, 나머지 4개의 신호선은 사용되지 않는다. 제 1 UTP 케이블(23)의 출력 신호선(TX+ 와TX-) 및 입력 신호선(RX+ 및 RX-)은 허브(22)와 파워 오버 랜 모듈(24) 사이에서 이더넷 신호를 전달하며, 제 3 UTP 케이블(28)의 송신 신호선(TX+ 및TX-) 및 수신 신호선(RX+ 및 RX-)은 스플리터(26)와 DTE(29) 사이에서 이더넷 신호를 전달하는 데 사용된다.

한편, 제 2 UTP 케이블(25)은 제 1 및 제 3 UTP 케이블(23 및 28)과 마찬가지로 8개의 신호선으로 구성되어 있다. 제 2 UTP 케이블(25)에서 송신 신호선(TX+ 와 TX-) 및 수신 신호선(RX+ 및 RX-)으로 할당된 (1, 2, 3, 6)번 신호선은 파워 오버 랜 모듈(24)과 스플리터(26)사이에서 이더넷 신호를 전달하는 데 사용된다. 제 2 UTP 케이블(25)에서 한 쌍의 (7, 8)번의 신호선은 파워 오버 랜 모듈(24)에서 이더넷 신호와 병합된 전원을 공급하는 전원 공급 신호선(Vin)으로 사용되고, 나머지 한 쌍의 (4, 5)번의 신호선은 전원의 기준 전압 신호선(Vref)으로서 사용된다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 파워 오버 랜 모듈(24)의 상세 블럭 구성도를 도시한다.

파워 오버 랜 모듈(24)은 AC 전원 입력 단자(31), AC/DC 변환기(32), 제 1 과전압/과전류 차단 회로(33), 제 1 커넥터(34), 전원/이더넷 병합 블럭(35) 및 제 2 커넥터(36)를 포함한다. 또한, AC 전원 입력 단자(31), AC/DC 변환기(32), 제 1 과전압/과전류 차단 회로(33) 및 전원/이더넷 병합 블럭(35)은 제 1 전원 케이블(21)의 연장된 제 3 전원 케이블(37)로 서로 연결되고, 제 1 커넥터(34)와 전원/이더넷 병합 블럭(35)은 제 1 UTP 케이블(23)의 연장된 제 4 UTP 케이블(38)로 서로 연결되고, 전원/이더넷 병합 블럭(35)과 제 2 커넥터(36) 사이는 제 2 UTP케이블(25)의 연장된 제 5 UTP 케이블(39)로 서로 연결된다.

AC 전원 입력 단자(31)는 전원(20)으로부터 제 1 전원 케이블(21)을 통하여 제공되는 교류 전압이 인가되는 단자이고, AC/DC 변환기(32)는 AC 전원 입력 단자(31)를 통하여 인가된 교류 전압을 DC(직류) 전압으로 변환하며, 제 1 과전압/과전류 차단 회로(33)를 통하여 전원/이더넷 병합 블록(35)으로 전달한다.

제 1 과전압/과전류 차단 회로(33)는 제 3 전원 케이블(37)을 통하여 낙뢰 등의 이유로 제 2 UTP 케이블(25)로부터 유입되는 과전압/과전류를 차단하여 내부 회로를 보호하고, 전원/이더넷 병합 블록(35)과 연결된 제 3 전원 케이블(37)을 통하여 인가되는 DC 전압의 과전압 및 과전류를 차단하거나 억제하는 기능을 수행한다.

제 1 커넥터(34)는 제 1 UTP 케이블(23)을 통하여 허브(22)에 연결되어 허브(22)와 DTE(29) 사이에서 송수신되는 신호를 전달하며, 잘 알려진 RJ-45 커넥터로 구성된다.

