TWI321406B - - Google Patents

Description

丄4ϋ6 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用以透過具有非資料功能的媒體進 行資料傳送的裝置，尤指透過具有資料阻擋元件，例如一 不斷電電源供應器，之電源幹線進行雙向資料傳送之裝 置。 鲁 【先前技術】 可透過電源幹線（例如大樓公共建設的牆上交流電源 插座和用以提供電源的線路）雙向傳輸資料的裝置已在審 查中的美國第10/871,361號專利申請案中被具體提出， 其所談的裝置和其他裝置一樣，僅於電源幹線的路徑在裝 置可接收到信號之範圍内具有足夠的保真度時可使用，所 謂袭置可接收到之信號範圍，例如在1 -50MHz範圍内的多 個資料傳輸電源線規格和協定，即是所謂HomePiug協定 _ 或 球電力線協會（Universal Powerline Association， 簡稱UPA)協定。 然而’在眾多應用於大樓的實例中，電源幹線和資料 設備之間的路徑係通過一不斷電電源供應器

(Uninterruptible Power Supply，簡稱 ups)，該 upS 會有意地（如同經過内部過濾）或無意地降低資料信號路 控的品質，因而令該透過電源幹線傳輸資料之電源幹線裝 置（例如電源幹線資料收發器）無法使用。 5 4U0 【發明内容】 為此，本發明之主要目的在提供一 號於資料設備和電源幹線之間的資料傳輸系：：送資料信 該電源幹線資料傳輸系統。 ’、，，，方法以及 而本發明之一實施例的電源幹線資料 -資料收發器、一第一資料路徑以 _電2係包括 中該第一資料路栌俏读％ 弟一電源路徑，其 係透過-既有的資料路徑連接該電祕 線，而該第二電源路徑係連接一 二電：幹 (_e鄉ibleP_rSupp|y，簡稱㈣）之原幹供出^器 錢接，該資料收發器取得工作電源之處。又本發明另進 步有多個實施例，其提供複數個資料設備所需之資料和/ 或電源，且具有内部切換與過濾之功能。 因此，根據上述說明可知，本發明係為一種裝置，即 使其遭遇信號中斷時（例如—㈣裝置或其他形式之資料 阻擋70件），亦可透過電源幹線提供確實的資料傳輸。 【實施方式】 關於第一圖中所示之第一實施例（5 〇 )，係概略地 揭示一資料來源，例如一具有數位輸出之網路協定攝影機 (52)(其亦可接收數位控制信號），其係透過第五類 (Category 5，簡稱CAT5)線材（54)(或其等效物） 連接一電源線通訊（Power Line Communication，簡稱 PLC)引擎或一資料收發器（56)，另該攝影機（52) 或也可適用於透過CAT5連線而自收發器接收工作電源， ί321406 又該資料收發器（5 6 )係經由一連接該交流電源幹線（6 0 )的信號路徑，例如一交流電源線（5 8 )插在—牆上 插座内，透過該交流電源幹線（6〇)(或其他原本:非 用以傳輸資料的媒體），以連接該資料來源與其他裝置（圖 中未示）。此外，該資料收發器（56)係包括一資料引 擎，該資料引擎係設計用來令該來源設備的資料可相容及 可使用於其他裝置上’例如在H〇mePlug(TM)電力聯盟 參 （power a丨丨丨ance)公司的白皮書中編號第HPAVWp 〇58i8 號文件所提及的協定，或其他等同或相似的協定或格式； 又該資料引擎或可如同多個電子電機工程師協會（丨nst丨tute of Electrical and Electronics Engineers，簡稱 IEEE)所 制定之標準或其他標準所定義般，提供「透過電源線傳輸 的乙太網路」（Ethernet Over Power line，簡稱 E〇p) 架構以及/或功能。於是，該資料收發器（5 6 )可提供電 力予與之連接的資料來源（52)，以及提供「透過乙太 φ 網路傳輸電源」之架構和/或功能。 通常透過電源線或電源幹線傳輸資料的環境都會有著 資料傳輸不確實或資料品質不佳的問題，且該資料傳輸環 境也常與一不斷電電源供應器（Uninterruptible P0Wer

Supply，簡稱 UPS) ( 6 2 )併用，該 UPS ( 6 2 )具有 一輸入端’該輸入端係透過一電源線（6 4 )連接該幹線 插座（6 0 )，又該UPS ( 6 2 )通常係具有數個插座， 以供需要電力供應的設備（例如電腦（7 〇 )和資料收發 器（56))利用適當的電源線（66) (68)連接。 7 丄πυο :::在第-圖所示之第一實施你丨（5〇)中，該資料收 盗（56)進一步透過一資料傳輸路徑（72) 電腦（70)以傳輸資惟該資料傳輸路徑並 不一定要是雙向的資料傳輸路徑。 關於第二圖所示之第二實施例（i 〇 〇 )，係一提供 了額外特徵與細節之實施例。該電源線或電源幹線（6 〇 ) 係設置在該插座（80A) (8〇B)旁，且該電源線或 電源幹線（6 0 )可包含有分支電路，該分支電路係具有 —共同節點，該共同節點處係具有足夠的資料信號連接， 以於資料在其中傳遞時，可在資料收發器（如第一圖中的 (5 6 ))之協定或格式上的相關信號範圍内，維持較佳 的保真度，於本實施例中，該資料收發器係為_ PLC收發 器（1 0 8 )。 一雙向兩通據波器（High Pass Filter，簡稱HPF) ( 1 04)係透過連接器（i〇2)與該幹線插座（8〇a) 連接’其中該HPF ( 1 〇4)將經過處理的信號中，大多 數但並非全部的交流電源（和其他低頻）信號濾除至路徑 外’而該HPF( 1 〇 4 )之另一端係連接一類比前端（analog front end ’ 簡稱 AFE) ( 1 〇 6 )，該 AFE ( 1 〇 6 )係 令PLC收發器（1 〇 8 )中的發射器部分產生予電源幹線 (6 0 )之數位信號有如一適當調整過的信號，並提供一 適當調整過（例如被放大/減弱、被塑造等）的回授路徑， 其中該回授路徑係自電源幹線（6 0 )至PLC收發器（1 08)之接收部；又該PLC收發器（108)可直接連接 1-321406 已連線之設備（圖中未示），且該已連線之設備係連接至 連接器（1 1 2A)或其他適當的連接器上；此外，該PLC 收發器（1 0 8 )或可透過一資料開關，例如一四倍乙太 網路交換機（1 ! 〇) <其等效裝置，經由連接器（1工 2B)〜（1 1 2D)連接至資料設備。 在第二圖所示的第二實施例（1 0 0 )中，係進一步 具有一特徵，該特徵係自一電源供應器（丄2 〇 )提供電 源庄入至已連接的資料設備，且一併提供電源予該HPF( 1 0 4)(若有必要）、該AFE(1〇6)、該pLc收發器 (108)以及該四倍乙太網路交換機（11〇)。一施 行之做法係以使用一電源注入電路以及隔離電路（i工6 A )〜（1 1 6 D )，於本實施例中該電源注入電路係為一 乙太網路電源注入器（1 ，其可提供適當的電源， 而該隔離電路（1 i 6A)〜（1 1 6D)則特別包含一隔 離變壓器或其等效物，藉此讓資料通過已連接之資料設備 和該四倍乙太網路交換機（11〇)，並令電源送至資料 設備，且同時避免供應之電源不正常地流至四倍乙太網路 交換機（1 1 0 )。此外，該電源供應器（丄2 〇 )係透 過- UPS(62)和電源線（122)、透過一低通濾、波 器（126)或透過另一開關（124)，直接地由電源 幹線插座（8 〇 B )提供電源，其中該開關（丄2 4 )係 可供操作者選擇以自電源幹線插座（8〇A) < ups(6 2 )接收電源。當一電源幹線損壞時，該ups取代該電源 幹線的功能’以提供—有如電源幹線般的交流輸出予已連 9 ^21406 接的資料設備和電源供應器（1 20)。然而，關於在UPS (6 2 動和轉變時的不穩$，所造成的電源供應器（1 2 0 )之輸出極端地變動或減少的問題，本發明另具有一 特徵其可提供一電池（丄3 〇 )(或其他電源供應源）， 以提供電源予原本由電源供應器（i 2 〇 )供電之電路， 而圖中所示之二極體（i 3 2 )(丄3 4 )，則係用以切 換或控制，令電路之電源供應由電源供應器（i 2 〇 )提 :改為由電池（"〇)(或等效物）提供，當電源供應 裔（1 2 0 )恢復其正常電源輸出時，則再切回由電源供 應盗（1 2 0 )提供電源；且所屬技術領域具有通常知識 者係可依據本發明之教示，改以其他切換或控制電路應用 於此。 