전원/이더넷 병합 블럭(35)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 4 UTP 케이블(38)과 제 5 UTP 케이블(39)의 상호 대응하는 신호선들이 (4, 5, 7, 8)번 신호선을 제외하고 서로 연결되어 있는 부분으로, AC/DC 변환기(32)와 연결된 제 3 전원 케이블(37)을 제 5 UTP 케이블(39)의 (4, 5, 7, 8)번 신호선에 결합하여 AC/DC 변환기(32)에서 변환된 DC 전압과 제 1 커넥터(34)를 통하여 수신된 이더넷 신호가 하나의 제 5 UTP 케이블(39)을 통하여 전달되도록 한다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 4 UTP 케이블(38)의 (4, 5, 7, 8)번 신호선은 오픈되어 DC 전압이 허브(22)측으로 인가되지 못하는 대신 제 5 UTP 케이블(39)의 (4, 5, 7, 8)번 신호선을 통하여 DTE(29) 측으로 인가될 수 있으며, 제 4 및 제 5 UTP 케이블(38 및 39)의 (1, 2, 3, 6)번의 신호선을 통하여 허브(22)와 DTE(29) 사이에 이더넷 신호가 전달될 수 있다.

통상적으로, 전원 케이블은 적어도 두 개의 신호선으로 구성되어 있다. 본 발명에서는 UTP 케이블의 한 쌍의 (7, 8)번 신호선과 전원 케이블의 하나의 신호선이 서로 연결되고, UTP 케이블의 한 쌍의 (4, 5)번 신호선과 전원 케이블의 다른 하나의 신호선이 서로 연결된다는 것이다.

제 2 커넥터(36)는 제 1 커넥터(34)와 마찬가지로 RJ-45 커넥터로 구성되며, 전원/이더넷 병합 블럭(35)에 의해 결합된 전압 및 이더넷 신호를 제 2 UTP 케이블(25)을 통하여 스플리터(26)에 전달한다.

본 발명에 있어서, 연장된 제 4 및 제 5 UTP 케이블(38 및 39)은 각기 대응하는 제 1 및 제 3 UTP 케이블(23 및 28)과 마찬가지로 여덟 개의 신호선으로 구성된 어떠한 형태의 케이블도 포함될 수 있다는 것을 알아야 한다. 만약, 파워 오버 랜 모듈(24)이 PCB로 구성되는 경우에는 이들 연장된 제 4 및 제 5 UTP 케이블(38 및 39)은 PCB 상에 형성된 여덟 개의 신호선 패턴일 수도 있다.

도 5를 참조하면, 도 3에 예시된 제 1 또는 제 2 커넥터(34 또는 36) 중의 하나, 예컨대, 제 1 커넥터(34)를 구성하는 RJ-45 커넥터의 접속핀 배열 구조가 예시된다.

제 1 커넥터(34)의 RJ-45 커넥터는 8개의 접속핀을 가지고 있으며, 각각의접속핀은 제 1 UTP 케이블(23)의 대응하는 신호선과 연결된다. 제 1 커넥터(34)의 RJ-45 커넥터에서 (1, 2, 3, 6)번으로 할당된 4개의 접속핀은 제 1 UTP 케이블(23)의 대응하는 (1, 2, 3, 6)번 신호선(TX+, TX-, RX+, RX-)과 각기 연결되어 허브(22)와 DTE(29)의 사이에서 이더넷 신호를 전달하는데 사용되고, 나머지 (4, 5, 7, 8)번으로 할당된 4개의 접속핀은 1 UTP 케이블(23)의 대응하는 (4, 5, 7, 8)번의 미사용 신호선과 연결된다.

한편, 제 2 커넥터(36)의 RJ-45 커넥터는 접속핀이 제 2 UTP 케이블(25)을 향하여 배치된 것을 제외하고는 제 1 커넥터(34)의 RJ-45 커넥터와 동일한 8개의 접속핀 배열을 가지고 있고, 제 2 UTP 케이블(25)의 대응하는 8개의 신호선과 연결된다. 제 2 커넥터(36)의 RJ-45 커넥터에서, (1, 2, 3, 6)번의 접속핀은 허브(22)와 DTE(29)의 사이에서 이더넷 신호를 전달하는데 사용되고, (4, 5, 7, 8)번의 접속핀은 전원/이더넷 병합 블럭(35)에서 이더넷 신호와 병합된 DC 전원을 제 2 UTP 케이블(25)을 통하여 스플리터(26)에 전달하는 데 사용된다.

도 6은 도 2에 예시된 스플리터(26)의 상세한 블럭 구성도를 도시한다.

스플리터(26)는 제 3 커넥터(61), 전원/이더넷 분리 블록(62), 제 2 과전압/과전류 차단 회로(63), 로우 패스 필터(64), DC/DC 변환기(65), DC 전원 출력 단자(66) 및 제 4 커넥터(67)를 포함한다. 또한, 제 3 커넥터(61)와 전원/이더넷 분리 블럭(62)은 제 2 UTP 케이블(25)의 연장된 제 6 UTP 케이블(68)에 의해 서로 연결되고, 전원/이더넷 분리 블럭(62) 및 제 4 커넥터(67)는 제 3 UTP 케이블(28)의 연장된 제 7 UTP 케이블(69)에 의해 서로 연결되고, 전원/이더넷 분리블럭(62), 제 2 과전압/과전류 차단 회로(63), 로우 패스 필터(64), DC/DC 변환기(65) 및 DC 전원 출력 단자(66)는 제 2 전원 케이블(27)의 연장된 제 4 전원 케이블(70)에 의해 서로 연결된다.

제 3 커넥터(61)는 도 5에 예시된 제 2 커넥터(36)와 마찬가지로 8개의 접속핀을 가지고 있는 RJ-45 커넥터로 구성되며, 제 2 UTP 케이블(25)의 대응하는 8개의 신호선들과 각기 연결된다. 제 3 커넥터(61)의 RJ-45 커넥터에서, (1, 2, 3, 6)번의 접속핀은 허브(22)와 DTE(29)의 사이에서 이더넷 신호를 전달하는데 사용되고, (4, 5, 7, 8)번의 접속핀은 이더넷 신호와 결합된 DC 전압을 다음 단의 전원/이더넷 분리 블록(62)으로 전달하는데 사용된다.

전원/이더넷 분리 블럭(62)은 도 7에 도시된 바와 같이, 제 6 UTP 케이블(68)과 제 7 UTP 케이블(69)의 대응하는 신호선들이 (4, 5, 7, 8)번 신호선을 제외하고 서로 연결되어 있는 부분으로, 제 6 UTP 케이블(68)의 (4, 5, 7, 8)번 신호선을 제 4 전원 케이블(70)에 연결하여 제 3 커넥터(61)를 통하여 수신된 전원/이더넷 병합 신호가 DC 전압과 이더넷 신호로 분리되어 각기 제 4 전원 케이블(70)과 제 7 UTP 케이블(69)을 통하여 전달되도록 한다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 7 UTP 케이블(69)의 (4, 5, 7, 8)번 신호선은 오픈되어 DC 전압이 DTE(29) 측으로 인가되지 못하며, 제 6 및 제 7 UTP 케이블(68 및 69)의 (1, 2, 3, 6)번의 신호선을 통하여 허브(22)와 DTE(29) 사이의 이더넷 신호가 전달될 수 있다. 전원/이더넷 분리 블럭(62)에서 분리된 DC 전압과 이더넷 신호는 각기 제 2 과전압/과전류 차단 회로(63)와 제 4 커넥터(67)에 제공된다.

제 2 과전압/과전류 차단 회로(63)는 제 4 전원 케이블(70)을 통하여 낙뢰등의 이유로 제 2 UTP 케이블(25)로부터 유입되는 과전압 및 과전류를 차단하여 장비의 내부 회로를 보호하고, 전원/이더넷 분리 블록(62)을 통하여 인가되는 DC 전압의 과전압 및 과전류를 차단하는 기능을 수행한다.

로우 패스 필터(64)는 DC 전압에서 불필요한 고주파 잡음 성분을 제거하고, DC/DC 변환기(65)는 로우 패스 필터(64)에서 필터링된 DC 전압을 DTE(29)에 필요한 DC 전압으로 변환한다. DC/DC 변환기(65)는 스위칭 모드 전원 장치(SMPS: Switching Mode Power Supply) 등이 사용될 수 있다. DC 전원 출력 단자(66)는 DTE(29)의 전원 입력 단자(미도시)에 연결되어 DC/DC 변환기(65)에서 변환된 DC 전압을 제 2 전원 케이블(27)을 통하여 DTE(29)에 공급한다.