本發明進一步具有一特徵，其提供—個或多個幹線交 流插座C 1 4 0 A)〜（1 4 0D) ’該些幹線交流插座 (140A)〜（140D)可透過電源線（122)自 UPS(6 2)提供，或可進一步由操作者利用開關（工2 4 )選擇係由幹線插座（8 0 A )(不經過ups ( 6 2 )) 或由UPS ( 6 2 )提供。在-可替換的實施例中，該開關 (1 24)係自動地受到一電源感應電路（丄28)之控 制’當幹線（6 0 )上確具有幹線電源時，將會提供一電 源感應信號予該電源感應電路（1 2 8 )，使該插座（工 4 0 A )〜（i 4 0 D )不經過UPS ( 6 2 )而直接連接 電源幹線（60)。此外，各插座（14〇a)〜（14 〇 D )之電源又受到一低通濾波器（1 4 2 A )〜（1 4 10 f D )進行過遽’·再者，—瞬變或其他電源幹線狀況過遽 器（1 3 6 )以及/或一電路斷路器（工3 8 )(或保 可串聯連接於電源幹線（6())(或UPS(62)輪出端） 與插座（1 4 Ο A)〜（工4 〇D)和低通渡波器（丄4 2A) (142D)之間’又該瞬變或其他電源幹線狀 況過滤器（13 6)以及/或電路斷路||(138)(或保 險絲）f可直接連接該電源供應$ ( 1 2 0 )或透過一低 通濾波器（1 2 6 )連接該電源供應器（工2 〇 )。 又本發明之第三實施例（1 5 0 )係顯示於第三圖上， 當透過一適當的切換或控制裝置（例如一二極體（i 5 4))連接-電源路徑至一功率裝置接收器（i52)(於 本實施例中係為一乙太網路電源（Ethernet， 簡稱POE)轉換器）或該收發器負載（例如Ηρρ(丄〇 4 )、 W ( 1 0 6 )、PLC收發器（丄〇 8 ) '四倍乙太網路 、機C 1 1 0 ))時’該收發器之電源係透過連接器（丄 2A) (112D)和隔離電路（ii6a)〜（1 1 6 D)取自該已連接之設備（其藉由連接本實施例而提 供電源，且透過該 UPSTiir»、 、 〔6 2 )、電池或其他來源之備援 、隹持供電）（圖中未不），其中該隔離電路 (1 1 6D)係提供-介於四倍乙太網路交換機（1 1 ▲和各自的連接器之間的資料路徑，但該四倍乙太網路 :機（1 1 0)並不輸出電源。因此，當幹線（6〇) ::供電源’以及該電源供應器（丄2 0)和/或該電池（i 無法供電或電力不足時，該第三實施例（150) 1321406 提供電源予該收發器負載_。若該内部收發器貞栽係_ 的、係需要條件或係、標準的，則可將透過隔離電路=同 6A)〜（116D)自連接器（112A)〜（1 D)接收的電源對應地由該功率裝置接收器（工 2 換或處理。該交流電源插座（14〇A)〜（ 轉 係透過低通德波器（142A)〜（142叫 ） 連接盜（102)連接幹線電源插座（8〇A)。雖然由 二圖中並未顯示第二實施例（1 0 0 )之其他特徵第 直接連接或經由受控的開關（丄24)連接ups(6 如 然該些其他特徵係可由所屬技術領域具有通常知識者，佑 據本發明之教示而增加於本發明上。 上述多個實施例可供利用本發明特徵之應用而預見一 系統’該系統係、具有—電源線調節器（圖中未示）和/或其 他替換裝置’且連接於電源線（1 22)和插座 之間；此外，該插座（丄4 〇 A )〜（丄4 〇 D )可共同 設置於或分開設置於該連接器（丄丄2 a)〜（丄丄2〇;。 :料信號的切割、結合或多工裝置可取代該四倍乙太網路 乂換機（11Q) ’如同連線的數目以及資料路經至資料 -又備的數目可依據所屬技術領域以及本發明之教示而被修 改又本發明尚包含單向資料傳輸的實施例，例如該收發 器係:資料傳輸裝置，該資料傳輸裝置包括一資料接收器 資料發射器，再者，在本案中所舉例的元件、用詞與 標準，例如RJ45、CAT5、.