제 4 커넥터(67)는 제 3 커넥터(61)와 마찬가지로 도 5에 예시된 8개의 접속핀을 가지고 있는 RJ-45 커넥터로 구성된다. 제 4 커넥터(67)의 RJ-45 커넥터의 각각의 접속핀은 제 3 UTP 케이블(28)의 대응하는 신호선과 연결된다. 제 4 커넥터(67)의 RJ-45 커넥터에서 (1, 2, 3, 6)번으로 할당된 4개의 접속핀은 제 3 UTP 케이블(28)의 대응하는 (1, 2, 3, 6)번 신호선(TX+, TX-, RX+, RX-)과 각기 연결되어 허브(22)와 DTE(29)의 사이에서 이더넷 신호를 전달하는데 사용되고, 나머지 (4, 5, 7, 8)번으로 할당된 4개의 접속핀은 3 UTP 케이블(28)의 대응하는 (4, 5, 7, 8)번의 미사용 신호선과 연결된다.

본 발명에 있어서, 연장된 제 6 및 제 7 UTP 케이블(68 및 69)은 각기 대응하는 제 2 및 제 3 UTP 케이블(25 및 28)과 마찬가지로 여덟 개의 신호선으로 구성된 어떠한 형태의 케이블도 포함될 수 있다는 것을 알아야 한다. 만약, 스플리터(26)가 PCB로 구성되는 경우에는 이들 연장된 제 6 및 제 7 UTP 케이블(68 및 69)은 PCB 상에 형성된 여덟 개의 신호선 패턴일 수도 있다.

따라서, 전술한 구성에 의하면 허브(22)와 이와 이격된 DTE(29) 사이에서 전원 케이블을 별도로 배설하지 않고도 하나의 UTP 케이블(25)을 통하여 DTE로의 전원 공급이 가능할 뿐아니라 이들 사이에서 이더넷 신호의 송수신이 가능해진다.

본 발명은 UTP 케이블을 신호 전달 매체로 사용하는 모든 기기, 예컨대, 무선 랜(Wireless LAN), 블루투스(Bluetooth)를 응용한 기기, 웹 카메라(Web Camera), VOIP 폰, 랩탑 컴퓨터(Laptop Computer), PDA(Personal Digital Assistant), 화재 경보기, 원격 오디오 및 비디오 감시 장치 등에 적용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 도 2에서 외부 전원(20)이 교류 전압을 공급하는 교류 전압원으로 예시되고 설명되었지만, 이와 달리 외부 전원(20)을 DC 전압을 공급하는 DC 전압원으로 구성할 수도 있다. 이 경우, 파워 오버 랜 모듈(24)의 구성을 도시하는 도 3의 교류 전원 입력 단자(31)는 외부 전원(20)으로부터 DC 전압이 인가되는 DC 전원 입력 단자로 구성되고, AC/DC 변환기(32)는 DC/DC 변환기로 구성되어야 하는 것을 제외하고 나머지의 구성은 도 3의 실시예와 실질적으로 동일할 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 스플리터를 DTE의 전단에 배치한 구성을 들어 설명하고 예시하였지만, 이와 달리 스플리터를 DTE에 내장하여 사용하는 것도 가능할 것이다. 이외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 허브와 파워 오버 랜 모듈을 별개의 구성으로 예시하고 설명되었지만, 이들 허브와 파워 오버 랜모듈을 하나의 모듈로 통합시키는 구성도 가능할 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서 데이터 터미널 장치와 이더넷 데이터를 전달하는 수단으로 허브를 예를 들어 도시하고 설명하였지만, 허브를 스위치 또는 다른 LAN 장비로 대체할 수도 있을 것이다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따라서 허브와 UTP 케이블로 연결되는 각각의 DTE에 대하여 별개의 전원 케이블을 사용하지 않고도 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능해지므로, 허브와 각각의 DTE 간의 배선이 상당히 간편해진다는 효과가 있다.