乙太網路等，均不會限制本案 之保濩範圍，且可被解讀為包含將來的標準、用詞與元件。 12 本發月雖已於w述實施財揭露，但並不僅限 例中所提及之㈣，在不㈣本發明^朴 之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。 :本發明雖已於前述實施例中所揭露’但並不僅限於 則述實把例中所提及之内容，在不脫離本發明之精神和範 圍内::作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。 紅上所述，本發明已具備顯著功效增進，並符合發明 專利要件，爰依法提起申請。 【圖式簡單說明】 第一圖：係本發明第一實施例之方塊圖。 第二圖：係本發明第二實施例之詳細方塊圖。 第二圖：係本發明第三實施例之詳細方塊圖。 【主要元件符號說明】 # ( 5 〇 )本發明之第一實施例 (52)網路協定攝影機 (5 4 )第五類線材 (5 6 )資料收發器 (5 8 )交流電源線 (6 〇 )電源幹線 (6 2 )不斷電電源供應器 ( 6 4 ) ( 6 6 ) ( 6 8 )電源線 (7 0 )電腦 13 1321406 (7 2 )資料傳輸路徑 (8 0 A ) (80B)插座 (1 0 0 )本發明之第二實施例 (1 0 2 )連接器 (1 0 4 )雙向高通濾波器 (1 0 6 )類比前端 (1 0 8 ) PLC收發器 (110)四倍乙太網路交換機 (112A)〜（112D)連接器 (1 1 4 )乙太網路電源注入器 (116) (116A)〜（116D)隔離電路 (1 2 0 )電源供應器 (1 2 2 )電源線 (1 2 4 )開關 (1 2 6 )低通濾波器 (1 2 8 )電源感應電路 (1 3 0 )電池 (132) (134)二極體 (1 3 6 )瞬變或其他電源幹線狀況過濾器 (138)電路斷路器 (140A)〜（140D)幹線交流插座 (1 4 2 A )〜（1 4 2 D )低通濾波器 (1 5 0 )本發明之第三實施例 (152)功率裝置接收器 14 1321406

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： i.-種電源幹線資料傳輸系統，係應用於—具有電 /原幹線和不斷電電源供雍 雷、的電力系統中，其中該不斷電 浪私“ 幹線，並具有一輸出端；而該電 原幹線資料傳輸系統係包括： 电 一資料收發器，係具有— .^ ^ 吐 ^ # ^^^ . 第一連接埠與一第二連接 發器係令資料於至貧枓-備，又該資料收 … 槔與第二連接崞之間傳輸，且 係透過一供電手段自兮 °χ斷電電源供應器的輸出端取得工 作電源；及 Τ M L號路役’係連接於該f源幹線與該資料收發 二第連接痒之間’以接收和傳送資料，其中該資料收 Π-信號路徑係於該電源幹線和資料設備 貝枓串流。 2 請專利範圍第丄項所述之電源幹線資料傳輸 ….，該供電手段係以-電源供應器連接該不斷電電源供 應器的輸出端，以提供工作電源予該資料收發器。”' / 3 .如申請專利範圍第2項所述之電源幹線資料傳輸 糸統，係進—步包括—開關，以切換該電源供應器是否連 接其中-電源幹線和該不斷電電源供應器之輸出端·又該 開關係具有一輸出端。 μ 4.如申請專利範圍第3項所述之電源幹線資料傳輪 系統，係進一步包括一電源幹線檢測電路，其中·· 該開關係受控於一開關控制信號； 16 開關該電源幹線檢測電路係用以提供該開關控制信號予該 =不=源幹線供電時選擇該連接電源幹線，而電源 線不供電時選擇連接不斷電電源供應器。 5 :如"專利範圍第4項所述之電源幹線資料傳輸 wui的^步包括至少—幹線插座，各幹線插座係連接 邊開關的輸出端。 6…請專利範圍第5項所述之電源幹線資料傳輸 、，’，係進-步包括至少一瞬變電壓過濾器以及一選定的 斷路器’纟中該較的斷路器係串聯連接於該開關的輸出 端和該電源供應器之間。 7 7 .