또한, 파워 오버 랜 모듈과 스플리터 내부에 과전압/과전류 차단 회로가 구성됨으로써 비정상적인 전력 공급을 사전에 예방할 수 있고, 스플리터 내부에 로우 패스 필터를 구성함으로써 전원으로부터 공급되는 전압에 유입되는 불필요한 잡음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

1. 전원, 허브 및 상기 전원으로부터 공급되는 전원에 의해 구동하며 상기 허브와 이더넷 신호를 송수신하는 적어도 하나의 데이터 터미널 장치를 구비하는 이더넷 시스템에 있어서,

   상기 전원과 제 1 전원 케이블을 통하여 연결되고 상기 허브와 제 1 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 통하여 연결되어 상기 전원으로부터 공급되는 전원과 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치 사이에서 전달되는 이더넷 신호를 병합하는 파워 오버 랜 모듈;

   상기 파워 오버 랜 모듈과 제 2 UTP 케이블을 통하여 연결되는 한편, 상기 데이터 터미널 장치와 제 2 전원 케이블 및 제 3 UTP 케이블을 통하여 연결되며, 상기 파워 오버 랜 모듈에서 병합된 전원/이더넷 신호를 분리하여 상기 제 2 전원 케이블과 상기 제 3 UTP 케이블을 통하여 상기 분리된 전원과 이더넷 신호를 상기 데이터 터미널 장치로 공급하는 스플리터

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 파워 오버 랜 모듈은,

   상기 전원과 상기 제 1 전원 케이블을 통하여 연결되는 전원 입력 단자;

   상기 허브와 상기 제 1 UTP 케이블을 통하여 연결되는 제 1 커넥터;

   상기 데이터 터미널 장치와 상기 제 2 UTP 케이블을 통하여 연결되는 제 2 커넥터;

   상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에서 상기 제 1 UTP 케이블의 연장된 제 4 UTP 케이블과 상기 제 2 UTP 케이블의 연장된 제 5 UTP 케이블이 서로 연결되어 있고, 상기 제 1 전원 케이블의 연장된 제 3 전원 케이블을 상기 제 5 UTP 케이블에 연결시켜 상기 제 5 UTP 케이블을 통하여 상기 병합된 전원/이더넷 신호가 전달되도록 하는 전원/이더넷 병합 블럭

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 UTP 케이블은 각기 8개의 독립된 물리적인 신호선을 가지고 있으며,

   상기 제 1 및 제 4 UTP 케이블에서, 상기 8개의 신호선 중에서 네개의 신호선은 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치와의 사이에서 송수신 되는 이더넷 신호를 전달하는 수신 신호선(RX+, RX-) 및 송신 신호선(TX+, TX-)으로 사용되고, 나머지 네개의 신호선은 미사용 신호선으로 사용되며;

   상기 제 2 및 제 5 UTP 케이블에서, 상기 8개의 신호선 중에서 네개의 신호선은 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치와의 사이에서 송수신 되는 이더넷 신호를 전달하는 수신 신호선(RX+, RX-) 및 송신 신호선(TX+, TX-)으로 사용되고, 한 쌍의 신호선은 상기 파워 오버 랜 모듈에서 상기 이더넷 신호와 병합된 전원의 기준 전압 신호선(Vref)으로서 사용되며, 나머지 한 쌍의 신호선은 상기 파워 오버 랜 모듈에서 상기 이더넷 신호와 병합된 전원을 공급하는 전원 공급 신호선(Vin)으로 사용되는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 4 UTP 케이블의 미사용 신호선은 상기 제 5 UTP 케이블의 기준 전압 신호선(Vref) 및 전원 공급 신호선(Vin) 상의 전원이 상기 허브 측으로 인가되는 것을 방지하도록 오픈되어 있는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 커넥터는 상기 제 1 및 제 2 UTP 케이블의 대응하는 8개의 신호선에 각기 연결되는 8개의 접속핀을 가지고 있는 RJ-45 커넥터인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 파워 오버 랜 모듈은 상기 전원 입력 단자와 상기 전원/이더넷 병합 블럭 사이에 연결되어, 상기 전원 입력 단자를 통해 공급된 전원을 상기 데이터 터미널 장치에 사용되는 필요 전원 값으로 변환하는 전원 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 파워 오버 랜 모듈은

   상기 전원/이더넷 병합 블럭과 상기 AC/DC 변환기 사이에 연결되어 상기 제 3 전원 케이블을 통하여 상기 제 2 UTP 케이블로부터 유입되는 과전압/과전류를 차단하고, 전원/이더넷 병합 블록과 연결된 제 3 전원 케이블을 통하여 인가되는 과전압 및 과전류를 차단하거나 억제하는 과전압/과전류 차단 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 스플리터는,

   상기 데이터 터미널 장치와 상기 제 2 전원 케이블을 통하여 연결된 전원 출력 단자;

   상기 파워 오버 랜 모듈의 제 2 커넥터와 상기 제 2 UTP 케이블을 통하여 연결된 제 3 커넥터;

   상기 데이터 터미널 장치와 상기 제 3 UTP 케이블을 통하여 상기 데이터 터미널 장치에 제공하는 제 4 커넥터;

   상기 제 2 UTP 케이블의 연장된 제 6 UTP 케이블과 상기 제 3 UTP 케이블의연장된 제 7 UTP 케이블이 연결되어 있고, 상기 제 6 UTP 케이블을 부분적으로 상기 제 2 전원 케이블의 연장된 제 4 전원 케이블과 연결시켜 상기 분리된 전원과 이더넷 신호가 각기 상기 제 4 전원 케이블과 상기 제 7 UTP 케이블을 통하여 상기 데이터 터미널 장치로 제공되도록 하는 전원/이더넷 분리 모듈

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 3, 제 6, 및 제 7 UTP 케이블은 각기 8개의 신호선을 가지고 있으며,

   상기 제 3 및 제 7 UTP 케이블에서, 상기 8개의 신호선 중에서 네개의 신호선은 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치와의 사이에서 송수신 되는 이더넷 신호를 전달하는 송신 신호선(RX+, RX-) 및 수신 신호선(TX+, TX-)으로 사용되고, 나머지 네개의 신호선은 미사용 신호선이며;

   상기 제 6 UTP 케이블에서, 상기 8개의 신호선 중에서 네개의 신호선은 상기 허브와 상기 데이터 터미널 장치와의 사이에서 송수신 되는 이더넷 신호를 전달하는 수신 신호선(RX+, RX-) 및 송신 신호선(TX+, TX-)으로 사용되고, 한 쌍의 신호선은 상기 파워 오버 랜 모듈에서 상기 이더넷 신호와 병합된 전원의 기준 전압 신호선(Vref)으로서 사용되며, 나머지 한 쌍의 신호선은 상기 파워 오버 랜 모듈에서 상기 이더넷 신호와 병합된 전원을 공급하는 전원 공급 신호선(Vin)으로 사용되는것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 7 UTP 케이블의 미사용 신호선은 상기 제 6 UTP 케이블의 기준 전압 신호선(Vref) 및 전원 공급 신호선(Vin) 상의 전원이 상기 데이터 터미널 측으로 인가되는 것을 방지하도록 오픈되어 있는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 3 및 제 4 커넥터는 상기 제 2 및 제 3 UTP 케이블의 대응하는 신호선에 각기 연결되는 8개의 접속핀을 가지고 있는 RJ-45 커넥터인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 스플리터는 상기 전원/이더넷 분리 블럭과 상기 로우 패스 필터 사이에 연결되어 상기 제 4 전원 케이블을 통하여 상기 제 2 UTP 케이블로부터 유입되는 과전압 및 과전류를 차단하는 과전압/과전류 차단 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 스플리터는 상기 전원/이더넷 분리 블록과 상기 전원 출력 단자 사이에 배치되어 상기 제 4 전원 케이블을 통하여 공급되는 전원으로부터 고주파 성분의 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터를 더 포함하는 것을 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 스플리터는 상기 전원/이더넷 분리 블럭과 상기 전원 출력 단자 사이에 배치된 전원 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 전원은 교류(AC) 전원인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
16. 제 6 항에 있어서,

    상기 전원은 교류(AC) 전원이고, 상기 전원 변환기는 AC/DC 변환기인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 전원은 교류(AC) 전원이고, 상기 전원 변환기는 AC/DC 변환기인 것을특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 전원은 직류(DC) 전원인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
19. 제 6 항에 있어서,

    상기 전원은 직류(DC) 전원이고, 상기 전원 변환기는 DC/DC 변환기인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.
20. 제 14 항에 있어서,

    상기 전원은 직류(DC) 전원이고, 상기 전원 변환기는 DC/DC 변환기인 것을 특징으로 하는 UTP 케이블을 통하여 전원 공급이 가능한 이더넷 시스템.