如巾請專利範㈣i項所述之電源幹線資料傳輸 系統’係進—步包括—備用電源，該備用電源係連接該資 料收發器，以提供該資料收發器部分工作電源。 8 ·如中請專利範圍第7項所述之電源幹線資料傳輪 系統’該備用電源係包括一電池。 9 .如_請專利範圍帛丄項戶斤述之電源幹線資料傳輪 系統，係進-步包括—乙太網路交換器，m網路交換 器係具有複數資料設備連接埠，以供複數資料設備連接 用。 1 0 .如申請專利範圍第i項所述之電源幹線資料傳 輸系統，係進一步包括： 一資料連接器，係供透過一第二信號路徑連接該資料 設備；及 一電源注入電路，係設於該第二信號路徑内且連接一 17 1321406 電源供應器，以透過該資料連接器提供電源予連接之資 設備。 ； 1 1 .如_請專利範圍第i 〇項所述之資料傳輸系 統，該電源注入電路係包括一隔離電路，該隔離電路係將 電源透過該資料連接器提供至與該資料連接器連接的資料 設備，以及透過該第二信號路徑提供至一隔離資料路徑。 1 2 · —種用以傳送資料信號於資料設備和電源幹線 _ 之間的資料傳輸系統，係包括： 資料收發器，係具有一第一連接埠與一第二連接 埠； 一第一信號路徑，係連接於電源幹線和該資料收發器 之第一連接埠之間，以傳送和接收資料； 一第二信號路徑，係連接於該資料收發器的第二連接 埠和資料設備之間，以傳送和接收資料以及自該資料設備 接收電源；及 Φ 電源路徑，係連接該第二信號路徑和該資料收發 器，以自該資料設備提供電源予該資料收發器，其中該資 料設備係提供電源予該資料收發器的第二連接埠，而該資 料收發器和該第一信號路徑係於電源幹線和資料設備之間 提供資料串流。 1 3 ·如申請專利範圍第丄2項所述用以傳送資料信 號於資料設備和電源幹線之間的資料傳輸系統，係進一步 包括一隔離電路與一隔離資料路徑，其中該隔離電路係設 於該第一彳§號路控内’以自連接的資料設備提供電源予該 18 二信號路徑 資料收發器’而該隔離資料路徑係沿著該第 14.一種傳送資料於讯 料傳輪方汰…丄 頁枓6又備和電源幹線之間的資 π得翰方法，係包括下 只 路徑； 提供-介於電源幹線和資料傳輸裝 置之間的第一資料 路徑提供-介於資料設備和資料傳輪裝置之間的第二資料 置 連接—電源供應器至一電力來 電源幹線接收電源；以及 當電源幹線停止供電時提供 源’其中該電力來 源係 電源輸出至該資料傳輸裝 1:·如申請專利範圍第14項所述傳送資 "又備和電源幹線之間的資料傳 、資枓 不斷電電源供應器。 ’、該電力來源係為一 -備中請專利範圍第14項所述傳送資料於資料 一和電源幹線之間的資料傳 資枓 該資料設備接收電源。 該電力來源亦可自 1 7 .如申請專利範圍第 設備和電源幹線之間的資料傳輸方=送資料 離電源的步驟，其係將由該資：進-步包括-隔 傳輸裝置隔離。 備取仔的電源與該資料 18.如申請專利範圍第 設備和電源幹線之間的資料傳法所=料資料於資料 供應器至-電力來源」步驟後=於「連接—電源 步包括一「由該電力來 源供電予該資料設備」之步驟。 設備8項所述傳送資料於資料 *連接該資料=置的資料傳輸方法’係利用多相傳輸介 ☆備条n ¥°月專利範圍帛1 8項所述傳送資料於資料 二雷…、幹線之間的資料傳輸方法，係進-步包括一隔 離電源的步驟， 7匕祜^ 傳輸裝置隔離/資料設備取得的電源與該資料 設備和電源幹1明專利範圍第14項所述傳送資料於資料 源不提供電源時，提供二法’係進—步於電力來 置。 k供-備极電力來源予該資料傳輸裝 設備和ί源ίΓ奢專利範圍第14項所述傳送資料於資料 步具有方法，該電源幹線係進- n 貝料阻擋元#·，S分'你， 可切換連接於，次u αΑ源供應器和該電源幹線係 運接於該貧料阻擋元件之前與之後。 3 ·如申請專利範圍第 設備和電源幹線之間的資料傳所述傳送資料於資料 電源幹線係依據該電源幹線之供電^該電源供應器和該 資料阻擋元件之前與之後。 、否，而切換連接於該 24.如申請專利範圍第2 設備和電源幹線之間的資料傳^所述傳送資料於資料 幹線插座和該電源幹線切換連接於該嘗係將—資料設備之 之後。 、〜資料阻擋元件之前與 20